信號與係統<第三版上>同步輔導及習題全解(新版配套高教版)/高校經典教材同步輔導叢書 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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孫雨雷，主編：鄭君裏 編

圖書標籤:

• 信號與係統
• 電路分析
• 綫性係統
• 傅裏葉變換
• 拉普拉斯變換
• 同步輔導
• 習題解答
• 高等教育
• 工程數學
• 電子工程

店鋪： 博庫網旗艦店

齣版社： 中國水利水電

ISBN：9787508498713

商品編碼：1029314802

開本：16

齣版時間：2012-08-01

  詳情信息：

  Product Details 基本信息

ISBN-13 書號:9780810150713

齣版社:Triquarterly Books

Publication Date 齣版日期:1997-05-01

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

Shipping Weight 商品重量:0.326kg

Shipping Weight Language 語種:English

pages 頁數:231

理解信息世界的基石：《信號與係統》導論 在當今信息爆炸的時代，我們無時無刻不被各種各樣的信號所包圍：從手機傳遞的語音、傳輸的圖像，到醫療設備檢測的心電圖、工業生産中的傳感器數據，再到天文學觀測到的電磁波……所有這些，都是我們探索和理解世界的重要途徑。而“信號與係統”這門學科，正是揭示這些信號背後規律、分析其行為、並設計處理這些信號的有效方法的理論基石。它提供瞭一套強大而優雅的數學工具和分析框架，讓我們能夠深入洞察信號的本質，並進而控製和利用它們。 一、 信號的語言：信息的載體 信號，顧名思義，是信息的載體。從本質上講，信號是隨時間（或空間）變化的物理量。它可以是連續的，就像我們呼吸的空氣一樣，在任何時刻都有確定的值；也可以是離散的，就像數字時鍾的顯示，隻在特定的時間點呈現數值。 連續時間信號 (Continuous-Time Signals): 這類信號在時間的每一個瞬時都有定義，通常用 $x(t)$ 來錶示，其中 $t$ 是連續時間變量。例如，一個錄製的音頻波形、一段溫度隨時間變化的麯綫，都屬於連續時間信號。它們是自然界中最普遍存在的信號形式。 離散時間信號 (Discrete-Time Signals): 這類信號隻在離散的特定時間點上取值，通常用 $x[n]$ 來錶示，其中 $n$ 是離散時間變量（通常是整數）。它們是模擬信號經過采樣得到的，是數字信號處理的基礎。例如，一段數字音頻文件中的每一個采樣點，數碼相機拍攝的圖像中的每一個像素值，都可以看作是離散時間信號的樣本。 周期信號與非周期信號: 周期信號是指其波形在一段時間後會重復齣現的信號，例如正弦波、方波等。非周期信號則在整個時間內都不會重復。這個概念對於理解信號的頻譜特性至關重要。 能量信號與功率信號: 信號的能量和功率是描述其強度和重要性的兩個重要指標。能量信號在無限時間內纍積的總能量是有限的，而功率信號在無限時間內平均功率是有限的。區分這兩者有助於我們選擇閤適的分析方法。 其他重要的信號類型: 包括階躍信號、衝激信號（狄拉剋 $delta$ 函數）、斜坡信號、指數信號等。這些基本信號是構建復雜信號的“積木”，也是分析係統響應的“探針”。例如，衝激信號在係統分析中扮演著極其重要的角色，任何係統的單位衝激響應（Output when input is impulse）都可以完全錶徵該係統。 二、 係統的本質：信號的變換器 係統，則是在輸入信號的基礎上，通過某種變換或處理，産生輸齣信號的“黑盒子”。它描述瞭信號如何被影響、被修改或被提取。無論是自然界的現象，還是我們設計的人工設備，都可以看作是某種形式的係統。 綫性係統 (Linear Systems): 綫性係統最核心的兩個性質是疊加性和齊次性。疊加性意味著，如果係統對輸入 $x_1(t)$ 的響應是 $y_1(t)$，對輸入 $x_2(t)$ 的響應是 $y_2(t)$，那麼對輸入 $a x_1(t) + b x_2(t)$ 的響應就是 $a y_1(t) + b y_2(t)$。齊次性是疊加性的一種特殊情況（當 $b=0$ 或 $a=0$ 時）。綫性係統是信號與係統理論中研究的最重要的係統類型，因為它們具有良好的數學性質，易於分析。 時不變係統 (Time-Invariant Systems): 時不變係統是指其特性不隨時間變化的係統。也就是說，如果對輸入 $x(t)$ 的響應是 $y(t)$，那麼對輸入 $x(t- au)$（即輸入信號整體嚮前或嚮後平移 $ au$ 時間）的響應將是 $y(t- au)$（輸齣信號也相應平移 $ au$ 時間）。綫性時不變（LTI）係統是信號與係統課程的絕對核心，它們在工程和科學領域有著極其廣泛的應用。 因果係統 (Causal Systems): 因果係統是指其輸齣在任何時刻隻取決於當前和過去時刻的輸入，而不取決於未來的輸入。這符閤我們對現實世界係統中時間演進的直觀理解。 穩定係統 (Stable Systems): 穩定係統是指對於有界的輸入信號，其輸齣信號也是有界的。一個係統如果“爆炸”瞭，那麼它就沒有實用價值。 其他係統模型: 例如，記憶係統（輸齣依賴於過去輸入）、無記憶係統（輸齣僅依賴於當前輸入）、零輸入響應（係統在無外加輸入下的響應）、零狀態響應（係統在有輸入下的響應，假設初始狀態為零）等等。 三、 分析的利器：數學工具的融閤 為瞭有效地分析信號和係統，我們需要一套強大的數學工具。信號與係統課程正是融閤瞭多個數學分支，構建瞭一個統一的分析框架。 捲積 (Convolution): 捲積是分析綫性時不變係統最核心的運算。對於一個LTI係統，其輸齣 $y(t)$ 是輸入信號 $x(t)$ 與係統單位衝激響應 $h(t)$ 的捲積。其數學錶達式為： $y(t) = x(t) h(t) = int_{-infty}^{infty} x( au) h(t- au) d au$ 離散時間信號的捲積形式為： $y[n] = x[n] h[n] = sum_{k=-infty}^{infty} x[k] h[n-k]$ 捲積操作可以形象地理解為，係統將輸入信號“掃描”一遍，在每個點上進行加權纍加，從而得到輸齣。通過理解捲積，我們可以完全預知一個LTI係統的輸齣，隻要知道它的單位衝激響應。 傅裏葉變換 (Fourier Transform): 傅裏葉變換是信號與係統領域最重要的數學工具之一。它能夠將一個信號從時域（時間域）分解成不同頻率的正弦和餘弦分量的疊加。這使得我們能夠從“頻率”的角度來理解信號的構成和特性。 連續時間傅裏葉變換： $X(omega) = int_{-infty}^{infty} x(t) e^{-jomega t} dt$ 離散時間傅裏葉變換： $X(e^{jomega}) = sum_{n=-infty}^{infty} x[n] e^{-jomega n}$ 傅裏葉變換的逆變換則可以將頻率域的錶示重新轉換迴時域。通過傅裏葉變換，我們可以方便地分析信號的頻譜、係統的頻率響應，以及進行濾波等操作。 拉普拉斯變換 (Laplace Transform): 拉普拉斯變換是傅裏葉變換的推廣，它引入瞭一個復變量 $s = sigma + jomega$，將信號從實數域擴展到瞭復數域。這使得拉普拉斯變換能夠處理傅裏葉變換難以處理的信號，尤其是在分析非周期信號和係統穩定性方麵。 連續時間拉普拉斯變換： $X(s) = int_{-infty}^{infty} x(t) e^{-st} dt$ 拉普拉斯變換在係統分析中的優勢在於，可以將微分方程轉化為代數方程，大大簡化求解過程。 Z變換 (Z-Transform): Z變換是離散時間信號的傅裏葉變換和拉普拉斯變換在數字信號處理領域的對應。它將離散時間信號轉換到 $z$ 域，為離散時間係統的分析提供瞭強大的工具，尤其是在設計和分析數字濾波器方麵。 離散時間Z變換： $X(z) = sum_{n=-infty}^{infty} x[n] z^{-n}$ Z變換在離散係統穩定性分析、係統函數推導等方麵發揮著關鍵作用。 四、 應用的廣闊天地：從理論到實踐 “信號與係統”不僅僅是一門理論課程，它更是連接科學研究與工程實踐的橋梁。其研究成果廣泛應用於各個領域： 通信係統: 電話、電視、無綫通信、光縴通信等，都離不開信號的傳輸、調製、解調、濾波和編碼等信號處理技術。 控製係統: 自動駕駛、機器人、航空航天、工業自動化等，都需要精確地測量、處理和控製係統中的信號，以達到期望的性能。 生物醫學工程: 心電圖、腦電圖、醫學影像（CT、MRI）的采集和分析，以及各種醫療設備的信號處理，都依賴於信號與係統理論。 音頻與圖像處理: 音樂閤成、語音識彆、圖像壓縮、去噪、增強等，都是信號與係統在多媒體領域的應用。 金融工程: 金融數據的分析、預測和建模，也常常藉助於信號處理的技術。 地球科學與天文學: 地震波分析、氣象數據處理、天文信號的探測和解析等。 五、 學習的價值：培養科學思維 學習“信號與係統”不僅僅是為瞭掌握一套具體的分析方法，更重要的是培養一種科學的思維方式。它教會我們如何抽象地思考問題，如何用數學語言描述物理現象，如何通過分解和組閤來理解復雜係統，如何從整體和局部兩個層麵來審視問題。這種嚴謹的邏輯思維和強大的分析能力，將使我們在麵對任何復雜問題時，都能找到條理清晰的解決之道。 掌握“信號與係統”這門學科，就像是獲得瞭一把解鎖信息世界奧秘的鑰匙。通過它，我們可以更深入地理解我們所處的世界，更有信心地去創造和革新，去駕馭信息時代的洪流。

評分☆☆☆☆☆

對於一個信號與係統初學者來說，市麵上很多輔導書的風格都比較“硬核”，直接拋齣一堆公式和定理，讓人望而生畏。而這本書，真的就像它的名字一樣，是一種“同步輔導”。它並不是另起爐竈，而是站在教材的肩膀上，把教材裏的內容進行二次加工，讓它變得更加易於理解和消化。我最欣賞它的是，它對每一個概念的引入都非常謹慎，會先從最基本的定義齣發，然後逐步引導你理解更復雜的性質和應用。 例如，在講解係統的穩定性概念時，它會先從一個簡單的例子入手，展示不穩定係統和穩定係統在時間軸上的不同錶現，然後再引齣判據。這種“由淺入深，由易到難”的講解模式，讓我能夠一步步建立起對知識的認知，而不是一下子被大量的抽象概念淹沒。而且，書中大量的插圖和圖示，對於理解諸如頻率響應、時域離散信號采樣等概念，起到瞭至關重要的作用。它們將抽象的數學模型轉化為直觀的視覺信息，大大降低瞭理解門檻。 這本書的習題解答部分，也是我非常看重的一點。它不僅僅是提供瞭標準的解法，更重要的是，它會在解題過程中穿插大量的提示和解釋，告訴你為什麼要這樣做，或者這個步驟的意義是什麼。對於一些常見的陷阱和易錯點，也會特彆指齣。這讓我覺得，這本書的編寫者是真的站在學生的角度去思考，力求幫助學生徹底理解每一個知識點，而不是僅僅給齣答案。這種負責任的學習態度，是其他很多輔導書所不具備的。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，接觸這本書之前，我對信號與係統的學習一直處於一種“學瞭就忘，忘瞭再學”的惡性循環中。特彆是那些看似相似但又存在微妙差彆的概念，比如捲積和相關，或者不同類型的係統響應，總是讓我混淆不清。這本書的齣現，徹底改變瞭我的學習狀態。它最讓我印象深刻的是，它能夠將看似復雜的概念，用一種非常形象生動的方式去講解。 比如說，在講解捲積運算的時候，它沒有僅僅給齣繁瑣的數學公式，而是引入瞭“翻轉”、“滑動”、“相乘”、“積分”這樣一個直觀的動態過程，並配以大量的圖示，讓你能夠“看見”捲積的過程，理解它到底在做什麼。同樣，對於各種變換（傅裏葉、拉普拉斯、Z變換），它也非常注重它們之間的聯係和區彆，以及各自的適用範圍，而不是孤立地講解。這種“融會貫通”的講解方式，讓我對整個信號與係統的理論框架有瞭更清晰的認識。 此外，本書在習題解析方麵也做得非常到位。它不僅僅是給齣答案，而是會從多個角度去解析，有的題目甚至會提供兩種或三種不同的解法，讓你看到解決問題的靈活性。更重要的是，它會點明每種解法的核心思想和優勢，引導你去思考不同方法背後的數學原理。對於那些需要進行推導的題目，它的步驟清晰，邏輯嚴謹，讓你能夠完全跟上思路。這本書的價值在於，它不僅僅教會你“怎麼做”，更重要的是教會你“為什麼這麼做”，這對於培養紮實的理論功底至關重要。

評分☆☆☆☆☆

這本書的齣現，簡直是為我這類“工程思維”比較強的學生量身定做的。我總覺得信號與係統這個學科，最終是要落腳到實際工程應用的，如果隻停留在純粹的數學推導上，很容易感到枯燥和茫然。這本書在這方麵做得非常齣色，它在講解理論知識的同時，並沒有忽略知識點背後的工程意義和實際應用。 書中大量的例子，不僅僅是純粹的數學題，很多都帶有一定的工程背景。比如，在講解濾波器設計的時候，它會結閤實際信號的頻譜特性，讓你理解為什麼需要這樣的濾波器，以及不同濾波器類型在實際應用中的優劣。這種“理論聯係實際”的講解方式，讓我覺得學習信號與係統不再是枯燥的數學運算，而是能夠解決實際問題的工具。 另外，這本書在習題的編排上，也很有層次感。從基礎的概念理解題，到復雜的係統分析題，再到一些綜閤性的應用題，循序漸進，讓你在掌握基本功的同時，也能逐步挑戰更高級的題目。而且，習題的解答部分，詳細而透徹，它不僅僅提供瞭運算過程，更重要的是，它會分析每一步的關鍵點，解釋解題思路的形成過程。這種“解題思路的構建”的教學方式，比單純的答案更有價值，它能夠幫助我培養自己獨立分析和解決問題的能力，而不是僅僅依賴於彆人的解析。 總的來說，這本書的內容和結構都非常契閤我這樣的學習需求，它幫助我將抽象的理論知識轉化為解決實際問題的能力。

評分☆☆☆☆☆

我一直覺得，學習信號與係統這類課程，光看不練是萬萬不行的。而這本《信號與係統<第三版上>同步輔導及習題全解》恰好解決瞭這個問題。它不僅僅是理論的補充，更是實踐的利器。教材上的習題雖然經典，但有時候答案過於簡潔，或者缺少詳細的推導過程，讓人難以完全理解。這本書在這方麵做得就非常齣色。它把教材上的每一個經典習題都進行瞭深入的剖析，給齣瞭詳盡的解題思路和步驟，甚至會提供多種解法，讓你從不同的角度去理解同一個問題。 更重要的是，它還補充瞭大量課外習題，這些習題的難度和風格都與教材和官方輔導書的風格非常接近，但又有所創新，能夠進一步鞏固和深化你對知識的掌握。有些題目甚至能夠觸及到教材中一些更深層次的理解，引導你去思考一些更具挑戰性的問題。我特彆喜歡它在解析習題時，會特彆強調一些易錯點和需要注意的地方，這些都是老師在課堂上可能不會詳細講到，但考試中卻非常容易失分的關鍵。通過對這些易錯點的關注，我能夠有效地規避很多低級錯誤，提高解題的準確率。 而且，這本書的排版設計也很人性化，題目的編號和教材的習題一一對應，非常方便對照學習。在學習完一個章節的理論知識後，我都會立刻翻到後麵的習題部分，通過做題來檢驗自己的掌握程度，然後對照解析來查漏補缺。這種“學、練、測”一體化的學習模式，讓我對信號與係統的理解更加紮實，也更有信心去麵對各種考試和應用場景。

評分☆☆☆☆☆

這本書簡直是熬夜黨和考前抱佛腳的神器！拿到手就覺得分量十足，翻開內容，果然沒有讓我失望。對於信號與係統這種理論性非常強的課程，光看教材有時候真的會雲裏霧裏，特彆是涉及到傅裏葉變換、拉普拉斯變換這些核心概念的時候，概念之間韆絲萬縷的聯係，初學者很容易被繞暈。這本書就像是為你量身定做的“翻譯官”，把教材裏那些抽象的數學推導和概念，用更直觀、更容易理解的方式重新解釋瞭一遍。 它的亮點在於每一個章節都緊密地跟著教材的脈絡，你學到哪裏，它就給你講到哪裏。而且，它不僅僅是簡單的概念復述，更重要的是它提供瞭大量的例題和詳細的解題步驟。這些例題覆蓋瞭教材中齣現的所有關鍵知識點，而且難度分布也很閤理，從基礎概念的運用到復雜係統的分析，循序漸進。最讓我喜歡的是，它在講解例題時，會一步一步地剖析解題思路，告訴你為什麼這麼做，每一步的依據是什麼，而不是直接給齣答案。這對於培養獨立思考和解決問題的能力非常有幫助。 說實話，很多時候我看教材一遍，再看這本書的同步講解，就能瞬間打通任督二脈，很多之前模糊不清的概念一下子就清晰瞭。特彆是那些復雜的積分運算和係統響應的求解，這本書的講解方式真的太友好瞭，完全沒有枯燥的公式堆砌，而是通過圖形、類比等方式，讓你能真正理解背後的原理。而且，它的習題解析也非常詳盡，對於那些自己做不齣來的題目，不僅有正確的答案，更重要的是有完整的解題過程和關鍵點的提示，幫助你找到自己的薄弱環節，並加以改進。