信号与系统（第2版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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张维玺 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
• 通信原理
• 控制系统
• 电子工程
• 高等数学
• 工程数学

出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121126819

版次：2

商品编码：10501131

包装：平装

开本：16开

出版时间：2011-03-01

用纸：胶版纸

页数：284

字数：485400

内容简介

《信号与系统（第2版）》全面系统地论述了信号与系统分析的基本理论。全书分两个部分，即连续时间信号与连续时间系统部分和离散时间信号与离散时间系统部分，共14章，讨论了信号与系统的各种分析方法。书中内容丰富，论述周密，紧密结合专业应用和工程实际，注重物理概念的阐述，在内容的叙述方法、前后次序、习题的安排上遵循了循序渐进、归纳对比、加强练习等教学原则。《信号与系统（第2版）》配有免费电子课件。

目录

第1章绪论
1.1 信号
1.2 常用信号
1.2.1 正弦波信号
1.2.2 脉冲信号
1.2.3 周期信号
1.2.4 概周期信号
1.2.5 随机信号
1.2.6 具有其他特征的信号
1.3 系统的表示

1.4 系统的状态
1.4.1 起始观察时刻
1.4.2 系统的状态
1.5 时变系统和非时变系统
1.6 连续时间系统和离散时间系统
1.7 因果系统和非因果系统
1.8 瞬时系统和动态系统
1.9 齐次性、可加性和叠加性
1.10 系统的零输入响应和零状态响应
1.11 线性系统和非线性系统
1.12 典型系统的特性
本章小结
思考与练习

第2章 信号的正交分解
2.1 矢量的正交矢量表示
2.2 信号正交的表示
2.3 信号完备的正交函数集表示
本章小结
思考与练习

第3章 周期信号的分解
3.1 三角形式的傅里叶级数
3.2 指数形式的傅里叶级数
3.3 周期信号的频谱
3.3.1 周期信号的频谱
3.3.2 周期信号频谱的特点
3.3.3 周期信号的功率
本章小结
思考与练习

第4章 信号的时域分解
4.1 单位阶跃信号
4.1.1 单位阶跃信号*的定义
4.1.2 应用举例

4.2 单位冲激信号
4.2.1 单位冲激信号*的定义
4.2.2 6（f）函数视为广义极限
4.2.3 6（f）的性质

4.3 信号的时域分解
4.3.1 信号的冲激与阶跃函数表示
4.3.2 直流分量与交流分量
4.3.3 偶分量与奇分量
4.3.4 实部分量与虚部分量
4.3.5 正交函数分量

4.4 卷积
4.4.1 卷积的定义
4.4.2 卷积的图解法
4.4.3 卷积的积分限
4.4.4 卷积积分的性质
本章小结
思考与练习

第5章 信号的频域分解
5.1 傅里叶变换
5.1.1 什么是傅里叶变换
5.1.2 傅里叶逆变换
5.1.3 傅里叶变换的物理意义
5.1.4 各种谱
5.2 常用信号的傅里叶变换
5.3 傅里叶变换的性质
本章小结
思考与练习

第6章 信号的复频域分解
6.1 双边拉普拉斯变换
6.1.1 由傅里叶变换到拉普拉斯变换
6.1.2 拉普拉斯变换的物理意义
6.1.3 双边拉普拉斯变换的绝对收敛域
……
第7章 连续时间系统的时哉分析
第8章 连续时间系统的频域分析
第9章 连续时间系统的复频域分析
第10章 连续时间系统的状态空间分析
第11章 离散时间信号
第12章 离散时间系统的时域分析
第13章 离散时间系统的Z域分析
第14章 离散时间系统的状态空间分析
附录A 部分习题答案
参考文献

前言/序言

《信号与系统（第2版）》—— 探索信息传递的宇宙规律 在这浩瀚的信息时代，我们每天都被海量的数据和信号所包围。从手机通信到医学影像，从人工智能到自动驾驶，无不依赖于对信号和系统的深刻理解。而《信号与系统（第2版）》，正是为你打开这扇通往信号与系统世界的钥匙。它并非一本简单介绍收音机原理的入门读物，也不是一本充斥着抽象数学公式的晦涩教材。相反，它以一种引人入胜的方式，深入浅出地揭示了信号和系统背后蕴含的普遍规律，以及它们如何构成了现代技术发展的基石。 本书并非旨在罗列市面上所有信号处理器的型号或介绍各类通信协议的细节。它的视野更为宏大，它所关注的是信息在不同载体中传递、转换、分析和应用的最基本原理。我们将从最基础的概念出发，逐步构建起一个严谨而又富有洞察力的理论框架。这套理论框架，将帮助你理解为什么某些信号能够被准确无误地传输，为什么某些系统能够有效地处理海量数据，又为什么在看似杂乱无章的信号中，隐藏着如此丰富的信息。 穿越时空的脉冲：从基本信号到连续与离散的世界 在《信号与系统（第2版）》中，我们首先会踏上对“信号”的探索之旅。信号，顾名思义，是携带信息的载体。它可能是时间的函数，如一段语音；也可能是空间的函数，如一张图像。我们将深入剖析不同类型的基本信号，例如冲激信号（Dirac delta function），它虽然在物理上并非真实存在，却因其在信号分析中的关键作用而备受关注。想象一下，一个短暂而剧烈的“触碰”，它能激发系统的响应，揭示系统的特性。我们还会探讨阶跃信号、指数信号、正弦信号等，理解它们各自的特点以及在不同应用中的意义。 随之而来的是对“连续时间信号”和“离散时间信号”的区分与联系。连续时间信号如同潺潺流水，在时间上是连续不断的；而离散时间信号则像一串跳跃的音符，在时间上是间隔出现的。我们将学习如何将连续信号转化为离散信号（采样），以及如何从离散信号重建连续信号（重建）。这一过程是数字信号处理的核心，它赋予了我们用计算机对现实世界进行精确建模和分析的能力。本书将详细阐述采样定理，解释为什么以足够高的频率采样，就能无损地捕捉原始信号的信息。 系统的灵魂：理解输入、输出与内在联系 在信号的海洋中，我们还需要理解“系统”的概念。系统，是处理、改变或响应输入信号的实体。它可以是一个简单的电阻电路，也可以是一个复杂的通信网络，甚至是一个能够进行情感识别的AI模型。我们将从系统的基本属性入手，如线性、时不变性、因果性、稳定性等。 线性系统：遵循叠加原理，即多个输入信号产生的响应之和，等于各个输入信号单独产生的响应之和。这种性质使得复杂的系统分析得以简化。 时不变系统：其特性不随时间变化。无论信号何时输入，系统的响应方式都保持一致。 因果系统：其输出仅取决于当前和过去的输入，而不依赖于未来的输入。这在许多实时系统中是至关重要的。 稳定性：有限的输入产生有限的输出。一个不稳定的系统可能会导致信号失控，产生不可预测的结果。 理解这些系统属性，就像是掌握了理解任何复杂机制的关键。我们将通过数学模型，如差分方程和微分方程，来描述这些系统的行为。 频率的魔法：傅里叶分析的震撼力 信号与系统的世界，离不开“频率”这一核心概念。频率，如同声音的音调，描述了信号变化的快慢。傅里叶分析，无疑是本书中最具变革性的内容之一。它揭示了一个深刻的真理：任何复杂的信号，都可以被分解成一系列不同频率的正弦和余弦信号的叠加。 我们将深入学习傅里叶级数（用于分析周期信号）和傅里叶变换（用于分析非周期信号）。傅里叶变换就像一把“频率的透视镜”，它能够将时域中的信号转换到频域，让我们清晰地看到信号中包含的各种频率成分及其强度。这对于理解音频信号的频谱、图像的纹理特征、通信信号的带宽等至关重要。 你将了解到，通过傅里叶变换，我们可以识别信号中的噪声，提取有用的信息，甚至设计滤波器来去除 unwanted 的频率成分。本书将详细阐述各种傅里叶变换，如连续傅里叶变换（CFT）、离散时间傅里叶变换（DTFT）、离散傅里叶变换（DFT）以及快速傅里叶变换（FFT）。FFT 尤其重要，它大大加速了 DFT 的计算，使得在计算机上进行实时频谱分析成为可能。 拉普拉斯与Z变换：连接复杂系统与频域的桥梁 为了更有效地分析连续时间系统和离散时间系统，本书还将引入拉普拉斯变换（Laplace Transform）和Z变换（Z-Transform）。 拉普拉斯变换是傅里叶变换的推广，它能够处理指数增长或衰减的信号，并在复平面上对系统进行分析。通过拉普拉斯变换，我们可以将复杂的微分方程转化为代数方程，极大地简化了系统的分析和稳定性判断。本书将详细介绍拉普拉斯变换的性质，以及如何利用它来求解微分方程，分析系统的频率响应和瞬态响应。 Z变换则是用于分析离散时间系统的重要工具，它是连续时间拉普拉斯变换在离散领域的对应。通过Z变换，我们可以将差分方程转化为代数方程，方便地分析离散系统的频率响应、稳定性以及设计数字滤波器。本书将深入探讨Z变换的性质，以及它在数字控制、信号处理等领域的广泛应用。 卷积：系统响应的艺术 “卷积”是信号与系统理论中的另一个核心概念，它描述了线性时不变系统对任意输入信号的响应。本书将详细阐述卷积的定义，无论是连续时间卷积还是离散时间卷积，并解释其几何意义。 卷积操作就像是系统“记忆”的体现。系统的冲激响应（Impulse Response）是其最基本的特性，它描述了系统在接收到单位冲激信号后产生的输出。而任意输入信号的输出，都可以通过将输入信号与系统的冲激响应进行卷积得到。 你将学习到如何通过图解法、解析法等多种方式计算卷积，以及它在系统分析、滤波器设计等方面的应用。理解卷积，就如同掌握了预测系统行为的“密码”。 滤波器：信号世界的“守门员” 在信息传输和处理过程中，我们经常需要“净化”信号，去除其中的噪声或提取特定频率成分。这就是“滤波器”的作用。本书将深入探讨各种类型的滤波器，包括： 连续时间滤波器：如低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器。我们将学习如何利用拉普拉斯变换设计这些滤波器，理解它们的频率响应特性。 离散时间滤波器：它们是数字信号处理的核心。我们将讨论无限冲激响应（IIR）滤波器和有限冲激响应（FIR）滤波器。IIR滤波器通常具有更低的阶数和计算量，而FIR滤波器则具有更好的相位响应和稳定性。 本书将介绍多种滤波器设计方法，如巴特沃斯（Butterworth）、切比雪夫（Chebyshev）、贝塞尔（Bessel）等滤波器设计，并阐述它们在音频处理、图像增强、通信系统等领域的实际应用。 傅里叶变换的离散版本：DFT与FFT 前面我们讨论了连续时间信号的傅里叶变换，但在实际应用中，我们处理的大多是离散时间信号。因此，离散傅里叶变换（DFT）就显得尤为重要。DFT 将一个有限长度的离散时间信号变换到离散的频率域。 然而，直接计算 DFT 的计算量非常大，尤其对于长序列。快速傅里叶变换（FFT）应运而生，它是一种高效计算 DFT 的算法。FFT 的出现，彻底改变了数字信号处理的面貌，使得许多曾经只能在理论上实现的算法，得以在实际系统中得到应用，例如实时频谱分析、音频压缩、图像处理等。本书将详细介绍 FFT 的原理和应用。 小结：构建坚实的理论基石，解锁无限的应用可能 《信号与系统（第2版）》旨在为你构建一个坚实的信号与系统理论基石。它并非仅仅罗列公式和定义，而是通过大量的实例和分析，让你深刻理解这些概念的内在联系和实际意义。 本书的学习将为你带来以下收获： 洞察信息本质：理解信号的构成、传输和变换的普遍规律。 掌握系统分析：能够准确描述和分析各种线性时不变系统的行为。 驾驭频率域：熟练运用傅里叶分析、拉普拉斯变换和Z变换，从频率角度理解信号和系统。 设计智能工具：掌握滤波器设计等核心技术，能够构建用于信号处理和信息提取的系统。 开启创新之门：为进一步学习数字信号处理、通信原理、控制理论、机器学习等领域打下坚实基础。 无论你是一名对工程技术充满热情的学生，还是一名希望深入理解现代信息技术背后原理的研究者，亦或是一名对数据分析和算法设计有浓厚兴趣的专业人士，《信号与系统（第2版）》都将是你不可或缺的宝贵资源。它将带领你穿越信号的海洋，揭示系统的奥秘，让你在信息的时代中，拥有更强大的洞察力和创造力。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直是我的救星！之前学信号与系统的时候，感觉自己像是在雾里摸索，各种概念都模糊不清，直到我翻开了这本《信号与系统（第2版）》。它没有上来就灌输那些枯燥的理论，而是循序渐进地从最基础的概念讲起，比如什么是信号，它的各种特性，以及系统是如何对信号进行处理的。我特别喜欢书中大量的图示和例子，它们就像是为我量身定做的向导，把抽象的概念变得直观易懂。每一次遇到难题，我都能在书里找到一个清晰的解释，或者一个能够点醒我的例子。我感觉这本书不是在教我知识，而是在教我如何思考，如何去理解信号与系统这个领域。它让我不再害怕那些复杂的数学公式，而是能够理解它们背后的物理意义。现在，我敢说我对信号与系统有了更深入的认识，也更有信心去应对未来的学习和挑战了。这绝对是我近年来读过最有价值的一本技术类书籍，强烈推荐给所有在信号与系统领域摸索的朋友们！

评分☆☆☆☆☆

这本《信号与系统（第2版）》给我带来的惊喜远不止于理论知识的梳理，更在于它如何巧妙地将数学工具与实际应用紧密结合。我一直觉得，学习这些理论知识，如果不能看到它们在现实世界中的影子，就总觉得少了点什么。这本书在这方面做得非常出色。它在介绍傅里叶变换、拉普拉斯变换等核心概念时，并没有止步于数学推导，而是花了相当大的篇幅去讲解这些工具如何被应用于通信系统、控制系统、甚至图像处理等领域。比如，在解释傅里叶级数时，它就用了一个生动的例子，说明了如何将一个复杂的周期信号分解成简单的正弦波的叠加，这在声音信号分析中非常常见。这种“知其然，更知其所以然”的学习方式，让我对信号与系统这门学科产生了浓厚的兴趣，也让我看到了它在各个工程领域不可或缺的重要性。这本书不仅仅是一本教材，更像是一位经验丰富的工程师，在向我传授他的实践经验和思考方式，让我受益匪浅。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，之前我对信号与系统的理解一直停留在“点”的层面，知道一些概念，会用一些公式，但始终觉得它们之间缺乏内在的联系，不成体系。直到我遇到了这本《信号与系统（第2版）》，才真正体会到“面”的广阔。这本书的伟大之处在于，它不仅清晰地阐述了每一个独立的知识点，更重要的是，它将这些知识点有机地串联起来，形成了一个完整的知识网络。作者在讲解过程中，总会不自觉地将新概念与之前学过的知识联系起来，不断地强调它们之间的内在逻辑和发展脉络。我感觉自己不再是被动地记忆碎片化的知识，而是能够以一种全局的视角来审视信号与系统这门学科。比如，在讲解Z变换的时候，它会很自然地将其与拉普拉斯变换进行类比，并解释它们各自的优势和适用场景。这种“前后贯通”的讲解方式，让我对整个学科的理解上升到了一个新的高度，也让我对未来的学习方向有了更清晰的规划。这本书让我觉得，学习信号与系统，掌握的是一种思维方式，一种分析问题的能力。

评分☆☆☆☆☆

我一直以为学习信号与系统是一件相当枯燥的事情，充满了各种抽象的数学推导和公式。然而，当我拿到这本《信号与系统（第2版）》的时候，我的看法彻底改变了。作者在内容编排上非常匠心独运，他不像其他一些书籍那样，上来就丢给你一大堆公式，而是先从一些非常直观的物理现象入手，引出相关的信号和系统概念。举个例子，在讲解卷积的时候，它没有直接给出那个复杂的积分公式，而是先通过一个“弹簧-质量”系统来类比，解释了系统对输入信号的响应是如何累积的，这个比喻一下子就让抽象的卷积变得生动起来。而且，书中对每个概念的讲解都非常透彻，逻辑清晰，层层递进，不会让人感到突兀。即使是一些比较难懂的章节，作者也会用不同的角度去阐释，直到你真正理解为止。这本书让我觉得学习信号与系统不再是一种负担，而是一种探索未知的乐趣，我非常享受阅读的过程。

评分☆☆☆☆☆

这本《信号与系统（第2版）》在我学习的整个过程中起到了至关重要的作用，它就像一座灯塔，指引着我在信号与系统的海洋中前进。我尤其欣赏书中对数学工具的讲解方式。很多人学习信号与系统都会被那些繁琐的变换和积分吓到，但我在这本书中找到了解决之道。作者并没有把这些数学工具当作独立的知识点来讲解，而是将它们嵌入到具体的信号和系统分析过程中，让你在解决问题的同时，自然而然地掌握这些工具的使用方法。比如，在讲解离散时间傅里叶变换（DTFT）的时候，它并没有直接给出公式，而是先从周期信号的傅里叶级数出发，然后讨论如何将其推广到非周期信号，最后自然而然地引出了DTFT的概念。这种“问题导向”的学习模式，让我觉得非常有效。通过解决实际问题，我不仅加深了对理论的理解，也提升了自己分析和解决问题的能力。这本书让我觉得，信号与系统这门学科并非高不可攀，而是可以通过系统性的学习和实践来掌握的。