信號與係統（第2版） pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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張維璽 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
• 通信原理
• 控製係統
• 電子工程
• 高等數學
• 工程數學

齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121126819

版次：2

商品編碼：10501131

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2011-03-01

用紙：膠版紙

頁數：284

字數：485400

內容簡介

《信號與係統（第2版）》全麵係統地論述瞭信號與係統分析的基本理論。全書分兩個部分，即連續時間信號與連續時間係統部分和離散時間信號與離散時間係統部分，共14章，討論瞭信號與係統的各種分析方法。書中內容豐富，論述周密，緊密結閤專業應用和工程實際，注重物理概念的闡述，在內容的敘述方法、前後次序、習題的安排上遵循瞭循序漸進、歸納對比、加強練習等教學原則。《信號與係統（第2版）》配有免費電子課件。

目錄

第1章緒論
1.1 信號
1.2 常用信號
1.2.1 正弦波信號
1.2.2 脈衝信號
1.2.3 周期信號
1.2.4 概周期信號
1.2.5 隨機信號
1.2.6 具有其他特徵的信號
1.3 係統的錶示

1.4 係統的狀態
1.4.1 起始觀察時刻
1.4.2 係統的狀態
1.5 時變係統和非時變係統
1.6 連續時間係統和離散時間係統
1.7 因果係統和非因果係統
1.8 瞬時係統和動態係統
1.9 齊次性、可加性和疊加性
1.10 係統的零輸入響應和零狀態響應
1.11 綫性係統和非綫性係統
1.12 典型係統的特性
本章小結
思考與練習

第2章 信號的正交分解
2.1 矢量的正交矢量錶示
2.2 信號正交的錶示
2.3 信號完備的正交函數集錶示
本章小結
思考與練習

第3章 周期信號的分解
3.1 三角形式的傅裏葉級數
3.2 指數形式的傅裏葉級數
3.3 周期信號的頻譜
3.3.1 周期信號的頻譜
3.3.2 周期信號頻譜的特點
3.3.3 周期信號的功率
本章小結
思考與練習

第4章 信號的時域分解
4.1 單位階躍信號
4.1.1 單位階躍信號*的定義
4.1.2 應用舉例

4.2 單位衝激信號
4.2.1 單位衝激信號*的定義
4.2.2 6（f）函數視為廣義極限
4.2.3 6（f）的性質

4.3 信號的時域分解
4.3.1 信號的衝激與階躍函數錶示
4.3.2 直流分量與交流分量
4.3.3 偶分量與奇分量
4.3.4 實部分量與虛部分量
4.3.5 正交函數分量

4.4 捲積
4.4.1 捲積的定義
4.4.2 捲積的圖解法
4.4.3 捲積的積分限
4.4.4 捲積積分的性質
本章小結
思考與練習

第5章 信號的頻域分解
5.1 傅裏葉變換
5.1.1 什麼是傅裏葉變換
5.1.2 傅裏葉逆變換
5.1.3 傅裏葉變換的物理意義
5.1.4 各種譜
5.2 常用信號的傅裏葉變換
5.3 傅裏葉變換的性質
本章小結
思考與練習

第6章 信號的復頻域分解
6.1 雙邊拉普拉斯變換
6.1.1 由傅裏葉變換到拉普拉斯變換
6.1.2 拉普拉斯變換的物理意義
6.1.3 雙邊拉普拉斯變換的絕對收斂域
……
第7章 連續時間係統的時哉分析
第8章 連續時間係統的頻域分析
第9章 連續時間係統的復頻域分析
第10章 連續時間係統的狀態空間分析
第11章 離散時間信號
第12章 離散時間係統的時域分析
第13章 離散時間係統的Z域分析
第14章 離散時間係統的狀態空間分析
附錄A 部分習題答案
參考文獻

前言/序言

《信號與係統（第2版）》—— 探索信息傳遞的宇宙規律 在這浩瀚的信息時代，我們每天都被海量的數據和信號所包圍。從手機通信到醫學影像，從人工智能到自動駕駛，無不依賴於對信號和係統的深刻理解。而《信號與係統（第2版）》，正是為你打開這扇通往信號與係統世界的鑰匙。它並非一本簡單介紹收音機原理的入門讀物，也不是一本充斥著抽象數學公式的晦澀教材。相反，它以一種引人入勝的方式，深入淺齣地揭示瞭信號和係統背後蘊含的普遍規律，以及它們如何構成瞭現代技術發展的基石。 本書並非旨在羅列市麵上所有信號處理器的型號或介紹各類通信協議的細節。它的視野更為宏大，它所關注的是信息在不同載體中傳遞、轉換、分析和應用的最基本原理。我們將從最基礎的概念齣發，逐步構建起一個嚴謹而又富有洞察力的理論框架。這套理論框架，將幫助你理解為什麼某些信號能夠被準確無誤地傳輸，為什麼某些係統能夠有效地處理海量數據，又為什麼在看似雜亂無章的信號中，隱藏著如此豐富的信息。 穿越時空的脈衝：從基本信號到連續與離散的世界 在《信號與係統（第2版）》中，我們首先會踏上對“信號”的探索之旅。信號，顧名思義，是攜帶信息的載體。它可能是時間的函數，如一段語音；也可能是空間的函數，如一張圖像。我們將深入剖析不同類型的基本信號，例如衝激信號（Dirac delta function），它雖然在物理上並非真實存在，卻因其在信號分析中的關鍵作用而備受關注。想象一下，一個短暫而劇烈的“觸碰”，它能激發係統的響應，揭示係統的特性。我們還會探討階躍信號、指數信號、正弦信號等，理解它們各自的特點以及在不同應用中的意義。 隨之而來的是對“連續時間信號”和“離散時間信號”的區分與聯係。連續時間信號如同潺潺流水，在時間上是連續不斷的；而離散時間信號則像一串跳躍的音符，在時間上是間隔齣現的。我們將學習如何將連續信號轉化為離散信號（采樣），以及如何從離散信號重建連續信號（重建）。這一過程是數字信號處理的核心，它賦予瞭我們用計算機對現實世界進行精確建模和分析的能力。本書將詳細闡述采樣定理，解釋為什麼以足夠高的頻率采樣，就能無損地捕捉原始信號的信息。 係統的靈魂：理解輸入、輸齣與內在聯係 在信號的海洋中，我們還需要理解“係統”的概念。係統，是處理、改變或響應輸入信號的實體。它可以是一個簡單的電阻電路，也可以是一個復雜的通信網絡，甚至是一個能夠進行情感識彆的AI模型。我們將從係統的基本屬性入手，如綫性、時不變性、因果性、穩定性等。 綫性係統：遵循疊加原理，即多個輸入信號産生的響應之和，等於各個輸入信號單獨産生的響應之和。這種性質使得復雜的係統分析得以簡化。 時不變係統：其特性不隨時間變化。無論信號何時輸入，係統的響應方式都保持一緻。 因果係統：其輸齣僅取決於當前和過去的輸入，而不依賴於未來的輸入。這在許多實時係統中是至關重要的。 穩定性：有限的輸入産生有限的輸齣。一個不穩定的係統可能會導緻信號失控，産生不可預測的結果。 理解這些係統屬性，就像是掌握瞭理解任何復雜機製的關鍵。我們將通過數學模型，如差分方程和微分方程，來描述這些係統的行為。 頻率的魔法：傅裏葉分析的震撼力 信號與係統的世界，離不開“頻率”這一核心概念。頻率，如同聲音的音調，描述瞭信號變化的快慢。傅裏葉分析，無疑是本書中最具變革性的內容之一。它揭示瞭一個深刻的真理：任何復雜的信號，都可以被分解成一係列不同頻率的正弦和餘弦信號的疊加。 我們將深入學習傅裏葉級數（用於分析周期信號）和傅裏葉變換（用於分析非周期信號）。傅裏葉變換就像一把“頻率的透視鏡”，它能夠將時域中的信號轉換到頻域，讓我們清晰地看到信號中包含的各種頻率成分及其強度。這對於理解音頻信號的頻譜、圖像的紋理特徵、通信信號的帶寬等至關重要。 你將瞭解到，通過傅裏葉變換，我們可以識彆信號中的噪聲，提取有用的信息，甚至設計濾波器來去除 unwanted 的頻率成分。本書將詳細闡述各種傅裏葉變換，如連續傅裏葉變換（CFT）、離散時間傅裏葉變換（DTFT）、離散傅裏葉變換（DFT）以及快速傅裏葉變換（FFT）。FFT 尤其重要，它大大加速瞭 DFT 的計算，使得在計算機上進行實時頻譜分析成為可能。 拉普拉斯與Z變換：連接復雜係統與頻域的橋梁 為瞭更有效地分析連續時間係統和離散時間係統，本書還將引入拉普拉斯變換（Laplace Transform）和Z變換（Z-Transform）。 拉普拉斯變換是傅裏葉變換的推廣，它能夠處理指數增長或衰減的信號，並在復平麵上對係統進行分析。通過拉普拉斯變換，我們可以將復雜的微分方程轉化為代數方程，極大地簡化瞭係統的分析和穩定性判斷。本書將詳細介紹拉普拉斯變換的性質，以及如何利用它來求解微分方程，分析係統的頻率響應和瞬態響應。 Z變換則是用於分析離散時間係統的重要工具，它是連續時間拉普拉斯變換在離散領域的對應。通過Z變換，我們可以將差分方程轉化為代數方程，方便地分析離散係統的頻率響應、穩定性以及設計數字濾波器。本書將深入探討Z變換的性質，以及它在數字控製、信號處理等領域的廣泛應用。 捲積：係統響應的藝術 “捲積”是信號與係統理論中的另一個核心概念，它描述瞭綫性時不變係統對任意輸入信號的響應。本書將詳細闡述捲積的定義，無論是連續時間捲積還是離散時間捲積，並解釋其幾何意義。 捲積操作就像是係統“記憶”的體現。係統的衝激響應（Impulse Response）是其最基本的特性，它描述瞭係統在接收到單位衝激信號後産生的輸齣。而任意輸入信號的輸齣，都可以通過將輸入信號與係統的衝激響應進行捲積得到。 你將學習到如何通過圖解法、解析法等多種方式計算捲積，以及它在係統分析、濾波器設計等方麵的應用。理解捲積，就如同掌握瞭預測係統行為的“密碼”。 濾波器：信號世界的“守門員” 在信息傳輸和處理過程中，我們經常需要“淨化”信號，去除其中的噪聲或提取特定頻率成分。這就是“濾波器”的作用。本書將深入探討各種類型的濾波器，包括： 連續時間濾波器：如低通濾波器、高通濾波器、帶通濾波器、帶阻濾波器。我們將學習如何利用拉普拉斯變換設計這些濾波器，理解它們的頻率響應特性。 離散時間濾波器：它們是數字信號處理的核心。我們將討論無限衝激響應（IIR）濾波器和有限衝激響應（FIR）濾波器。IIR濾波器通常具有更低的階數和計算量，而FIR濾波器則具有更好的相位響應和穩定性。 本書將介紹多種濾波器設計方法，如巴特沃斯（Butterworth）、切比雪夫（Chebyshev）、貝塞爾（Bessel）等濾波器設計，並闡述它們在音頻處理、圖像增強、通信係統等領域的實際應用。 傅裏葉變換的離散版本：DFT與FFT 前麵我們討論瞭連續時間信號的傅裏葉變換，但在實際應用中，我們處理的大多是離散時間信號。因此，離散傅裏葉變換（DFT）就顯得尤為重要。DFT 將一個有限長度的離散時間信號變換到離散的頻率域。 然而，直接計算 DFT 的計算量非常大，尤其對於長序列。快速傅裏葉變換（FFT）應運而生，它是一種高效計算 DFT 的算法。FFT 的齣現，徹底改變瞭數字信號處理的麵貌，使得許多曾經隻能在理論上實現的算法，得以在實際係統中得到應用，例如實時頻譜分析、音頻壓縮、圖像處理等。本書將詳細介紹 FFT 的原理和應用。 小結：構建堅實的理論基石，解鎖無限的應用可能 《信號與係統（第2版）》旨在為你構建一個堅實的信號與係統理論基石。它並非僅僅羅列公式和定義，而是通過大量的實例和分析，讓你深刻理解這些概念的內在聯係和實際意義。 本書的學習將為你帶來以下收獲： 洞察信息本質：理解信號的構成、傳輸和變換的普遍規律。 掌握係統分析：能夠準確描述和分析各種綫性時不變係統的行為。 駕馭頻率域：熟練運用傅裏葉分析、拉普拉斯變換和Z變換，從頻率角度理解信號和係統。 設計智能工具：掌握濾波器設計等核心技術，能夠構建用於信號處理和信息提取的係統。 開啓創新之門：為進一步學習數字信號處理、通信原理、控製理論、機器學習等領域打下堅實基礎。 無論你是一名對工程技術充滿熱情的學生，還是一名希望深入理解現代信息技術背後原理的研究者，亦或是一名對數據分析和算法設計有濃厚興趣的專業人士，《信號與係統（第2版）》都將是你不可或缺的寶貴資源。它將帶領你穿越信號的海洋，揭示係統的奧秘，讓你在信息的時代中，擁有更強大的洞察力和創造力。

評分☆☆☆☆☆

這本《信號與係統（第2版）》在我學習的整個過程中起到瞭至關重要的作用，它就像一座燈塔，指引著我在信號與係統的海洋中前進。我尤其欣賞書中對數學工具的講解方式。很多人學習信號與係統都會被那些繁瑣的變換和積分嚇到，但我在這本書中找到瞭解決之道。作者並沒有把這些數學工具當作獨立的知識點來講解，而是將它們嵌入到具體的信號和係統分析過程中，讓你在解決問題的同時，自然而然地掌握這些工具的使用方法。比如，在講解離散時間傅裏葉變換（DTFT）的時候，它並沒有直接給齣公式，而是先從周期信號的傅裏葉級數齣發，然後討論如何將其推廣到非周期信號，最後自然而然地引齣瞭DTFT的概念。這種“問題導嚮”的學習模式，讓我覺得非常有效。通過解決實際問題，我不僅加深瞭對理論的理解，也提升瞭自己分析和解決問題的能力。這本書讓我覺得，信號與係統這門學科並非高不可攀，而是可以通過係統性的學習和實踐來掌握的。

評分☆☆☆☆☆

這本《信號與係統（第2版）》給我帶來的驚喜遠不止於理論知識的梳理，更在於它如何巧妙地將數學工具與實際應用緊密結閤。我一直覺得，學習這些理論知識，如果不能看到它們在現實世界中的影子，就總覺得少瞭點什麼。這本書在這方麵做得非常齣色。它在介紹傅裏葉變換、拉普拉斯變換等核心概念時，並沒有止步於數學推導，而是花瞭相當大的篇幅去講解這些工具如何被應用於通信係統、控製係統、甚至圖像處理等領域。比如，在解釋傅裏葉級數時，它就用瞭一個生動的例子，說明瞭如何將一個復雜的周期信號分解成簡單的正弦波的疊加，這在聲音信號分析中非常常見。這種“知其然，更知其所以然”的學習方式，讓我對信號與係統這門學科産生瞭濃厚的興趣，也讓我看到瞭它在各個工程領域不可或缺的重要性。這本書不僅僅是一本教材，更像是一位經驗豐富的工程師，在嚮我傳授他的實踐經驗和思考方式，讓我受益匪淺。

評分☆☆☆☆☆

這本書簡直是我的救星！之前學信號與係統的時候，感覺自己像是在霧裏摸索，各種概念都模糊不清，直到我翻開瞭這本《信號與係統（第2版）》。它沒有上來就灌輸那些枯燥的理論，而是循序漸進地從最基礎的概念講起，比如什麼是信號，它的各種特性，以及係統是如何對信號進行處理的。我特彆喜歡書中大量的圖示和例子，它們就像是為我量身定做的嚮導，把抽象的概念變得直觀易懂。每一次遇到難題，我都能在書裏找到一個清晰的解釋，或者一個能夠點醒我的例子。我感覺這本書不是在教我知識，而是在教我如何思考，如何去理解信號與係統這個領域。它讓我不再害怕那些復雜的數學公式，而是能夠理解它們背後的物理意義。現在，我敢說我對信號與係統有瞭更深入的認識，也更有信心去應對未來的學習和挑戰瞭。這絕對是我近年來讀過最有價值的一本技術類書籍，強烈推薦給所有在信號與係統領域摸索的朋友們！

評分☆☆☆☆☆

我一直以為學習信號與係統是一件相當枯燥的事情，充滿瞭各種抽象的數學推導和公式。然而，當我拿到這本《信號與係統（第2版）》的時候，我的看法徹底改變瞭。作者在內容編排上非常匠心獨運，他不像其他一些書籍那樣，上來就丟給你一大堆公式，而是先從一些非常直觀的物理現象入手，引齣相關的信號和係統概念。舉個例子，在講解捲積的時候，它沒有直接給齣那個復雜的積分公式，而是先通過一個“彈簧-質量”係統來類比，解釋瞭係統對輸入信號的響應是如何纍積的，這個比喻一下子就讓抽象的捲積變得生動起來。而且，書中對每個概念的講解都非常透徹，邏輯清晰，層層遞進，不會讓人感到突兀。即使是一些比較難懂的章節，作者也會用不同的角度去闡釋，直到你真正理解為止。這本書讓我覺得學習信號與係統不再是一種負擔，而是一種探索未知的樂趣，我非常享受閱讀的過程。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，之前我對信號與係統的理解一直停留在“點”的層麵，知道一些概念，會用一些公式，但始終覺得它們之間缺乏內在的聯係，不成體係。直到我遇到瞭這本《信號與係統（第2版）》，纔真正體會到“麵”的廣闊。這本書的偉大之處在於，它不僅清晰地闡述瞭每一個獨立的知識點，更重要的是，它將這些知識點有機地串聯起來，形成瞭一個完整的知識網絡。作者在講解過程中，總會不自覺地將新概念與之前學過的知識聯係起來，不斷地強調它們之間的內在邏輯和發展脈絡。我感覺自己不再是被動地記憶碎片化的知識，而是能夠以一種全局的視角來審視信號與係統這門學科。比如，在講解Z變換的時候，它會很自然地將其與拉普拉斯變換進行類比，並解釋它們各自的優勢和適用場景。這種“前後貫通”的講解方式，讓我對整個學科的理解上升到瞭一個新的高度，也讓我對未來的學習方嚮有瞭更清晰的規劃。這本書讓我覺得，學習信號與係統，掌握的是一種思維方式，一種分析問題的能力。