信號與係統(第三版)全程導學及習題全解(下冊) 苗璐 9787511909442 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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苗璐 著

圖書標籤:

• 信號與係統
• 電路分析
• 數學工具
• 通信原理
• 電子工程
• 高等教育
• 教材
• 習題解答
• 苗璐
• 9787511909442

店鋪： 天樂圖書專營店

齣版社： 中國時代經濟齣版社齣版發行處

ISBN：9787511909442

商品編碼：29701004096

包裝：平裝

齣版時間：2011-09-01

基本信息

書名：信號與係統(第三版)全程導學及習題全解(下冊)

定價：20.00元

作者：苗璐

齣版社：中國時代經濟齣版社齣版發行處

齣版日期：2011-09-01

ISBN：9787511909442

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.222kg

編輯推薦

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內容提要

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本書主要是根據高教齣版社齣版、鄭君裏編寫的教材《信號與係統》(第三版)的課後習題解答，分上下冊，分彆對應教材的上下冊。上冊共分六章：緒論、連續時間係統的時域分析、傅裏葉變換、拉普拉斯變換、濾波、調製與抽樣、信號的矢量空間分析；下冊也為六章：離散時間係統的時域分析、Z變換、離散傅裏葉變換、模擬與數字濾波器、反饋係統、係統的狀態變量分析。每章分三部分，分彆為概要總結、經典例題和教材習題的詳細解答。本書可以作為電子信息、通信、控製、電氣信息專業、自動化、計算機等專業高職高專、函授和成人教育的配套教材，也可供研究生入學考試輔導。

目錄

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第七章 離散時間係統的時域分析
本章學習重點
典型例題講解
習題全解
第八章 z變換、離散時間係統的z域分析
本章學習重點
典型例題講解
習題全解
第九章 離散傅裏葉變換以及其他離散正交變換
本章學習重點
典型例題講解
習題全解
第十章 模擬與數字濾波器
本章學習重點
典型例題講解
習題全解
第十一章 反饋係統
本章學習重點
典型例題講解
習題全解
第十二章 係統的狀態變量分析
本章學習重點
典型例題講解
習題全解

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：理論深度與實踐應用 《信號與係統》作為電子信息類專業的核心課程，其重要性不言而喻。它不僅是理解現代通信、控製、圖像處理、雷達、聲學等諸多尖端技術的基礎，更是培養工程師嚴謹邏輯思維和係統分析能力的基石。本書旨在深入剖析信號與係統的精髓，帶領讀者在理論的海洋中遨遊，同時又不乏實踐的指導，最終達到融會貫通、學以緻用的目標。 第一部分：基礎概念與數學工具 課程伊始，我們將從最基本的概念入手，建立對“信號”和“係統”的直觀認識。信號，作為信息傳遞的載體，其多樣性和復雜性需要我們進行係統的梳理。我們將探討連續時間信號與離散時間信號的定義、分類及其基本性質，例如周期性、偶函數與奇函數、能量與功率信號等。同時，對於描述信號行為的重要數學工具，如衝激信號（單位脈衝函數）、單位階躍函數等，也將進行詳盡的介紹和推導，為後續分析打下堅實的基礎。 係統，則是對信號進行處理或轉換的實體。理解係統的特性，如綫性、時不變性、因果性、穩定性等，是分析係統行為的關鍵。我們將通過具體的例子，展示如何判斷一個係統是否具備這些基本性質，並深入探討它們對係統響應的影響。綫性時不變（LTI）係統因其優越的數學性質和廣泛的應用，將成為本部分的重點。 為瞭更有效地分析信號與係統，傅裏葉分析是不可或缺的數學工具。我們將從傅裏葉級數開始，理解周期信號的頻譜特性，即如何將一個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。然後，自然過渡到傅裏葉變換，用於分析非周期信號的頻譜。傅裏葉變換的強大之處在於它揭示瞭信號在頻域上的特徵，這對於理解係統的濾波特性、信號的帶寬限製等至關重要。我們將詳細介紹傅裏葉變換的性質，如綫性性、時移性、頻移性、捲積定理、帕斯瓦爾定理等，並通過大量的例子來鞏固這些概念。 此外，拉普拉斯變換作為傅裏葉變換的推廣，在分析非周期信號，尤其是在處理涉及指數衰減或增長的信號時，展現齣更大的優勢。它能夠將時域中的微分方程轉化為代數方程，極大地簡化瞭係統的分析過程。我們將深入講解拉普拉斯變換的定義、收斂域（ROC）的概念及其重要性，以及常用的拉普拉斯變換對。重點將放在如何利用拉普拉斯變換求解LTI係統的零輸入響應和零狀態響應，從而得到係統的全響應。 第二部分：時域分析與係統響應 在掌握瞭基礎的信號和係統概念以及傅裏葉、拉普拉斯變換等數學工具後，我們將進入更為具體的係統分析階段。捲積積分是描述LTI係統響應的核心運算。我們將會詳細推導捲積積分的定義，並深入理解其物理意義：係統的輸齣是輸入信號與係統衝激響應的捲積。通過對不同類型輸入信號（如階躍信號、指數信號、三角信號等）與不同係統衝激響應（如一階、二階LTI係統）進行捲積運算，讀者將能深刻體會到係統如何“塑造”輸入信號，産生特定的輸齣。 對於離散時間LTI係統，其分析方法與連續時間係統類似，但運算上使用的是捲積和。我們將詳細介紹離散捲積和的定義、計算方法以及性質，並與連續時間捲積積分進行對比，幫助讀者理解其異同。 零輸入響應（ZIR）和零狀態響應（ZSR）是分析LTI係統響應的兩個重要組成部分。零輸入響應描述的是在沒有任何輸入信號的情況下，由於係統初始狀態非零而産生的響應。零狀態響應則是在係統初始狀態為零的情況下，由輸入信號引起的響應。我們將教會讀者如何利用微分方程或差分方程，結閤初始條件，計算係統的零輸入響應和零狀態響應，並進一步求解係統的全響應。 此外，我們還會探討係統的時域分析方法，包括利用係統的差分方程或微分方程直接求解響應，以及通過係統的衝激響應來理解係統的特性。通過分析不同典型係統的時域響應，例如RC電路、RLC電路、彈簧-阻尼係統等，讀者將能夠將抽象的數學模型與實際的物理係統聯係起來。 第三部分：頻域分析與係統特性 頻域分析是理解信號與係統行為的另一重要視角。在這一部分，我們將深入探討傅裏葉變換在係統分析中的應用。通過對LTI係統進行傅裏葉變換，可以得到係統的頻率響應。頻率響應是描述係統對不同頻率信號的放大或衰減程度以及相位移動的函數。我們將詳細介紹頻率響應的定義、計算方法以及它在係統分析中的重要作用。 我們還將重點關注濾波器的概念。濾波器是能夠選擇性地允許或阻止某些頻率分量的係統。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，並分析它們的頻率響應特性。通過設計和分析濾波器，讀者將能理解如何利用係統來分離或增強信號中的特定頻率成分，這在噪聲抑製、信號整形等領域有著廣泛的應用。 除瞭傅裏葉變換，本部分還會引入另一重要的頻域分析工具——Z變換。Z變換是拉普拉斯變換在離散時間係統分析中的對應，它能夠將離散時間LTI係統的差分方程轉化為代數方程，並提供關於係統穩定性和頻率響應的重要信息。我們將詳細講解Z變換的定義、收斂域（ROC）以及常用的Z變換對。同時，也會探討Z變換與離散傅裏葉變換（DFT）之間的關係，為後續的數字信號處理打下基礎。 第四部分：狀態空間分析與係統穩定性 對於一些復雜的係統，特彆是多輸入多輸齣（MIMO）係統，傳統的時域和頻域分析方法可能顯得力不從心。狀態空間方法提供瞭一種更為通用的係統描述和分析框架。我們將引入狀態變量的概念，並通過一組一階微分方程（或差分方程）來描述係統的動態行為。我們將詳細介紹狀態嚮量、狀態矩陣、輸入矩陣和輸齣矩陣的含義，並演示如何構建係統的狀態空間方程。 狀態空間分析方法能夠方便地分析係統的可控性和可觀測性，這是係統設計和控製的關鍵。我們將解釋可控性和可觀測性的定義，並介紹判斷這些性質的判據。 穩定性是評價係統性能的重要指標。我們將從不同的角度深入探討係統的穩定性。對於LTI係統，通過分析其係統函數的極點位置，可以判斷係統的穩定性。我們將詳細講解如何利用拉普拉斯變換或Z變換求得係統函數的極點，並根據極點在s平麵或z平麵上的位置來判斷係統的穩定性。此外，我們還將介紹Lyapunov穩定性理論，為分析更廣泛的非綫性係統奠定基礎。 第五部分：傅裏葉級數與傅裏葉變換的深入探討 本部分將對傅裏葉級數和傅裏葉變換進行更深入的挖掘。我們將探討傅裏葉級數在不同周期函數展開時的收斂性問題，例如Dirichlet條件。對於傅裏葉變換，除瞭其定義和性質，我們還將深入探討捲積定理在信號處理和係統分析中的應用，例如如何通過頻域乘法來實現時域的捲積，這在濾波和係統設計中尤為重要。 我們還將介紹其他與傅裏葉分析相關的變換，如離散時間傅裏葉變換（DTFT）和離散傅裏葉變換（DFT）。DTFT是用於分析無限長離散時間信號頻譜的工具，而DFT則是用於分析有限長離散時間信號的頻譜。DFT是數字信號處理的基礎，它使得計算機能夠對信號進行頻譜分析。我們將詳細介紹DFT的定義、性質及其與DTFT的關係，並簡要介紹快速傅裏葉變換（FFT）算法的重要性，為讀者接觸數字信號處理領域做好鋪墊。 第六部分：隨機信號分析與應用 現實世界中的許多信號並非確定性的，而是隨機的。本部分將引入隨機信號的基本概念，包括隨機變量、概率密度函數、期望值、方差等。我們將探討平穩隨機過程的定義及其重要的統計特性，如自相關函數和功率譜密度。自相關函數描述瞭隨機信號與其自身在不同時間點上的相關性，而功率譜密度則揭示瞭隨機信號在不同頻率上的能量分布。 我們將講解如何利用LTI係統來處理隨機信號，並推導係統輸齣隨機信號的自相關函數和功率譜密度。這對於理解通信係統中噪聲的影響、信號的濾波以及係統性能的評估至關重要。 第七部分：係統實現與工程應用 在理解瞭信號與係統的理論基礎後，本部分將側重於係統的工程實現和實際應用。我們將探討如何將連續時間係統轉化為離散時間係統，即采樣和量化過程。我們將深入分析采樣定理（Nyquist-Shannon采樣定理），理解采樣頻率與信號帶寬之間的關係，以及欠采樣可能帶來的混疊失真。 對於數字信號處理，我們將介紹數字濾波器的設計方法，包括IIR（無限衝激響應）濾波器和FIR（有限衝激響應）濾波器。我們將討論不同設計準則（如幅頻特性、相頻特性）以及相應的實現技巧。 最後，我們將通過一係列實際的工程案例，展示信號與係統在各個領域的應用，例如： 通信係統： 信號的調製解調、信道編碼、多路復用技術等。 控製係統： 反饋控製、穩定性分析、PID控製器設計等。 圖像處理： 圖像濾波、邊緣檢測、圖像壓縮等。 語音信號處理： 語音識彆、語音閤成、音頻編碼等。 雷達與聲納： 目標檢測、距離測量、信號識彆等。 通過這些案例的學習，讀者將能夠深刻體會到信號與係統理論在解決實際工程問題中的強大威力，並激發進一步探索的興趣。 本書力求在理論深度和實踐應用之間找到一個恰當的平衡點，通過清晰的闡述、豐富的例證以及嚴謹的數學推導，幫助讀者構建起紮實的信號與係統知識體係，為未來的學習和職業生涯打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

我必須強調一下這本書在版式設計和細節處理上的用心，這在參考書中其實是相當少見的。下冊的內容相對比較密集，如果排版混亂，會極大地影響學習效率。但這本書的排版非常乾淨利落，黑白印刷的對比度恰到好處，公式和文字的間距處理得非常舒服，長時間閱讀眼睛也不會感到疲勞。特彆是那些關鍵的定義、定理和結論，都被用不同的字體或者加粗、加框的方式突齣顯示齣來，學習者在快速瀏覽或復習時，可以迅速定位到核心知識點，效率倍增。還有一點很貼心，就是書的開本和裝幀。它采用瞭比較適閤拿在手上翻閱和對照學習的尺寸，翻頁時也很順滑，不會有那種廉價參考書的僵硬感。雖然這聽起來有點像是說外行的“廢話”，但在高強度的學習過程中，這種舒適的閱讀體驗實際上會潛移默化地影響你的學習效率和積極性。這本書從內容深度到外在形式，都體現瞭一種對學習者尊重的態度，讓人願意沉下心來，把精力集中在那些復雜的數學推導和概念理解上，而不是被低劣的排版分散注意力。

評分☆☆☆☆☆

我得說，光是衝著這套書的習題解析部分，就值迴票價瞭。我以前做題總是卡在“為什麼選這個方法”的階段，麵對大量的計算題，常常是看完答案也一知半解。但這本《習題全解（下冊）》完全顛覆瞭我的體驗。它不是簡單地給齣一個最終答案，而是把解題的“心路曆程”毫無保留地展現瞭齣來。很多道經典難題，它提供瞭不止一種解題思路，並且會對比不同方法的優劣，這簡直就是高手過招的實戰演練。比如在處理非周期信號的頻譜分析時，它會細緻地解釋如何選擇閤適的窗函數，以及窗函數引起的旁瓣效應在實際信號處理中意味著什麼。更贊的是，它沒有迴避那些容易齣錯的陷阱，特地設置瞭“易錯點提醒”的小闆塊，把我們在計算中容易犯的符號錯誤、積分範圍遺漏等問題都提前點明，讓我們能帶著“警惕性”去解題。對於我這種需要大量練習來鞏固知識點的學習者來說，這本書提供的不是答案，而是一套完整的“解題思維訓練手冊”。每次做完一套題，我都感覺自己的邏輯鏈條又加固瞭一層，那種對知識點融會貫通的踏實感，是其他資料無法比擬的。

評分☆☆☆☆☆

作為一個理論基礎相對薄弱的跨專業學習者，我接觸過好幾本信號與係統的參考書，但很多要麼是純理論的“天書”，要麼就是堆砌瞭太多偏、難、怪的習題，讓人抓不住重點。苗璐老師的這本《全程導學及習題全解（下冊）》在內容的選擇和編排上展現瞭極高的專業素養和為讀者著想的匠心。它非常精準地把握瞭“下冊”應該涵蓋的知識範圍——比如係統分析、Z變換的深入應用、以及一些基本的數字濾波器的概念引入。重點在於，它的敘述風格極其平實親切，讀起來完全沒有那種高高在上的學術腔調。作者似乎總能預判到讀者在哪個知識點上會産生睏惑，並在那個地方多花筆墨進行“拐杖式”的攙扶。舉個例子，在講解IIR濾波器設計時，涉及到雙綫性變換，這個步驟是最容易讓人頭暈的地方，但書裏用瞭一個非常形象的比喻來解釋這個映射過程，瞬間就豁然開朗瞭。這種對學習者“痛點”的精準把握，使得整本書的閱讀體驗非常流暢，幾乎沒有需要反復閱讀三四遍纔能理解的段落，這在學習復雜工程學科時是非常寶貴的體驗。

評分☆☆☆☆☆

這本《信號與係統（第三版）全程導學及習題全解（下冊）》的作者是苗璐，書號是9787511909442。 哇，終於把這本盼星星盼月亮的書啃完瞭！說實話，初次接觸這套書的時候，我內心是有點忐忑的。畢竟“信號與係統”這門課在很多工科專業裏都是齣瞭名的硬骨頭，尤其涉及到傅裏葉變換、Z變換這些抽象概念，光看課本上的定義就感覺雲裏霧裏。但這本書的齣現，簡直就像是給迷路的人點亮瞭一盞明燈。它的講解思路特彆清晰，不像有些參考書那樣堆砌公式和晦澀的理論，而是真正做到瞭“導學”。它會先用非常直觀的方式引入一個概念，比如捲積是怎麼迴事，它在物理上代錶瞭什麼，然後再逐步推導齣數學公式。這種由淺入深、循序漸進的講解方式，極大地降低瞭理解門檻。最讓我印象深刻的是，它對每一個關鍵定理的證明過程都做瞭非常細緻的剖析，連中間的每一步變形都標注得清清楚楚，這對於我這種喜歡刨根問底的學生來說，簡直是福音。以前總覺得公式是憑空齣現的，現在終於明白瞭它們是怎麼一步步建立起來的。如果說原版教材是骨架，那這本書就是把血肉填充進去的專傢解說，讓我對整個學科的認知從“會做題”升級到瞭“能理解”。這本書在理論深度和習題覆蓋麵上找到瞭一個完美的平衡點，絕對是信號與係統學習路上的神器。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，我買這本書之前，主要目標是想快速掌握期末考試的應試技巧，但使用下來，它的價值遠超齣瞭“應試”範疇。它更像是一本為未來職業發展打基礎的工具書。尤其是在涉及到係統響應的穩定性判斷和頻率特性分析的部分，這本書的處理方式非常係統和全麵。它不僅僅滿足於計算齣一個響應函數，而是深入探討瞭係統極點和零點在S平麵（或Z平麵）上的位置與係統整體行為之間的深刻聯係。作者用大量的圖示來輔助說明，比如不同極點分布對應的階躍響應麯綫是如何變化的，這種視覺化的教學方法遠比單純的公式推導更具說服力。此外，這本書對連續時間係統和離散時間係統的類比和區彆的闡述也做得非常到位，幫助我們建立起統一的信號與係統觀，而不是把它們割裂開來學習。這對於我們未來接觸到更高級的DSP或控製理論時，能提供一個紮實、不矛盾的理論基礎。這本書是那種，你現在覺得學得紮實，未來迴顧時會感謝自己當時下功夫啃下來的“硬通貨”。