信号与系统实验（附报告） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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胡君良 著

图书标签:

• 信号与系统
• 实验
• 电路分析
• MATLAB
• Simulink
• 通信原理
• 控制系统
• 高等数学
• 电子工程
• 大学教材
• 实验报告

出版社： 西北工业大学出版社

ISBN：9787561249475

版次：1

商品编码：11989691

包装：平装

丛书名： 高等学校规划教材·电子、通信与自动控制技术

开本：16开

出版时间：2016-08-01

用纸：胶版纸

页数：164

字数：353000

正文语种：中文

附件：报告

附件数量：1

内容简介

　　《信号与系统实验》是信号与系统课程的配套实验指导书。实验内容分两大部分。第一部分是硬件实验，第二部分是软件仿真上机实验。实验内容是根据课程章节的理论内容结合实验室实际条件设计，并按照课程进程先后次序编写的，同时也经过了实验室的多年实践验证。硬件实验部分主要以信号频谱分析和电路带宽特性测量为主，软件部分以MATLAB在信号与系统实验中的仿真应用为主。应用时，可根据实验室条件自主选择硬件实验和（或）软件实验作为课程的实验内容。《信号与系统实验》还有附录部分，主要是帮助学生学习和掌握常用电子仪器的辅导性内容。
　　《信号与系统实验》可作为大学本科、专科电类专业信号与系统课程的实验指导书，同时可供广大电子技术爱好者学习参考。

内页插图

目录

第一部分 硬件实验
实验一 一、二阶电路的冲激响应
实验二 RC滤波器的幅频特性
实验三 常用电子仪器高级使用实验
实验四 周期信号的谐波分析
实验五 采样定理
实验六 连续时间系统模拟
实验七 电路、信号与系统的匹配研究
实验八 方波响应法测量电路的带宽
实验九 RLC二阶电路的瞬态过程和状态轨迹
实验十 状态方程的模拟求解

第二部分 上机实验（MATLAB在信号与系统实验中的仿真应用）
上机实验1 连续时间信号的时域分析
上机实验2 连续LTI系统的时域分析
上机实验3 连续LTI系统的频域分析
上机实验4 非周期信号的频谱分析
上机实验5 连续信号的采样与重构
上机实验6 连续系统的复频域分析
上机实验7 离散时间信号的时域分析
上机实验8 离散系统的Z域分析

附录
附录一 测量误差与实验数据处理
1．1 测量误差
1．2 实验数据的处理
1．3 实验结果的图示处理
附录二 常用电子仪器
2．1 数字合成函数信号发生器
2．2 示波器
参考文献

前言/序言

　　“信号与系统实验”是与“信号与系统”这门无线电技术类专业重要的基础理论课程相配套的实验课。根据加强学生能力培养的要求，“信号与系统实验”课形成了自己相对完整的体系。概括起来，本课程的设置目的有三：第一，配合理论基础教学验证、巩固和扩充某些重点理论知识；第二，学习有关电子测量的一些基础知识，学习常用电子测量仪器、设备的使用方法和基本测量技术；第三，通过一系列实验培养学生运用所学知识制定实验方案、选择实验方法、分析误差、编写实验报告等从事专业技术工作的所必须的初步能力和良好作风。
　　本书讲义初版写于1986年，在多年教学实践中，根据信号系统理论课的内容和实验设备的发展与变更情况，并参考了国内外数所高校同类课程的设置现状，曾于1988年、1990年、1992年、1995年和2012年对本书进行了五次修订。本次改编虽然是在前面工作基础上完成的，但是修改、新编、新设计的内容和范围较大，具体内容与更新情况见下表。

信号与系统基础：原理、分析与实践 本书旨在为读者构建一个坚实可靠的信号与系统理论知识体系，深入浅出地讲解信号与系统的基本概念、分析方法及其在工程实践中的广泛应用。通过循序渐进的章节安排和详实丰富的案例解析，本书将带领读者从入门到精通，掌握信号与系统的核心要义。 第一章 绪论：打开信号与系统的大门 本章将引您进入信号与系统这一迷人的领域。我们将从最基础的概念入手，清晰地界定“信号”和“系统”的含义，并探讨它们在现实世界中的无处不在，从自然现象的波动到人工制定的通信标准，无不蕴含着信号与系统的原理。您将了解到信号的分类，如连续时间信号与离散时间信号、周期信号与非周期信号、能量信号与功率信号等，以及不同信号的数学表示方法。系统方面，我们将介绍系统的基本特性，如线性、时不变、因果性、稳定性等，这些特性是理解和分析任何系统行为的关键。通过本章的学习，您将对信号与系统有一个宏观的认识，并为后续深入的学习打下坚实的基础。 第二章 信号的分类与基本运算：认识信号的“语言” 本章将进一步深化对信号的理解。我们将详细阐述各种信号分类的定义、特点和判别方法，并通过大量的实例来巩固这些概念。例如，我们将通过分析声音波形、图像亮度变化、经济数据波动等，让您直观感受不同类型信号的差异。 此外，本章还将重点介绍信号的基本运算，包括信号的加法、减法、乘法、标量乘法、翻转、移位、伸缩等。这些运算是进行信号处理和系统分析的基础。我们将详细讲解每种运算的数学表达以及其在时域上的几何意义，并提供丰富的练习题，帮助您熟练掌握这些基本操作，如同学习一门语言的基本语法一样。 第三章 典型信号的分析：掌握信号的“身份证” 本章将聚焦于几种在信号与系统理论中至关重要的典型信号，如单位冲激信号（Dirac delta function）、单位阶跃信号（Heaviside step function）、指数信号、正弦信号、矩形脉冲信号、三角脉冲信号等。我们将深入分析它们的数学定义、时域和频域特性，以及它们之间的相互关系。 特别是单位冲激信号，它在系统分析中扮演着“万能钥匙”的角色，理解其性质对于后续学习卷积等概念至关重要。我们还将探讨这些典型信号在傅里叶级数和傅里叶变换中的应用，为理解信号的频谱特性打下基础。 第四章 系统的时域分析（一）：卷积——系统的“记忆” 本章将进入系统的核心分析方法——卷积。我们将首先介绍线性时不变（LTI）系统的概念，并强调其重要性。随后，我们将深入讲解卷积的数学定义，无论是连续时间信号的卷积还是离散时间信号的卷积，都将给出详细的推导过程和计算方法。 卷积是描述LTI系统如何响应输入信号的关键运算，它反映了系统对输入信号的“记忆”效应。我们将通过各种实例，例如 RC 电路的响应、通信系统中信号的延迟与失真等，来直观地展示卷积的意义和应用。本章将重点训练读者通过图形法和解析法进行卷积运算的能力。 第五章 系统的时域分析（二）：系统函数与零输入/零状态响应 在本章中，我们将继续深入探讨LTI系统的时域分析。我们将引入“系统函数”（或称传递函数）的概念，它是在拉普拉斯域或Z域中描述系统输入输出关系的代数表达式。我们将讲解如何从系统的微分方程或差分方程出发，推导出系统的系统函数。 此外，本章还将区分系统的“零输入响应”和“零状态响应”。零输入响应描述了系统在没有外部输入时，由于初始状态的存在而产生的响应；而零状态响应描述了系统在初始状态为零时，由外部输入引起的响应。理解这两种响应的区分，对于全面分析系统的行为至关重要。我们将通过实例演示如何计算这两种响应，并分析它们对系统整体行为的影响。 第六章 傅里叶级数：揭示周期信号的“内在成分” 本章将为您揭示周期信号的内在结构，即其频谱成分。我们将首先介绍傅里叶级数的概念，并推导出指数形式和三角形式的傅里叶级数。我们将详细讲解如何计算周期信号的傅里叶级数系数，以及这些系数所代表的意义——它们是信号中不同频率正弦波分量的幅度和相位。 本章将通过大量实例，例如方波、锯齿波、三角波的傅里叶级数展开，让您直观地理解傅里叶级数如何将复杂的周期信号分解为一系列简单的正弦波。您将了解到傅里叶级数在信号分析、滤波设计等领域的重要应用。 第七章 傅里叶变换：解析非周期信号的“频率肖像” 在第六章的基础上，本章将进一步将分析的范围从周期信号扩展到非周期信号，引入“傅里叶变换”的概念。我们将详细推导傅里叶变换的定义，并讲解它如何将一个时域信号映射到频域，揭示信号的频谱特性。 本章将重点介绍傅里叶变换的性质，如线性性、时移性、频移性、卷积性质、帕塞瓦尔定理等，这些性质极大地简化了信号和系统的分析。我们将通过各种典型非周期信号的傅里叶变换示例，如矩形脉冲、指数衰减信号、高斯信号等，让您掌握如何计算和理解信号的频谱。傅里叶变换是现代信号处理的基石，其应用贯穿于通信、音频、图像、控制等各个工程领域。 第八章 傅里叶变换的应用：深入探索信号世界的“奥秘” 本章将集中展示傅里叶变换在实际工程中的强大应用。我们将深入探讨如何利用傅里叶变换进行频谱分析，从而了解信号的频率组成，识别噪声，提取有用信息。 我们将重点介绍滤波器的设计与分析，包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器的原理及其在傅里叶域中的特性。您将学习到如何设计滤波器来去除不需要的频率成分，或者提取特定频率范围内的信号。此外，本章还将涵盖傅里叶变换在信号采样、解调、数据压缩等方面的应用，让您深刻体会到傅里叶变换在解决实际问题中的核心作用。 第九章 拉普拉斯变换：通用的系统分析工具 本章将引入“拉普拉斯变换”，一种比傅里叶变换更通用的信号和系统分析工具。我们将详细推导单边拉普拉斯变换的定义，并讲解如何计算典型信号的拉普拉斯变换。 拉普拉斯变换最大的优势在于它能够处理非周期信号，并且能够方便地分析具有初始条件的系统响应，以及稳定性问题。本章将重点介绍拉普拉斯变换的性质，如线性性、时移性、频移性、积分性、微分性等。我们将重点讲解如何利用拉普拉斯变换来求解线性常系数微分方程，并分析系统的零输入响应和零状态响应。 第十章 拉普拉斯变换的应用：系统稳定性与频率响应分析 在本章中，我们将深入探讨拉普拉斯变换在系统分析中的具体应用。我们将重点讲解如何利用拉普拉斯变换来判断系统的稳定性。我们将引入“收敛域”的概念，并解释如何通过收敛域来确定系统的因果性、稳定性。 此外，本章还将介绍如何利用拉普拉斯变换来分析系统的频率响应。通过令拉普拉斯变换中的$s$取虚轴上的值$jomega$，我们可以得到系统的频率响应函数，它直接反映了系统对不同频率信号的幅度和相位的处理特性。我们将通过实例演示如何利用频率响应来理解滤波器的性能，以及系统在不同频率下的行为。 第十一章 离散时间信号与系统：数字世界的基石 随着数字技术的发展，离散时间信号与系统在现代工程中扮演着越来越重要的角色。本章将为您介绍离散时间信号的表示方法，如序列、抽样信号等，并讨论离散时间信号的分类，包括周期、非周期、能量、功率信号等。 我们将重点讲解离散时间系统的基本概念和特性，如线性、时不变、因果性、稳定性等，并着重介绍离散卷积的计算方法，它是离散时间LTI系统分析的核心。我们将通过大量实例，让您理解离散卷积在数字信号处理中的应用。 第十二章 Z变换：离散时间系统的分析利器 与拉普拉斯变换在连续时间系统中扮演的角色类似，“Z变换”是分析离散时间LTI系统的有力工具。本章将详细介绍Z变换的定义，并讲解如何计算典型离散时间信号的Z变换。 我们将重点介绍Z变换的性质，如线性性、时移性、尺度变换、卷积性质等，并解释“收敛域”在Z变换中的意义。本章将演示如何利用Z变换来求解离散时间系统的差分方程，从而得到系统的零输入响应和零状态响应。 第十三章 Z变换的应用：离散系统分析与设计 本章将聚焦Z变换在离散系统分析与设计中的具体应用。我们将学习如何利用Z变换来判断离散LTI系统的稳定性，并通过分析系统的极点位置来理解系统的行为。 我们还将介绍离散系统的频率响应，以及如何通过Z变换的虚轴（单位圆）来获得系统的频率响应。这将帮助您理解数字滤波器的工作原理，以及如何在数字信号处理中设计和应用各种滤波器。本章还将简要介绍Z变换在数字通信、数字控制等领域的应用。 第十四章 采样理论：从连续到离散的桥梁 采样是连接连续时间世界和离散时间世界的关键步骤，是数字信号处理的基础。本章将深入讲解“采样定理”（Nyquist-Shannon采样定理），阐述以多大的速率进行采样才能无失真地恢复原始连续信号。 我们将详细解释奈奎斯特频率、混叠现象及其危害，并提供避免混叠的策略，如抗混叠滤波器的使用。本章还将讨论采样定理在实际应用中的意义，例如音频、视频信号的数字化过程。 第十五章 信号的变换域分析：多角度理解信号 本章将为您介绍信号的其他重要变换域，拓宽您对信号的理解维度。我们将简要介绍离散傅里叶变换（DFT）及其性质，以及它与傅里叶变换和Z变换之间的联系。 此外，我们还将介绍快速傅里叶变换（FFT）算法，它极大地提高了DFT的计算效率，是现代数字信号处理的核心算法之一。通过本章，您将了解到不同变换域在信号分析和处理中的优势和适用场景。 第十六章 随机信号基础：理解不确定性 现实世界中，很多信号都具有随机性，例如通信信道中的噪声、生理信号的波动等。本章将为您引入随机信号的基本概念，包括随机变量、概率密度函数、概率累积分布函数等。 我们将介绍随机信号的统计特性，如均值、方差、自相关函数、互相关函数等。我们将解释自相关函数如何揭示随机信号的内在结构和周期性，互相关函数如何描述两个随机信号之间的关系。这些概念是分析和处理随机信号的基础。 第十七章 随机信号通过线性系统：噪声与信号的互动 本章将探讨随机信号在经过线性系统时的行为。我们将分析随机信号的统计特性如何受到线性系统传递函数的影响。 我们将重点介绍高斯噪声通过线性系统后的输出特性，以及如何计算输出信号的均值、方差和自相关函数。本章还将简要介绍功率谱密度（PSD）的概念，它能够更全面地描述随机信号的频率成分。这些内容对于理解通信系统中的噪声抑制、信号检测等问题至关重要。 第十八章 滤波器设计基础：塑造信号的“轮廓” 滤波器是信号处理中不可或缺的工具，它能够选择性地允许或抑制特定频率范围内的信号。本章将深入介绍滤波器设计的相关概念。 我们将首先回顾理想滤波器在傅里叶域的特性，并解释实际滤波器设计中的挑战。我们将介绍几种常见的滤波器类型，如低通、高通、带通、带阻滤波器，以及它们的性能指标，如通带、阻带、截止频率、过渡带宽度等。 第十九章 典型滤波器设计方法：实践中的滤波器构建 本章将进一步深入探讨滤波器设计的具体方法。我们将介绍几种经典的模拟滤波器逼近方法，如巴特沃斯（Butterworth）、切比雪夫（Chebyshev）和椭圆（Elliptic）滤波器，并分析它们的特性和优缺点。 在数字滤波器设计方面，我们将介绍有限冲激响应（FIR）滤波器和无限冲激响应（IIR）滤波器。您将学习到如何从时域或频域要求出发，设计FIR和IIR滤波器，并了解它们在性能、计算复杂度等方面的权衡。 第二十章 信号与系统在工程实践中的应用：连接理论与现实 本书的最后一章将回归实际工程应用，将前面学到的理论知识融会贯通。我们将通过一系列生动典型的案例，展示信号与系统原理在各个工程领域的应用。 例如，我们将探讨信号与系统在通信系统中的作用，包括调制解调、信道均衡、误码率分析等。在音频和图像处理领域，我们将介绍信号与系统在信号去噪、特征提取、图像压缩等方面的应用。在控制系统中，我们将阐述如何利用信号与系统理论来分析和设计控制器，以实现系统的稳定与最优控制。通过这些案例，您将深刻体会到信号与系统理论的强大生命力和解决现实世界问题的能力。 本书力求通过清晰的讲解、丰富的例证和系统的结构，帮助读者建立起对信号与系统的全面认知，为进一步的专业学习和工程实践奠定坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

说实话，买《信号与系统实验（附报告）》纯属偶然，我当时正在找一本关于数据分析的书，结果无意中看到了它。我记得当时这本书摆放的位置比较靠里，封面设计也比较朴实，没有那种一眼就能吸引人的亮丽色彩。但是，当我的目光扫过书名“信号与系统实验（附报告）”时，一种莫名的吸引力就产生了。我并不是科班出身，对信号和系统这些概念是完全陌生的，平时接触的更多是日常应用层面。然而，书名中的“实验”二字，以及“附报告”这几个字，却让我产生了一种强烈的探索欲。我脑海里立刻浮现出一种场景：通过亲手操作，去验证那些书本上的理论。这比单纯地阅读枯燥的理论要有趣得多，也更容易让人理解。我翻开书页，映入眼帘的是密密麻麻的文字和各种图形、公式，虽然有些地方让我望而却步，但仔细一看，那些实验的题目又显得格外生动，比如“理解卷积的物理意义”、“实现基本的数字滤波器”。我甚至还看到了实验报告的模板，里面有清晰的实验步骤、数据记录，以及结果的讨论。这让我觉得，这本书不仅仅是提供了实验指导，更教会了如何进行科学的实验记录和分析，这对于培养严谨的科学态度是非常有益的。虽然我对于书中涉及的许多理论知识还处于一窍不通的状态，但这本书所呈现出的实践导向性，以及它鼓励读者动手去验证和理解的这种精神，让我觉得它是一本非常有价值的书，即使我无法完全掌握其精髓，但也能从中学习到很多关于科学探索的宝贵经验。

评分☆☆☆☆☆

《信号与系统实验（附报告）》这本书，对我来说，是一次意外的“知识盲区”的探索。我平日的工作涉及到一些需要处理和分析大量数据的领域，但很多时候，我们使用的工具和软件都是封装好的，对于其底层的原理知之甚少。当我偶然看到这本书时，书名中的“信号与系统”以及“实验”这两个词，让我产生了一种想要深入了解的冲动。我一直觉得，理解事物运作的本质，是提升专业能力的关键。这本书的结构给我留下了深刻的印象。它并非只提供理论公式和抽象概念，而是将理论与实践紧密结合。实验部分的设计，让我看到了理论是如何在实际操作中得到验证的。比如，我看到了一些关于滤波器设计和实现的内容，这让我联想到我们在处理音频或者图像信号时，常常会用到降噪或者增强的功能，而这些很可能就与书中所讲的滤波原理有关。书中的“附报告”部分更是让我眼前一亮。它提供了一个清晰的实验报告范例，包括实验目的、仪器设备、实验步骤、数据记录、结果分析以及讨论。这对于一个初学者来说，无疑是极大的帮助，它不仅教会了如何进行实验，更教会了如何规范地记录和总结实验过程，这是一种非常重要的科学素养。虽然我对于书中的一些数学推导和公式还不是完全理解，但书中的图示和实验流程，却能帮助我建立起一个初步的认知框架。这本书让我意识到，信号与系统并非是高高在上的理论，而是渗透在我们生活和工作中的方方面面。

评分☆☆☆☆☆

我近期入手了一本《信号与系统实验（附报告）》，之所以选择这本书，很大程度上是被它的“实验”和“附报告”这几个关键词所吸引。我一直认为，理论知识的学习离不开实践的检验，而一本好的实验教材，不仅能指导我们进行操作，更能教会我们如何去思考和分析。这本书的编排方式给我留下了深刻的印象。它并没有将实验内容孤立起来，而是将理论讲解、公式推导、以及具体的实验步骤和报告范例有机地结合在一起。我翻阅了一下目录，看到了一些非常吸引我的实验项目，比如“对时域信号进行频谱分析”、“设计一个简单的FIR滤波器”等等。这些实验不仅听起来很有趣，而且让我感觉能够直接看到信号是如何被改变和处理的。书中的图表和示意图非常丰富，能够帮助我理解一些抽象的数学概念。更重要的是，附带的实验报告部分，提供了一个非常标准的写作范例，从实验的背景介绍，到数据处理和结果讨论，都非常详尽。这对于我来说，是一种极大的启发，让我知道如何才能写出一份高质量的实验报告。虽然我目前对信号与系统的理论掌握还比较有限，但这本书通过大量的实践导向内容，成功地激发了我深入学习的兴趣。它让我看到，信号与系统并非是冰冷的理论，而是能够与现实世界紧密相连，并且可以通过实践来探索和理解的。

评分☆☆☆☆☆

我最近在二手书店淘到了一本《信号与系统实验（附报告）》，虽然我不是学习通信工程或者电子信息类的专业，但是我对信号和系统这个概念一直很好奇，感觉它在很多领域都有应用，比如音乐信号处理、图像识别、甚至金融数据分析。拿到这本书的时候，我最先被它的标题吸引了——“信号与系统实验（附报告）”。我当时就在想，这不仅仅是一本理论讲解的书，它还包含了实践操作和实验报告的范例，这对于我这种动手能力相对较弱但又渴望理解具体应用的人来说，简直是福音。我翻开目录，看到了一些我完全不懂的词汇，比如“傅里叶变换”、“拉普拉斯变换”、“Z变换”，这些听起来就很“高大上”。但是，紧接着下面就是“实验一：模拟滤波器的设计与实现”、“实验二：数字信号的采样与重建”等等。我开始想象，是不是通过这些实验，我能把那些抽象的理论具象化，看到信号是怎么被处理、被改变的。书的装帧也很朴实，但内页的排版清晰，图表很多，感觉非常注重细节。我甚至还看到了附带的报告，里面有实验的目的、步骤、结果分析，甚至还有一些公式推导。这让我觉得，即使我不懂背后的数学原理，也能跟着步骤去理解实验的过程，甚至可以尝试自己去搭建一些简单的电路或者用软件模拟。虽然我还没有真正动手去做实验，但仅仅是阅读实验的描述和报告的范例，就让我对信号与系统这个领域产生了浓厚的兴趣，感觉打开了一个新的世界。我期待着有一天能真正静下心来，跟着这本书的指导，去探索信号的奥秘。

评分☆☆☆☆☆

刚拿到《信号与系统实验（附报告）》的时候，我并没有抱太大的期望，毕竟“信号与系统”这个名字听起来就挺学术的，而“实验”更是让我觉得会是一本操作手册。但当我翻开之后，我发现它比我想象的要丰富得多。这本书最大的亮点在于它将理论知识与实际操作紧密地联系起来。书中有大量的图示和表格，用来解释复杂的概念，并且每一章都配有相应的实验项目。这些实验项目，从最基础的信号表示，到更复杂的系统分析，都设计得非常具有代表性。我特别注意到，书中不仅提供了实验的步骤和所需的器材，还附有实验报告的模版，里面包含了实验目的、原理、步骤、数据记录、结果分析等各个方面。这对于我这种不熟悉实验报告写作规范的人来说，简直是太有帮助了。我甚至可以通过阅读这些报告，来预习和理解实验的内容，提前思考可能会遇到的问题。我还在书中看到了关于傅里叶变换和拉普拉斯变换的应用实例，虽然我对这些数学工具还不太熟悉，但书中的图解让我能够更直观地理解它们是如何用来分析信号的。这本书的语言风格也很清晰易懂，即使是对于初学者，也能够比较容易地理解其中的内容。虽然我还没有真正去动手做这些实验，但光是阅读这些实验的设计和报告，就让我对信号与系统这个领域充满了好奇，感觉这是一本能够真正帮助我掌握知识的书。