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张永瑞 等 著

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
• Z变换
• 滤波器设计
• 控制系统
• 通信原理
• 数字信号处理

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030279026

版次：1

商品编码：10320731

包装：平装

开本：16开

出版时间：2010-08-01

用纸：胶版纸

页数：288

字数：431000

正文语种：中文

内容简介

　　 《信号与系统》为普通高等教育“十一五”国家级规划教材。根据教育部电子信息类专业教学指导委员会修订的“信号与系统”课程基本要求，并充分考虑各院校新一轮修订专业教学计划中该课程的学时数及现代电子科技发展的新趋势、新潮流编写而成。其主要内容包括：信号与系统的基本概念、连续时间信号与系统的时域分析、连续信号与系统的实频域分析、连续信号与系统的复频域分析、离散信号与系统的时域分析、离散信号与系统的复频域分析、系统的状态变量分析共7章内容。全书各章节均配有习题、思考题，书末附有部分习题的参考答案，以方便教学。
本书可作为普通高等教育通信工程、电子信息工程、自动化、电子信息科学与技术、测控技术与仪器、计算机科学与技术等专业的本科生的教材，对从事电子类专业的工程技术人员也有重要的参考价值。

目录

前言
第1章 信号与系统的基本概念
1.1 信号
1.1.1 信号与信息
1.1.2 信号分类
1.1.3 信号的基本运算
1.1.4 信号的时域变换
1.1.5 思考题
1.2 系统
1.2.1 什么是系统
1.2.2 系统的分类
1.2.3 系统的描述
1.2.4 思考题
1.3 信号与系统分析概述
1.3.1 分析与综合
1.3.2 信号与系统的时域分析
1.3.3 信号与系统的变换域分析
1.3.4 思考题
1.4 习题
第2章 连续时间信号与系统的时域分析
2.1 单位阶跃信号与单位冲激信号
2.1.1 单位阶跃函数和单位冲激函数
2.1.2 单位冲激函数的性质
2.1.3 思考题
2.2 LTI连续系统的时域响应
2.2.1 微分方程经典解与自由、强迫响应
2.2.2 零输入响应、零状态响应分别求法
2.2.3 思考题
2.3 冲激响应与阶跃响应
2.3.1 冲激响应
2.3.2 阶跃响应
2.3.3 思考题
2.4 卷积积分及其应用
2.4.1 卷积积分的基本运算过程
2.4.2 卷积积分运算规则
2.4.3 卷积积分应用于LTI连续系统分析
2.4.4 思考题
2.5 习题
第3章 连续信号与系统的实频域分析
3.1 连续周期信号的傅里叶级数与频谱
3.1.1 傅里叶级数
3.1.2 周期信号的频谱
3.1.3 周期信号的功率、有效值和信号带宽
3.1.4 思考题
3.2 连续非周期信号的傅里叶变换与频谱
3.2.1 从傅里叶级数到傅里叶变换
3.2.2 常片j非周期信号的傅里叶变换
3.2.3 思考题
3.3 傅里叶变换的性质
3.3.1 线性性质
3.3.2 时移性质
3.3.3 频移性质
3.3.4 尺度变换特性
3.3.5 对称特性
3.3.6 时域卷积定理
3.3.7 时域微分特性
3.3.8 时域积分特性
3.3.9 思考题
3.4 LTI连续系统的实频域分析
3.4.1 周期信号激励下系统的响应
3.4.2 非周期信号激励下系统的响应
3.4.3 思考题
3.5 滤波器
3.5.1 无失真传输系统
3.5.2 信号通过理想低通滤波器
3.5.3 思考题
3.6 采样器
3.6.1 理想取样
3.6.2 实际取样
3.6.3 时域取样定理
3.6.4 从已取样信号fs（t）中恢复原信号f（t）
3.6.5 思考题
3.7 调制器与解调器
3.7.1 调制器
3.7.2 解调器
3.7.3 思考题
3.8 习题
第4章 连续信号与系统的复频域分析
4.1 拉普拉斯变换
4.1.1 从傅里叶变换到双边拉普拉斯变换
4.1.2 单边拉普拉斯变换
4.1.3 常用函数的拉氏变换对
4.1.4 思考题
4.2 单边拉普拉斯变换的重要性质
4.2.1 线性性质
4.2.2 延时特性
4.2.3 复频移性质
4.2.4 尺度变换特性
4.2.5 卷积定理
4.2.6 时域微分特性
4.2.7 时域积分特性
4.2.8 思考题
4.3 拉普拉斯逆变换
4.3.1 查表法
4.3.2 部分分式展开法
4.3.3 思考题
4.4 应用拉普拉斯变换分析电路与系统
4.4.1 拉氏变换求解微分方程
4.4.2 拉氏变换法分析电路
4.4.3 思考题
4.5 系统函数分析
4.5.1 系统函数H（s）的零、极点
4.5.2 零、极点分布与时域响应
4.5.3 系统的稳定性分析
4.5.4 H（s）与H（jω）的关系
4.5.5 思考题
4.6 习题
第5章 离散信号与系统的时域分析
5.1 单位阶跃序列与单位脉冲序列
5.1.1 单位阶跃序列
5.1.2 单位脉冲序列
5.1.3 思考题
5.2 LTI离散系统的自由响应、强迫响应与零输入响应、零状态响应
5.2.1 离散信号的差分运算与累和运算
5.2.2 LTI离散系统的差分方程
5.2.3 差分方程的迭代解法
5.2.4 差分方程的经典解与自由、强迫响应
5.2.5 零输入响应与零状态响应分别求法
5.2.6 思考题
5.3 单位序列响应与单位阶跃响应
5.3.1 单位序列响应
5.3.2 单位阶跃响应
5.3.3 思考题
5.4 卷积和及其应用
5.4.1 卷积和定义及运算过程
5.4.2 卷积和的运算规则
5.4.3 卷积和应用于LTI离散系统分析
5.4.4 思考题
5.5 习题
第6章 离散信号与系统的复频（Z）域分析
6.1 Z变换
6.1.1 从拉普拉斯变换到Z变换
6.1.2 Z变换定义
6.1.3 收敛域
6.1.4 常用函数的Z变换对
6.1.5 逆Z变换公式
6.1.6 思考题
6.2 Z变换的性质
6.2.1 线性
6.2.2 移位（序）性
6.2.3 Z域尺度变换性（序列乘∥）
6.2.4 时域卷积定理
6.2.5 Z域微分性（序列乘k，又称时域线性加权）
6.2.6 Z域积分性（序列除k+m）
6.2.7 时域反折（转）性
6.2.8 累和性（部分和性）
6.2.9 初值定理
6.2.10 终值定理
6.2.11 思考题
6.3 逆Z变换
6.3.1 查表法
6.3.2 幂级数展开法
6.3.3 部分分式展开法
6.3.4 留数法
6.3.5 思考题
6.4 应用Z变换分析LTI离散系统
6.4.1 Z变换解差分方程
6.4.2 系统函数
6.4.3 应用Z变换分析框图描述的LTI离散系统
6.4.4 s域与Z域的关系
6.4.5 思考题
6.5 应用系统函数H（z）分析LTI离散系统特性
6.5.1 由H（z）的零极点看系统的时域特性
6.5.2 由H（z）看系统的因果性与稳定性
6.5.3 由H（z）看系统的频率特性
6.5.4 思考题
6.6 习题
第7章 系统的状态变量分析
7.1 系统的状态、状态变量与状态方程
7.1.1 系统的状态、状态变量概念
7.1.2 由电路引出系统的状态方程与输出方程
7.1.3 动态方程的一般形式
7.1.4 关于状态变量分析中几点应明确的概念
7.1.5 思考题
7.2 动态方程的建立
7.2.1 连续系统动态方程的建立
7.2.2 离散系统动态方程的建立
7.2.3 思考题
7.3 连续系统动态方程的求解
7.3.1 时域解法
7.3.2 状态方程的变换域解
7.3.3 求状态转移矩阵φ（t）即eA
7.3.4 思考题
7.4 离散系统动态方程的求解
7.4.1 时域解法
7.4.2 状态方程的变换解
7.4.3 φ（k）=Ak的求法
7.4.4 思考题
7.5 习题
部分习题参考答案
参考文献

前言/序言

《宇宙的低语：万物如何交流的奥秘》 简介： 想象一下，我们生活在一个由无数“信号”编织而成的巨大网络中。从微观粒子间的量子纠缠，到浩瀚星系间的引力波，再到人类社会中的语言、音乐与情感交流，这一切无不遵循着某种共通的“法则”，一种关于信息如何产生、传递、接收与转化的深刻规律。 《宇宙的低语：万物如何交流的奥秘》并非一本艰深的学术著作，而是一场充满好奇心的探索之旅，旨在揭示构成我们现实世界万事万物的基本“语言”——那些无处不在却又常常被我们忽略的“信号”与“系统”。这本书将带领读者穿越时空的界限，从自然科学的宏伟图景，到人文社会的细腻观察，层层剥开信息交流的内在机制。 第一部分：自然的语言——从粒子到星辰的低语 我们从最基础的层面开始。你知道吗？即便是最微小的粒子，它们之间也在以我们无法直接感知的方式“交流”。本书将深入浅出地介绍量子力学中的一些基本概念，并非为了推导复杂的公式，而是为了让你领略量子世界的奇妙：粒子如何“知道”彼此的存在，即使它们相隔遥远？这种“纠缠”的本质是什么？我们还会探讨热力学中的熵，它并非只是冰冷的数学概念，更是信息量的一种度量，反映了系统的不确定性与混乱程度。理解熵，就是理解信息在物理世界中的流动与衰减。 接着，我们将目光投向更宏观的尺度。地球上的生命是如何诞生的？细胞间的信号传递，DNA的遗传密码，生物体的激素调节，无一不是精妙的“通信系统”。本书将描绘自然界中各种令人惊叹的交流方式：候鸟如何利用地球磁场导航，萤火虫如何用闪烁的“信号”寻找伴侣，植物如何通过根系与土壤中的微生物“对话”，甚至我们身体内的免疫细胞如何识别并清除外来入侵者，这背后都隐藏着复杂而高效的信息处理过程。 当我们仰望星空，宇宙本身也在向我们“诉说”着它的故事。恒星的光芒穿越亿万光年抵达我们的眼睛，它们携带了关于恒星诞生、演化乃至死亡的“信息”。射电望远镜捕捉到的来自遥远星系的射电信号，则揭示了宇宙最古老、最神秘的“低语”。而爱因斯坦预言的引力波，如同宇宙的“涟漪”，携带着关于黑洞合并、中子星碰撞等极端事件的宝贵信息，为我们打开了观测宇宙的新窗口。我们将探索这些宇宙信号的本质，以及它们如何帮助我们拼凑出宇宙的演化图景。 第二部分：人类的表达——从声音到思想的传递 离开了自然的领域，我们将注意力转向人类社会。人类的文明，很大程度上就是建立在信息交流的不断发展与革新之上。语言，作为人类最基本、最强大的交流工具，其背后蕴含着怎样的奥秘？本书将触及语言学的一些基本原理，但重点不在于学习词汇或语法，而在于理解语言如何将抽象的思绪转化为有形的声波或文字，如何在不同个体之间构建起共享的意义。 音乐，这种跨越文化、触动灵魂的艺术形式，又是一种怎样的信号？本书将从声音的物理特性出发，探讨音调、节奏、和声如何影响我们的情绪，如何唤起深层的共鸣。我们会发现，音乐并非仅仅是随机的声音组合，它遵循着一套内在的“结构”与“模式”，能够直接传递情感与信息。 除了显性的语言与音乐，人类的交流还充满了大量的“隐性信号”。肢体语言、面部表情、甚至是穿着打扮，都在不经意间传递着我们的意图、情绪与社会地位。本书将引导读者观察这些微妙的信号，理解它们在人际互动中的重要作用。我们还将探讨情感交流的复杂性，为何同一种表达在不同语境下会产生截然不同的解读？这背后涉及到我们对对方心理状态的理解，以及信息的“噪声”与“失真”。 第三部分：现代的连接——从网络到智能的脉动 进入信息时代，人类的交流方式发生了翻天覆地的变化。互联网、移动通信、社交媒体，这些现代技术如何重塑了我们传递与接收信息的方式？本书将描绘信息技术发展的脉络，从早期电话的模拟信号，到如今高速的数字通信，理解信号编码、传输与解码的过程，将帮助我们更好地认识这个互联互通的世界。 我们将深入探讨“网络”的概念，它不仅仅是物理的线路，更是信息流动的“系统”。社交网络如何形成，信息如何在这其中传播与扩散？病毒式传播的原理是什么？为什么有些信息能迅速火遍全球，而有些则石沉大海？本书将借助一些生动的案例，揭示信息传播中的“节点”与“路径”的重要性。 人工智能的兴起，更是将信息交流推向了一个新的高度。机器如何“学习”语言？如何理解图像与声音？本书将以通俗易懂的方式，介绍机器学习、深度学习等概念，让你明白人工智能并非魔法，而是通过处理海量数据，识别“模式”与“规律”，从而实现“智能”的模拟。我们会探讨，当机器能够如此高效地处理与生成信息时，它将如何改变我们的工作、生活乃至思考方式。 第四部分：未来的回响——未知的边界与无限可能 《宇宙的低语》并非止步于当下，它将引领读者展望信息的未来。随着技术的不断进步，我们是否能够实现更直接、更高效的思维交流？脑机接口的最新进展，能否让我们“意念”控制机器，甚至实现“心灵感应”？宇宙深处是否还隐藏着我们尚未发现的，更为奇特的信息载体与交流方式？ 本书还会探讨信息安全与隐私的问题。在这个信息爆炸的时代，如何保护我们的个人信息？如何辨别虚假信息？在人与人、人与机器的交流日益频繁之际，理解信息的本质，掌握信息的解读能力，将变得前所未有的重要。 总结： 《宇宙的低语：万物如何交流的奥秘》是一本关于“连接”的书。它连接了物理世界与生命现象，连接了科学原理与人文艺术，连接了过去、现在与未来。通过这本书，你将学会用一种全新的视角去审视周围的一切，发现隐藏在平凡事物背后的深刻规律。你将不再仅仅是被动地接收信息，而是成为一个更敏锐的观察者，一个更有效的沟通者，一个对这个充满信息交流的奇妙世界充满敬畏与好奇的探索者。这是一场关于理解、关于连接、关于我们自身与宇宙之间永无止境的对话的邀约。

评分☆☆☆☆☆

坦白讲，我怀着一种挑战自我的心态翻开了《信号与系统》这本书。我承认，在接触这本书之前，我对数学建模和系统分析的理解还停留在非常基础的层面。这本书的出现，彻底颠覆了我之前的认知。作者在开篇就给我留下深刻印象的是他对“系统”这个概念的定义和分类，非常清晰且具有普适性，这为我后续的学习打下了坚实的基础。他引入的各种数学工具，如差分方程、微分方程，以及它们在离散和连续系统中的应用，都被他讲解得条理分明。我尤其欣赏他在讲解傅里叶级数和傅里叶变换时，没有仅仅停留在数学推导，而是深入探讨了它们在频谱分析、信号去噪等方面的实际价值。书中的图示非常丰富，而且质量极高，每一个图都恰到好处地阐释了作者的观点，让我能够直观地理解那些抽象的数学概念。我甚至会反复揣摩一些图，来加深自己的理解。此外，作者在讨论系统的稳定性、因果性等属性时，也非常严谨，但又不失逻辑的流畅性。他善于用类比和反例来帮助读者理解那些容易混淆的概念。这本书让我看到了一个完整的信号处理理论框架，它既有深厚的理论根基，又有广泛的应用前景，让我受益匪浅。

评分☆☆☆☆☆

这本《信号与系统》真是让我大开眼界！我之前对信号处理一点概念都没有，看到这个书名时，心里还打鼓，以为会是那种晦涩难懂、充斥着天书般公式的书。但读起来之后，我才发现我的担忧完全是多余的。作者的叙事方式非常吸引人，他并没有一开始就抛出复杂的理论，而是从一些非常贴近生活的例子入手，比如我们每天听到的音乐、看到的电视信号，甚至是手机通信背后的原理，都用非常生动形象的比喻给解释清楚了。我印象最深的是关于傅里叶变换的部分，本来以为这会是全书的难点，结果作者通过一个水波的例子，将原本抽象的数学概念变得可视化、易于理解。他一步步地引导读者去思考，去感受，而不是强行灌输。书中的插图也非常精美，帮助我更好地理解那些抽象的图形和波形。而且，作者在讲解过程中，时不时会穿插一些历史典故和科学家的故事，让整个学习过程变得更加有趣，也让我对信号与系统这个领域有了更深的敬意。这本书的语言风格非常接地气，没有太多刻意的卖弄学问，读起来就像是在和一位经验丰富的老师聊天，他耐心地解答着我所有的疑问，并且总能给我带来意想不到的启发。总而言之，这是一本我非常推荐给初学者入门的信号与系统教材，它不仅传授了知识，更重要的是点燃了我对这个领域的热情！

评分☆☆☆☆☆

我得说，阅读《信号与系统》这本书，简直是一场数学与物理思维的奇妙冒险！虽然我一直对工程领域抱有浓厚兴趣，但对于信号处理的系统性认知一直有些模糊。这本书就像一盏明灯，照亮了我前进的方向。作者在处理一些核心概念时，比如卷积、拉普拉斯变换和Z变换，展现出了非凡的洞察力。他不仅仅停留在公式推导，而是深入剖析了这些数学工具的物理意义和工程应用。我尤其喜欢他讲解卷积的部分，通过不同的信号组合，清晰地展示了系统如何响应输入信号，以及这种响应是如何累积的。这种循序渐进的讲解方式，让我能够逐步建立起对复杂概念的理解，而不是被海量的信息淹没。而且，作者非常注重数学的严谨性，但又不会让读者感到枯燥。他会在适当的时候引入一些工程上的案例，比如滤波器的设计、系统的稳定性分析，将抽象的理论与实际应用紧密联系起来。我发现，一旦理解了这些基本原理，很多看似复杂的问题都能迎刃而解。书中的习题设计也非常巧妙，既有巩固基础的练习，也有启发思考的挑战性题目，这让我能够在实践中加深对知识的掌握。这本书让我真正体会到了数学在描述和分析物理世界中的强大力量，也让我对未来的学习和研究充满了信心。

评分☆☆☆☆☆

这本《信号与系统》的阅读体验，可以说是一次思维模式的重塑。我一直认为信号与系统是一个非常技术性的学科，充斥着复杂的公式和抽象的概念，但这本书打破了我的固有印象。作者以一种非常哲学化的视角，引导我们去理解“信号”和“系统”这两个基本概念的本质。他并没有直接给出大量公式，而是先从“信息”的传递和处理这一宏观角度出发，让我们体会到信号与系统在现代社会中的重要性。当我读到关于系统性质的章节时，比如线性、时不变性，我才真正理解到这些看似简单的性质，是如何构建起整个信号处理理论的基石。作者在讲解过程中，非常注重逻辑的连贯性，并且善于用一些非常生动的比喻来阐释复杂的数学原理，比如他用“放大镜”和“滤网”来比喻滤波器的作用，让我瞬间领悟。而且，这本书的排版和设计也非常用心，文字清晰，图表精美，阅读起来非常舒适。我尤其赞赏作者在处理一些具有挑战性的问题时，能够提供多种不同的解题思路，这让我能够从不同的角度去理解问题，从而培养出更强的分析和解决问题的能力。总的来说，这本书让我不仅学到了知识，更重要的是，它教会了我如何去思考，如何去分析，这对我未来的学习和职业发展都将产生深远的影响。

评分☆☆☆☆☆

我对《信号与系统》这本书的体验，是一种从“知其然”到“知其所以然”的升华。过去，我在学习一些工程课程时，经常会遇到一些现成的公式和方法，但总是觉得知其然，不知其所以然，感觉像是空中楼阁。这本书，恰恰弥补了我的这个遗憾。作者在讲解离散时间信号和连续时间信号时，非常注重它们之间的联系和区别，并且用非常形象的语言解释了采样定理等关键概念，让我一下子明白了为什么数字信号处理能够如此强大。我特别喜欢他对随机信号的讲解，虽然这个部分相对比较抽象，但他通过一些实际例子，比如噪声的建模，让我体会到了随机信号在现实世界中的普遍性以及处理它的重要性。书中的章节安排也非常合理，层层递进，从最基础的信号类型讲到复杂的系统分析，每一步都衔接得很自然。而且，作者在讲解一些高级概念时，还会适时地引用一些相关的研究成果，让我了解到这个领域的最新进展，这对于我保持学习的动力非常有帮助。这本书不仅仅是一本教科书，更像是一本引人入胜的科普读物，它激发了我对信号与系统更深层次的探索欲望。