应用型本科人才培养创新教材出版工程：信号与系统 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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张维玺，张宇飞 著

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• 信号与系统
• 应用型本科
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• 工科
• 电子工程
• 通信工程
• 控制工程
• 高等教育
• 创新教材
• 本科教学

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030138316

版次：1

商品编码：10548935

包装：平装

开本：16开

出版时间：2004-01-01

页数：371

正文语种：中文

内容简介

《信号与系统》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13章，讨论了信号与系统的各种分析方法。《信号与系统》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、习题的安排上应用了循序渐进、归纳对比、加强练习等教学法原则。
《信号与系统》可作为电气信息、通信、自动控制、信息工程、电子工程等专业的应用型教材，也可供有关专业师生和工程技术人员参考。

目录

第1章 绪论
1.1 信号
1.2 常用信号
1.3 系统的表示
1.4 系统的状态
1.5 系统的零输入响应和零态响应
1.6 齐次性、可加性和叠加性
1.7 线性系统和非线性系统
1.8 时变系统和非时变系统
1.9 连续时间系统和离散时间系统
1.10 因果系统和非因果系统
1.11 瞬时系统和动态系统
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 信号正交的概念
2.2 正交函数集
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
本章小结
思考与练习

第4章 信号的时间域分解
4.1 单位阶跃信号
4.2 单位冲激信号
4.3 卷积
4.4 信号的时间域分解
本章小结
思考与练习

第5章 信号的频率域分解
5.1 傅里叶变换
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 信号的复频率域分解
6.1 双边拉普拉斯变换
6.2 单边拉普拉斯变换
6.3 典型信号的单边拉普拉斯变换
6.4 单边拉普拉斯变换的性质
本章小结
思考与练习

第7章 连续时间系统的时间域分析
7.1 微分方程的建立
7.2 零输入响应的求法
7.3 零态响应的求法
7.4 响应的其他分解形式
本章小结
思考与练习

第8章 连续时间系统的频域分析
8.1 频率域分析基础
8.2 傅里叶级数分析法
8.3 无失真传输
8.4 理想滤波器
8.5 抽样定理
本章小结
思考与练习

第9章 连续时间系统的复频率域分析
9.1 引言
9.2 复频率域分析的另一种观点
9.3 系统方框图表示
9.4 系统的信号流图表示
9.5 连续系统的模拟
9.6 系统的稳定性
本章小结
思考与练习

第10章 连续时间系统的状态空间分析
10.1 引言
10.2 状态空间描述
10.3 状态空间方程的建立方法
10.4 状态方程的复频域解
10.5 连续系统状态方程的时间域解
10.6 连续时间系统的状态空间分析法
10.7 状态空间中系统稳定性的判断
本章小结
思考与练习

第11章 离散时间信号
11.1 离散时间信号
11.2 离散时间信号的时间域分解
11.3 Z变换
11.4 Z反变换
11.5 Z变换的基本性质
本章小结
思考与练习

第12章 离散时间系统的时间域分析
12.1 引言
12.2 离散系统的输入－输出描述
12.3 离散时间系统的零输入响应
12.4 离散时间系统的零态响应
12.5 离散时间系统的状态空间分析
本章小结
思考与练习

第13章 离散时间系统的z域分析
13.1 离散时间系统零输入响应的z域求解
13.2 离散时间系统的零态响应的z域求解
13.3 离散时间系统的频率响应
13.4 状态空间方程的Z域求解
13.5 离散时间系统的稳定性
本章小结
思考与练习
参考文献

精彩书摘

消息（Message）这一概念，对我们来说并不生疏，但是，在日常生活中，我们对消息的认识，还停留在感性认识阶段，要给消息下一个确切的定义，可不是件容易的事情。所谓消息，指的是通信系统的传输对象，说得形象一点，通信系统是一种传输系统，只不过它所传输的不是别的，而是消息。比如说，在电报中，电文是消息；在电话中，声音是消息；在电视中，图像是消息；在雷达中，目标的距离、高度、方位等参量是消息；在遥测和遥控系统中，一些测量的数据和指令是消息；如此等等。因此，把传输中的语言、文字、图像、数据等都称为消息。
消息给予受信者的新知识称为信息（Infonnation）。受信者接受消息的目的是为了获取其中的信息。
信号（Signal）是指消息的负载者，它是反映消息的一种表现形式，或者说，信号是一种与物理系统状态有关的、随时间变化的量。这里的关键是随时间变化。例如，反映人体心血管状态随时间变化的心电图是信号，反映人声带振动状态的声音是信号，等等。不随时间变化的量不能构成信号。不妨设想一下，教师在给学生上，课时，教师把全部时间都用来不停地念一个音符，这样一堂课下来能给学生一些什么新的知识？又例如，交通信号灯的光色不随时间变化，又将会导致什么样的后果？所以，作为能使受信者从消息中获取某些信息的信号，最终必定是一种随时间变化的量。在数学上，可以将信号视为以时间t为独立变量的函数，可记为f（t）、y（t）、g（t）、h（t）等。

前言/序言

　　随着微电子技术的迅速发展和电子计算机的广泛应用，系统理论的基本概念和研究方法非常迅速地进入了电子科学技术领域的各个学科，包括网络理论、通信工程、信息工程、自动控制、应用数学以及计算机技术等学科。不同学科之间相互影响、相互渗透、相互促进、共同发展是现代科学技术发展的重要特点。实际上，系统理论的引入已经使这些学科发生了深刻的变化。新概念、新理论、新方法和新技术的大量涌现，推动了电子科学技术的快速发展。“信号与系统”就是在上述学科发展基础上建立起来的一门新的理论课程，目前已成为电子科学技术领域各学科的共同理论基础课程。该课程的主要任务是研究信号和线性系统理论的基本概念和基本分析方法。
　　全书由连续时间信号和连续时间系统与离散时间信号和离散时间系统两部分组成。每部分的内容按照先信号分析后系统分析、先时间域分析后变换域分析、先输入一输出分析后状态空间分析的方式进行论述。这样，连续时间系统理论与离散时间系统理论之间，既保持了体系上的相对独立，又体现了内容上的并行特点。离散部分讨论采用与连续对照的方法进行，以避免概念阐述上不必要的重复；同时，也有利于学生对离散部分内容的理解和掌握，以及对连续内容的回顾和深化。

《信号与系统：理论、方法与实践》 一、 核心内容概述 本书旨在为高等教育阶段的学习者提供一套全面、深入且极具实践指导意义的《信号与系统》教材。本教材紧密围绕信号与系统的核心概念、数学工具、分析方法以及工程应用展开，以期帮助读者构建扎实的理论基础，掌握分析与解决问题的核心能力，并能将其应用于实际工程问题之中。 本书内容结构清晰，逻辑严谨，从最基础的概念入手，逐步深入到复杂理论和前沿应用。我们力求在理论的严谨性与应用的广泛性之间找到最佳平衡点，确保教材既能满足学术研究的需求，又能为工程实践提供坚实支撑。 二、 章节内容详解 第一章：信号与系统基础 本章作为全书的基石，将系统性地介绍信号与系统的基本概念。我们将从“信号”的定义和分类入手，详述连续时间信号与离散时间信号、周期信号与非周期信号、能量信号与功率信号、偶信号与奇信号等，并提供大量典型的信号示例，帮助读者建立直观的认识。 随后，我们将引入“系统”的概念，定义系统的输入、输出、状态等关键要素，并介绍系统的分类：线性系统与非线性系统、时不变系统与时变系统、因果系统与非因果系统、稳定系统与不稳定系统。通过对这些基本属性的分析，读者将初步掌握判断和描述系统特性的方法。 本章还将探讨信号的基本运算，如相加、相乘、延时、翻转等，以及系统基本的运算，如串联、并联等。这些基础操作是后续深入分析的基础。 第二章：连续时间信号的时域分析 本章将聚焦于连续时间信号在时域的分析方法。我们将详细讲解信号的分解与表示，包括指数信号、正弦信号、冲激信号（Dirac Delta函数）和阶跃信号（Heaviside函数）等基本信号的性质及其在信号表示中的作用。 重点将放在傅里叶级数（FS）和傅里叶变换（FT）上。傅里叶级数用于表示周期信号的频谱特性，我们将详细推导其数学形式，分析收敛性，并举例说明如何利用傅里叶级数分析周期信号的频谱。傅里叶变换则是分析非周期信号频域特性的强大工具，我们将深入讲解傅里叶变换的定义、性质（线性、时移、频移、尺度变换、微分、积分、卷积定理等），并推导常用信号的傅里叶变换对。通过大量实例，读者将深刻理解信号的频率成分及其分布，为后续的滤波、调制等应用奠定基础。 第三章：连续时间系统的时域分析 本章将深入探讨连续时间线性时不变（LTI）系统的时域分析方法。核心概念是系统的“卷积”（Convolution）。我们将详细讲解卷积的定义，并推导其数学表达式。通过对卷积的深入理解，读者将掌握如何通过系统的冲激响应（Impulse Response）来完全描述一个LTI系统，以及如何计算LTI系统的零输入响应和零状态响应。 本章还将介绍LTI系统的基本特性，如因果性、稳定性等，并提供判定这些特性的方法。此外，还将探讨LTI系统的频率响应，以及冲激响应与频率响应之间的关系（即冲激响应是频率响应的傅里叶逆变换，反之亦然）。 第四章：连续时间系统的频域分析 本章将从频域的角度深入分析连续时间LTI系统。在上一章的基础上，我们将重点讲解利用拉普拉斯变换（Laplace Transform）来分析连续时间系统。拉普拉斯变换是傅里叶变换的推广，能够处理更广泛的信号类型，特别是包含指数衰减或增长成分的信号。 我们将详细介绍单边拉普拉斯变换和双边拉普拉斯变换的定义、收敛域（ROC）的概念及其重要性，以及拉普拉斯变换的主要性质。重点在于如何利用拉普拉斯变换来表示和分析LTI系统，包括系统的传递函数（Transfer Function）的概念。传递函数是描述LTI系统频域特性的关键，我们将展示如何从系统的微分方程推导出传递函数，以及如何利用传递函数分析系统的零极点、稳定性等。 本章还将介绍频率响应的概念，以及如何从传递函数中直接得到系统的频率响应。最后，将通过实例展示拉普拉斯变换在系统分析、稳定性判别以及瞬态响应分析中的应用。 第五章：离散时间信号与系统的基础 本章将把信号与系统的分析对象从连续时间拓展到离散时间。我们将首先介绍离散时间信号的定义和分类，包括单位抽样序列（单位冲激序列）、单位阶跃序列、指数序列等。 随后，我们将引入离散时间系统的概念，并与连续时间系统进行对比，介绍离散时间LTI系统的定义和基本性质。 第六章：离散时间信号的时域分析 本章将专注于离散时间信号在时域的分析。我们将详细讲解Z变换（Z-Transform）。Z变换是离散时间信号频域分析的核心工具，类似于连续时间信号的傅里叶变换和拉普拉斯变换。 我们将详细介绍Z变换的定义、收敛域（ROC）及其重要性，以及Z变换的主要性质（线性、时移、尺度变换、卷积定理等）。我们将推导常用离散时间信号的Z变换对。 第七章：离散时间系统的时域与频域分析 本章将结合离散时间系统的时域和频域分析。我们将重点讲解差分方程的表示方法，以及如何利用Z变换来求解离散时间LTI系统的零输入响应和零状态响应。 我们将引入离散时间系统的传递函数（Transfer Function）的概念，并展示如何从差分方程推导出传递函数。通过传递函数，我们可以分析系统的零极点、稳定性等。 此外，本章还将介绍离散时间傅里叶变换（DTFT）和离散傅里叶级数（DFS）的概念，以及它们与Z变换的关系。我们将分析离散时间系统的频率响应，并探讨其与传递函数之间的联系。 第八章：傅里叶变换在信号处理中的应用 本章将聚焦于傅里叶变换在实际信号处理领域中的重要应用。我们将深入探讨滤波器的概念，包括低通、高通、带通和带阻滤波器。我们将介绍不同类型滤波器的幅频响应和相频响应特性，以及如何利用傅里叶变换来设计和分析滤波器。 本章还将介绍采样定理（Nyquist-Shannon Sampling Theorem）的原理和应用，以及采样和重建过程中可能出现的混叠（Aliasing）现象。我们还将探讨离散傅里叶变换（DFT）及其快速算法（FFT），以及它们在数字信号处理中的广泛应用，例如频谱分析、信号压缩、滤波器设计等。 第九章：卷积在系统分析中的应用 本章将进一步深化卷积在系统分析中的作用。我们将回顾和总结卷积在时域和频域（通过卷积定理）的重要性。 我们将深入分析LTI系统对不同类型输入信号的响应，例如阶跃响应、斜坡响应等，并展示如何利用卷积来计算这些响应。 本章还将探讨卷积在一些更高级的应用中的体现，例如信号的平滑、去噪，以及在通信系统中信号的传输等。 第十章：滤波器设计与实现 本章将进入更具体的工程应用层面，重点讲解滤波器的设计与实现。我们将介绍两种主要的滤波器类型：IIR（无限冲激响应）滤波器和FIR（有限冲激响应）滤波器。 我们将详细讲解不同滤波器设计方法，包括模拟滤波器的原型（巴特沃斯、切比雪夫、椭圆滤波器等）到数字滤波器的转换方法，例如脉冲响应不变法、双线性变换法等。 对于FIR滤波器，我们将介绍窗函数法等设计技术。我们将分析不同设计方法的优缺点，以及如何根据实际需求选择合适的滤波器类型和设计方法。 第十一章：现代信号处理技术简介 本章将对一些现代信号处理技术进行简要介绍，旨在为读者打开更广阔的视野。我们将简要介绍小波变换（Wavelet Transform）的概念及其在信号的时频局部化分析方面的优势。 此外，还将提及自适应滤波（Adaptive Filtering）的概念，例如最小均方（LMS）算法，并介绍其在噪声消除、信号跟踪等方面的应用。 第十二章：信号与系统在通信系统中的应用 本章将重点探讨信号与系统理论在通信系统中的具体应用。我们将分析通信系统中信号的产生、传输和接收过程。 我们将介绍调制（Modulation）和解调（Demodulation）的基本原理，以及幅度调制（AM）、频率调制（FM）、相位调制（PM）等不同调制方式的信号特点和系统模型。 我们还将讨论信道（Channel）对信号的影响，例如噪声、失真等，并介绍如何利用信号与系统的理论来设计和分析通信系统的性能。 第十三章：信号与系统在控制系统中的应用 本章将探讨信号与系统理论在控制系统中的应用。我们将介绍反馈控制的基本原理，以及如何利用系统的传递函数来分析和设计控制器的性能。 我们将分析系统的稳定性、瞬态响应和稳态响应，并探讨如何通过调整控制器参数来改善系统的性能。 第十四章：工程实例与项目实践 本章将通过一系列具体的工程实例，将前面章节所学的理论知识融会贯通。我们将选择不同领域的典型应用，例如音频信号处理、图像处理、生物医学信号分析、雷达系统等，详细剖析这些应用中涉及的信号与系统模型。 此外，本章还将鼓励读者进行项目实践。我们将提供一些具有挑战性的项目题目，例如设计一个简单的音频均衡器、开发一个基础的图像去噪算法等，指导读者从理论到实践，独立完成一个小型信号与系统相关的项目。 三、 教材特色与优势 1. 理论与实践并重： 本教材在深入讲解理论概念的同时，始终强调其工程应用价值。每章都配有丰富的例题和习题，其中包含大量实际工程背景的题目，帮助读者将理论知识转化为解决实际问题的能力。 2. 循序渐进的结构： 教材内容安排遵循由浅入深、由易到难的原则，从最基础的概念开始，逐步引导读者掌握更复杂的理论和技术。 3. 清晰的数学推导与直观的图示： 所有关键的数学推导都力求严谨清晰，并辅以大量的图示和示意图，帮助读者建立直观的理解，避免枯燥的公式堆砌。 4. 丰富的应用领域： 本教材广泛地涵盖了信号与系统在通信、控制、数字信号处理、仪器仪表、航空航天等多个领域的应用，为读者提供了广阔的知识视野。 5. 适度的计算工具介绍： 在讲解理论的同时，也会适当介绍常用的计算工具（如MATLAB/Simulink等）在信号与系统分析中的使用方法，帮助读者提高分析效率和实践能力。 四、 适用对象 本书适用于应用型本科院校的电子信息类、自动化类、计算机类、通信工程等相关专业的学生。同时，也适合从事相关工程技术工作的研究人员和工程师作为参考。 五、 总结 《信号与系统：理论、方法与实践》旨在成为一本既能帮助读者建立扎实理论基础，又能激发其工程实践创新能力的优质教材。我们相信，通过对本书的学习，读者将能够熟练掌握信号与系统的分析方法，为未来在相关领域的学习和工作打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

我最近在准备考研，信号与系统是我的核心科目之一。市场上关于这门课程的教材琳琅满目，但很多都偏向理论化，看得我云里雾里的。直到我遇到了这本《信号与系统》，感觉像是找到了救星。这本书的编写风格非常独特，它不像很多教材那样上来就抛一堆公式，而是先从宏观上介绍信号与系统在现实世界中的作用，然后逐步深入到具体的概念。我特别欣赏它在讲解过程中穿插的“思考题”和“拓展阅读”，这些设计能有效地激发我的主动学习能力，让我不仅仅是被动接受知识，而是主动去探索和思考。而且，书中的一些例子，比如如何用信号与系统来解释声音的传播或者通信信号的调制解调，都让我觉得既有趣又深刻。我发现，这本书真正做到了“学以致用”，能够帮助我更扎实地掌握信号与系统的知识，为我的考研之路打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

我是一名正在攻读应用型本科的电气工程专业学生，对于“信号与系统”这门课程，我一直觉得它既重要又有些抽象，学起来总是感觉抓不住重点。这本《信号与系统》教材给我带来的最大感受就是“接地气”。它的编写逻辑非常清晰，从最基础的概念讲起，循序渐进地引入更复杂的理论，并且非常注重理论与实际应用的结合。我尤其喜欢书中的“案例分析”部分，作者选取了许多贴近我们生活和工程实际的例子，比如音频信号的处理、图像识别中的基本原理等等，通过这些案例，我能够直观地理解抽象的数学概念在实际中是如何运作的。书中的图例也非常丰富，很多图都画得非常精美，能够帮助我更好地理解信号的各种变换和系统响应。我感觉这本书不仅仅是在教我知识，更是在引导我如何思考问题、如何将理论应用于实践，这对于我未来的职业发展非常有帮助。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本《信号与系统》教材，我第一时间就被它那充满时代感的封面设计吸引了，简洁而不失专业性，仿佛预示着这不仅仅是一本理论堆砌的书，而是蕴含着前沿思想的知识宝库。我一直在寻找一本能够真正指导我在实际工程项目中应用信号与系统知识的教材，而不是仅仅满足于概念的理解。翻开书页，我发现它的语言风格非常贴近工程实践，没有过多晦涩难懂的数学推导，而是将复杂的概念拆解成易于理解的步骤，并辅以大量的图示和案例分析，这对于我这样在实际工作中需要快速上手解决问题的读者来说，简直是及时雨。尤其是在关于傅里叶变换和拉普拉斯变换的应用章节，作者通过分析实际通信系统和控制系统中的信号特性，让我对这些抽象的数学工具有了全新的认识，不再仅仅是书本上的公式，而是能够直接指导我解决具体问题的利器。我期待着这本书能为我打开一扇新的大门，让我能够更自信地迎接未来工作中的挑战。

评分☆☆☆☆☆

作为一名多年从事电子产品研发的技术人员，我对各种信号处理技术有着深厚的需求。在众多信号与系统相关的书籍中，这本《应用型本科人才培养创新教材出版工程：信号与系统》以其独特的视角脱颖而出。它没有像传统的教材那样，把重心过多地放在纯粹的数学理论上，而是更加关注这些理论如何在实际的工程应用中发挥作用。我个人认为，对于应用型人才的培养，关键在于能够将所学知识转化为解决实际问题的能力，而这本书恰恰做到了这一点。它在讲解卷积、傅里叶变换等核心概念时，都会引申出在通信、控制、图像处理等领域的具体应用，并且提供了大量的实例和仿真思路，这对我这种需要快速将理论知识落地到产品研发中的工程师来说，具有极高的参考价值。这本书的出现，弥补了市面上许多教材在理论与实践之间脱节的不足，堪称是工业界和教育界的一次成功融合。

评分☆☆☆☆☆

我是一名从事软件开发多年的工程师，虽然我的主业不是信号处理，但在某些项目中，例如音视频处理、传感器数据分析等，对信号与系统的理解至关重要。我一直在寻找一本能够帮助我快速入门并掌握核心概念的教材，而这本《信号与系统》给我带来了意想不到的惊喜。它最大的特点在于其“应用型”的定位，语言通俗易懂，避免了不必要的数学冗余，而是将重点放在了概念的理解和实际应用上。我尤其喜欢书中关于“系统稳定性”、“频率响应”等章节的讲解，通过生动的比喻和图示，我能够清晰地把握这些概念的内涵，并能将其与我在软件开发中遇到的数据处理问题联系起来。这本书的出版，无疑为那些需要掌握信号与系统基础知识的非专业人士提供了一条高效的学习路径，让我能够更自信地应对跨领域的技术挑战。