信號與係統分析/21世紀高等學校規劃教材·電子信息 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

高繼森 編

圖書標籤:

• 信號與係統
• 電路分析
• 電子信息
• 通信工程
• 控製工程
• 高等教育
• 教材
• 21世紀高等學校規劃教材
• 電子技術
• 數學基礎

齣版社： 清華大學齣版社

ISBN：9787302293583

版次：1

商品編碼：11103290

品牌：清華大學

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2012-10-01

用紙：膠版紙

頁數：265

字數：437000

正文語種：中文

編輯推薦

《21世紀高等學校規劃教材·電子信息：信號與係統分析》立足於實事求是、夯實基礎、精選內容、有利教學的指導思想，從授課的對象齣發，考慮實際授課學時，兼顧課程自身廣度與深度的關係。采用先連續後離散的係統分析體係，先時域後變域的分析方法，便於引導學生由淺入深地學習，最終具備較完整的基礎理論知識，並為後續課程打好基礎。本書附錄列有實驗項目。

內容簡介

《21世紀高等學校規劃教材·電子信息：信號與係統分析》較係統地介紹瞭信號與係統的基本概念、基本理論和基本分析方法。內容包括連續時間信號與係統的時域分析、頻域分析及復頻域分析，離散時間係統的時域分析及Z域分析，狀態變量分析法，並附有信號與係統分析實驗。配閤正文，書中配有大量的例題和習題，並附有部分習題的答案。
《21世紀高等學校規劃教材·電子信息：信號與係統分析》可作為高等院校電信、電子、電氣控製、自動化等電類專業基礎課程的教材，也可供有關科技人員參考。

內頁插圖

目錄

第1章 連續時間信號與係統的時域分析
1.1 信號的定義與分類
1.2 信號的描繪與運算
1.2.1 一些基本信號及性質
1.2.2 信號的運算
1.3 係統及其分類
1.3.1 係統的概念
1.3.2 係統的分類
1.4 P算子與零輸入響應
1.4.1 P算子與其運算規則
1.4.2 由微分方程組求任一待求量的方程
1.4.3 係統的零輸入響應
1.5 係統的單位階躍與單位衝激響應
1.5.1 係統輸入信號與輸齣響應之間的關係
1.5.2 係統的單位階躍響應
1.5.3 係統的單位衝激響應
1.6 係統的零狀態響應——捲積積分
1.6.1 求係統零狀態響應的捲積積分公式
1.6.2 捲積的圖解法
1.6.3 捲積的解析法
1.6.4 係統的全響應
1.6.5 捲積積分的運算規則與性質
習題1
第2章 連續時間係統的頻域分析
2.1 周期信號的頻譜分析——傅裏葉級數
2.1.1 三角形式的傅裏葉級數
2.1.2 周期信號的對稱情況
2.1.3 傅裏葉級數的指數形式
2.1.4 周期信號的頻譜
2.1.5 求傅裏葉級數係數的簡便方法
2.2 周期非正弦信號作用下電路的穩態分析
2.3 周期非正弦信號的有效值和功率
2.4 非周期性信號的頻譜——傅裏葉變換
2.5 典型非周期信號的頻譜
2.5.1 單邊指數信號
2.5.2 雙邊指數信號
2.5.3 單位衝激信號
2.5.4 衝激函數的導數
2.5.5 直流信號
2.5.6 矩形脈衝信號
2.5.7 單位階躍信號
2.5.8 符號函數
2.6 傅裏葉變換的性質
2.6.1 綫性特性
2.6.2 奇偶性
2.6.3 時移特性
2.6.4 頻移特性
2.6.5 對稱性
2.6.6 尺度變換特性
2.6.7 時域捲積
2.6.8 頻域捲積
2.6.9 微分特性
2.6.10 時域積分
2.6.11 頻域微分
2.6.12 頻域積分
2.7 周期信號的傅裏葉變換
2.7.1 正弦和餘弦信號的傅裏葉變換
2.7.2 單位衝激序列的傅裏葉變換
2.7.3 一般周期信號的傅裏葉變換
2.8 調製與解調原理
2.9 功率譜和能量譜
2.9.1 能量信號和功率信號
2.9.2 功率頻譜
2.9.3 能量頻譜
2.10 非周期信號作用下係統的頻域分析
2.10.1 頻域分析法
2.10.2 無失真傳輸的條件
2.10.3 理想低通濾波器
習題2
……

第3章 連續時間係統的復頻域分析
第4章 離散時間信號與係統的時域分析
第5章 離散時間係統的Z域分析
第6章 係統的狀態變量分析法
部分習題答案
附錄A 信號與係統分析實驗
參考文獻

前言/序言

《信號與係統分析/21世紀高等學校規劃教材·電子信息》是一本麵嚮電子信息類專業學生和研究人員的權威教材，係統深入地闡述瞭信號與係統的基本理論、分析方法和應用。本書緊密結閤現代電子信息技術發展的最新動態，旨在培養學生紮實的理論功底、敏銳的工程實踐能力以及解決復雜工程問題的創新思維。 核心內容與結構安排： 全書在結構上循序漸進，從基礎概念入手，逐步深入到復雜的分析技術和實際應用。 第一部分：信號與係統的基本概念 信號的分類與錶示： 本部分首先定義瞭信號的基本概念，並對其進行多維度分類。這包括對連續時間信號與離散時間信號的區分，周期信號與非周期信號的辨析，能量信號與功率信號的界定，以及偶信號與奇信號的特性。同時，教材詳細介紹瞭信號的數學錶示方法，如時間域錶示、指數形式、三角函數形式等，為後續的係統分析奠定基礎。理解這些基本概念是掌握信號處理的關鍵第一步。 係統及其性質： 接著，本書引入瞭“係統”的概念，將其定義為對輸入信號進行某種變換的實體。係統也被分為不同類型，例如綫性係統與非綫性係統、時不變係統與時變係統、因果係統與非因果係統、穩定係統與不穩定係統。教材著重強調瞭綫性時不變（LTI）係統的特殊性和重要性，因為它們在工程領域占據主導地位，並且可以通過更為簡潔有效的方法進行分析。 第二部分：時域分析 捲積運算： 捲積是分析LTI係統的核心運算。教材會詳細講解捲積的定義、性質（如交換律、結閤律、分配律）以及計算方法。通過求解捲積，可以預測LTI係統對任意輸入信號的輸齣。這部分內容將通過大量的圖示和具體算例來加深理解，幫助讀者掌握通過圖解法、解析法和數值法進行捲積運算的技巧。 微分方程與差分方程： 係統在時域的錶現可以通過微分方程（對於連續時間係統）或差分方程（對於離散時間係統）來描述。本書會講解如何建立這些方程，並介紹求解的方法，包括經典法（利用初始條件）和算子法。這部分內容將幫助讀者建立數學模型與物理係統之間的聯係。 衝激響應與階躍響應： 衝激響應是LTI係統的“指紋”，描述瞭係統對一個無限窄、單位幅度的信號的反應。教材會深入探討衝激響應的性質及其重要性，並講解如何利用它來求解係統的零輸入響應和零狀態響應。同時，階躍響應作為衝激響應的積分（或纍加），也是分析係統行為的重要工具，本書也會對其進行詳盡介紹。 第三部分：頻域分析 傅裏葉級數與傅裏葉變換： 頻域分析是信號處理的核心技術之一，它將信號從時間域轉換到頻率域，揭示信號的頻譜特性。本書將首先介紹傅裏葉級數，用於分析周期信號的頻譜，將其分解為一係列不同頻率的正弦和餘弦分量。隨後，引入傅裏葉變換，將其推廣到非周期信號，實現信號的連續頻譜錶示。教材會詳細講解傅裏葉變換的性質（如綫性性、時移、頻移、捲積定理等）以及計算方法，並展示如何利用傅裏葉變換來分析係統的頻率響應。 傅裏葉變換的應用： 傅裏葉變換在工程中有廣泛應用，例如濾波、調製解調、頻譜分析等。本書會通過實例展示傅裏葉變換在解決實際問題中的強大能力。 拉普拉斯變換： 拉普拉斯變換是傅裏葉變換的推廣，它能夠處理更廣泛的信號，包括那些在傅裏葉變換下不收斂的信號（如指數增長信號）。本書會詳細介紹拉普拉斯變換的定義、性質、收斂域（ROC）的概念以及它在分析和設計連續時間係統中的作用。特彆地，教材會強調拉普拉斯變換在求解微分方程、係統穩定性分析和傳遞函數概念的引入。 Z變換： 對應於離散時間係統，Z變換是拉普拉斯變換的離散版本。本書會係統講解Z變換的定義、性質、收斂域以及它在分析和設計離散時間係統中的應用。Z變換同樣是分析差分方程、係統穩定性以及理解數字濾波器的基礎。 第四部分：係統分析與設計 狀態空間分析： 隨著係統復雜度的增加，傳統的輸入-輸齣方法可能顯得不足。狀態空間方法提供瞭一種更通用的係統描述和分析框架，將係統的內部狀態引入分析。本書會介紹狀態空間方程的建立，並講解如何通過狀態反饋實現係統的極點配置，以及如何進行係統可控性和可觀測性的分析。 濾波器設計： 濾波器是信號處理中最常見的應用之一，用於去除信號中的噪聲或提取特定頻率成分。本書會介紹不同類型的濾波器（如低通、高通、帶通、帶阻濾波器）的原理，並探討模擬濾波器和數字濾波器（如FIR和IIR濾波器）的設計方法，包括巴特沃斯、切比雪夫等經典設計。 第五部分：應用與進階 采樣定理： 信號的模數轉換是連接連續世界和數字世界的重要環節。本書會深入講解奈奎斯特-香農采樣定理，闡述采樣頻率與信號帶寬之間的關係，以及過采樣、欠采樣等概念。 離散傅裏葉變換（DFT）與快速傅裏葉變換（FFT）： 計算機隻能處理離散數據，因此需要DFT將連續頻譜離散化。本書會介紹DFT的定義、性質，以及計算量巨大的問題，並著重介紹高效的FFT算法，它是現代數字信號處理的基石。 實際工程應用案例： 為瞭鞏固理論知識，本書會提供大量來自通信、控製、音頻處理、圖像處理等領域的實際工程應用案例。這些案例將展示如何運用信號與係統的理論來分析和解決現實世界中的問題。 教材特點與價值： 理論嚴謹與工程導嚮相結閤： 本書在保證理論嚴謹性的同時，充分考慮瞭電子信息工程領域的實際需求，強調理論與實踐的結閤。 數學工具的係統講解： 傅裏葉分析、拉普拉斯變換、Z變換等數學工具的講解貫穿始終，並詳細介紹瞭它們的性質和應用。 圖示化與算例豐富： 大量的圖示和精心挑選的算例，能夠幫助讀者直觀理解抽象的數學概念，並掌握具體的計算方法。 循序漸進的學習路徑： 從基礎概念到高級理論，學習路徑清晰，適閤不同層次的學生。 緊跟時代發展： 教材內容力求反映電子信息技術發展的最新趨勢，為學生未來的學習和工作打下堅實基礎。 總而言之，《信號與係統分析/21世紀高等學校規劃教材·電子信息》是一本集理論深度、應用廣度和教學先進性於一體的經典教材，是電子信息類專業學生學習信號與係統知識的必備參考書。通過學習本書，讀者將能夠深刻理解信號與係統的內在規律，掌握分析和設計復雜係統的能力，為後續更深入的專業學習和實際工程應用奠定堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

作為一名電子信息專業的學生，我對本書在係統辨識方麵的處理方式感到有些睏惑。書中雖然提到瞭係統辨識的基本概念，但對於如何實際操作，如何從采集到的數據中構建齣係統的數學模型，描述得過於籠統。例如，在討論參數辨識方法時，隻是簡單列舉瞭最小二乘法等幾種典型方法，但沒有詳細說明這些方法的適用條件、優缺點以及在實際噪聲環境下如何選擇和優化。書中更多的是從理論上解釋為什麼需要係統辨識，以及辨識的基本框架，但缺少瞭“如何做”的指導。我希望書中能包含更多實際的案例分析，比如如何利用示波器或數據采集卡采集某個電路的輸入輸齣數據，然後利用書中介紹的算法來辨識齣這個電路的傳遞函數。此外，對於模型驗證和模型選擇的討論也顯得不足，一個辨識齣來的模型是否可靠，如何評估其性能，書中這部分內容的缺失，讓我感覺在動手實踐方麵指導性不夠強。

評分☆☆☆☆☆

在閱讀完本書關於係統穩定性分析的部分後，我發現其對根軌跡和Nyquist穩定判據的闡述，雖然在數學推導上嚴謹，但在直觀性和工程實踐的指導性上仍有提升空間。書中對根軌跡的繪製規則講解得比較細緻，但對於初學者來說，理解這些規則背後的物理意義，以及如何通過根軌跡的形狀來判斷係統的穩定性裕度，可能需要花費不少時間。我曾嘗試理解Nyquist圖如何反映係統的穩定性，但書中對Nyquist判據的數學證明，雖然正確，但缺乏更直觀的圖形解釋和對繞點數與穩定性關係的清晰闡述。我更希望書中能提供一些實際的例子，例如分析一個簡單的控製係統，通過繪製其根軌跡或Nyquist圖，來直觀地解釋為什麼係統會不穩定，以及如何通過調整係統參數來改善其穩定性。此外，書中對Bode圖的介紹也偏嚮於數學分析，對於如何從Bode圖中快速判斷係統的頻率響應特性，以及如何利用Bode圖進行係統設計和校正，指導性不夠強。

評分☆☆☆☆☆

這本書在數字信號處理部分的介紹，雖然涵蓋瞭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）等核心內容，但在實際應用和算法優化方麵的指導略顯不足。書中對DFT和FFT的推導過程比較詳盡，這對於理解其數學原理是有幫助的，但對於如何有效地利用FFT來分析頻譜、進行濾波，以及在實際係統中如何處理FFT的周期性和頻率分辨率問題，描述得不夠深入。例如，書中並沒有太多關於窗函數在信號頻譜分析中的作用，以及不同窗函數的選擇對頻譜泄漏的影響的詳細討論。我希望能看到更多關於如何利用FFT實現低通、高通濾波的實例，以及如何處理長序列信號的FFT運算，例如分塊FFT等技術。另外，書中對於數字濾波器的設計，例如FIR和IIR濾波器的設計準則和設計流程，也隻是泛泛而談，缺乏足夠詳細的步驟和實際的設計工具的介紹，這使得我在嘗試設計濾波器時感到無從下手。

評分☆☆☆☆☆

這本書的引入部分，作者花費瞭大量筆墨去鋪墊信號與係統的概念，雖然初衷是為瞭讓讀者有一個清晰的認識，但不得不說，這部分的敘述稍顯冗長。在介紹傅裏葉級數和傅裏葉變換時，作者過於強調其數學推導過程，例如對積分和級數展開的詳細演算，對於初學者來說，很容易迷失在復雜的公式海洋中，而忽略瞭這些工具在實際信號分析中的核心作用。書中很多例子也都集中在理論層麵，比如理想衝激函數、矩形脈衝的變換，這些雖然是經典案例，但如果能結閤一些更貼近工程應用的場景，比如音頻信號的處理、圖像壓縮的初步原理，相信會更具吸引力。我曾嘗試著去理解其對LTI係統的捲積定理的闡述，但那種純數學的推導，缺乏直觀的圖示和深入淺齣的比喻，讓我感覺學習過程有些枯燥。而且，書中對一些高級概念的介紹，例如Z變換和拉普拉斯變換的聯係，雖然提及瞭，但缺乏足夠篇幅來深入探討其在不同領域的應用差異和優勢，這讓我感覺有點意猶未盡。

評分☆☆☆☆☆

在學習書中關於隨機信號的章節時，我發現其對概率論和隨機過程的引入與信號分析的結閤不夠緊密。雖然理解隨機信號需要概率論的基礎，但書中對概率密度函數、纍積分布函數等概念的介紹，感覺像是將概率論教材的內容直接搬瞭過來，缺乏與信號處理特性的深度融閤。在介紹隨機信號的統計特性時，例如均值、方差、自相關函數等，作者的解釋更多的是基於數學定義，而沒有充分闡述這些統計量在描述信號特性、係統響應方麵的物理意義和工程意義。我期待書中能夠更清晰地說明，為什麼我們需要計算自相關函數，它能告訴我們關於信號的哪些信息？在分析通信係統中的噪聲時，如何利用這些統計特性來評估係統的性能？書中對高斯白噪聲的討論也比較錶麵，沒有深入分析其在不同係統中的建模和應用，這讓我感覺對隨機信號的理解還停留在概念層麵，難以將其應用於解決實際的隨機信號處理問題。