普通高等教育“十二五”规划教材：信号与系统分析基础（非信息类专业） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

潘文诚 等 编

图书标签:

• 信号与系统
• 信号处理
• 系统分析
• 电路分析
• 高等教育
• 教材
• 工科
• 非信息类专业
• 模拟信号
• 数学基础

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111327530

版次：1

商品编码：10490963

品牌：机工出版

包装：平装

开本：16开

出版时间：2011-01-01

用纸：胶版纸

页数：260

字数：413000

内容简介

《普通高等教育“十二五”规划教材：信号与系统分析基础（非信息类专业）》是介绍信号与系统分析方法的基础教材。全书分7章，内容包括信号与系统的基本概念、连续信号的傅里叶变换、连续信号的拉普拉斯变换、离散信号与系统、离散傅里叶变换、快速傅里叶变换、数字滤波器设计等。本着以连续信号、连续系统的理论为基础，以离散信号、离散系统的理论和内容为重点的原则，《普通高等教育“十二五”规划教材：信号与系统分析基础（非信息类专业）》探索主线式教学方式，力求使读者通过本课程的基础学习，能抓住贯穿本课程的主线，能掌握连续与离散两部分中信号分析与处理、系统分析与综合的具有共性的理论和方法。《普通高等教育“十二五”规划教材：信号与系统分析基础（非信息类专业）》可作为测控技术与仪器专业、理工科非信息类专业本科生的教材或参考书，也可供有关科技人员参考。

目录

第1章 信号与系统的基本概念
1.1 信号
1.1.1 信号的定义
1.1.2 信号的分类
1.1.3 连续与离散信号的基本运算
1.1.4 常见的信号与序列
1.1.5 连续与离散信号的卷积运算

1.2 系统
1.2.1 系统的定义及与信号的关系
1.2.2 系统的分类
1.2.3 线性时不变系统的卷积分析法

1.3 本章内容MATLAB仿真
1.3.1 典型信号的MATLAB表示
1.3.2 信号运算的MATLAB实现
1.4 小结
习题1

第2章 连续信号的傅里叶变换
2.1 傅里叶级数（FS）
2.1.1 周期信号的傅里叶级数
2.1.2 傅里叶级数频谱

2.2 傅里叶变换（FT）
2.2.1 傅里叶变换对
2.2.2 典型非周期信号的傅里叶变换
2.3 傅里叶变换的基本性质
2.4 周期信号的傅里叶变换

2.5 抽样信号的傅里叶变换
2.5.1 矩形脉冲抽样的傅里叶变换
2.5.2 理想抽样的傅里叶变换
2.5.3 抽样的恢复与重构

2.6 傅里叶变换的应用
2.6.1 正弦幅度调制与解调
2.6.2 频分复用
2.7 本章内容MATLAB仿真
2.8 小结
习题2

第3章 连续信号的拉普拉斯变换
3.1 拉普拉斯变换的定义及收敛域
3.1.1 基本定义
3.1.2 拉普拉斯变换的收敛域
3.1.3 常见信号的单边拉普拉斯变换
3.2 单边拉普拉斯变换的基本性质

3.3 单边拉普拉斯逆变换
3.3.1 查表法
3.3.2 部分分式展开法

3.4 连续时间系统的s域（复频域）分析
3.4.1 系统函数H（s）及微分方程的变换解
3.4.2 线性系统的稳定性
3.4.3 拉普拉斯变换与傅里叶变换的关系

3.5 本章内容MATLAB仿真
3.5.1 用MATLAB求解信号的拉普拉斯变换
3.5.2 用MATLAB求解信号的拉普拉斯逆变换
3.6 小结
习题3

第4章 离散信号与系统
4.1 z变换
4.1.1 z变换的定义及其收敛域
4.1.2 典型序列的z变换

4.2 z逆变换
4.2.1 部分分式法
4.2.2 幂级数法
4.3 z变换的性质与定理
4.4 z变换与拉普拉斯变换、傅里叶变换的关系

4.5 离散系统的时域分析与系统函数
4.5.1 常系数线性差分方程
4.5.2 迭代法与经典法
4.5.3 z变换法
4.5.4 系统函数H（z）
4.5.5 离散系统稳定性

4.6 离散信号与系统的频域分析
4.6.1 序列的离散时间傅里叶变换（DTFT）
4.6.2 离散系统的频率响应
4.7 本章内容MATLAB仿真
4.8 小结
习题4

第5章 离散傅里叶变换
第6章 快速傅里叶变换
第7章 数字滤波器设计
部分习题参考答案
参考文献

前言/序言

信号与系统：解析现代科技的基石 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：手机里传递的语音信息、电视机里播放的影像、互联网上传输的数据，甚至是体检仪器上跳动的生命体征。这些看似纷繁复杂的信息背后，都隐藏着一套严谨的规律和深刻的原理。而“信号与系统”这门学科，正是揭示这些规律、理解这些原理的钥匙。它不仅仅是信息类专业的专属，更是理解现代科学技术发展的核心基础，几乎渗透到工程、医学、经济、甚至艺术等各个领域。 本书旨在为非信息类专业的学生提供一个全面、深入且易于理解的信号与系统入门。我们并非意图将您培养成信号处理的专家，而是希望通过系统性的学习，让您掌握分析和理解信号与系统行为的基本工具和思维方式。这套工具和思维，将帮助您在未来的学习和工作中，更清晰地洞察问题的本质，更有效地解决实际的挑战。 为何信号与系统如此重要？ 想象一下，我们如何能够精确地测量和控制一个复杂的工业生产过程？我们如何能够让医疗设备准确地诊断疾病？我们如何能够设计出更高效的通信系统？这些问题的核心，都离不开对信号的捕捉、分析、转换和利用，以及对系统模型构建和性能评估。 从自然现象到工程应用： 自然界充满了各种信号，例如声波、光波、电磁波、甚至生物电信号。工程技术的目标之一，就是如何有效地采集、处理和利用这些信号，将自然界的现象转化为有用的信息和功能。例如，声音信号经过麦克风转换成电信号，然后经过放大、滤波、编码，最终通过无线电波传输到接收端，再还原成声音。这个过程的每一个环节，都涉及到信号的处理和系统的交互。 现代科技的驱动力： 几乎所有现代科技的进步，都与信号处理和系统分析密不可分。从智能手机的通信算法，到医学影像（CT、MRI）的处理，再到自动驾驶汽车的传感器数据融合，无一不依赖于信号与系统的理论和技术。掌握信号与系统的基本原理，就如同拥有了一双能够“看见”信息流动、理解系统运作的眼睛。 跨学科的通用性： 信号与系统并非局限于计算机或通信领域。在机械工程中，振动信号的分析对于预测设备故障至关重要；在生物医学工程中，脑电图（EEG）、心电图（ECG）等生理信号的分析是诊断疾病的手段；在经济学中，时间序列分析可以用来预测股票市场的趋势。理解信号与系统，能够为您在不同领域解决问题提供强大的理论支撑和分析框架。 本书的学习内容与侧重点 本书将从最基础的概念入手，逐步深入到信号与系统的核心理论，并辅以丰富的实例，帮助您建立直观的理解。 第一部分：信号的本质与分类 我们将首先探讨信号的定义，理解它作为一种携带信息的物理量如何被表示。我们将学习： 信号的数学表示： 如何用数学函数来描述各种信号，例如阶跃信号、冲激信号、指数信号、正弦信号等。我们将深入理解这些基本信号的特性，以及它们在实际中是如何出现的。 信号的分类： 了解连续时间信号与离散时间信号的区别，周期信号与非周期信号的特性，能量信号与功率信号的判别。这些分类有助于我们选择合适的分析工具和方法。 信号的基本运算： 学习信号的加法、乘法、尺度变换、时间翻转、时移等基本运算，这些运算是进行信号处理的基础。 第二部分：系统的特性与描述 接下来，我们将聚焦于“系统”的概念。系统是将输入信号转换为输出信号的某种“处理机制”。我们将学习： 系统的定义与模型： 理解什么是系统，以及如何用数学模型来描述一个系统。我们将重点关注线性时不变（LTI）系统，这是信号与系统中最重要的一个类别。 LTI系统的特性： 深入探讨LTI系统的基本性质，如线性、时不变性、因果性、稳定性等。这些性质将帮助我们预测系统的行为，并设计满足特定要求的系统。 卷积： 卷积是描述LTI系统输入输出关系的数学工具，是我们理解LTI系统行为的核心。我们将详细讲解卷积的概念、计算方法以及其在系统分析中的重要作用。 第三部分：时域分析 在这一部分，我们将运用前面学到的信号和系统知识，在时域内对信号和系统进行分析。 LTI系统的时域响应： 学习如何通过卷积运算来求解LTI系统在各种输入信号下的输出信号。我们将通过大量实例，展示如何计算系统的零输入响应和零状态响应。 冲激响应： 冲激响应是描述LTI系统特性的关键。我们将学习如何利用系统的冲激响应来完全表征一个LTI系统，并以此分析系统的性能。 第四部分：频域分析 为了更深刻地理解信号的组成成分和系统的频率响应特性，我们将进入频域分析。 傅里叶级数： 学习如何将周期信号分解成一系列不同频率的正弦和余弦分量的叠加。理解傅里叶级数能让我们从频率的角度来审视信号。 傅里叶变换： 将傅里叶级数推广到非周期信号，引入傅里叶变换的概念。学习如何通过傅里叶变换来分析非周期信号的频谱特性。 系统的频率响应： 理解系统的频率响应是如何描述系统对不同频率信号的放大或衰减作用的。我们将学习如何利用傅里叶变换来分析LTI系统的频率响应，以及它在滤波、调制等应用中的重要性。 拉普拉斯变换： 引入拉普拉斯变换，它能够更方便地处理非周期信号，并且在分析系统稳定性方面具有独特的优势。我们将学习拉普拉斯变换的性质及其在系统分析中的应用。 第五部分：离散时间信号与系统 随着数字技术的发展，离散时间信号与系统在现代工程中扮演着越来越重要的角色。 离散时间信号与系统： 学习离散时间信号的表示（序列）、基本运算以及离散时间系统的特性。 Z变换： 引入Z变换，它是离散时间信号与系统分析的有力工具，其作用类似于连续时间系统中的拉普拉斯变换。我们将学习Z变换的性质以及如何用它来分析离散时间LTI系统。 抽样定理： 理解将连续时间信号转换为离散时间信号的关键——抽样定理。我们将讨论如何避免混叠，以及如何从抽样信号中恢复原始连续信号。 本书的特色与价值 面向非信息类专业： 本书的编写充分考虑了非信息类专业的学生的基础，避免了过于深奥的数学推导和过于专业的术语，力求用清晰易懂的语言来阐释复杂的概念。 强调直观理解： 我们不仅提供数学上的严谨性，更注重概念的直观理解。通过丰富的图示、类比和实例，帮助您建立对信号与系统行为的感性认识。 注重应用导向： 尽管本书是基础教程，但我们始终将理论与实际应用相结合。在讲解每一个概念时，都会尽量联系相关的工程应用，让您体会到信号与系统在现实世界中的价值。 体系完整，循序渐进： 本书的章节安排遵循了逻辑上的循序渐进，从基础概念到核心理论，再到不同域的分析方法，确保您能够逐步构建起对信号与系统的完整认知。 通过学习本书，您将能够： 理解各种信号的物理意义和数学表示。 掌握描述和分析线性时不变系统的基本方法。 能够运用时域和频域的分析工具解决实际问题。 认识数字信号处理的基础原理。 为进一步学习更高级的信号处理、控制理论、通信原理等课程打下坚实的基础。 无论您是未来的工程师、科学家，还是在其他领域工作的专业人士，掌握信号与系统的基本原理都将为您打开一扇通往更广阔视野的大门。它将帮助您更深入地理解您所处的世界，并赋予您解决复杂问题的能力。希望本书能成为您探索信号与系统世界的精彩起点。

评分☆☆☆☆☆

老实说，一开始我拿到这本《信号与系统分析基础》的时候，并没有抱太大的期望，毕竟“十二五”规划教材，听起来就有点官方和严肃。我平时接触的课程，很多都比较注重实际操作和工程应用，对这种偏理论的学科总是有点抵触。但这本书的风格，真的给了我很大的惊喜。它不像我之前看过的某些教材，上来就是一大堆复杂的数学公式和推导，让人望而却步。这本书的叙述方式非常平缓，而且逻辑性很强。它会从最基础的概念讲起，一点点地引入新的内容，并且在讲解过程中，会不断地进行回顾和强调，确保你不会遗漏关键信息。我特别欣赏它在讲解一些核心概念时，会用一些非常形象的比喻，比如将信号比作“信息的载体”，系统比作“处理信息的机器”。这种生活化的语言，一下子就把我从枯燥的公式中拉了出来，让我能更容易地理解这些抽象的概念。而且，书中的例子选择也很有代表性，很多都是我们日常生活中能够遇到的场景，比如音频信号的处理、图像的压缩等等。这让我觉得，学习信号与系统并不是一件脱离实际的事情，而是能够帮助我们更好地理解和改造周围的世界。虽然我不是信息类专业的，但这本书让我看到了这些基础知识的强大力量，也激发了我对这个领域更深入的探索兴趣。

评分☆☆☆☆☆

这本书带给我的最深刻的感受就是它的“融会贯通”能力。在学习信号与系统的过程中，我发现它不仅仅是关于信号的数学模型，更是一种看待和分析问题的方法论。这本书在这方面做得相当出色。它并非孤立地讲解各个知识点，而是巧妙地将它们串联起来，形成一个有机的整体。比如，在讲解了卷积之后，它会立刻引申到系统响应的计算，并且强调了卷积在描述线性时不变系统特性上的重要性。这种紧密的联系感，让我在学习过程中不会感到知识点之间的断裂。而且，它在介绍不同分析方法（时域、频域、复频域）时，也反复强调它们之间的相互转化和联系，让我明白这些方法是互补的，并非互相排斥。我记得有一次，在学习离散时间傅里叶变换（DTFT）时，我感到有点困惑，不明白它和连续时间傅里叶变换（CTFT）的区别和联系。书中通过对采样过程的详细分析，清晰地展示了DTFT如何从CTFT演变而来，以及它们在表示周期信号和非周期信号时的特点。这种层层递进、化繁为简的讲解方式，极大地提升了我的理解效率。此外，书中的插图和图示也非常到位，很多抽象的数学关系通过图形展示出来，立刻就清晰明了。这本书让我认识到，信号与系统分析并非高高在上的理论，而是一种普适性的分析工具，在很多领域都有其用武之地。

评分☆☆☆☆☆

这本书最让我印象深刻的是它在“概念深化”上的功力。很多教材可能只是告诉你“是什么”，但这本书却会深入浅出地告诉你“为什么是这样”。比如，在讲解“系统稳定性”的时候，它不仅给出了数学上的判据，还从物理意义上解释了为什么一个系统会不稳定，比如能量会不断增长，导致系统崩溃。这种解释能够触及到问题的本质，让我不仅仅是死记硬背公式，而是真正地理解了这些概念背后的原理。我尤其喜欢书中对于“因果性”的讨论。它通过一个具体的例子，说明了为什么一个系统不能“预知未来”，以及这种限制对系统设计有什么样的影响。这种深入的追问，让我在学习过程中不断地进行思考，而不是被动地接受信息。同时，这本书在内容的组织上也做得非常出色，每一章的衔接都非常自然，仿佛是一场逻辑严谨的对话。即使是一些比较复杂的概念，在前面的铺垫下，也显得不那么难以理解。我感觉作者在写这本书的时候，充分考虑到了非信息类专业学生的认知特点，尽量避免了过于专业化的术语，或者在必要的时候会进行详细的解释。这种“为读者着想”的姿态，让我在学习过程中感受到了极大的便利和舒适。

评分☆☆☆☆☆

这本书真的是为我们这种非信息类专业的学生量身定做的！我一直觉得信号与系统这些东西听起来就很高级，感觉离我们的专业有点远。但拿到这本教材，我才发现原来它并没有那么高不可攀。一开始我还有点担心会看不懂，毕竟我数学基础也就那样，而且平时接触的都是一些更偏向应用型的知识。但是，这本书的讲解方式真的特别清晰，它不是那种上来就抛出一堆公式让你头疼的类型。作者用了大量的类比和生活中的例子，比如声音的传播、图像的显示，这些都让抽象的概念变得具体可感。比如讲到傅里叶变换的时候，一开始我听到名字就有点打怵，但书里用“把复杂的音乐分解成各种简单的乐器声音”来比喻，一下子就抓住了核心。而且，它还特别注重概念的理解，不会一股脑地灌输很多理论，而是循序渐进，每一步都解释得很到位。我特别喜欢它在每章后面都设置的“思考与讨论”环节，让我能主动去思考，去联系我们专业的实际情况，看看这些理论到底能怎么用。有时候我也会上网搜一些相关的资料，发现很多信息类教材上来就是各种数学推导，看得我眼花缭乱，但这本书就不会，它更多地关注“是什么”和“为什么”，而不是“怎么推”。这对于我们这种需要建立基本概念框架的学生来说，简直是太友好了。

评分☆☆☆☆☆

我必须说，《信号与系统分析基础》这本书在“应用导向”这一点上，做得相当到位，这对于我们非信息类专业的学生来说，简直是雪中送炭。虽然它是一本基础教材，但却总能让我们窥见信号与系统分析在实际工程中的巨大价值。比如，在介绍滤波器的时候，它不仅仅讲解了不同类型滤波器的数学特性，还列举了它们在音频降噪、图像去模糊等方面的实际应用案例。这些例子让我明白，那些看似抽象的数学模型，其实是可以解决实际问题的强大工具。书中的习题也很有意思，它们不仅仅是简单的计算题，很多都带有一定的工程背景，需要我们去分析问题、设计方案。我记得有一次做一道关于“信号采样”的习题，让我去分析在不同采样率下，信号会发生怎样的失真，这让我对“奈奎斯特采样定理”有了更直观的理解。而且，这本书的语言风格也很平实，没有过多的华丽辞藻，而是用最直接、最清晰的方式来传递信息。这让我能够专注于知识本身，而不是被作者的写作风格所干扰。总而言之，这本书成功地让我看到了信号与系统分析的“用处”，它不是一堆死的理论，而是能够为我们提供解决问题的思路和方法的宝库。