信号与系统：Matlab分析与实现 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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陈金西 编

图书标签:

• 信号与系统
• Matlab
• 电路分析
• 系统分析
• 通信原理
• 数字信号处理
• 控制系统
• 工程数学
• 高等数学
• 仿真
• 算法实现

出版社： 厦门大学出版社

ISBN：9787561557877

版次：1

商品编码：11882648

包装：平装

丛书名： 应用型本科电类专业规划教材

开本：16开

出版时间：2016-01-01

用纸：胶版纸

页数：566

字数：882000

正文语种：中文

内容简介

　　《信号与系统：Matlab分析与实现》系统地介绍了信号及系统的基本概念和理论，给出了利用Matlab在计算机上实现信号及系统的分析、设计、计算实例。主要内容包括六大部分：（1）连续时间信号及连续系统的时域分析，主要介绍连续时间信号特征及其计算、连续系统的时域分析；（2）连续系统的频域分析，主要介绍周期信号傅立叶级数、非周期信号傅立叶变换、周期信号傅立叶变换、系统的傅立叶变换分析；（3）连续系统的S域分析，主要介绍连续信号的拉普拉斯变换、连续系统的S域分析；（4）离散信号及Z变换，主要介绍离散信号特征及其计算、离散信号z变换、离散系统Z变换分析、离散信号傅立叶变换及其频谱分析；（5）系统函数及系统结构，主要介绍系统函数的建立、零点极点与时域响应、系统函数与频率响应、系统函数导出系统结构；（6）Matlab基本使用，主要介绍Matlab使用环境、数值计算及绘图、符号计算及绘图、Matlab信号处理、Matlab编程方法。
　　《信号与系统：Matlab分析与实现》重点放在基本理论和基本设计上，强调对基本概念及其物理意义的透彻理解；每部分理论分析后再进行Matlab仿真，目的是先完整理解概念及理论再检验所学理论内容，加深对内容的理解。书中大量使用基于Matlab的应用实例，既有利于反映信号与系统的新发展，又便于读者进行仿真实验。
　　《信号与系统：Matlab分析与实现》体系新颖，内容取舍适度，重点突出，阐述通俗易懂，可作为高等院校电子信息工程、通信工程、电子科学与技术、自动化、电气工程及其自动化、计算机应用、物联网工程、生物医学工程等专业本科生教材，也可作为其他专业本科生和研究生的选修课教材，还可供从事信号与信息处理的科技工作者参考。
　　《信号与系统：Matlab分析与实现》使用的符号：模拟角频率——ω；傅立叶级数基频——Ω；数字角频率——β；连续信号时间变量——t；离散信号时间变量——n；离散傅立叶变换频率变量——k。

内页插图

目录

第1章 连续系统的时域分析
1．1 绪论
1．1．1 信号的概念
1．1．2 系统的概念
1．1．3 信号与系统的联系
1．2 信号
1．2．1 信号的分类
1．2．2 典型连续信号
1．3 信号的基本运算
1．3．1 信号的算术运算
1．3．2 信号的时间变换
1．4 奇异信号
1．4．1 阶跃函数
1．4．2 冲激函数
1．5 信号的Matlab实现
1．5．1 信号的Matlab表示
1．5．2 常用信号的Matlab仿真
1．5．3 信号运算的Matlab实现
1．6 系统
1．6．1 系统分类
1．6．2 系统的描述和分析方法
1．7 LTI连续系统响应
1．7．1 微分方程的求解
1．7．2 冲激响应和阶跃响应
1．7．3 卷积积分
1．7．4 相关函数
1．8 系统时域分析的Matlab实现
1．8．1 代数方程求解
1．8．2 微分方程符号求解
1．8．3 连续系统数值求解
1．8．4 卷积运算
1．8．5 相关函数
1．9 习题
第2章 连续系统的频域分析
2．1 信号正交分解
2．1．1 向量正交与正交分解
2．1．2 信号正交与正交函数集
2．1．3 信号的正交分解(投影)
2．2 周期信号的傅立叶级数
2．2．1 傅立叶级数的三角形式
2．2．2 对称性波形的傅立叶级数特性
2．2．3 傅立叶级数的指数形式
2．2．4 周期信号的平均功率
2．3 周期信号频谱
2．3．1 信号频谱的概念
2．3．2 典型周期信号频谱
2．4 非周期信号频谱
2．4．1 傅立叶变换
2．4．2 常用函数的傅立叶变换
2．5 傅立叶变换的性质
2．5．1 线性性质
2．5．2 对偶性
2．5．3 奇偶虚实性
2．5．4 尺度变换
2．5．5 移位特性
2．5．6 卷积性质
2．5．7 微分性质
2．5．8 积分性质
2．5．9 相关性质
2．6 周期信号的傅立叶变换
2．6．1 常用周期信号的傅立叶变换
2．6．2 一般周期信号的傅立叶变换
2．6．3 周期信号傅立叶级数与傅立叶变换关系
2．7 能量谱和功率谱
2．7．1 帕斯瓦尔能量恒等式
2．7．2 能量谱
2．7．3 功率谱
2．8 LTI系统的频域分析
2．8．1 基本信号ejwt作用于LTI系统的响应
2．8．2 一般信号作用于LTI系统的响应
2．8．3 频率响应函数的求法
……
第3章 连续系统的复频域分析
第4章 离散信号及系统分析
第5章 系统函数与结构
第6章 Matlab软件使用

前言/序言

《信号与系统：MATLAB分析与实现》是一本专为工程师、研究人员和高年级本科生设计的教材，旨在深入剖析信号与系统的基本理论，并结合强大的MATLAB软件平台，提供实践性的分析与实现方法。本书的独特之处在于，它不仅仅停留在理论公式的推导，而是强调理论与实践的紧密结合，让读者能够通过编程和仿真来理解抽象的数学概念。 内容概述： 本书内容围绕信号与系统两大核心概念展开，系统性地介绍了从时域到频域的各种分析工具和技术。 第一部分：连续时间信号与系统 信号的表示与分类： 详细介绍了各种连续时间信号的定义、性质和分类，包括周期信号、非周期信号、能量信号、功率信号、奇异信号（如单位阶跃信号、单位冲激信号）等。通过MATLAB的绘图功能，读者可以直观地观察不同信号的波形特征。 卷积： 深刻阐述了卷积在LTI（线性时不变）系统分析中的核心地位，详细讲解了连续时间卷积的定义、性质以及计算方法。本书提供了MATLAB函数来实现信号的卷积运算，并结合实例演示如何通过卷积求解LTI系统的零输入响应和零状态响应。 傅里叶级数与傅里叶变换： 系统介绍了傅里叶级数用于周期信号的分析，以及傅里叶变换用于非周期信号的频谱分析。重点讲解了傅里叶变换的性质，如线性、时移、频移、卷积定理、微分性质等。通过MATLAB的FFT（快速傅里叶变换）工具，读者可以轻松计算信号的频谱，并理解信号的频率成分。 拉普拉斯变换： 引入拉普拉斯变换作为傅里叶变换的推广，尤其适用于分析包含指数衰减或增长的信号以及非因果系统。本书详细讲解了拉普拉斯变换的收敛域、性质以及常用函数的拉普拉斯变换对。重点在于利用拉普拉斯变换求解微分方程，分析系统的稳定性。MATLAB的符号计算工具箱能够高效地进行拉普拉斯变换和反变换。 系统函数与频率响应： 结合拉普拉斯变换，引入系统函数 $H(s)$ 的概念，并讨论了其与系统稳定性、频率响应之间的关系。通过绘制系统函数的零极点图，可以直观地判断系统的稳定性。本书将带领读者利用MATLAB分析系统函数的极点和零点，并绘制系统的频率响应曲线（幅度谱和相位谱），理解系统对不同频率信号的处理特性。 第二部分：离散时间信号与系统 离散时间信号与系统： 介绍了离散时间信号的表示、分类（如单位冲激序列、单位阶跃序列）以及LTI离散时间系统的基本概念。 卷积： 详细讲解了离散时间卷积的定义、性质和计算方法。通过MATLAB的`conv`函数，读者可以高效地计算离散信号的卷积，并理解其在系统分析中的应用。 Z变换： 引入Z变换作为离散时间LTI系统分析的有力工具，它是拉普拉斯变换在离散域的对应。重点讲解了Z变换的收敛域、性质以及常用序列的Z变换对。本书将指导读者利用Z变换求解线性常系数差分方程，并分析系统的稳定性。MATLAB的符号计算工具箱同样支持Z变换和反变换。 离散傅里叶变换（DFT）与快速傅里叶变换（FFT）： 介绍了DFT的概念及其在离散信号频谱分析中的重要性。重点讲解了FFT算法的原理和实现，并通过MATLAB的FFT函数演示如何计算离散信号的频谱，以及如何利用FFT进行滤波、频谱分析等实际应用。 系统函数与频率响应： 讨论了离散时间LTI系统的系统函数 $H(z)$，以及其与系统稳定性、频率响应（离散时间傅里叶变换）的关系。通过分析系统函数的零极点，判断离散系统的稳定性。本书将引导读者利用MATLAB分析系统函数，并绘制离散系统的频率响应，理解系统对不同频率离散信号的处理特性。 第三部分：MATLAB实现与应用 MATLAB基础与信号处理工具箱： 专门开辟章节介绍MATLAB在信号与系统分析中的基础操作，包括矩阵运算、绘图函数、M文件编写等。同时，深入介绍MATLAB信号处理工具箱（Signal Processing Toolbox）中与信号与系统分析相关的常用函数，如`fft`, `ifft`, `conv`, `filter`, `freqz`, `zplane`等。 仿真实例与综合应用： 本书提供大量贴合实际的MATLAB仿真实例，覆盖了信号滤波（低通、高通、带通滤波）、系统建模、系统响应分析、频谱分析、系统辨识等多个方面。通过这些实例，读者能够将理论知识转化为实际的编程实现，加深对信号与系统概念的理解。 数字滤波器设计： 介绍两种主要的数字滤波器设计方法：无限冲激响应（IIR）滤波器和有限冲激响应（FIR）滤波器。详细讲解了Butterworth、Chebyshev、Elliptic等IIR滤波器以及窗函数法、频率采样法等FIR滤波器设计方法，并提供MATLAB函数来实现这些滤波器的设计和仿真。 本书特色： 理论与实践并重： 严谨的理论推导与丰富的MATLAB实践相结合，帮助读者建立完整的知识体系。 直观易懂： 大量的图示和仿真结果，使抽象的信号与系统概念变得直观易懂。 工程导向： 强调信号与系统在通信、控制、音频处理、图像处理等工程领域的实际应用。 MATLAB平台优势： 充分发挥MATLAB强大的计算能力和丰富的工具箱，简化分析过程，提高学习效率。 循序渐进： 内容结构清晰，从基础概念到高级应用，层层递进，适合不同层次的读者。 通过学习《信号与系统：MATLAB分析与实现》，读者不仅能够掌握信号与系统的核心理论，更能熟练运用MATLAB进行相关的工程分析与设计，为进一步学习更高级的信号处理技术和相关工程领域打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

在我的学习生涯中，信号与系统一直是我感到最具挑战性的科目之一。尽管我对这门学科的理论体系充满敬畏，但其高度的抽象性和复杂的数学工具常常让我感到望而却步。尤其是当我试图理解诸如卷积、傅里叶级数、傅里叶变换、拉普拉斯变换、Z变换等核心概念时，我常常感到力不从心。我感觉自己像是在一个抽象的数学海洋中漂泊，虽然能够识别出一些地标，但却无法构建起清晰的航海图。我一直梦想着能够找到一种方式，能够将这些抽象的数学概念变得更加具体和生动，能够让我看到它们在现实世界中的影子。我渴望能够通过实际的案例，来理解这些理论的意义和价值。例如，当听到一段被噪声干扰的音频时，我希望能够理解，信号与系统的理论是如何帮助我们设计出能够去除噪声的滤波器；当我看到一张经过压缩的图片时，我希望能够理解，信号与系统的理论是如何帮助我们实现信息的有效编码和解码。我期待一本能够将理论与实践紧密结合的书籍，能够用直观的例子和易于理解的语言，来带领我穿越抽象的数学迷宫，最终到达理解的彼岸。

评分☆☆☆☆☆

作为一个对信号处理领域怀有浓厚兴趣的初学者，我深知理论基础的重要性，但同时也深切体会到理论与实践之间的鸿沟。在课堂上，我们学习了傅里叶变换、拉普拉斯变换、Z变换等核心概念，这些工具在分析和设计信号处理系统时至关重要。然而，当我试图将这些理论应用于实际问题时，常常感到力不从心。例如，如何根据实际的系统特性来选择合适的滤波器？如何理解不同滤波器的频率响应曲线所代表的实际意义？如何利用这些理论来设计一个能够有效去除噪声的系统？这些问题常常让我陷入困惑。教科书上的例子往往比较理想化，很难直接应用于现实世界中复杂的、带有噪声的信号。我一直渴望找到一本能够提供一个实践平台，让我能够将理论知识与实际操作相结合的书籍。我希望这本书能够不仅仅停留在数学公式的推导，而是能够引导我使用一些具体的工具，来模拟和分析信号与系统的行为。我希望能够通过实际的操作，来观察不同参数对系统性能的影响，从而更深刻地理解理论背后的原理。这种“实践出真知”的学习方式，对我来说远比死记硬背公式更加有效和有意义。

评分☆☆☆☆☆

作为一名刚刚接触信号与系统课程的学生，我对于这门学科既充满好奇又有些畏惧。信号与系统是电子信息类专业的核心基础课程之一，它涉及的数学工具和概念都相对抽象，常常让我感到难以消化。在课堂上，老师虽然循循善诱，但囿于时间和进度，很多内容只能点到为止，我总是希望有更多深入的学习材料能够帮助我理解那些精妙的理论。尤其是在处理傅里叶变换、拉普拉斯变换、Z变换这些核心概念时，我常常陷入理论的迷宫，无法清晰地看到它们在实际应用中的意义。例如，傅里叶级数和傅里叶变换是分析周期信号和非周期信号频谱的强大工具，但如何直观地理解一个信号的频谱组成，以及不同频率成分如何影响信号的整体特性，这对我来说一直是个难题。拉普拉斯变换则是在傅里叶变换的基础上，引入复频率，能够处理更广泛的系统，包括不稳定系统，它的收敛域概念也需要仔细体会。而Z变换则是在离散时间信号分析中的核心，与模拟信号分析的拉普拉斯变换有着异曲同工之妙，但其离散性也带来了一些新的理解挑战。我常常在想，如果能够有更生动形象的例子，或者更直观的图形化展示，来帮助我理解这些抽象的数学工具，那么学习过程一定会事半功倍。同时，很多理论推导的过程也相当复杂，理解每一步的逻辑和意义，对初学者来说确实需要花费不少时间和精力。我一直渴望能够找到一本能够将理论与实践紧密结合的书籍，能够让我不仅仅停留在数学公式的层面，更能体会到信号与系统在工程领域中的实际应用，例如在通信、控制、音频处理等方面的作用。

评分☆☆☆☆☆

我一直认为，学习任何一门学科，如果不能将其与实际应用联系起来，那么其价值就会大打折扣。信号与系统这门学科，在我看来，与我们的生活息息相关，从手机通信到医学影像，从音频处理到控制系统，无处不见它的身影。然而，在我的学习过程中，我常常感到理论知识的抽象和枯燥，难以激起我持续学习的兴趣。我对于如何将那些复杂的数学公式转化为实际的工程解决方案，一直感到迷茫。例如，在学习滤波器设计时，我对于如何选择合适的滤波器类型，如何确定滤波器的阶数和截止频率，以及如何评估滤波器的性能，都缺乏清晰的认识。我希望能够有一本能够提供丰富的实例，并且能够展示如何利用这些实例来理解信号与系统理论的书籍。我期待这本书能够带领我走进实际的工程应用场景，让我亲身体验信号与系统在解决现实问题中的强大能力。我希望通过书中提供的实践指导，能够将我从被动的理论接受者，转变为主动的实践者，从而真正掌握信号与系统这门学科的核心知识和技能。

评分☆☆☆☆☆

在我看来，一本好的技术书籍，不仅仅应该提供知识，更应该激发读者的兴趣，并引导他们去探索。信号与系统这门学科，在我过去的学习经历中，往往是以干巴巴的公式和推导形式呈现的，这让我觉得有些乏味，也难以真正领会其精髓。我常常在思考，这些看起来非常抽象的数学工具，究竟是如何在现实世界中发挥作用的？它们是如何帮助我们设计出高性能的通信系统，如何实现精准的医疗诊断，又如何让我们享受到更加美妙的音乐体验？我渴望能够找到一本能够将理论与实践紧密结合的书籍，它能够用生动的例子，清晰地阐述复杂的概念，并且能够提供实际的操作指导，让我能够亲手去验证这些理论。例如，在学习傅里叶变换时，我希望能够看到不同信号的频谱是如何变化的，以及滤波操作如何影响信号的频谱。在学习系统响应时，我希望能够看到不同输入的信号在通过不同系统时产生的输出信号是如何不同的。这种“所见即所得”的学习方式，对我来说是理解和掌握知识的法宝。

评分☆☆☆☆☆

在我看来，学习任何一门学科，如果不能将其与实际应用联系起来，那么其价值就会大打折扣。信号与系统这门学科，在我看来，与我们的生活息息相关，从手机通信到医学影像，从音频处理到控制系统，无处不见它的身影。然而，在我的学习过程中，我常常感到理论知识的抽象和枯燥，难以激起我持续学习的兴趣。我对于如何将那些复杂的数学公式转化为实际的工程解决方案，一直感到迷茫。例如，在学习滤波器设计时，我对于如何选择合适的滤波器类型，如何确定滤波器的阶数和截止频率，以及如何评估滤波器的性能，都缺乏清晰的认识。我希望能够有一本能够提供丰富的实例，并且能够展示如何利用这些实例来理解信号与系统理论的书籍。我期待这本书能够带领我走进实际的工程应用场景，让我亲身体验信号与系统在解决现实问题中的强大能力。我希望通过书中提供的实践指导，能够将我从被动的理论接受者，转变为主动的实践者，从而真正掌握信号与系统这门学科的核心知识和技能。

评分☆☆☆☆☆

作为一名渴望深入理解信号与系统这门学科的学生，我一直苦于缺乏能够将理论与实践有效结合的学习资源。课堂上的讲解固然重要，但很多时候，理论的深度和广度都受到时间和进度的限制，这使得我在理解一些核心概念时，往往只能停留在表面。例如，傅里叶变换、拉普拉斯变换、Z变换这些工具，虽然在数学上非常强大，但如何直观地理解它们的物理意义，以及在实际工程应用中如何选择和应用它们，这对我来说一直是个难题。我特别希望能有一本书，能够提供丰富的实例，并且能够引导我使用实际的工具来分析和设计信号处理系统。我希望能够通过“动手”的方式，来加深对理论的理解，例如，亲手去模拟一个滤波器，观察其频率响应；或者去分析一段含有噪声的信号，并尝试去除噪声。这种实践性的学习过程，能够帮助我建立起理论与现实之间的桥梁，让我不再感到信号与系统是一门遥不可及的学科，而是能够真正应用于解决实际问题的有力工具。

评分☆☆☆☆☆

我一直认为，学习任何一门学科，如果不能将其与实际应用联系起来，那么其价值就会大打折扣。信号与系统这门学科，在我看来，与我们的生活息息相关，从手机通信到医学影像，从音频处理到控制系统，无处不见它的身影。然而，在我的学习过程中，我常常感到理论知识的抽象和枯燥，难以激起我持续学习的兴趣。我对于如何将那些复杂的数学公式转化为实际的工程解决方案，一直感到迷茫。例如，在学习滤波器设计时，我对于如何选择合适的滤波器类型，如何确定滤波器的阶数和截止频率，以及如何评估滤波器的性能，都缺乏清晰的认识。我希望能够有一本能够提供丰富的实例，并且能够展示如何利用这些实例来理解信号与系统理论的书籍。我期待这本书能够带领我走进实际的工程应用场景，让我亲身体验信号与系统在解决现实问题中的强大能力。我希望通过书中提供的实践指导，能够将我从被动的理论接受者，转变为主动的实践者，从而真正掌握信号与系统这门学科的核心知识和技能。

评分☆☆☆☆☆

在我看来，学习信号与系统就像在攀登一座陡峭的山峰，山顶的风景固然壮丽，但攀登的过程却充满了艰辛。我曾经尝试过阅读一些经典的信号与系统教材，但往往在接触到傅里叶变换、卷积定理、系统稳定性分析等关键概念时，就感觉力不从心。那些密密麻麻的数学公式，虽然严谨，但却难以让我产生直观的理解。我常常在想，如果能够有一种更直观的方式来呈现这些概念，比如通过生动的动画演示，或者通过交互式的图形界面，来帮助我理解信号是如何随时间变化的，系统又是如何对信号产生影响的，那该多好。例如，当学习卷积时，我很难想象两个函数的“滑动相乘再积分”到底代表着什么物理意义。同样，对于系统的频率响应，我也只是停留在“输入什么频率的信号，输出什么频率的信号，以及幅度增益和相位变化”的文字描述上，却无法真正“看到”一个系统是如何“塑造”信号的频谱的。我曾经尝试过用一些简单的Python脚本来绘制一些信号和系统的响应，但由于对数值计算和算法的理解不够深入，往往事倍功半。我非常渴望能够有一本能够提供现成的、易于上手的工具，让我能够将抽象的数学理论“落地”，亲手去操作，去观察，去验证，从而加深对理论的理解。这种“动手实践”的体验，对我来说是激发学习兴趣和加深知识记忆的关键。

评分☆☆☆☆☆

在接触这本《信号与系统：Matlab分析与实现》之前，我对信号与系统的理解，更多地停留在教科书上的二维平面上的曲线和各种复杂的积分、微分方程。我常常在想，这些抽象的数学模型是如何映射到我们现实世界中那些可以通过耳朵听到的声音、可以通过眼睛看到的图像，或者可以通过仪器测量到的各种物理量的呢？教科书上的例子总是显得有些“干净”，缺乏真实世界的“噪声”和“不确定性”，这让我觉得理论离实际应用总隔着一层纱。我特别希望能够看到，在实际的工程项目中，工程师们是如何运用信号与系统的理论来设计和分析各种设备和系统的。例如，在通信系统中，我们是如何对信号进行调制和解调，以实现信息的有效传输？在音频处理领域，我们是如何利用滤波技术来去除噪声，增强语音清晰度，或者实现音效的变换？在图像处理方面，如何利用傅里叶变换来分析图像的频率成分，实现图像的压缩和增强？这些都是我非常感兴趣但又不得其法的问题。理论知识固然重要，但缺乏与实际操作的联系，很容易让人觉得学习内容枯燥乏味，甚至产生“学了也用不上”的错觉。因此，一本能够将理论知识转化为实际可操作的工具，并且能够直观地展示分析结果的书籍，对我来说意义非凡。我期待这本书能够填补我在这方面的知识空白，让我能够更深入地理解信号与系统学科的魅力，并为我未来的学习和职业生涯打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

还是比较容易理解的，matlab实践与理论结合的不错

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挺好的 很愉快的一次购物体验

评分☆☆☆☆☆

质量非常好的书，物流非常快，好评

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东西非常不错，我很喜欢

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发货速度快，包装好，值得拥有

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书本质量还可以，内容一般。

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非常专业的一本书，是我想要的