信號與係統(第三版)習題解析 9787040316018 高等教育齣版社 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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榖源濤 著

圖書標籤:

• 信號與係統
• 電路分析
• 通信原理
• 電子工程
• 高等教育
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• 習題解析
• 9787040316018
• 高等教育齣版社
• 工程數學

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齣版社： 高等教育齣版社

ISBN：9787040316018

商品編碼：29424771708

包裝：平裝

齣版時間：2011-07-01

基本信息

書名：信號與係統(第三版)習題解析

定價：49.30元

作者：榖源濤

齣版社：高等教育齣版社

齣版日期：2011-07-01

ISBN：9787040316018

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.663kg

編輯推薦

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內容提要

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本書對《信號與係統（第三版）》的所有習題進行瞭全麵、細緻的講解，多數習題給齣不隻一種求解方法，讓你在輕鬆完成學習任務的同時，拓寬思路，加深知識理解、增強解題技巧。

本書對《信號與係統（第二版）》中未選入第三版的部分習題也進行瞭補充講解，無論你使用的是二版或三版，本書都是“*伴侶”。

運用大量仿真圖形，直觀、準確、形象、生動。

目錄

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章 緒論
第二章 連續時間係統的時域分析
第三章 傅裏葉變換
第四章 拉普拉斯變換、連續時問係統的s域分析
第五章　傅裏葉變換應用於通信係統——濾波、調製與抽樣
第六章 信號的矢量空間分析
第七章 離散時間係統的時域分析
第八章 Z變換、離散時間係統的z域分析
第九章　離散傅裏葉變換以及其他離散正交變換
第十章 模擬與數字濾波器
第十一章 反饋係統
第十二章 係統的狀態變量分析

作者介紹

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文摘

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序言

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《信號與係統（第三版）》學術著作解析 導論 《信號與係統》作為現代工程科學和信息技術領域的一塊基石，其理論框架的理解與掌握，對於所有緻力於探索和發展相關技術的研究者、工程師以及高年級本科生和研究生而言，至關重要。該領域的研究核心在於分析和處理那些隨時間或空間變化的物理量——即信號，並在此基礎上構建和理解能夠對這些信號進行操作、轉換或提取有用信息的係統。信號與係統理論不僅是電子工程、通信工程、計算機科學、自動控製等學科的必修課程，更是諸多前沿技術，如人工智能、機器學習、數字圖像處理、生物醫學工程等得以發展的理論支撐。 本書旨在深入剖析《信號與係統（第三版）》教材的核心概念、理論體係和應用方法。我們將聚焦於構成該學科的 foundational elements，從信號的定義、分類，到係統的基本性質、描述方法，再到各種經典的分析工具和技術，循序漸進地展開講解。本書力求在原著理論深度和廣度的基礎上，提供更為詳盡的解析、生動的類比和富有啓發性的思考，幫助讀者建立起對信號與係統這一復雜但迷人的學科的全麵而深刻的認識。 第一章：信號的本質與錶達 本章將深入探討“信號”這一核心概念的內涵與外延。我們將從信號的物理意義齣發，解析其作為信息載體的基本屬性。根據信號的數學特性，我們將對其進行詳細分類： 連續信號與離散信號： 區分兩者在時間域上的錶現形式，以及它們在采樣和重構過程中所涉及的關鍵概念，如奈奎斯特采樣定理，並探討離散信號在數字處理中的重要性。 周期信號與非周期信號： 講解周期信號的周期性特徵，以及傅裏葉級數在周期信號分析中的應用。對於非周期信號，我們將引齣傅裏葉變換作為更普適的分析工具。 能量信號與功率信號： 定義和區分這兩種信號的能量和功率計算方法，並探討它們在實際應用中的區彆與聯係。 奇信號與偶信號： 介紹信號的對稱性，以及奇偶性分析在信號分解和簡化處理中的作用。 此外，本章還將介紹描述信號的數學工具，包括： 基本的信號波形： 如單位衝激信號（狄拉剋函數）、單位階躍信號、指數信號、正弦信號、矩形脈衝信號等，詳細闡述它們的數學定義、圖形錶示及其在係統響應中的作用。 信號的運算： 包括平移、伸縮、翻轉、相乘、捲積等基本運算，並強調捲積運算在係統分析中的核心地位。 第二章：係統的定義、性質與基本模型 在本章，我們將聚焦於“係統”這一概念。一個係統可以被理解為一個能夠對輸入信號進行處理並産生輸齣信號的實體，它既可以是物理設備，也可以是數學模型。我們將係統定義為一種輸入-輸齣關係，並重點分析係統的幾個關鍵性質： 綫性性（Linearity）： 講解疊加原理，即係統對信號之和的響應等於響應之和，以及比例性，即係統對信號成比例的響應也成比例。綫性係統是信號與係統理論研究的基石。 時不變性（Time Invariance）： 闡述係統的響應不隨時間推移而改變，即輸入信號的延遲導緻輸齣信號的相應延遲。 因果性（Causality）： 定義瞭係統的輸齣僅取決於當前和過去的輸入，而不依賴於未來的輸入。這對於描述現實世界的物理係統至關重要。 穩定性（Stability）： 探討係統在有界輸入下産生有界輸齣的能力（BIBO穩定性），以及其他形式的穩定性概念，如Lyapunov穩定性。 基於這些基本性質，本章將介紹描述綫性時不變（LTI）係統的兩種主要數學模型： 差分方程（Difference Equations）： 用於描述離散時間LTI係統。我們將講解差分方程的建立、求解方法，以及其在數字信號處理中的應用。 微分方程（Differential Equations）： 用於描述連續時間LTI係統。我們將深入探討微分方程的解法，包括齊次解和特解，以及它們與係統零輸入響應和零狀態響應的關係。 第三章：捲積——LTI係統的核心運算 捲積是信號與係統理論中最核心、最具代錶性的數學運算之一，它深刻地揭示瞭綫性時不變係統的工作機製。本章將對捲積運算進行係統而詳盡的闡述： 連續時間捲積： 詳細推導連續時間LTI係統的零狀態響應可以通過輸入信號與係統衝激響應的捲積來獲得。我們將展示捲積積分的計算方法，並提供多種信號捲積的實例解析。 離散時間捲積： 講解離散時間LTI係統的零狀態響應可以通過輸入序列與係統單位脈衝響應的捲積來獲得。我們將展示捲積和的計算方法，並進行相關的實例分析。 係統衝激響應（Impulse Response）： 強調衝激響應作為描述LTI係統特性的“指紋”的重要性。我們將分析不同係統其衝激響應的物理意義和數學錶達，並說明如何從衝激響應中推斷係統的性質（如因果性、穩定性）。 本章還將探討捲積的性質（如交換律、結閤律、分配律），以及捲積在實際應用中的意義，例如濾波、係統級聯等。 第四章：傅裏葉變換——信號的頻域分析 傅裏葉變換是理解信號頻譜特性、進行頻域分析的關鍵工具。本章將係統地介紹傅裏葉變換的原理、類型及其在信號分析中的應用： 傅裏葉級數（Fourier Series）： 針對周期信號，講解其分解為一係列正弦和餘弦分量（或復指數分量）的方法。我們將介紹指數形式和三角形式的傅裏葉級數，並闡述其收斂性條件。 傅裏葉變換（Fourier Transform）： 將傅裏葉級數推廣到非周期信號，引入傅裏葉變換的概念。我們將推導連續時間傅裏葉變換（CTFT）和離散時間傅裏葉變換（DTFT）的定義，並講解如何從時域信號計算其頻域錶示。 傅裏葉變換的性質： 詳細介紹傅裏葉變換的各種重要性質，如綫性性、時移性、頻移性、尺度變換、對稱性、捲積性質、微分性質、積分性質等。這些性質極大地簡化瞭信號和係統的分析過程。 能量譜密度與功率譜密度： 介紹如何利用傅裏葉變換來分析信號的能量分布和功率分布，從而理解信號在不同頻率上的能量/功率貢獻。 應用舉例： 展示傅裏葉變換在濾波、調製解調、頻譜分析等領域的實際應用。 第五章：拉普拉斯變換——係統分析的有力工具 拉普拉斯變換是傅裏葉變換的推廣，它能更有效地分析和處理更廣泛的信號，尤其是瞬態響應和穩定性問題。本章將深入探討拉普拉斯變換： 單邊拉普拉斯變換與雙邊拉普拉斯變換： 分彆介紹這兩種變換的定義，以及它們在分析不同類型信號時的適用性。 收斂域（Region of Convergence, ROC）： 強調收斂域的重要性，它是唯一確定時域信號的關鍵。我們將分析不同信號對應的收斂域，以及收斂域的性質。 拉普拉斯變換的性質： 介紹拉普拉斯變換的綫性性、時移性、頻移性、尺度變換、微分性質、積分性質、捲積性質等。 逆拉普拉斯變換： 講解如何通過部分分式展開、留數定理等方法求解逆拉普拉斯變換，從而從頻域錶示恢復時域信號。 利用拉普拉斯變換分析LTI係統： 重點在於傳遞函數（Transfer Function）的概念。我們將解釋傳遞函數如何描述LTI係統的輸入-輸齣關係，以及如何利用傳遞函數來分析係統的頻率響應、瞬態響應和穩定性。 第六章：Z變換——離散時間係統分析的基石 Z變換是拉普拉斯變換在離散時間係統分析中的對應物，它是研究離散時間信號和係統不可或缺的工具。本章將全麵介紹Z變換： Z變換的定義： 介紹雙邊Z變換和單邊Z變換的定義，以及它們在分析離散時間序列時的作用。 收斂域（ROC）： 同樣，收斂域在Z變換中也扮演著至關重要的角色，它決定瞭序列的唯一性。我們將探討不同序列的收斂域，以及收斂域的性質。 Z變換的性質： 詳細介紹Z變換的綫性性、時移性、乘法性、捲積性質、微分性質等。 逆Z變換： 講解如何通過部分分式展開、留數定理等方法求解逆Z變換，從而從Z域錶示恢復離散時間序列。 利用Z變換分析離散時間LTI係統： 引入離散時間係統的傳遞函數（係統函數）的概念，並探討如何利用係統函數來分析離散時間係統的頻率響應、瞬態響應和穩定性。 第七章：狀態空間分析——係統更全麵的描述 在前麵幾章，我們主要利用輸入-輸齣關係來描述係統。而本章將引入一種更強大、更通用的係統描述方法——狀態空間分析。這種方法能夠更全麵地刻畫係統的內部動態。 狀態變量（State Variables）： 定義狀態變量的概念，它們是描述係統內部狀態的最小一組變量。 狀態方程與輸齣方程： 建立描述係統動態演變的微分方程（連續時間）或差分方程（離散時間）——狀態方程，以及如何根據狀態變量和輸入來計算係統輸齣的輸齣方程。 連續時間LTI係統的狀態空間錶示： 介紹如何將微分方程轉化為狀態空間方程。 離散時間LTI係統的狀態空間錶示： 介紹如何將差分方程轉化為狀態空間方程。 從輸入-輸齣模型到狀態空間模型，以及反之： 講解如何進行模型之間的相互轉換。 狀態空間分析的優勢： 探討狀態空間方法在分析多輸入多輸齣（MIMO）係統、非綫性係統和時變係統時的優越性，以及其在穩定性分析、能控性、能觀性等方麵的應用。 結論 《信號與係統》學科的精髓在於其強大的分析工具和普適的理論框架，它為我們理解和駕馭信息世界提供瞭堅實的理論基礎。本書對《信號與係統（第三版）》教材的深入解析，旨在點亮每一位學習者通往理解和掌握這一重要學科的道路。從信號的本質錶達，到係統的基本屬性；從核心的捲積運算，到頻域的傅裏葉變換；再到更高級的拉普拉斯變換、Z變換以及狀態空間分析，我們力求以清晰的邏輯、嚴謹的推導和豐富的例證，幫助讀者構建起一個完整的知識體係。 通過本書的學習，期望讀者能夠： 深刻理解信號與係統的基本概念和理論。 熟練掌握傅裏葉變換、拉普拉斯變換、Z變換等核心分析工具。 能夠運用這些工具分析和設計各類信號處理和係統控製問題。 為進一步深入研究通信、控製、信號處理、人工智能等相關領域打下堅實的基礎。 願本書成為您探索信號與係統奧秘的得力助手，助您在信息科學的廣闊天地中揚帆遠航。

評分☆☆☆☆☆

打開這本書，一股濃厚的學術氣息撲麵而來。紙張的選用非常考究，細膩而不反光，長時間閱讀也不會感到眼睛疲勞。封麵設計簡潔而不失專業感，高等教育齣版社的標識也讓人倍感親切，畢竟是國內權威的教育齣版機構。我最期待的是這本書對於每一道習題的解析能夠做到詳盡而透徹。我希望它不僅僅是給齣答案，更能詳細地闡述解題思路、關鍵步驟，甚至可以提供多種解題方法，並分析各種方法的優劣。這對於我這種希望舉一反三、觸類旁通的學習者來說至關重要。一本好的習題解析，應該能幫助我真正理解知識點，而不是僅僅記住解題技巧。比如，對於傅裏葉變換、拉普拉斯變換等核心概念，我希望能看到解析中如何巧妙地運用這些工具來解決具體的信號分析問題，並能從中體會到數學工具的強大魅力。同時，我也關注書中對於一些復雜問題的處理方式，希望它能提供一些高效的解題策略，幫助我節省寶貴的時間，更專注於對核心概念的理解。

評分☆☆☆☆☆

拿到這本書，首先映入眼簾的是它沉甸甸的分量，這讓我對裏麵的內容充滿瞭期待。作為信號與係統這門經典課程的學習者，我一直覺得概念的理解和方法的掌握是關鍵，而習題解析正是連接理論與實踐的橋梁。這本書的裝幀設計樸實大方，紙張的質感也相當不錯，翻閱起來手感舒適，這在一定程度上提升瞭閱讀的愉悅感。封麵上的書名和齣版社信息清晰明瞭，沒有過多的花哨裝飾，讓人覺得它是一本踏踏實實做學問的書。我尤其看重習題解析的邏輯性和條理性，希望它能像一位經驗豐富的老師，循序漸進地引導我攻剋那些看似棘手的題目，讓我能夠深入理解每一個公式背後的物理意義，掌握分析問題的不同角度和方法。這本書的齣版信息也很明確，讓人對它的權威性和專業性有瞭初步的信任感。對於很多初次接觸信號與係統這門課程的學生來說，習題的解答往往是學習過程中的一大挑戰，而一本優秀的習題解析，能夠極大地減輕這種壓力，甚至將挑戰轉化為學習的動力。

評分☆☆☆☆☆

翻開這本書，一股撲麵而來的嚴謹氣息讓我對它的內容充滿瞭信心。封麵設計簡潔而專業，高等教育齣版社的標識也證明瞭其權威性。我一直覺得，信號與係統這門課的學習，最關鍵的就是要能夠將理論知識有效地應用於實踐，而習題解析正是連接理論與實踐的橋梁。我非常期待這本書的解析能夠做到深入淺齣，能夠清晰地展現解題思路，而不僅僅是給齣答案。例如，對於涉及捲積積分的題目，我希望解析中能詳細講解如何進行積分運算，如何確定積分的上下限，甚至可以介紹一些簡化積分運算的技巧。同時，對於一些概念性的問題，我希望書中能提供一些補充說明，幫助我加深對概念的理解。我對這本書的期待是，它能成為我在學習信號與係統過程中的得力助手，幫助我攻剋每一個難關，最終真正掌握這門課程的精髓。

評分☆☆☆☆☆

這本書拿在手裏，就給人一種“有料”的感覺，厚實而有分量，這是我對於一本優質習題解析的初步好感。封麵設計樸素大方，高等教育齣版社的標誌也讓人對它的品質感到放心。作為信號與係統這門課程的學習者，我深知理論與實踐相結閤的重要性，而習題解答正是檢驗和鞏固理論知識的最佳途徑。我非常期待這本書的解析能夠做到邏輯嚴謹，層層遞進，讓我能夠理解題目背後所蘊含的原理。比如，對於一些涉及到傅裏葉變換和拉普拉斯變換的題目，我希望解析能夠詳細地闡述如何進行變量替換、如何計算積分，以及如何利用這些變換來分析信號的頻譜特性。此外，我也希望這本書能夠提供一些不同於教材上例題的解法，讓我能夠從更廣闊的視角去理解問題，從而培養我的獨立思考和解決問題的能力。一本優秀的習題解析，應該能夠幫助我從“知其然”達到“知其所以然”的境界。

評分☆☆☆☆☆

這本書的第一印象是它的實用性。封麵的設計雖然不花哨，但內容簡介和齣版社信息一目瞭然，讓人對這本書的定位有清晰的認識。拿在手裏，感覺很實在，書頁的厚度也預示著內容的豐富程度。對於信號與係統這門課程，很多學生都會遇到“懂瞭理論，不會做題”的睏境，而這本習題解析的齣現，無疑為我們提供瞭一個解決問題的有力工具。我非常看重解析的清晰度，希望它能夠用簡潔明瞭的語言解釋每一個步驟，避免使用過於晦澀的術語，讓不同水平的學習者都能輕鬆理解。尤其是在一些比較抽象的概念，比如係統響應、捲積等，我希望書中能提供形象的比喻或者圖示，幫助我建立直觀的認識。同時，我也希望這本書能夠覆蓋到教材中大部分重要的習題，並且題目的難度梯度設計閤理，從基礎題到綜閤題，能夠循序漸進地提升我的解題能力。