信号与系统<第三版上>同步辅导及习题全解(新版配套高教版)/高校经典教材同步辅导丛书 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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孙雨雷，主编：郑君里 编

图书标签:

• 信号与系统
• 电路分析
• 线性系统
• 傅里叶变换
• 拉普拉斯变换
• 同步辅导
• 习题解答
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店铺： 博库网旗舰店

出版社： 中国水利水电

ISBN：9787508498713

商品编码：1029314802

开本：16

出版时间：2012-08-01

  详情信息：

  Product Details 基本信息

ISBN-13 书号:9780810150713

出版社:Triquarterly Books

Publication Date 出版日期:1997-05-01

Product Dimensions 商品尺寸:21.6x14.2x1.9cm

Shipping Weight 商品重量:0.326kg

Shipping Weight Language 语种:English

pages 页数:231

理解信息世界的基石：《信号与系统》导论 在当今信息爆炸的时代，我们无时无刻不被各种各样的信号所包围：从手机传递的语音、传输的图像，到医疗设备检测的心电图、工业生产中的传感器数据，再到天文学观测到的电磁波……所有这些，都是我们探索和理解世界的重要途径。而“信号与系统”这门学科，正是揭示这些信号背后规律、分析其行为、并设计处理这些信号的有效方法的理论基石。它提供了一套强大而优雅的数学工具和分析框架，让我们能够深入洞察信号的本质，并进而控制和利用它们。 一、 信号的语言：信息的载体 信号，顾名思义，是信息的载体。从本质上讲，信号是随时间（或空间）变化的物理量。它可以是连续的，就像我们呼吸的空气一样，在任何时刻都有确定的值；也可以是离散的，就像数字时钟的显示，只在特定的时间点呈现数值。 连续时间信号 (Continuous-Time Signals): 这类信号在时间的每一个瞬时都有定义，通常用 $x(t)$ 来表示，其中 $t$ 是连续时间变量。例如，一个录制的音频波形、一段温度随时间变化的曲线，都属于连续时间信号。它们是自然界中最普遍存在的信号形式。 离散时间信号 (Discrete-Time Signals): 这类信号只在离散的特定时间点上取值，通常用 $x[n]$ 来表示，其中 $n$ 是离散时间变量（通常是整数）。它们是模拟信号经过采样得到的，是数字信号处理的基础。例如，一段数字音频文件中的每一个采样点，数码相机拍摄的图像中的每一个像素值，都可以看作是离散时间信号的样本。 周期信号与非周期信号: 周期信号是指其波形在一段时间后会重复出现的信号，例如正弦波、方波等。非周期信号则在整个时间内都不会重复。这个概念对于理解信号的频谱特性至关重要。 能量信号与功率信号: 信号的能量和功率是描述其强度和重要性的两个重要指标。能量信号在无限时间内累积的总能量是有限的，而功率信号在无限时间内平均功率是有限的。区分这两者有助于我们选择合适的分析方法。 其他重要的信号类型: 包括阶跃信号、冲激信号（狄拉克 $delta$ 函数）、斜坡信号、指数信号等。这些基本信号是构建复杂信号的“积木”，也是分析系统响应的“探针”。例如，冲激信号在系统分析中扮演着极其重要的角色，任何系统的单位冲激响应（Output when input is impulse）都可以完全表征该系统。 二、 系统的本质：信号的变换器 系统，则是在输入信号的基础上，通过某种变换或处理，产生输出信号的“黑盒子”。它描述了信号如何被影响、被修改或被提取。无论是自然界的现象，还是我们设计的人工设备，都可以看作是某种形式的系统。 线性系统 (Linear Systems): 线性系统最核心的两个性质是叠加性和齐次性。叠加性意味着，如果系统对输入 $x_1(t)$ 的响应是 $y_1(t)$，对输入 $x_2(t)$ 的响应是 $y_2(t)$，那么对输入 $a x_1(t) + b x_2(t)$ 的响应就是 $a y_1(t) + b y_2(t)$。齐次性是叠加性的一种特殊情况（当 $b=0$ 或 $a=0$ 时）。线性系统是信号与系统理论中研究的最重要的系统类型，因为它们具有良好的数学性质，易于分析。 时不变系统 (Time-Invariant Systems): 时不变系统是指其特性不随时间变化的系统。也就是说，如果对输入 $x(t)$ 的响应是 $y(t)$，那么对输入 $x(t- au)$（即输入信号整体向前或向后平移 $ au$ 时间）的响应将是 $y(t- au)$（输出信号也相应平移 $ au$ 时间）。线性时不变（LTI）系统是信号与系统课程的绝对核心，它们在工程和科学领域有着极其广泛的应用。 因果系统 (Causal Systems): 因果系统是指其输出在任何时刻只取决于当前和过去时刻的输入，而不取决于未来的输入。这符合我们对现实世界系统中时间演进的直观理解。 稳定系统 (Stable Systems): 稳定系统是指对于有界的输入信号，其输出信号也是有界的。一个系统如果“爆炸”了，那么它就没有实用价值。 其他系统模型: 例如，记忆系统（输出依赖于过去输入）、无记忆系统（输出仅依赖于当前输入）、零输入响应（系统在无外加输入下的响应）、零状态响应（系统在有输入下的响应，假设初始状态为零）等等。 三、 分析的利器：数学工具的融合 为了有效地分析信号和系统，我们需要一套强大的数学工具。信号与系统课程正是融合了多个数学分支，构建了一个统一的分析框架。 卷积 (Convolution): 卷积是分析线性时不变系统最核心的运算。对于一个LTI系统，其输出 $y(t)$ 是输入信号 $x(t)$ 与系统单位冲激响应 $h(t)$ 的卷积。其数学表达式为： $y(t) = x(t) h(t) = int_{-infty}^{infty} x( au) h(t- au) d au$ 离散时间信号的卷积形式为： $y[n] = x[n] h[n] = sum_{k=-infty}^{infty} x[k] h[n-k]$ 卷积操作可以形象地理解为，系统将输入信号“扫描”一遍，在每个点上进行加权累加，从而得到输出。通过理解卷积，我们可以完全预知一个LTI系统的输出，只要知道它的单位冲激响应。 傅里叶变换 (Fourier Transform): 傅里叶变换是信号与系统领域最重要的数学工具之一。它能够将一个信号从时域（时间域）分解成不同频率的正弦和余弦分量的叠加。这使得我们能够从“频率”的角度来理解信号的构成和特性。 连续时间傅里叶变换： $X(omega) = int_{-infty}^{infty} x(t) e^{-jomega t} dt$ 离散时间傅里叶变换： $X(e^{jomega}) = sum_{n=-infty}^{infty} x[n] e^{-jomega n}$ 傅里叶变换的逆变换则可以将频率域的表示重新转换回时域。通过傅里叶变换，我们可以方便地分析信号的频谱、系统的频率响应，以及进行滤波等操作。 拉普拉斯变换 (Laplace Transform): 拉普拉斯变换是傅里叶变换的推广，它引入了一个复变量 $s = sigma + jomega$，将信号从实数域扩展到了复数域。这使得拉普拉斯变换能够处理傅里叶变换难以处理的信号，尤其是在分析非周期信号和系统稳定性方面。 连续时间拉普拉斯变换： $X(s) = int_{-infty}^{infty} x(t) e^{-st} dt$ 拉普拉斯变换在系统分析中的优势在于，可以将微分方程转化为代数方程，大大简化求解过程。 Z变换 (Z-Transform): Z变换是离散时间信号的傅里叶变换和拉普拉斯变换在数字信号处理领域的对应。它将离散时间信号转换到 $z$ 域，为离散时间系统的分析提供了强大的工具，尤其是在设计和分析数字滤波器方面。 离散时间Z变换： $X(z) = sum_{n=-infty}^{infty} x[n] z^{-n}$ Z变换在离散系统稳定性分析、系统函数推导等方面发挥着关键作用。 四、 应用的广阔天地：从理论到实践 “信号与系统”不仅仅是一门理论课程，它更是连接科学研究与工程实践的桥梁。其研究成果广泛应用于各个领域： 通信系统: 电话、电视、无线通信、光纤通信等，都离不开信号的传输、调制、解调、滤波和编码等信号处理技术。 控制系统: 自动驾驶、机器人、航空航天、工业自动化等，都需要精确地测量、处理和控制系统中的信号，以达到期望的性能。 生物医学工程: 心电图、脑电图、医学影像（CT、MRI）的采集和分析，以及各种医疗设备的信号处理，都依赖于信号与系统理论。 音频与图像处理: 音乐合成、语音识别、图像压缩、去噪、增强等，都是信号与系统在多媒体领域的应用。 金融工程: 金融数据的分析、预测和建模，也常常借助于信号处理的技术。 地球科学与天文学: 地震波分析、气象数据处理、天文信号的探测和解析等。 五、 学习的价值：培养科学思维 学习“信号与系统”不仅仅是为了掌握一套具体的分析方法，更重要的是培养一种科学的思维方式。它教会我们如何抽象地思考问题，如何用数学语言描述物理现象，如何通过分解和组合来理解复杂系统，如何从整体和局部两个层面来审视问题。这种严谨的逻辑思维和强大的分析能力，将使我们在面对任何复杂问题时，都能找到条理清晰的解决之道。 掌握“信号与系统”这门学科，就像是获得了一把解锁信息世界奥秘的钥匙。通过它，我们可以更深入地理解我们所处的世界，更有信心地去创造和革新，去驾驭信息时代的洪流。

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我一直觉得，学习信号与系统这类课程，光看不练是万万不行的。而这本《信号与系统<第三版上>同步辅导及习题全解》恰好解决了这个问题。它不仅仅是理论的补充，更是实践的利器。教材上的习题虽然经典，但有时候答案过于简洁，或者缺少详细的推导过程，让人难以完全理解。这本书在这方面做得就非常出色。它把教材上的每一个经典习题都进行了深入的剖析，给出了详尽的解题思路和步骤，甚至会提供多种解法，让你从不同的角度去理解同一个问题。 更重要的是，它还补充了大量课外习题，这些习题的难度和风格都与教材和官方辅导书的风格非常接近，但又有所创新，能够进一步巩固和深化你对知识的掌握。有些题目甚至能够触及到教材中一些更深层次的理解，引导你去思考一些更具挑战性的问题。我特别喜欢它在解析习题时，会特别强调一些易错点和需要注意的地方，这些都是老师在课堂上可能不会详细讲到，但考试中却非常容易失分的关键。通过对这些易错点的关注，我能够有效地规避很多低级错误，提高解题的准确率。 而且，这本书的排版设计也很人性化，题目的编号和教材的习题一一对应，非常方便对照学习。在学习完一个章节的理论知识后，我都会立刻翻到后面的习题部分，通过做题来检验自己的掌握程度，然后对照解析来查漏补缺。这种“学、练、测”一体化的学习模式，让我对信号与系统的理解更加扎实，也更有信心去面对各种考试和应用场景。

评分☆☆☆☆☆

对于一个信号与系统初学者来说，市面上很多辅导书的风格都比较“硬核”，直接抛出一堆公式和定理，让人望而生畏。而这本书，真的就像它的名字一样，是一种“同步辅导”。它并不是另起炉灶，而是站在教材的肩膀上，把教材里的内容进行二次加工，让它变得更加易于理解和消化。我最欣赏它的是，它对每一个概念的引入都非常谨慎，会先从最基本的定义出发，然后逐步引导你理解更复杂的性质和应用。 例如，在讲解系统的稳定性概念时，它会先从一个简单的例子入手，展示不稳定系统和稳定系统在时间轴上的不同表现，然后再引出判据。这种“由浅入深，由易到难”的讲解模式，让我能够一步步建立起对知识的认知，而不是一下子被大量的抽象概念淹没。而且，书中大量的插图和图示，对于理解诸如频率响应、时域离散信号采样等概念，起到了至关重要的作用。它们将抽象的数学模型转化为直观的视觉信息，大大降低了理解门槛。 这本书的习题解答部分，也是我非常看重的一点。它不仅仅是提供了标准的解法，更重要的是，它会在解题过程中穿插大量的提示和解释，告诉你为什么要这样做，或者这个步骤的意义是什么。对于一些常见的陷阱和易错点，也会特别指出。这让我觉得，这本书的编写者是真的站在学生的角度去思考，力求帮助学生彻底理解每一个知识点，而不是仅仅给出答案。这种负责任的学习态度，是其他很多辅导书所不具备的。

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这本书简直是熬夜党和考前抱佛脚的神器！拿到手就觉得分量十足，翻开内容，果然没有让我失望。对于信号与系统这种理论性非常强的课程，光看教材有时候真的会云里雾里，特别是涉及到傅里叶变换、拉普拉斯变换这些核心概念的时候，概念之间千丝万缕的联系，初学者很容易被绕晕。这本书就像是为你量身定做的“翻译官”，把教材里那些抽象的数学推导和概念，用更直观、更容易理解的方式重新解释了一遍。 它的亮点在于每一个章节都紧密地跟着教材的脉络，你学到哪里，它就给你讲到哪里。而且，它不仅仅是简单的概念复述，更重要的是它提供了大量的例题和详细的解题步骤。这些例题覆盖了教材中出现的所有关键知识点，而且难度分布也很合理，从基础概念的运用到复杂系统的分析，循序渐进。最让我喜欢的是，它在讲解例题时，会一步一步地剖析解题思路，告诉你为什么这么做，每一步的依据是什么，而不是直接给出答案。这对于培养独立思考和解决问题的能力非常有帮助。 说实话，很多时候我看教材一遍，再看这本书的同步讲解，就能瞬间打通任督二脉，很多之前模糊不清的概念一下子就清晰了。特别是那些复杂的积分运算和系统响应的求解，这本书的讲解方式真的太友好了，完全没有枯燥的公式堆砌，而是通过图形、类比等方式，让你能真正理解背后的原理。而且，它的习题解析也非常详尽，对于那些自己做不出来的题目，不仅有正确的答案，更重要的是有完整的解题过程和关键点的提示，帮助你找到自己的薄弱环节，并加以改进。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，接触这本书之前，我对信号与系统的学习一直处于一种“学了就忘，忘了再学”的恶性循环中。特别是那些看似相似但又存在微妙差别的概念，比如卷积和相关，或者不同类型的系统响应，总是让我混淆不清。这本书的出现，彻底改变了我的学习状态。它最让我印象深刻的是，它能够将看似复杂的概念，用一种非常形象生动的方式去讲解。 比如说，在讲解卷积运算的时候，它没有仅仅给出繁琐的数学公式，而是引入了“翻转”、“滑动”、“相乘”、“积分”这样一个直观的动态过程，并配以大量的图示，让你能够“看见”卷积的过程，理解它到底在做什么。同样，对于各种变换（傅里叶、拉普拉斯、Z变换），它也非常注重它们之间的联系和区别，以及各自的适用范围，而不是孤立地讲解。这种“融会贯通”的讲解方式，让我对整个信号与系统的理论框架有了更清晰的认识。 此外，本书在习题解析方面也做得非常到位。它不仅仅是给出答案，而是会从多个角度去解析，有的题目甚至会提供两种或三种不同的解法，让你看到解决问题的灵活性。更重要的是，它会点明每种解法的核心思想和优势，引导你去思考不同方法背后的数学原理。对于那些需要进行推导的题目，它的步骤清晰，逻辑严谨，让你能够完全跟上思路。这本书的价值在于，它不仅仅教会你“怎么做”，更重要的是教会你“为什么这么做”，这对于培养扎实的理论功底至关重要。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出现，简直是为我这类“工程思维”比较强的学生量身定做的。我总觉得信号与系统这个学科，最终是要落脚到实际工程应用的，如果只停留在纯粹的数学推导上，很容易感到枯燥和茫然。这本书在这方面做得非常出色，它在讲解理论知识的同时，并没有忽略知识点背后的工程意义和实际应用。 书中大量的例子，不仅仅是纯粹的数学题，很多都带有一定的工程背景。比如，在讲解滤波器设计的时候，它会结合实际信号的频谱特性，让你理解为什么需要这样的滤波器，以及不同滤波器类型在实际应用中的优劣。这种“理论联系实际”的讲解方式，让我觉得学习信号与系统不再是枯燥的数学运算，而是能够解决实际问题的工具。 另外，这本书在习题的编排上，也很有层次感。从基础的概念理解题，到复杂的系统分析题，再到一些综合性的应用题，循序渐进，让你在掌握基本功的同时，也能逐步挑战更高级的题目。而且，习题的解答部分，详细而透彻，它不仅仅提供了运算过程，更重要的是，它会分析每一步的关键点，解释解题思路的形成过程。这种“解题思路的构建”的教学方式，比单纯的答案更有价值，它能够帮助我培养自己独立分析和解决问题的能力，而不是仅仅依赖于别人的解析。 总的来说，这本书的内容和结构都非常契合我这样的学习需求，它帮助我将抽象的理论知识转化为解决实际问题的能力。