信号与系统分析 9787040201451 高等教育出版社 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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张德民，胡庆 著

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出版社： 高等教育出版社

ISBN：9787040201451

商品编码：29416231421

包装：平装

出版时间：2006-09-01

基本信息

书名：信号与系统分析

定价：21.00元

作者：张德民,胡庆

出版社：高等教育出版社

出版日期：2006-09-01

ISBN：9787040201451

字数：250000

页码：221

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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本书在“信号与线性系统”课程的基础上，用相对较高的数学思路和手段，系统地研讨了信号与系统分析的基本理论和方法，旨在为电子、控制、信息类学科工学、工程硕士研究生建立信号与系统分析的基础平台。全书分为五章，章作为与本科相关内容的衔接和全书的基础，强化学生对信号和系统分析物理概念和数学方法的融合理解；第二章学习离散信号双重性和变换统一性，深刻地理解信号时域和频域描述的本质联系，由信号双重性和变换统一性扩充了信号分析的方法；第三章在变换统一性基础上系统地研讨了傅氏分析原理和方法；第四章以矩展开原理为工具，讨论系统分析的基本理论和基本方法，重点结合在信息系统中的重要功能模块实例的实现方法研讨基本系统的实现和特性分析；第五章学习模拟信号与系统数字处理及逼近的基本原理和重要特性，进而掌握模拟系统的数字逼近和设计方法。
本书努力做到深入浅出，论述清楚，注重物理概念、基本理论和基本分析方法的融合。书中精选了量的例题，各章后附有习题。
本书适合电子信息类学科专业硕士研究生课程、工程硕士学位课程或选修课教材或参考书，也适合于相关教师和科技工程人员参考。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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《动态系统理论：从时域到频域的深刻洞察》 前言 在理解我们周围日益复杂的现实世界时，无论是自然界的物理现象，还是人类社会的信息流动，抑或是工程技术的设计与优化，都离不开对“系统”及其“信号”的深入分析。本书旨在为您构建一个坚实的理论框架，引领您穿越时域的线性变换，抵达频域的精妙洞察，从而掌握分析和设计各类动态系统的核心方法。我们相信，通过对本书内容的研习，您将能以更加深刻的视角审视问题，以更加高效的工具解决挑战。 第一部分：时域基础——系统的动态轨迹 第一章：信号的本质与分类 信号是描述系统输入、输出或其他状态的载体，它们承载着信息，也揭示着系统的动态行为。本章将深入剖析信号的内在属性，从时间变量的连续性与离散性出发，区分了连续时间信号与离散时间信号。我们将探讨信号的周期性与非周期性，了解何为周期信号及其基本特性，同时也将研究非周期信号在傅里叶级数和傅里叶变换中的表达方式。 此外，信号的能量与功率是衡量信号强弱的重要指标，我们将学习如何精确计算和区分能量信号与功率信号。奇偶对称性在信号分析中扮演着重要角色，它能极大地简化运算，本章将详细阐述其定义、判别方法及其对信号分解的影响。 作为描述系统行为的基础，我们还将介绍几种常见的信号类型，包括单位冲激信号（狄拉克函数）和单位阶跃信号，它们不仅是数学模型上的理想化工具，更是分析和理解系统响应的基石。我们将探讨它们各自的数学定义、重要性质以及在信号处理和系统分析中的广泛应用。 第二章：系统模型与基本性质 系统是接收输入信号并产生输出信号的实体或过程。本章将聚焦于系统的数学建模，特别是线性时不变（LTI）系统，这是工程和科学领域中最常见、也是最易于分析的一类系统。我们将深入理解“线性”的含义，即叠加原理和齐次性，它们是分析和设计系统的核心原则。 “时不变”性质意味着系统的特性不随时间改变，这使得我们可以用一套固定的数学工具来描述和分析它。我们将重点研究LTI系统的核心表征——单位冲激响应。单位冲冲激响应不仅是LTI系统的“指纹”，更是连接输入与输出的关键桥梁。通过卷积运算，我们可以从输入信号和单位冲激响应计算出系统的零状态响应。 除了线性时不变性，我们还将探讨其他几种重要的系统性质，包括因果性（系统的输出仅依赖于当前和过去的输入，而不依赖于未来的输入），稳定性（系统的输出不会无界增长），以及可逆性（输入信号可以从输出信号唯一恢复）。这些性质对于判断系统的可行性、可靠性和设计鲁棒性至关重要。 第三章：卷积——时域分析的灵魂 卷积是连接LTI系统输入、输出和系统特性的核心数学运算。本章将以最详尽的方式阐释卷积的概念、定义以及计算方法。我们将通过图示和具体算例，直观地展示连续时间信号和离散时间信号的卷积过程，帮助您深刻理解两个信号“相互作用”的本质。 对于连续时间信号，我们将学习积分形式的卷积定义，并掌握利用滑动窗法、面积法等技巧进行解析计算。对于离散时间信号，我们将通过求和形式的卷积定义，并运用表格法、分解法等方法进行计算。 此外，本章还将探讨卷积的几何意义，理解它如何反映一个系统对输入信号的“延迟”和“加权”累积效应。我们将进一步分析卷积的性质，如交换律、结合律和分配律，这些性质在简化复杂系统分析和推导过程中具有不可估量的价值。最终，您将能够运用卷积运算，准确预测LTI系统在各种输入信号下的输出行为。 第四章：傅里叶级数——周期信号的频率分解 周期信号虽然在时域上不断重复，但其内在的频率成分却可以用一系列不连续的频率分量来表示。本章将引入傅里叶级数，一种强大的数学工具，用于将周期信号分解为一系列正弦和余弦（或复指数）之和。 我们将详细介绍指数形式的傅里叶级数和三角形式的傅里叶级数。对于一个周期信号，我们将学习如何计算其傅里叶级数的系数，包括直流分量（平均值）、基频分量以及各次谐波分量的幅度和相位。本章将推导计算这些系数的通用公式，并通过大量实例，展示如何对各种周期信号，如方波、锯齿波、三角波等进行傅里叶级数分解。 我们将深入理解傅里叶级数所揭示的周期信号的频率谱，即信号能量在不同频率上的分布情况。同时，我们还将探讨傅里叶级数的收敛性问题，了解哪些类型的周期信号可以被其完美地表示。通过本章的学习，您将能够理解周期信号的频率特性，并为后续的非周期信号分析奠定基础。 第二部分：频域洞察——信号的频率全景 第五章：傅里叶变换——非周期信号的频率连续谱 对于非周期信号，我们无法直接使用傅里叶级数，此时傅里叶变换便应运而生。本章将扩展傅里叶级数的概念，引入傅里叶变换，用于将任意信号（在一定条件下）分解为一系列连续频率的正弦和余弦（或复指数）分量。 我们将详细阐述连续时间傅里叶变换（CTFT）和离散时间傅里叶变换（DTFT）的定义及其计算方法。您将学习如何求解各种非周期信号，如单位冲激信号、单位阶跃信号、指数衰减信号等的傅里叶变换。 本章的重点是傅里叶变换的性质，这些性质与傅里叶级数的性质相呼应，并且在频域分析中扮演着核心角色。我们将深入探讨线性性、时移性、频移性、卷积性质（时域卷积等于频域乘积，频域卷积等于时域乘积）、微分性质、积分性质、帕塞瓦尔定理（能量守恒）等。理解这些性质，能够极大地简化信号和系统的频域分析。 我们将通过傅里叶变换，直观地理解信号的频谱，即信号能量在连续频率上的分布。这将使您能够从频率的角度来理解信号的特性，例如信号的带宽、主频成分等。 第六章：系统的频率响应——频域的系统特性 了解了信号的频率特性后，我们自然会想到，系统在不同频率下会对信号产生怎样的影响？本章将聚焦于LTI系统的频率响应。 对于LTI系统，其频率响应是单位冲激响应的傅里叶变换。我们将详细介绍频率响应的定义、计算方法及其在频域中的含义。我们将学会如何从系统的单位冲激响应推导出其频率响应。 频率响应通常表示为幅频特性和相频特性。幅频特性描述了系统对不同频率分量的放大（或衰减）程度，而相频特性则描述了系统对不同频率分量的相位偏移。我们将通过绘制幅频特性曲线和相频特性曲线，直观地理解系统对信号的频率选择性。 本章还将深入探讨频率响应在系统分析和设计中的重要作用。例如，滤波器设计的核心就是设计具有特定频率响应特性的系统。我们将学习如何利用频率响应来预测系统输出信号的频谱，以及如何分析系统的稳定性。 第七章：拉普拉斯变换——更广泛的系统分析工具 虽然傅里叶变换在分析周期和非周期信号方面表现出色，但对于不稳定系统或瞬态响应的分析，其存在一定的局限性。拉普拉斯变换作为傅里叶变换的推广，提供了一个更强大、更通用的工具。 本章将介绍单边拉普拉斯变换和双边拉普拉斯变换。我们将学习拉普拉斯变换的定义，以及如何计算常见信号的拉普拉斯变换。与傅里叶变换类似，拉普拉斯变换也具有一系列重要的性质，包括线性性、时移性、积分性质、微分性质以及卷积性质。 拉普拉斯变换的引入，使得我们可以分析复频率 s，而不仅仅是纯虚数频率 jω。这将使我们能够更好地处理系统中的衰减和振荡现象，特别是对于求解微分方程和分析系统稳定性。 我们将重点关注拉普拉斯变换在系统分析中的应用，包括利用拉普拉斯变换将微分方程转化为代数方程，从而简化求解过程。我们还将介绍系统函数（传输函数）的概念，它是在s域中描述LTI系统的输入输出关系。理解系统函数，对于分析系统的极点和零点，进而判断系统的稳定性、响应速度和瞬态行为至关重要。 第八章：Z变换——离散时间系统的频率与复频率分析 对于离散时间系统，我们同样需要一套与拉普拉斯变换相对应的工具。Z变换便是处理离散时间信号和系统的强大数学工具。本章将介绍Z变换的定义，以及如何计算常见离散时间信号的Z变换。 我们将深入研究Z变换的性质，包括线性性、时移性、卷积性质、微分性质等。这些性质与拉普拉斯变换和傅里叶变换的性质有着密切的联系，掌握它们将能极大地简化离散时间系统的分析。 本章的核心在于Z变换在离散时间系统分析中的应用。我们将学习如何利用Z变换将离散时间系统的差分方程转化为代数方程，从而方便地求解系统的响应。我们还将引入系统函数（传递函数）的概念，它是在z域中描述离散时间LTI系统的输入输出关系。 通过分析系统函数的零点和极点，我们可以直观地判断离散时间系统的稳定性、频率响应特性以及瞬态行为。本章将为您构建起一套完整的离散时间系统分析方法论。 结论 通过对时域和频域的深入剖析，本书记载了分析和理解动态系统的核心理论和方法。从信号的基本属性到系统的内在性质，从时域的卷积运算到频域的傅里叶分析，再到更广泛的拉普拉斯变换和Z变换，本书为您提供了一个贯穿始终的分析框架。我们希望本书能够成为您在信号与系统领域学习和研究的可靠伙伴，激发您对这一迷人领域的持续探索。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出版质量非常高，纸张的质感很好，印刷清晰，图表精美，阅读体验非常舒适。翻阅过程中，我注意到书中对一些重要的数学公式和定理都做了加粗或者框注，非常醒目，便于快速定位和记忆。而且，书中出现的图表都非常规范，尺寸比例协调，线条流畅，没有任何模糊不清的地方，这对于理解复杂的信号波形和系统结构至关重要。在一些关键步骤的推导过程中，作者还特意用不同颜色标注了中间过程，使得整个推导流程一目了然。这种对细节的精益求精，体现了出版社严谨的学术态度，也大大提升了本书作为一本学习资料的实用性和易读性。整体而言，这是一本兼具内容深度和出版品质的优秀教材。

评分☆☆☆☆☆

收到一本新书，封面设计简洁大气，厚度适中，给人一种专业严谨的感觉。迫不及待地翻开，首先映入眼帘的是目录，条理清晰，章节划分合理，从最基础的概念讲起，逐步深入到更复杂的理论和应用。内容覆盖了信号的时域和频域分析，系统的时域和频域响应，以及傅里叶变换、拉普拉斯变换、Z变换等核心工具。每一个概念都配有详细的解释和生动的图示，即使是初学者也能很快理解。作者在举例时也非常用心，选择了许多工程实际中常见的场景，比如音频处理、通信系统等，让抽象的理论变得触手可及。书中的例题和习题设计也很有代表性，既有巩固基础的练习，也有激发思考的难题，有助于读者检验学习效果，加深理解。总的来说，这本书就像一位循循善诱的老师，带领读者一步步探索信号与系统的奥秘，是一本值得反复研读的经典教材。

评分☆☆☆☆☆

不得不说，这是一本非常“硬核”的书籍。它的篇幅不算特别厚重，但内容密度极高，几乎每一页都充满了信息量。作者在处理一些难点问题时，会提供多种不同的解释方法，或者从不同的角度去分析，力求让读者彻底弄懂。比如，在解释卷积的意义时，书中就通过图示、文字描述以及数学公式，多维度地进行了阐释。对于那些需要深度钻研，对知识细节要求极高的读者来说，这本书无疑是宝藏。它会让你在学习过程中不断遇到挑战，但也正是这种挑战，才能真正提升你的分析能力和解决问题的能力。看完这本书，你会觉得自己的“信号与系统”知识体系更加扎实和完整。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格非常学术化，充满了严谨的数学推导和符号。开篇就以一系列定义和公理作为基础，构建了一个坚实的理论框架。作者对于数学公式的运用可谓出神入化，每一个推导都力求严密，逻辑链条完整。对于我这种对数学推导过程比较看重的读者来说，这本书无疑是量身定做的。它不仅仅停留在概念的介绍，更注重对原理的深入剖析，让你理解“为什么”是这样，而不是仅仅记住“是什么”。书中大量的公式和定理，虽然初看有些压迫感，但仔细品味，却能感受到其中蕴含的深刻智慧。作者对于不同变换方法之间的联系与区别也进行了细致的阐述，帮助读者建立起宏观的认识。对于那些希望在信号与系统领域打下坚实理论基础，能够独立进行复杂问题分析的读者，这本书的价值不言而喻。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我最深刻的印象是其在内容组织上的独特性。它并没有按照传统教材的顺序来展开，而是别出心裁地将一些看似独立的知识点巧妙地串联起来。例如，在讲解傅里叶级数的时候，作者就引入了周期信号的能量概念，为后续非周期信号的傅里叶变换做了铺垫。这种“跳跃式”的讲解方式，虽然可能需要读者具备一定的预备知识，但一旦掌握，便会发现思路豁然开朗。书中对于一些关键概念的阐释，也充满了个人见解，而非简单的罗列。作者似乎更倾向于从物理意义上去解释数学工具的含义，让你感受到理论背后的直观理解。对于那些对传统教学模式感到厌倦，渴望通过新颖视角来学习的读者，这本书或许能带来意想不到的惊喜。