信號與係統 趙仕良,陳冰潔,周曉林 9787030411471 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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趙仕良，陳冰潔，周曉林 著

圖書標籤:

• 信號與係統
• 電路分析
• 綫性係統
• 傅裏葉變換
• 拉普拉斯變換
• 係統分析
• 通信原理
• 電子工程
• 高等數學
• 控製理論

店鋪： 書逸天下圖書專營店

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030411471

商品編碼：29372812734

包裝：平裝

齣版時間：2014-11-01

基本信息

書名：信號與係統

定價：42.00元

作者：趙仕良,陳冰潔,周曉林

齣版社：科學齣版社

齣版日期：2014-11-01

ISBN：9787030411471

字數：420000

頁碼：287

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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《信號與係統》可作為電子信息、通信、自動控製、電氣工程、計算機等專業'信號與係統'課程的本科教材,也可供從事相關領域工作的教師、科技工作者自學參考使用,並可作為相關專業'信號與係統'課程的研究生入學考試參考書。

內容提要

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《信號與係統》共分七章來講解：章信號和係統的基本概念,第二章信號和係統的時域分析法,第三章連續周期信號的傅裏葉級數分析法第四章連續信號和係統的傅裏葉變換分析法第五章連續信號和係統的復頻域分析法第六章離散信號和係統的ZT分析法第七章離散信號和係統的FZT分析法。

目錄

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作者介紹

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文摘

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序言

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現代通信與信號處理的基石：深入探索信號與係統 在當今信息爆炸的時代，信號與係統作為連接現實世界與數字世界的橋梁，其重要性不言而喻。無論是廣播電視的信號傳輸，還是手機通信的語音數據傳遞，亦或是醫學影像的分析處理，都離不開對信號的精確捕捉、分析與理解，以及對復雜係統的巧妙設計與優化。本書旨在為讀者提供一個全麵而深入的信號與係統理論框架，從基本概念齣發，逐步引導讀者掌握分析和處理各種信號與係統的強大工具和方法，為他們在通信、控製、電子工程、計算機科學乃至更廣泛的交叉學科領域打下堅實的基礎。 本書的編寫，力求在嚴謹的數學理論基礎上，結閤生動形象的工程實例，使抽象的概念具象化，理論與實踐緊密結閤。我們相信，隻有深入理解瞭信號與係統的本質，纔能更好地駕馭日益復雜的現代科技。 第一章：信號與係統概述 本章將作為全書的引子，為讀者勾勒齣信號與係統的宏觀圖景。我們將從最基礎的定義入手，探討信號的種類繁多，包括連續時間信號與離散時間信號，周期信號與非周期信號，偶信號與奇信號，能量信號與功率信號等等。通過對這些基本信號類型的介紹，讀者將初步認識到信號的多樣性及其內在的數學描述。 同時，我們也將引入“係統”的概念。係統是處理信號、改變信號或根據信號做齣響應的實體。我們將探討係統的基本性質，如綫性、時不變性、因果性以及穩定性。這些性質是判斷一個係統行為的關鍵，也是後續分析和設計的基礎。例如，一個綫性係統能夠滿足疊加原理，這意味著輸入信號的綫性組閤會産生對應輸齣信號的綫性組閤，這極大地簡化瞭係統的分析。時不變性則意味著係統的特性不隨時間變化，這使得我們可以使用固定的方法來分析係統的響應。因果性保證瞭係統的輸齣隻取決於當前及過去的輸入，這在許多實際係統中是必不可少的。穩定性則確保瞭係統在有限輸入下不會産生無限大的輸齣，避免瞭係統崩潰。 此外，本章還將簡要介紹信號與係統在工程領域中的廣泛應用，例如在音頻處理、圖像識彆、通信調製解調、自動控製等方麵的作用，激發讀者對後續學習的興趣。 第二章：連續時間信號的分析 深入理解信號的特性，是進行係統分析的前提。本章將聚焦於連續時間信號，展開對其數學描述和分析方法的探討。我們將詳細介紹傅裏葉級數和傅裏葉變換，這是分析周期和非周期連續時間信號頻譜特性的核心工具。傅裏葉級數可以將周期信號分解為一係列不同頻率的正弦和餘弦分量的疊加，而傅裏葉變換則將非周期信號擴展到連續的頻率域，揭示信號在不同頻率上的能量分布。通過傅裏葉分析，我們可以直觀地理解信號的頻率成分，從而為濾波、調製等信號處理技術提供理論依據。 我們將學習如何計算各種基本信號（如衝激信號、階躍信號、指數信號、正弦信號）的傅裏葉變換，以及傅裏葉變換的性質，如綫性、時移、頻移、捲積性質等。特彆地，捲積定理將是貫穿全書的重要概念，它揭示瞭時域中的捲積運算對應於頻域中的乘積運算，這為係統分析和設計帶來瞭極大的便利。 此外，本章還將介紹拉普拉斯變換，它是傅裏葉變換的推廣，能夠處理更廣泛的信號，特彆是那些傅裏葉變換不存在的信號。拉普拉斯變換在分析綫性時不變（LTI）係統的瞬態響應和穩定性方麵具有不可替代的作用。我們將學習拉普拉斯變換的定義、性質以及如何利用它來求解微分方程，從而獲得係統的零輸入響應和零狀態響應。 第三章：離散時間信號的分析 隨著數字技術的飛速發展，離散時間信號在現代工程領域中的地位日益凸顯。本章將轉嚮對離散時間信號的深入分析。我們將介紹離散時間傅裏葉級數（DTFS）和離散時間傅裏葉變換（DTFT），它們分彆對應於連續時間信號的傅裏葉級數和傅裏葉變換，用於分析周期和非周期離散時間信號的頻譜特性。 與連續時間信號類似，離散時間信號的分析也離不開捲積定理。我們將探討離散捲積的計算方法以及其在係統分析中的應用。 在此基礎上，本章將引入Z變換。Z變換是離散時間信號和係統的核心分析工具，它能夠方便地處理離散時間LTI係統的頻率響應、穩定性以及因果性。我們將詳細介紹Z變換的定義、性質，並展示如何利用Z變換來求解差分方程，從而獲得係統的響應。Z變換與拉普拉斯變換在概念上有諸多相似之處，但其應用領域和處理對象不同，對於數字信號處理和數字控製係統至關重要。 第四章：連續時間綫性時不變（LTI）係統的分析 在掌握瞭連續時間信號的分析方法後，本章將聚焦於一類最重要的係統——連續時間綫性時不變（LTI）係統。LTI係統因其優良的數學性質和廣泛的工程應用而成為信號與係統理論的核心。 我們將深入探討LTI係統的衝激響應，它是錶徵LTI係統行為的關鍵。通過衝激響應，我們可以利用捲積運算來計算係統對任意輸入信號的輸齣。本章將詳細闡述時域捲積的計算方法，並強調捲積定理在頻域（傅裏葉變換域）中的應用，即時域捲積等於頻域乘積。 我們還將學習如何利用拉普拉斯變換來分析LTI係統。通過將LTI係統錶示為其傳遞函數，我們可以方便地分析係統的頻率響應、穩定性以及理解係統對不同頻率輸入的反應。傳遞函數將是設計和分析濾波器、控製器等LTI係統的核心概念。本章將深入講解如何通過傳遞函數的極點和零點來判斷係統的穩定性，以及其對係統頻率響應的影響。 第五章：離散時間綫性時不變（LTI）係統的分析 本章將類比於上一章，將分析的重點轉移到離散時間LTI係統。離散時間LTI係統是數字信號處理和數字控製係統的基礎。 我們將引入離散時間LTI係統的單位脈衝響應，它是描述係統對單位脈衝（離散衝激信號）響應的關鍵。通過單位脈衝響應，我們可以利用離散捲積來計算係統對任意離散輸入信號的輸齣。本章將詳細闡述離散捲積的計算方法，並強調其在頻域（離散時間傅裏葉變換域）的應用。 我們還將學習如何利用Z變換來分析離散時間LTI係統。通過將離散時間LTI係統錶示為其傳遞函數（在Z域），我們可以方便地分析係統的頻率響應、穩定性以及理解係統對不同頻率輸入的反應。與連續時間係統類似，傳遞函數的極點和零點在Z域中同樣扮演著決定係統行為的關鍵角色。本章將深入講解如何通過Z域傳遞函數的極點和零點來判斷離散時間LTI係統的穩定性，以及其對係統頻率響應的影響。 第六章：狀態空間分析方法 為瞭處理更復雜的係統，特彆是那些不能簡單用傳遞函數來描述的多輸入多輸齣（MIMO）係統，本章將引入更為強大的狀態空間分析方法。狀態空間方法提供瞭一種更為全麵的係統描述方式，它通過一組一組的一階微分方程（或差分方程）來刻畫係統的內部狀態。 我們將介紹連續時間LTI係統和離散時間LTI係統的狀態空間錶示。對於連續時間係統，我們將使用嚮量微分方程來描述係統的狀態演變和輸齣；對於離散時間係統，我們將使用嚮量差分方程。本章將重點研究狀態嚮量的動態演變，並探討如何從狀態空間錶示推導齣係統的傳遞函數，以及如何從傳遞函數得到狀態空間錶示。 狀態空間方法在分析係統的可控性、可觀測性等方麵具有獨特優勢，這些概念對於設計控製器和估計係統狀態至關重要。我們將深入探討這些概念，並展示它們在係統設計和分析中的應用。 第七章：傅裏葉分析在係統分析中的應用 本章將迴歸傅裏葉分析，更深入地探討其在LTI係統分析中的強大應用。我們將重點關注係統的頻率響應。頻率響應描述瞭LTI係統對不同頻率正弦信號的增益和相位變化。通過頻率響應，我們可以理解係統是如何選擇性地放大或衰減特定頻率分量的，這在濾波器設計中至關重要。 我們將學習如何從係統的傳遞函數中直接獲得頻率響應，並解釋幅頻特性和相頻特性的含義。例如，一個低通濾波器會衰減高頻信號，其幅頻特性會隨著頻率的升高而下降。 本章還將介紹一些重要的傅裏葉分析概念，如捲積的頻域解釋，以及它如何簡化對復雜信號經過係統後的輸齣的預測。我們將通過實例展示如何利用傅裏葉變換來分析通信係統中信號的調製解調過程，以及在音頻信號處理中如何利用傅裏葉分析來實現均衡和降噪。 第八章：采樣理論與離散化 現實世界中的許多信號是連續的，但我們的數字係統隻能處理離散的信號。本章將深入探討連接連續世界和離散世界的關鍵橋梁——采樣理論。 我們將詳細介紹奈奎斯特-香農采樣定理，它給齣瞭將連續時間信號轉換為離散時間信號而不丟失信息所必須滿足的最低采樣頻率。我們將解釋欠采樣和過采樣的後果，以及如何利用抗混疊濾波器來避免采樣過程中引入的混疊失真。 在此基礎上，本章還將探討離散化技術，即將連續時間係統轉換為等效的離散時間係統。我們將介紹零階保持器（ZOH）等常用離散化方法，並解釋如何利用它們來設計數字控製器，以控製連續時間物理過程。這些技術在數字控製、嵌入式係統等領域具有廣泛應用。 第九章：濾波器設計 濾波器是信號處理中最基本也是最重要的組成部分之一。本章將係統地介紹濾波器的基本概念和設計方法。我們將區分模擬濾波器和數字濾波器，並探討它們的特點和應用。 我們將介紹不同類型的濾波器，如低通濾波器、高通濾波器、帶通濾波器和帶阻濾波器。對於每種類型的濾波器，我們將探討其理想幅頻特性，並分析如何設計實際濾波器來實現近似的幅頻特性。 本章將重點介紹幾種常用的濾波器設計方法，包括巴特沃斯濾波器、切比雪夫濾波器和貝塞爾濾波器，分析它們各自的優缺點。同時，我們將介紹數字濾波器設計中的幾種關鍵技術，如脈衝響應（FIR）濾波器和無限脈衝響應（IIR）濾波器，並探討它們在設計中的權衡。通過本章的學習，讀者將能夠理解如何根據具體的應用需求，設計齣滿足要求的濾波器。 第十章：係統穩定性與穩定性判據 係統的穩定性是評價一個係統是否可靠運行的關鍵指標。本章將深入探討係統的穩定性概念，並介紹幾種常用的穩定性判據。 我們將區分綫性係統和非綫性係統的穩定性。對於綫性係統，我們將基於其傳遞函數的極點位置來判斷係統的穩定性。特彆是，對於連續時間係統，極點必須位於復平麵的左半平麵；對於離散時間係統，極點必須位於單位圓內。 本章還將介紹幾種經典的穩定性判據，如Routh-Hurwitz判據（用於連續時間係統）和Jury判據（用於離散時間係統）。這些判據提供瞭一種不求解特徵方程即可判斷係統穩定性代數方法。 此外，我們還將探討穩定性與係統響應之間的關係，例如，不穩定係統可能産生隨時間發散的輸齣，而在工程實踐中是不可接受的。 結論 信號與係統理論是現代工程技術領域不可或缺的基石。通過對本係列內容的學習，讀者將建立起堅實的理論基礎，掌握分析和處理各種信號與係統的有力工具。從理解信號的基本特性，到深入分析綫性時不變係統的行為，再到探索狀態空間錶示和濾波器設計，本書將帶領讀者一步步邁嚮信號與係統理論的精髓。我們相信，這些知識和技能將極大地拓展讀者在各自專業領域內的視野和能力，為他們解決復雜工程問題、創新技術提供強大的支持。

評分☆☆☆☆☆

這本《信號與係統》真的是讓我大開眼界，以前總覺得這方麵的東西離我太遙遠，枯燥無味，但這本書的講解方式卻讓人耳目一新。作者們在介紹基本概念時，並沒有一開始就拋齣復雜的數學公式，而是從一些生活中的例子入手，比如聲音的傳播、圖像的形成，將抽象的信號概念變得生動形象。這一點對於我這種初學者來說簡直是福音，讓我能更容易地理解傅裏葉變換、拉普拉斯變換這些核心內容。而且，書中對每個概念的推導都非常清晰，步驟也很詳盡，時不時還穿插一些小提示，提醒我們注意一些容易齣錯的地方。我特彆喜歡它在講解捲積時，用瞭大量的圖示來解釋，讓原本感覺難以捉摸的“捲”動過程一下子就清晰明瞭瞭。更重要的是，它不僅僅是理論的堆砌，還提供瞭很多實踐性的例子，雖然我還沒來得及完全動手去實現，但光看描述就覺得很有啓發，感覺這本書能夠真正幫助我掌握信號與係統的知識，並將其應用到實際問題中去。

評分☆☆☆☆☆

作為一名對信號處理領域抱有濃厚興趣但基礎相對薄弱的學習者，《信號與係統》這本書為我打開瞭一扇全新的大門。作者們在內容編排上可謂煞費苦心，從最基礎的信號分類、係統性質開始，循序漸進地引入到傅裏葉級數、傅裏葉變換、Z變換等核心內容。我特彆喜歡他們在講解這些復雜變換時，會先迴顧前麵學過的知識點，形成知識的鏈條，讓人感覺學習過程是連貫且有邏輯的。書中提供的例題非常豐富，涵蓋瞭各種典型信號和係統，並且對解題思路和步驟都做瞭詳細的講解，這對於我這種喜歡通過練習來掌握知識的人來說，是極大的幫助。每道例題都像是對前麵理論的一個小小應用，讓我能更直觀地感受到信號與係統的魅力。而且，作者們在編寫過程中，似乎時刻都在考慮讀者的學習感受，語言錶達清晰流暢，公式推導過程詳盡，不容易讓人産生睏惑。這本書讓我對信號與係統的學習充滿信心。

評分☆☆☆☆☆

我對於《信號與係統》這本書的印象可以用“嚴謹而不失靈活”來概括。作者在遵循學科規範、保證理論準確性的同時，也展現齣瞭相當的教學智慧。他們並沒有將所有內容都擺在桌麵上，而是巧妙地引導讀者一步步深入。比如，在介紹離散時間信號和係統時，作者就非常注重將連續信號的概念類比過去，讓讀者能夠快速建立起聯係，減少學習障礙。我尤其欣賞的是書中對於係統穩定性、因果性等特性的討論，不僅給齣瞭嚴格的數學定義，還通過反例和具體情境來闡釋，使得這些抽象的判斷標準變得觸手可及。更難得的是，這本書的語言風格非常專業，但又不至於讓非專業人士感到畏懼，可以說是恰到好處地把握瞭學術深度與可讀性之間的平衡。每當遇到比較難理解的部分，翻閱後麵的習題，往往能發現一些與課文呼應的思路，幫助鞏固和加深理解。總而言之，這是一本需要靜下心來細細品味的教材，它會在你沉浸其中時，逐漸展現齣其深厚的底蘊。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，起初我對於《信號與係統》這類偏理論的書籍是有些抵觸的，覺得枯燥且難以理解。然而，《信號與係統》這本書卻顛覆瞭我的認知。作者們在開篇就用通俗易懂的語言闡釋瞭信號和係統的基本概念，並將它們與我們日常生活中的現象巧妙地聯係起來，比如音樂的頻譜分析，圖像的濾波處理等等。這使得我在學習過程中，能夠始終保持好奇心和探究欲。更讓我驚喜的是，書中對於一些關鍵概念，如捲積、傅裏葉變換的講解，采用瞭多角度、多層麵的闡述方式。他們不僅給齣瞭嚴格的數學定義和推導，還輔以大量的圖形和直觀的解釋，讓那些曾經讓我頭疼的抽象概念變得相對容易理解。這本書在例題的選擇和講解上也相當用心，每一個例題都緊密結閤瞭理論知識，並且給齣瞭詳細的解題步驟和思路分析，這對於我這種需要反復練習纔能掌握知識的學習者來說，無疑是一大福音。

評分☆☆☆☆☆

我一直認為，一本好的技術類書籍，除瞭紮實的理論基礎，更需要的是能夠激發讀者的學習熱情和獨立思考能力。《信號與係統》這本書在這方麵做得非常齣色。作者們在介紹每一個新概念時，都非常注重其背後的物理意義和實際應用，而不是簡單地羅列公式。比如，在講解傅裏葉變換時，他們會詳細說明為什麼需要傅裏葉變換，它能夠解決哪些問題，並且通過圖示清晰地展示瞭時域到頻域的轉換過程，這讓我能夠從更高的維度去理解這個工具。我特彆欣賞書中在講解一些高級概念時，會穿插一些曆史的淵源或者與其他領域的關係，這不僅增加瞭知識的趣味性，也讓我意識到信號與係統在現代科技中的重要地位。此外，書中提供的習題設計得很有深度，有的需要綜閤運用多個章節的知識，有的則鼓勵讀者進行拓展思考，這對於培養我的獨立解決問題的能力非常有幫助。總之，這本書不僅僅是一本教材，更像是一位循循善誘的良師益友。