普通高等教育“十一五”国家规划教材：信号与系统（第2版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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于慧敏 等 著

图书标签:

• 信号与系统
• 电路分析
• 通信原理
• 电子工程
• 高等教育
• 教材
• 工科
• 电子技术
• 模拟信号
• 数字信号

出版社： 化学工业出版社

ISBN：9787502595968

版次：2

商品编码：10168661

包装：平装

开本：16开

出版时间：2008-01-01

用纸：胶版纸

页数：385

字数：678000

内容简介

　　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。本书在第一版的基础上，增加了大量Matlab程序，系统地论述了如何用Mat—lab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，尤其是著名仿真软件的引入。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

1 信号与系统的基本概念
1.O 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
2　LTI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&[N]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
2.3.1 LTI系统的可逆性与可逆系统
2.3.2 LTI系统的稳定性
2.3.3 LTI系统的因果性
2.3.4 LTI系统的单位阶跃响应
2.3.5 LTI系统的特征函数
2.4 LTI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
2.5 LTI系统的响应分解：零状态响应和零输入响应
2.6 LTI系统的框图表示
2.7 LTI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
2.7.4 LTI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
……
4　离散时间信号与系统的频域分析
5　采样与调制
6　信号与系统的复频域分析
7　z变换
8　系统理论
9　状态变量分析
部分习题答案
参考文献

信号与系统：探索信息传递的底层逻辑 信息，是现代社会运行的基石，而信号与系统，则是我们理解和操控这些信息的关键学科。从最基础的声波、光波，到复杂的数字通信、图像处理，再到深奥的人工智能算法，无一不深深植根于信号与系统的理论体系。本书旨在为读者打开一扇通往信息世界核心的大门，揭示信号的本质，理解系统的运行规律，并掌握处理和分析信号的强大工具。 信号：世界的语言 本书将带领读者深入认识“信号”这一概念。信号，本质上是承载信息的物理量随时间、空间或其他变量变化的规律。它可能是我们耳边悦耳的音乐，手机里传递的语音，电视屏幕上闪烁的画面，抑或是医学影像中微妙的病变迹象。理解信号，就是理解信息是如何被编码、传输和接收的。 我们将从信号的基本类型入手。信号可以分为连续时间信号（如模拟音频信号）和离散时间信号（如数字音频采样值）。它们在时间维度上连续或不连续，这决定了我们分析它们所采用的数学工具。此外，信号还可以根据其能量和功率特性，被划分为能量信号和功率信号。能量信号在整个时间轴上的总能量是有限的，而功率信号的平均功率是有限的，且能量通常是无限的。 对信号的分类也至关重要。信号可以是有界的，也可以是无界的。它们可以是周期性的，也可以是非周期性的。周期信号具有重复的模式，其分析方法相对简单；而非周期信号则需要更广泛的数学工具来描述。理解信号的奇偶性（偶信号和奇信号）能帮助我们简化信号的表示和分析。 信号的基本运算是进行信号处理的基础。我们将学习如何对信号进行加法、减法、乘法、标量乘法等基本运算，这些运算在信号合成、噪声抑制等方面有着广泛应用。翻转、移位、伸缩等时间域的变换，能够帮助我们理解信号在时间轴上的动态变化，这对于模式识别、时序分析至关重要。 更进一步，本书将深入探讨信号的频谱特性。傅里叶变换是揭示信号频率成分的强大工具，它将信号从时域转换到频域，让我们看到信号“由什么频率组成的”。理解傅里叶级数（用于周期信号）和傅里叶变换（用于非周期信号）是理解所有后续信号分析技术的前提。我们将学习如何分析信号的幅度谱和相位谱，这直接关系到信号的能量分布和相位关系。帕斯瓦尔定理将告诉我们，信号的能量可以在时域和频域之间相互转化，这在通信系统中尤为重要，它关系到信号的带宽占用和信息传输效率。 系统：信号的加工厂 如果说信号是信息的载体，那么系统就是处理、修改甚至创造信息的“加工厂”。任何能够对输入信号产生响应的器件、过程或算法，都可以被视为一个系统。从简单的电阻电容电路，到复杂的通信调制解调器，再到神经网络模型，它们都是信号与系统的具体体现。 本书将系统分类，帮助读者建立清晰的认识。线性系统是信号与系统理论的核心，其满足叠加原理和齐次性，使得分析变得更加规整和高效。时不变系统是指系统的特性不随时间变化，这大大简化了系统建模和分析的难度。因果系统的输出只取决于当前和过去的输入，而与未来输入无关，这是实际系统中普遍存在的特性，尤其在实时处理中至关重要。稳定系统是指系统对有界的输入产生有界的输出，确保系统的可靠运行，防止系统发散。 理解系统的基本描述方法是关键。我们将学习如何用差分方程（离散时间系统）和微分方程（连续时间系统）来数学化地描述系统的动态行为。这些方程是分析系统响应的起点。 卷积是信号与系统理论中最核心的概念之一。它描述了线性时不变系统对输入信号的响应。通过卷积积分（连续时间系统）和卷积和（离散时间系统），我们可以精确地计算出任何线性时不变系统在任意输入信号下的输出。掌握卷积，就如同掌握了理解系统“如何塑造”信号的关键。 本书还将介绍系统函数（传递函数）的概念。对于线性时不变系统，系统函数是输入信号的拉普拉斯变换（连续时间）或Z变换（离散时间）与输出信号的拉普拉斯变换（连续时间）或Z变换（离散时间）之比。系统函数集中了系统的所有动态特性，通过分析系统函数，我们可以预测系统的频率响应、稳定性等重要性能。 分析与应用：洞悉信息奥秘 掌握了信号和系统的基本理论，我们便能开始进行更深入的分析和实际应用。 频率响应是系统在不同频率下对信号的响应特性，它直接决定了系统能够保留或衰减哪些频率成分。理解幅频响应和相频响应，对于设计滤波器、分析通信信道特性至关重要。 采样定理是连接连续时间信号和离散时间信号的桥梁。它告诉我们，只要采样频率足够高，我们就可以从连续信号中恢复出原始信息，而不会丢失任何信息。这是数字信号处理的核心原理，也是现代数字通信、数字音频、数字视频的基础。 卷积的另一重要应用是滤波。滤波器能够选择性地允许某些频率的信号通过，而阻止另一些频率的信号通过，从而实现去噪、信号增强、信号分离等功能。我们将学习各种滤波器类型，如低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器，以及它们的数学模型和设计方法。 拉普拉斯变换和Z变换是解决线性常系数微分方程和差分方程的强大工具。它们能够将复杂的时域运算转化为代数运算，极大地简化了系统的分析过程，特别是对于非周期信号和瞬态响应的分析。我们还将探讨s域和z域的特性，以及它们与系统稳定性的关系。 本书还将触及信号与系统在实际工程中的应用。例如： 通信系统：信号的调制、解调，信道的建模与分析，噪声的抑制，信息的编码与解码。 控制系统：系统建模，稳定性分析，控制器设计，反馈控制。 图像处理：图像的采样、量化，滤波，边缘检测，特征提取。 语音信号处理：语音的采集、分析，语音识别，语音合成。 生物医学工程：心电图、脑电图等生理信号的采集与分析。 学习的旅程 本书将以严谨的数学推导为基础，辅以大量的图示和实例，帮助读者逐步建立对信号与系统理论的深刻理解。从基础概念的介绍，到核心理论的阐释，再到实际应用的展现，我们将循序渐进，力求让每位读者都能掌握这门重要的学科。 学习信号与系统，不仅是掌握一套分析工具，更是培养一种抽象思维和数学建模的能力。它将帮助你理解信息是如何在世界中流动和转化的，为你在未来学习更高级的学科，如数字信号处理、通信原理、自动控制理论、模式识别、机器学习等打下坚实的基础。 我们希望通过本书的学习，读者能够： 深刻理解信号与系统的基本概念和原理。 掌握分析和处理信号的常用数学工具和方法。 能够建立和分析简单系统的数学模型。 理解信号与系统在现代科技中的广泛应用。 培养严谨的科学思维和解决实际问题的能力。 这趟探索信息世界的旅程，将充满挑战，但也将收获丰硕。让我们一起，深入理解信号与系统的底层逻辑，洞悉信息的奥秘。

评分☆☆☆☆☆

我一直认为，一本好的教材不应该仅仅是知识的搬运工，更应该能够激发读者的学习兴趣和独立思考的能力。这本书在这方面做得非常出色。它在讲解理论知识的同时，并没有忽略对“为什么”的探讨。比如，在介绍滤波器的设计原则时，书中不仅仅给出了设计公式，还会分析不同滤波器类型在不同应用场景下的优劣，以及它们背后所蕴含的权衡和取舍。这种引导式的学习方式，让我能够更深入地理解理论的精髓，而不是死记硬背。书中还设置了一些“思考题”或者“拓展阅读”的部分，鼓励我们去查阅相关的文献，或者对某些问题进行更深入的研究。我非常喜欢这种开放性的学习模式，它让我感觉自己不再是被动地接受知识，而是主动地去探索和发现。而且，书中在引用一些经典理论的同时，也会提到一些前沿的研究方向，这让我对信号与系统这门学科的未来发展有了更清晰的认识，也激发了我继续深入学习的动力。这本书就像一位智慧的向导，带领我探索信号与系统的奥秘，并指引我前进的方向。

评分☆☆☆☆☆

我是一名即将毕业的本科生，信号与系统是我的专业必修课，我一直在寻找一本能真正帮助我理解这门学科的书。我的同学向我推荐了这本书，说它的讲解方式非常适合我们这种基础薄弱的学生。拿到书后，我最先感受到的是它的“友好度”，书本的语言风格非常平实，没有太多生涩难懂的术语，即使是第一次接触到拉普拉斯变换、Z变换这些概念，也不会觉得无从下手。作者的叙述非常有条理，一步一步地引导我们理解，就像一位耐心的老师在耳边讲解一样。我特别喜欢书中在介绍每个新概念时，都会先回顾前面相关的知识点，确保我们能跟上思路。而且，书中大量的插图和图示，将抽象的信号和系统可视化，比如在讲解卷积时，用图形的方式展示了两个信号的叠加和延时，让我一下子就明白了那个过程。练习题的设置也非常人性化，从基础题到综合题，难度梯度明显，而且答案解析也非常详细，每一个步骤都写得清清楚楚，这对于我们巩固知识、检验学习效果非常有帮助。总的来说，这本书让我觉得信号与系统不再是一个遥不可及的学科，而是我可以掌握并运用的工具。

评分☆☆☆☆☆

作为一名在某个工程领域的研究者，我对于教材的要求非常高，不仅要内容准确，还要能够反映学科的最新发展趋势。这本书虽然是一本“十一五”规划教材，其内容仍然具有很强的时效性和参考价值。书中对于信号分解、系统建模、滤波器设计等核心内容的讲解，都非常到位，基本功非常扎实。我个人尤其关注书中关于随机信号和系统分析的部分，这部分内容写得非常细致，公式推导严谨，并且给出了在实际应用中的一些处理方法，例如在噪声抑制方面的策略。此外，书中对线性系统性质的阐述，以及傅里叶变换、拉普拉斯变换、Z变换等工具的运用，都做得非常系统和透彻，这对于理解更复杂的系统非常有帮助。虽然我可能不需要像初学者那样逐字逐句地阅读，但每次翻阅这本书，总能从中找到一些新的启发。它作为一本基础教材，为深入研究提供了坚实的理论基础，并且其中的一些案例和讨论，也为我思考当前研究中遇到的问题提供了新的视角。这本书的价值不仅仅在于它的学术内容，更在于它所代表的那种严谨的治学态度和对知识的敬畏之心。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计给我的第一印象就是学术的严谨和专业，那种熟悉的排版和配色，一下子就把我拉回了大学课堂。我拿到的是纸质版，书本的纸张质量非常好，拿在手里有分量，字迹清晰，排版合理，即使长时间阅读也不会觉得疲劳。我最喜欢的是它的内容组织方式，逻辑非常清晰，从最基础的概念讲起，层层递进，一点一点地构建起整个信号与系统的知识体系。作者在解释一些抽象的概念时，往往会用一些非常形象的比喻，或者结合实际的工程应用案例，这对于我这样初学者来说，无疑是巨大的帮助。比如，在讲解傅里叶变换的时候，书中并没有仅仅给出数学公式，而是花了大量篇幅去解释它在音频处理、图像压缩等领域的实际应用，让我能直观地理解这个工具的强大之处。而且，书中的例题也非常丰富，覆盖了各种难度的题型，每道例题都有详细的解答过程，让我可以反复揣摩，掌握解题思路。我尤其欣赏的是，书中不仅仅关注理论知识，还引导我去思考这些理论在现实世界中的意义和价值，让我对信号与系统这门课程产生了浓厚的兴趣，并且觉得它不再是枯燥的数学堆砌，而是充满魅力的工程学科。

评分☆☆☆☆☆

作为一名已经工作多年的工程师，我最近在重温信号与系统的知识，希望找到一本能够系统梳理且兼顾现代应用的书籍。我选择了这本书，纯粹是出于它“十一五”国家规划教材的身份，这通常意味着内容会比较扎实和权威。翻开书本，我首先被其详实的内容所吸引，理论推导严谨，公式演算清晰，这一点对于深入理解底层原理至关重要。书中关于离散时间系统、连续时间系统、LTI系统等核心概念的阐述，都做到了既全面又深入，没有丝毫的含糊。更令我惊喜的是，这本书并没有停留在经典的理论层面，而是巧妙地引入了一些与现代通信、控制、数字信号处理等领域紧密相关的例子，比如在讨论采样定理时，就联系到了数字音频和视频的采样率问题，这让我感觉知识点都活了起来，与实际工作有了更直接的联系。虽然我不是初学者，但书中对一些复杂概念的重新解读，还是让我耳目一新，比如在讲到卷积定理时，它提供了一个新的角度去理解，这对我解决实际工程问题提供了新的思路。总体而言，这本书的理论深度和广度都达到了相当高的水准，并且能在理论与实践之间找到一个很好的平衡点。