信号与系统(第二版) 9787502595968 化学工业出版社 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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于慧敏 著

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出版社： 化学工业出版社

ISBN：9787502595968

商品编码：29685048424

包装：平装

出版时间：2007-11-01

基本信息

书名：信号与系统(第二版)

定价：38.00元

作者：于慧敏

出版社：化学工业出版社

出版日期：2007-11-01

ISBN：9787502595968

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：12k

商品重量：0.599kg

编辑推荐

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导语_点评_推荐词

内容提要

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本书全面系统地论述了信号与线性时不变系统分析的基本概念、基本理论和基本分析方法及其应用。本书在*版的基础上，增加了大量Matlab程序，系统地论述了如何用Matlab对信号与系统进行分析和仿真。
全书共9章，内容包括：信号与系统的基本概念，LTI系统的时域分析，连续时间信号与系统傅里叶分析，离散时间信号与系统傅里叶分析，调制与采样，s域分析，z变换，系统理论，状态变量分析。
全书在取材上注重内容和结构的完整性，着重于信号分析和系统分析，加强了与信号处理和系统设计等领域的联系，增加了一些在工程上有着广泛应用背景的基本概念和基本分析方法，尤其是仿真软件的引入。
同时，在取材上也体现了课程应用领域的演变，课程教学和内，容安排上的发展，注重经典理论与新技术的融合。教材内容适用于不同学时的教学课程，可根据不同学时和教学要求，灵活组合授课内容。
本书可作为通信工程专业、信息工程专业、电子信息工程专业、自控类和计算机专业等工科或理科信号与系统课程的教材，也可以供从事信息获取、处理、传输等相关专业学习和工作的研究生、教师和科技工作者参考。

目录

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1信号与系统的基本概念

1.0引言

1.1信号与系统的基本概念

1.1.1信号的描述与信号的分类

1.1.2系统的表示与分类

1.2基本的连续时间信号

1.2.1连续时间复指数信号与正弦信号

1.2.2奇异信号

1.2.3其他连续时间信号

1.3基本的离散时间信号

1.3.1单位脉冲序列和单位阶跃序列及其相关序列

1.3.2离散时间复指数信号与正弦信号

1.4信号的组合运算与自变量变换

1.4.1信号的组合运算

1.4.2信号的自变量变换

1.5系统的描述

1.5.1系统的模型

1.5.2系统的互联

1.6系统的基本性质

1.6.1线性系统和非线性系统

1.6.2时变系统和时不变系统

1.6.3增量线性系统

1.6.4记忆系统与无记忆系统

1.6.5因果性与因果系统

1.6.6可逆性与可逆系统

1.6.7系统的稳定性

习题1

2LTI系统的时域分析

2.0引言

2.1连续时间LTI系统的时域分析

2.1.1信号的脉冲分解：用＆（￡）表示连续时间信号

2.1.2连续时间LTI系统的卷积积分与单位冲激响应

2.1.3卷积积分的图示法

2.1.4卷积积分的性质

2.2离散时间LTI系统的时域分析

2.2.1离散时间信号的脉冲分解：用&表示离散时间信号

2.2.2离散时间LTI系统的卷积和与单位脉冲响应

2.2.3卷积和的性质

2.3单位冲激/脉冲响应与LTI系统性质

2.3.1LTI系统的可逆性与可逆系统

2.3.2LTI系统的稳定性

2.3.3LTI系统的因果性

2.3.4LTI系统的单位阶跃响应

2.3.5LTI系统的特征函数

2.4LTI系统的微分、差分方程描述

2.4.1连续时间LTI系统微分方程描述及其经典解法

2.4.2离散时间LTI系统的数学模型及其差分方程的经典求解

2.5LTI系统的响应分解：零状态响应和零输入响应

2.6LTI系统的框图表示

2.7LTI系统的Matlab求解与仿真



2.7.1连续时间LTI系统的求解

2.7.2离散时间LTI系统的求解

2.7.3卷积计算

2.7.4LTI系统的仿真

习题2

3连续时间信号与系统的频域分析

3.0引言

3.1连续时间周期信号的谐波复指数信号表示：连续时间傅里叶级数

3.1.1连续时间傅里叶级数

3.1.2典型周期信号的傅里叶级数展开

3.1.3连续时间傅里叶级数的收敛与周期信号傅里叶级数的近似表示

3.2非周期信号的复指数信号的表示：连续时间傅里叶变换

3.2.1非周期信号的傅里叶变换的导出

3.2.2连续时间傅里叶变换的收敛性

3.2.3典型连续时间信号的傅里叶变换对

3.3连续时间周期信号的傅里叶变换

3.4连续时间傅里叶变换的性质

3.4.1线性性质

3.4.2时移性质

3.4.3频移性质

3.4.4共轭性及共轭对称性

3.4.5微分与积分

3.4.6时间与频率的尺度变换

3.4.7对偶性

3.4.8帕斯瓦尔(Paseval)定理

3.4.9时域卷积性质

3.4.10调制性质(频域卷积)

3.5连续时间LTI系统的频域分析

3.5.1连续时间LTI系统的频率响应

3.5.2连续时间LTI系统的零状态响应的频域求解

3.5.3用线性常系数微分方程表征的LTI系统

3.5.4周期信号激励下的系统响应

3.5.5电路系统的频域求解

3.5.6信号的不失真传输

3.5.7信号的滤波与理想滤波器

3.5.8利用Matlab实现频域的数值求解

习题3

4离散时间信号与系统的频域分析

4.0引言

4.1离散时间周期信号的谐波表示：离散时间傅里叶级数(DFS)

4.2离散时间非周期信号的复指数表示：离散时间傅里叶变换(DTFT)

4.2.1离散时间傅里叶变换的导出

4.2.2离散时间傅里叶变换的收敛性

4.2.3典型离散时间非周期信号的傅里叶变换对

4.3离散时间周期信号的傅里叶变换

4.4离散时间傅里叶变换的性质

4.4.1离散时间傅里叶变换的周期性

4.4.2线性性质

4.4.3时域平移与频域平移性质

4.4.4共轭与共轭对称性



4.4.5时域差分与累加

4.4.6时域扩展

4.4.7频域微分

4.4.8时域卷积和性质

4.4.9调制性质

4.4.10帕斯瓦尔定理

4.5对偶性

4.5.1离散傅里叶级数的对偶性

4.5.2离散时间傅里叶变换与连续时间傅里叶级数之间的对偶性

4.6离散时间LTI系统的频域分析

4.6.1离散时间LTI系统的频率响应

4.6.2离散时间LTI系统的零状态响应的频域求解

4.6.3用线性常系数差分方程表征的LTI系统

4.6.4离散时间信号的滤波与理想滤波器

4.7基于Matlab的离散时间信号与LTI系统分析

4.7.1离散时间周期信号傅里叶级数的计算

4.7.2可和序列的频谱计算与显示

4.7.3根据差分方程计算系统的频率响应

习题4

5采样与调制

5.0引言

5.1连续时间信号的时域采样定理

5.1.1冲激串采样：采样定理

5.1.2用样值序列重建或表示连续时间信号

5.1.3零阶保持采样

5.2信号的采样

5.3离散时间信号的时域采样定理

5.3.1脉冲串采样

5.3.2离散时间信号的抽取与内插

5.4连续时间系统的离散时间实现

5.5正弦载波幅度调制

5.5.1双边带正弦载波幅度调制(DSB)与同步解调

5.5.2频分复用

5.6脉冲幅度调制(PAM)

5.6.1自然采样与时分复用(TDM)

5.6.2平顶采样形式的脉冲幅度调制

5.7希尔伯特变换与信号的正交表示

5.8离散时间信号正弦幅度调制

习题5

6信号与系统的复频域分析

6.0引言

6.1拉普拉斯变换

6.1.1从傅里叶变换到拉普拉斯变换

6.1.2拉氏变换的收敛域

6.1.3拉氏变换的几何表示：零极点图

6.1.4χ(t)的时域特性与其拉氏变换χ(s)收敛域的关系

6.2常用信号的拉氏变换对

6.3双边拉氏变换的性质

6.4周期信号与抽样信号的拉氏变换

6.5拉氏反变换



6.6单边拉氏变换及性质

6.7连续时间LTI系统的复频域分析

6.7.1系统函数

6.7.2S域的元件模型

6.7.3全响应的求解

6.7.4系统函数代数属性和方框图表示

6.8用Matlab实现连续时间信号与系统的复频域分析

习题6

7Z变换

7.0引言

7.1双边Z变换

7.2Z变换的收敛域

7.3Z变换的几何表示：零极点图

7.4Z变换的性质

7.5常用信号的Z变换对

7.6Z反变换

7.6.1幂级数展开法(长除法)

7.6.2部分分式展开法

7.6.3围线积分法(留数法)

7.7单边Z变换

7.8单边Z变换的性质

7.9LTI系统的Z域分析

7.9.1系统函数与系统性质

7.9.2线性常系数差分方程的Z域求解

7.9.3系统函数的方框图表示

7.10利用Matlab进行Z域分析举例

习题7

8系统理论

8.0引言

8.1系统函数与时域特性

8.1.1连续时间LTI系统

8.1.2离散时间LTI系统

8.2系统函数与稳定系统的频域特性

8.2.1连续时间LTI系统

8.2.2离散时间LTI系统

8.2.3二阶系统

8.3理想滤波器的逼近与频率变换

8.3.1巴特沃思滤波器

8.3.2频率变换

8.4因果系统的稳定性准则

8.4.1因果连续时间系统的稳定性准则

8.4.2因果离散时间系统的稳定性准则

8.5线性反馈系统的根轨迹分析法

8.5.1线性反馈系统

8.5.2闭环极点方程

8.5.3根轨迹的端点：K=0和|K|= ∞时的闭环极点

8.5.4角判据：根轨迹的相角条件

8.5.5根轨迹的性质

8.6奈奎斯特稳定性判据

8.6.1围线映射的基本性质



8.6.2连续时间LTI反馈系统的奈奎斯特判据

8.6.3离散时间LTI反馈系统的奈奎斯特判据

8.7基于Matlab的系统频率响应与稳定性分析方法

8.7.1波特图

8.7.2奈奎斯特图

8.7.3根轨迹

习题8

9状态变量分析

9.0引言

9.1系统的状态与状态变量

9.2系统的信号流图表示

9.3连续时间系统状态方程的建立

9.3.1由电路图直接建立状态方程

9.3.2由微分方程来建立状态方程

9.3.3由系统函数来建立状态方程

9.4连续时间系统状态方程的求解

9.4.1用拉氏变换求解状态变量与输出响应

9.4.2状态方程的时域解法

9.5离散时间系统状态方程的建立

9.5.1由差分方程来建立状态方程

9.5.2由系统函数来建立状态方程

9.6离散时间系统状态方程的求解

9.7由状态方程判断系统的稳定性

9.8状态矢量的线性变换

9.9系统的可控制性和可观察性

9.10利用Matlab进行状态空间分析举例

习题9

部分习题答案

参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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《电磁学基础理论与工程应用》 图书简介 本书旨在系统地阐述电磁学基本原理，并深入探讨其在现代工程技术中的广泛应用。全书共分十五章，从基础概念入手，层层递进，逐步深入到复杂的电磁现象及其解决方案。本书面向的对象是电子工程、通信工程、物理学、材料科学等相关专业的本科生、研究生，以及从事相关领域研究和工程实践的专业人士。 第一部分：电磁场与电磁波的基础 第一章：静电场 本章将从库仑定律出发，系统介绍点电荷、电荷分布产生的电场。我们将深入探讨电场强度、电势的概念及其计算方法，以及高斯定律在求解对称电场问题中的强大应用。同时，本章还将涵盖电介质的极化现象、电容的概念与计算，为理解后续章节的电磁现象奠定坚实基础。我们将通过丰富的实例，例如平行板电容器、均匀带电球体等，帮助读者深刻理解静电场的物理本质。 第二章：静磁场 本章将引入安培定律，阐述稳恒电流产生的磁场。我们将详细介绍磁感应强度、磁场强度等基本概念，并讨论直线电流、环形电流、螺线管等典型载流结构的磁场分布。此外，本章还将介绍磁荷概念、磁通量，以及磁场对运动电荷和载流导体的作用力，即洛伦兹力。通过对磁力线、磁畴等宏观磁现象的介绍，帮助读者建立对静磁场的直观认识。 第三章：电磁感应 法拉第电磁感应定律是本章的核心内容。我们将详细阐述感应电动势的产生机制，区分动生电动势和感生电动势。本章将深入讨论楞次定律，理解感应电流的方向规律，并介绍自感和互感现象及其应用，例如电感器的原理和电感线圈的设计。此外，还将介绍涡流现象及其在制动、加热等方面的应用。 第四章：麦克斯韦方程组 本章将是全书的关键章节之一，它将电场和磁场统一在一个简洁而普适的数学框架下。我们将从静电场、静磁场、电磁感应和位移电流等基本定律出发，推导出完整形式的麦克斯韦方程组。本书将深入剖析方程组中每一项物理意义，理解它如何描述电磁场的产生、传播和相互作用。我们将强调麦克斯韦方程组的完备性，为理解电磁波的存在及其性质奠定理论基础。 第五章：电磁波 基于麦克斯韦方程组，本章将推导出一维、二维和三维电磁波的波动方程。我们将详细分析平面电磁波的传播特性，包括波的传播方向、振幅、相位，以及电场和磁场之间的相位关系。本章还将讨论电磁波的能量和动量，以及电磁波的极化现象。通过对不同频率范围的电磁波（如无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、伽马射线）的介绍，展示电磁波谱的广阔性。 第二部分：电磁波的传播与辐射 第六章：导行电磁波 本章将重点探讨电磁波在导行结构中的传播，例如传输线和波导。我们将分析传输线上的电压和电流分布，理解反射和驻波现象，并引入特性阻抗和反射系数的概念。对于波导，我们将介绍不同传输模式（TE、TM、TEM），并讨论截止频率的概念。本书将通过对这些导行结构的详细分析，帮助读者理解信号如何在电路和通信系统中高效传输。 第七章：电磁波的辐射 本章将深入研究电磁场的辐射源，即电偶极子辐射和磁偶极子辐射。我们将分析不同类型天线的辐射特性，包括辐射方向图、天线增益、输入阻抗等重要参数。本书还将介绍天线的阻抗匹配技术，确保能量的有效辐射和接收。通过对实际天线设计的讨论，例如偶极子天线、单极天线、环形天线等，使读者能够将理论知识应用于实际工程。 第八章：电磁波与物质的相互作用 本章将研究电磁波在介质中的传播行为。我们将分析电磁波在导体、介质中的反射、折射、吸收和透射现象。本章将引入介质的电导率、介电常数、磁导率等参数，并分析它们对电磁波传播特性的影响。我们将详细讨论菲涅尔方程，计算不同入射角和极化方式下的反射系数和透射系数。此外，还将简要介绍表面波、倏逝波等特殊传播现象。 第三部分：电磁场的工程应用 第九章：微波技术 微波作为电磁波谱的重要组成部分，在现代通信、雷达、加热等领域发挥着核心作用。本章将详细介绍微波器件，如微波二极管、晶体管、场效应管，以及微波无源器件，如滤波器、耦合器、功率分配器等。我们将深入探讨微波电路的设计原理，以及微波电路的分析方法。本书还将介绍微波传输线，如微带线、带状线等，以及其在印制电路板上的应用。 第十章：射频工程 射频（RF）工程是与微波工程紧密相关的领域，主要关注频率范围低于微波的电磁波。本章将重点介绍射频电路的设计与分析，包括放大器、混频器、振荡器、调制解调器等关键射频模块。本书将详细阐述射频电路的噪声、非线性等性能指标，并介绍相应的抑制技术。我们将通过对手机、无线局域网（Wi-Fi）等常见射频设备的设计原理进行剖析，加深读者对射频工程的理解。 第十一章：天线工程 本章将对天线设计和应用进行更深入的探讨。我们将详细介绍各种类型天线的结构、工作原理及设计方法，包括平面天线、缝隙天线、喇叭天线、抛物面天线等。本书还将重点关注天线阵列的设计，理解其在提高增益、定向性以及实现波束扫描方面的优势。我们将讨论天线在通信系统、雷达系统、卫星导航等领域的具体应用，并分析实际工程中可能遇到的挑战和解决方案。 第十二章：电磁兼容性（EMC） 随着电子设备的日益复杂和集成度的不断提高，电磁兼容性（EMC）已成为一项至关重要的工程考量。本章将深入探讨电磁干扰（EMI）的产生机制、传播途径和耦合方式。我们将详细介绍EMC设计的基本原则，包括滤波、屏蔽、接地、布局等关键技术。本书还将讨论EMC测试标准和方法，以及如何进行EMC整改。通过对EMC问题的分析，帮助读者设计出稳定可靠的电子产品。 第十三章：光波导与光纤通信 本章将引入光电磁波及其在光纤通信中的应用。我们将分析光波导的传播原理，介绍不同类型光纤（单模光纤、多模光纤）的结构和特性。本书还将探讨光信号的产生、传输和检测，包括激光器、LED、光探测器等关键器件。我们将分析光信号在光纤中的损耗和色散，以及相应的补偿技术。通过对光纤通信系统的介绍，展示电磁波在现代信息传输中的巨大潜力。 第十四章：电磁场在生物医学工程中的应用 电磁场在生物医学领域具有广泛而重要的应用。本章将探讨电磁场在医学成像技术中的应用，例如核磁共振成像（MRI），揭示其工作原理和技术细节。本书还将介绍电磁场在生物组织的相互作用，例如射频消融、电脉冲刺激等。我们还将讨论电磁场对生物体的潜在影响，以及相关的防护措施。 第十五章：电磁场数值计算方法 对于许多复杂的电磁场问题，解析解往往难以获得，此时数值计算方法就显得尤为重要。本章将介绍几种常用的电磁场数值计算方法，包括有限元法（FEM）、时域有限差分法（FDTD）和矩量法（MoM）。我们将详细阐述这些方法的原理、算法和应用场景，并通过具体的算例展示如何使用这些方法来分析和设计电磁器件。 本书的编写力求理论联系实际，通过大量的工程实例和图示，帮助读者理解抽象的电磁理论，并掌握其在解决实际工程问题中的应用。我们相信，通过对本书的学习，读者将能够构建扎实的电磁学知识体系，并为在相关领域取得进一步的成就打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书的插图设计简直是灾难性的，完全没有起到辅助理解的作用，反而成了干扰项。看着那些密密麻麻、几乎看不清的标注和灰蒙蒙的线条，我感觉自己不是在学习信号与系统，而是在破译某种古老的密码。特别是那些时域和频域的变换图示，本该是理解傅里叶、拉普拉斯等核心概念的关键，结果却被处理得如此粗糙。很多本该清晰展示的波形细节，比如阶跃函数、脉冲信号的边缘过渡，都被模糊成了一团，让我不得不频繁地对照课本上的文字描述，效率极其低下。更让人恼火的是，某些重要的公式推导过程，关键的中间步骤被草草带过，似乎作者默认读者已经完全掌握了微积分和复变函数的基础，但对于初学者来说，这种“省略”简直就是一道难以逾越的鸿沟。我花了大量时间去重新推导那些本该在书本上就能找到的清晰步骤，这极大地削弱了阅读体验，让人感觉作者在编写时对读者的学习曲线考虑不足，更像是在赶工完成一份技术文档，而不是一本精心设计的教材。这本书的排版也十分拥挤，页边距窄得可怜，让人握持时总担心会不小心遮住重要的图例说明。总而言之，在视觉呈现和辅助教学图形方面，这本书的表现远低于预期，急需进行一次彻底的重新设计和校对。

评分☆☆☆☆☆

从编辑和装帧质量上来看，这本书的耐用性和实用性实在让人担忧。我购买的是精装版本，但书脊在仅仅使用了几周后就开始出现明显的松动迹象，翻阅一些重要章节时，总感觉书页随时可能脱落。更令人不安的是，书中出现的排版错误和笔误（Typos）数量多到令人咋舌。这不仅仅是几个拼写错误的小问题，而是涉及到了数学符号的混淆，比如在某处将连续时间信号的$ au$（时间延迟）错误地写成了离散时间的索引$n$的符号，这种低级错误在专业教材中是绝对不应该出现的。这些错误不仅浪费了读者的时间去反复核对，更重要的是，它们会严重损害读者对教材权威性的信任感。一本教授精确科学的教材，其自身的精确性理应是毋庸置疑的基石。因此，尽管其理论内容可能深奥，但这种粗糙的后期制作和审校疏忽，使得这本书的整体品质大打折扣，对于希望长期保存和反复参考的学习者来说，这是一个非常不友好的设计。

评分☆☆☆☆☆

这本书的习题设计是其最大的亮点之一，它真正体现了“学以致用”的教学理念，而不是简单的重复概念定义。每一章末尾的练习题都经过了精心挑选，从基础的性质验证，到中等难度的信号分解与系统响应求解，再到最后那些需要综合运用多个知识点的综合题，难度梯度设置得极其合理。特别是那些需要使用MATLAB或Python进行数值模拟的实践性题目，它们迫使读者不仅要理解公式，还要能够将数学模型转化为可执行的代码，这在培养实际问题解决能力方面是无可替代的。我尤其喜欢那些涉及参数变化的探究性问题，它们鼓励我们去思考“如果系统的某个参数发生微小改变，输出会如何连锁反应”，而不是仅仅代入既有公式求得一个固定答案。这种对“探索性学习”的鼓励，让学习过程变得充满挑战和乐趣。相较于许多只会给出简单计算题目的教材，本书的习题集合无疑是高质量的，它们是检验和巩固所学知识的最佳试金石。

评分☆☆☆☆☆

我必须指出，这本书在处理连续时间系统与离散时间系统之间的联系与区别时，处理得有些生硬和割裂。前半部分对连续系统的阐述，无论是系统的基本性质（线性、时不变性）还是卷积积分的定义，都非常扎实详尽，逻辑链条清晰得令人信服。然而，一旦进入到离散部分，叙述的节奏突然加快，仿佛作者换了个人来写。Z变换的引入显得仓促，与拉普拉斯变换的对照分析不足，导致读者在从$s$域到$z$域的思维转换过程中感到巨大的认知跳跃。很多关键概念，比如双线性变换法，只是被简单地介绍为一个公式，缺乏对其在映射过程中保持稳定性的深层解释。这种前后衔接上的不流畅，极大地影响了对系统稳定性和因果性在不同域中判定的理解。如果能用更一致的数学语言和更平滑的过渡章节，将连续和离散的理论框架统一起来，这本书的教学效果将会提升一个档次。现在读起来，感觉像是两本不同风格的书被强行装订在了一起，中间的桥梁部分搭建得不够牢固。

评分☆☆☆☆☆

这本书在内容深度和广度的平衡上做得相当出色，尤其是在引入现代工程应用案例时，展现了作者深厚的行业洞察力。它不仅仅停留在纯粹的数学理论推导上，而是巧妙地将抽象的拉普拉斯变换、Z变换等工具，无缝对接到了实际的滤波器设计、通信系统的调制解调这些具体场景中去。我特别欣赏它对离散时间信号处理（DSP）模块的着墨，很多教材在涉及采样定理和量化误差时往往一带而过，但这本书却花了足够的篇幅，详尽地解释了混叠现象的物理意义以及如何通过抗混叠滤波器来规避风险。这种深入浅出的讲解方式，使得原本枯燥的理论知识立刻鲜活了起来，让人明白了“为什么要学这个”的根本驱动力。对于那些希望从理论走向实践的工程师或高年级学生来说，这种贴近工程实际的叙事角度，无疑是巨大的加分项。它没有回避那些复杂的工程限制，反而将它们纳入了分析框架，让读者建立起一个更全面、更符合现实约束的系统观，而不是停留在理想化的理论模型中空谈。