信号与系统（第3版）/普通高等教育“十一五”国家级规划教材·电子信息科学与工程类专业精品教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

段哲民 编

图书标签:

• 信号与系统
• 电路分析
• 电子信息
• 通信工程
• 控制工程
• 数学工具
• 高等教育
• 教材
• 电子工程
• 系统分析

出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121181740

版次：3

商品编码：11149172

包装：平装

开本：16开

出版时间：2012-09-01

页数：308

字数：576000

正文语种：中文

内容简介

《普通高等教育“十一五”国家级规划教材·电子信息科学与工程类专业精品教材：信号与系统（第3版）》根据教育部高等学校电子信息科学与电气信息类基础课程教学指导分委员会制定的“信号与系统课程教学基本要求”修订的。全书内容共9章：信号与系统的基本概念；连续系统时域分析；连续信号频域分析；连续系统频域分析；连续系统复频域分析；复频域系统函数与系统模拟；离散信号与系统时域分析；离散信号与系统Z域分析；状态变量法。
《普通高等教育“十一五”国家级规划教材·电子信息科学与工程类专业精品教材：信号与系统（第3版）》可作为普通高等学校电子信息科学与工程类专业、自动化专业、电气工程及其自动化专业、计算机科学与技术专业的本科生“信号与系统”课程的教材，也可供其他专业选用和工程技术人员参考。

目录

第1章 信号与系统的基本概念
1.1 信号的描述与分类
1.1.1 信号的描述
1.1.2 信号的分类
1.2 常用的连续时间信号及其时域特性
1.3 连续时间信号时域变换与运算
1.3.1 信号时域变换
1.3.2 时域运算
1.4 系统的定义与分类
1.4.1 系统的定义
1.4.2 系统的分类
1.5 线性时不变系统的性质
1.5.1 齐次性
1.5.2 叠加性
1.5.3 线性
1.5.4 时不变性
1.5.5 微分性
1.5.6 积分性
1.6 线性系统分析概论
习题1

第2章 连续系统时域分析
2.1 经典时域分析方法
2.1.1 系统的微分方程
2.1.2 微分方程的求解
2.2 微分方程的微分算子表示
2.3 零输入响应与零状态响应
2.3.1 零输入响应与零状态响应的求解
2.3.2 零输入响应的传输算子求解法
2.3.3 系统响应的线性特性分析
2.4 系统的冲激响应与阶跃响应
2.4.1 冲激响应与阶跃响应的定义
2.4.2 冲激响应的求解
2.4.3 阶跃响应的求解
2.5 卷积积分
2.5.1 卷积积分的定义
2.5.2 卷积积分上下限的讨论
2.5.3 卷积积分的图形解释
2.5.4 卷积积分的运算规律
2.5.5 卷积积分的主要性质
2.5.6 常用的卷积积分表
2.6 求系统零状态响应的卷积积分法
2.7 卷积积分的数值计算
习题2

第3章 连续信号频域分析
3.1 引言
3.2 LTI系统对复指数信号的响应
3.3 信号的完备正交函数集表示
3.3.1 正交矢量
3.3.2 正交函数与正交函数集
3.3.3 完备正交函数集
3.3.4 常见的完备正交函数集
3.4 连续时间周期信号的傅里叶级数表示
3.4.1 三角函数表示式
3.4.2 指数形式
3.4.3 傅里叶级数的收敛
3.4.4 周期信号的对称性与傅里叶系数的关系
3.4.5 傅里叶级数的性质
3.5 周期信号的频谱
3.5.1 周期信号的频谱
3.5.2 周期信号的有效频谱宽度
3.5.3 周期信号频谱与周期T的关系
3.5.4 周期信号的功率谱
3.6 非周期信号的频谱
3.6.1 非周期信号的频谱函数
3.6.2 傅里叶变换
3.6.3 傅里叶变换的存在条件
3.6.4 典型信号的频谱函数
3.7 傅里叶变换的基本性质
3.7.1 线性
3.7.2 对称性
3.7.3 折叠性
3.7.4 尺度变换性
3.7.5 时移性
3.7.6 频移性
3.7.7 时域微分性
3.7.8 频域微分性
3.7.9 时域积分性
3.7.1 0频域积分性
3.7.1 1时域卷积定理
3.7.1 2频域卷积定理
3.7.1 3帕塞瓦尔定理
3.7.1 4奇偶虚实性
3.8 周期信号的傅里叶变换
3.8.1 复指数信号的傅里叶变换
3.8.2 余弦、正弦信号的傅里叶变换
3.8.3 单位冲激序列δT（t）的傅里叶变换
3.8.4 一般周期信号的傅里叶变换
3.9 功率谱与能量谱
3.9.1 功率频谱
3.9.2 能量频谱
习题3

第4章 连续系统频域分析
4.1 引言
4.2 系统对非正弦周期信号的响应
4.2.1 基本信号ejωt��通过线性系统
4.2.2 正弦信号通过线性系统
4.3 系统对非周期信号的响应
4.4 频域系统函数
4.4.1 定义
4.4.2 H（jω）的物理意义
4.4.3 H（jω）的求法
4.4.4 系统频率特性
4.4.5 应用举例
4.5 信号传输失真及无失真传输条件
4.5.1 信号传输失真
4.5.2 信号无失真传输及其条件
4.5.3 群时延
4.5.4 信号失真的类型
4.6 理想低通滤波器及其响应
4.6.1 理想低通滤波器及其频率特性
4.6.2 理想低通滤波器的冲激响应
4.6.3 理想低通滤波器的阶跃响应
4.6.4 理想低通滤波器的矩形脉冲响应
4.6.5 系统的物理可实现性及佩利-维纳准则
4.7 抽样信号与抽样定理
4.7.1 限带信号和抽样信号
4.7.2 抽样信号fs（t）的频谱
4.7.3 时域抽样定理
4.7.4 频域抽样定理
4.8 调制与解调
4.8.1 调制
4.8.2 解调
4.8.3 调幅信号作用于线性系统
习题4

第5章 连续系统的复频域分析
5.1 拉普拉斯变换
5.1.1 从傅里叶变换到拉普拉斯变换
5.1.2 拉普拉斯变换存在的条件与收敛域
5.1.3 拉普拉斯变换的基本性质
5.1.4 拉普拉斯反变换
5.2 基尔霍夫定律与电路元件的复频域形式
5.2.1 基尔霍夫定律的复频域形式
5.2.2 电路元件伏安关系的复频域形式
5.2.3 复频域形式的欧姆定律
5.3 线性系统复频域分析法
5.4 拉普拉斯变换与傅里叶变换的关系
习题5

第6章 复频域系统函数与系统模拟
6.1 复频域系统函数及其零、极点图
6.1.1 复频域系统函数
6.1.2 零、极点图
6.2 系统函数的应用
6.2.1 求单位冲激响应h（t）
6.2.2 研究H（s）的零、极点分布对h（t）的影响
6.2.3 根据H（s）的极点分布判断系统的稳定性
6.2.4 根据H（s）可写出系统的微分方程
6.2.5 根据给定或求得的系统的初始值，从H（s）的极点求系统的零输入响应yx（t）
6.2.6 对给定的激励f（t）求系统的零
……

前言/序言

　　“信号与系统”课程是电子、通信、计算机、自动控制、信息处理等专业方向的重要技术基础课之一。它主要研究信号与系统分析的基本理论与方法，在教学计划中起着承前启后的作用。本课程以工程数学和电路分析为基础，同时又是后续的技术基础课和专业课的基础，是学生合理知识结构中的重要组成部分，在发展智力、培养能力和良好的非智力素质方面，均起着极为重要的作用。
　　为适应提高教学质量的需要，我们根据教育部高等学校电子信息科学与电气信息类基础课程教学指导分委员会制定的“信号与系统课程教学基本要求”编写，在总结多年教学实践的基础上，编写成本教材。编写中考虑了以下特点：
　　贯彻“打好基础，精选内容，逐步更新，利于教学”的原则，使本书能成为一本教师好教，学生好学，有一定深度、新度和广度的基本教材。
　　提高起点，处理好与高等数学、工程数学、电路分析基础等课程的分工、衔接与配合。对学生已学过的内容原则上不再重复，必要时只简要提及或直接引用其结论，并注重物理意义的阐述与工程应用。
　　重视教学法，循序渐进，遵循学生接受知识的规律。在教材体系上采用先信号后系统，先连续后离散，先时域后换域，先输入输出法后状态变量法，同时加强理论与实际的结合
　　。坚持传授知识、发展智力与培养能力相统一的教学原则，在内容组织、习题选取方面注重学生思维能力、分析解决问题能力的培养，培养良好的非智力素质、严谨的科学作风与治学态度。
　　在编写中，努力做到：物理语言描述与数学语言描述并重；信号分析与系统分析并重；输入输出法与状态变量法并重；时域分析法与变换域分析法并重；连续时间系统与离散时间系统并重；学理论、做习题与做实验并重。
　　本教材由段哲民、严家明、李辉、李宏、冯晓毅和范世贵等编写。其中段哲民提出编写提纲，编写了第1章，并完成全部教材的统稿；冯晓毅编写了第2章、第9章；李宏编写了第3章、第4章；李辉编写了第5章、第6章；严家明编写了第7章、第8章，范世贵参加了前言和部分章节内容的编写。此外，周巍、孙伟参加了部分习题选做工作。
　　本教材之所以列为“普通高等教育‘十一五’国家规划教材”，得益于由段哲民、范世贵之前编写的《信号与系统》，这部教材自出版以来深受读者的青睐，在十多年的教学实践中起到了重要作用。因此，特向参加这部教材编写的所有人员表示衷心感谢。
　　此外本教材的编写得到了西北工业大学电子信息学院的支持与指导；电子科学与技术系王淑敏教授、杨雨奇、朱岩、蒋雯、胡红旗、尹熙鹏等给予了热情帮助和支持。在此均深表感谢。
　　由于水平有限，不妥之处难免，敬请指导。

《信号与系统（第3版）/普通高等教育“十一五”国家级规划教材·电子信息科学与工程类专业精品教材》并非一本涵盖所有信号与系统知识的百科全书。正如大多数教材一样，它有其特定的侧重点、教学目标以及知识体系的构建方式。本书力求在有限的篇幅内，为电子信息科学与工程类专业的学生打下坚实的信号与系统理论基础，使其能够理解和分析各种信号的性质，并掌握系统分析与设计的基本方法。 本书的编写，旨在系统地介绍信号与系统的基本概念、分析工具和方法。它并非一本涵盖所有前沿研究领域或所有工程应用实例的专著，而是聚焦于那些构成信号与系统学科核心、并在后续专业课程学习中不可或缺的基础知识。其内容围绕着“信号”和“系统”这两个核心概念展开，并辅以大量的数学工具和分析方法。 首先，在“信号”部分，本书会详细阐述各种不同类型的信号。这包括但不限于连续时间信号与离散时间信号的划分，以及它们的各种基本性质，如周期性、偶对称性、奇对称性、能量和功率信号的区分等。为了深入理解信号的特性，本书会引入一些经典的信号模型，例如单位阶跃信号、单位冲激信号、指数信号、正弦信号以及矩形脉冲信号等。这些基本信号是构建更复杂信号的基础，也是理解信号变换和系统响应的出发点。读者将学习如何对这些信号进行数学描述，并理解它们在不同场景下的物理意义。 其次，关于“系统”的描述，本书将聚焦于系统的分类以及分析其输入输出关系的方法。系统被定义为能够对输入信号进行某种变换，从而产生输出信号的物理实体或数学模型。本书会重点介绍线性时不变（LTI）系统，这是信号与系统理论中最重要、也是应用最广泛的一类系统。LTI系统的几个关键性质——叠加性（线性）和移不变性（时不变性）——将得到深入的剖析，并展示这些性质如何极大地简化系统的分析。除了LTI系统，本书也会提及其他类型的系统，例如非线性系统和时变系统，但会侧重于LTI系统的分析框架。 在分析信号与系统的方法论上，本书会投入大量的篇幅介绍几种核心的数学工具。其中，卷积积分（对于连续时间系统）和卷积和（对于离散时间系统）是描述LTI系统输入输出关系的根本性方法。读者将学习如何计算卷积，并理解卷积在系统响应中的作用，即系统对输入信号的“记忆”和“累积”效应。本书会提供详细的推导过程和算例，帮助读者熟练掌握卷积的计算技巧。 除了时域分析，本书还会引入频率域分析的概念，这是理解信号与系统特性的另一重要维度。傅里叶级数和傅里叶变换是核心内容。傅里叶级数用于分析周期信号的频谱特性，将其分解为一系列不同频率的正弦分量的叠加。傅里叶变换则将这一概念推广到非周期信号，揭示信号在无穷频率范围内的频谱分布。通过傅里叶变换，可以直观地理解信号的频率成分，从而分析系统对不同频率信号的响应，例如滤波器的作用。本书会详细介绍傅里叶变换的性质、收敛条件以及各种常见信号的傅里叶变换对，并通过实例展示如何利用频率域分析来解决工程问题。 拉普拉斯变换及其在连续时间系统分析中的应用是本书的另一个重点。拉普拉斯变换提供了一种强大的工具，可以将微分方程形式的系统描述转化为代数方程形式，从而极大地简化了系统的分析和求解过程。本书将介绍单边和双边拉普拉斯变换，以及它们在求解LTI系统零输入响应和零状态响应中的作用。通过拉普拉斯变换，可以方便地进行系统的稳定性分析，以及求解系统的瞬态响应和稳态响应。 对于离散时间系统，Z变换是与之相对应的核心分析工具。Z变换能够将离散时间系统的时间域差分方程转化为代数方程，与拉普拉斯变换在连续时间系统中的作用类似。本书会详细阐述Z变换的定义、性质以及它在离散时间LTI系统分析、稳定性判断和系统设计中的应用。通过Z变换，可以方便地分析离散系统的频率响应，并设计数字滤波器。 除了上述核心内容，本书可能还会涉及一些其他重要的概念和技术，例如： 系统框图与信号流图： 用于直观地表示系统结构和信号流动，辅助理解系统的构成和分析。 状态空间分析： 一种更通用的系统描述和分析方法，特别适用于多输入多输出（MIMO）系统和复杂系统的分析。它将系统内部状态的变化作为核心，提供了一种更全面的系统视图。 采样定理： 解释了如何将连续时间信号转换为离散时间信号，这是数字信号处理的基础。本书将阐述奈奎斯特采样准则，并探讨过采样和欠采样的影响。 滤波器理论： 介绍不同类型的滤波器（低通、高通、带通、带阻）的原理和设计方法，以及它们在信号处理中的应用。 总体而言，《信号与系统（第3版）/普通高等教育“十一五”国家级规划教材·电子信息科学与工程类专业精品教材》旨在为读者建立一个扎实、系统、且逻辑清晰的信号与系统知识框架。本书的编写风格，通常会注重理论的严谨性，辅以清晰的数学推导和适度的工程背景介绍。它提供的是一套解决信号与系统问题的通用方法论，而非针对某一特定应用领域的深入探讨。因此，它更像是一本“工具箱”和“方法论手册”，教会学生如何去理解、分析和处理各种信号与系统问题，为他们未来在通信、控制、电子工程、计算机科学等相关领域的学习和研究打下坚实的基础。本书的重点在于“为什么”和“怎么做”，而非“在哪里用”或“具体有什么用”。它是一门课程的基石，而非一个工程项目的最终解决方案。

评分☆☆☆☆☆

第四段评价 在电子信息工程这个日新月异的领域，对基础理论的扎实掌握是应对新技术挑战的关键。最近，我一直在研读《信号与系统（第3版）》，我不得不说，这本书的编撰质量在同类教材中堪称优秀。它在内容的深度和广度上都达到了一个很高的水平，尤其是在对系统建模和分析方法论的探讨上，显得尤为出色。书中关于状态空间方法的介绍，让我对多输入多输出（MIMO）系统的理解上了一个台阶。与传统的输入-输出描述不同，状态空间方法能够更全面地描述系统的内部动态，这对于设计复杂的控制系统和通信系统具有重要的意义。书中对各种解法，如零输入响应和零状态响应的分解，以及它们如何叠加得到全响应，都进行了非常详尽的阐述。此外，书中对随机信号的引入，虽然不是全书的重点，但也为后续理解通信系统中的噪声干扰以及最优估计理论打下了初步基础。总体而言，这本书的体系结构严谨，逻辑链条完整，能够帮助读者从宏观到微观，系统地掌握信号与系统分析的精髓。

评分☆☆☆☆☆

第一段评价 我最近翻阅了一些关于数字信号处理的入门书籍，寻找一本能够清晰、系统地介绍基础概念的读物。在我的书架上，一本名为《信号与系统（第3版）》的教材引起了我的注意。虽然我还没深入研究其中每一个公式和定理，但初步浏览下来，我能感受到编著者在内容组织上的用心。开篇章节对信号的分类、描述以及基本运算的介绍，就显得格外直观，避免了上来就抛出大量抽象定义让读者望而却步。书中的插图和图示也相对丰富，这对于初学者理解一些空间上的概念，比如卷积的概念，非常有帮助。举个例子，书中对于冲激信号和单位阶跃信号的介绍，结合图示，让原本抽象的数学符号立刻变得有血有肉，容易理解它们在系统响应中的作用。而且，我注意到书中对一些经典信号的处理方法，如傅里叶变换的引入，也是循序渐进的，从时域分析过渡到频域分析，让读者能逐步建立起对信号变换的直观认识。这种由浅入深的讲解方式，对于我这样需要扎实打好基础的读者来说，无疑是一剂强心剂。我期待后续章节能继续保持这种严谨又不失趣味的风格，带领我深入探索信号与系统的奥秘。

评分☆☆☆☆☆

第二段评价 作为一个长期在通信领域摸爬滚打的工程师，我时常会回顾一些基础知识，以期能够更深刻地理解当前面临的技术挑战。最近，我重新拾起了《信号与系统（第3版）》，这本书在我看来，即便对于有一定经验的读者，也能提供宝贵的视角。我尤其欣赏书中对系统模型和性质的深入剖析。对于线性时不变（LTI）系统的描述，书中不仅给出了严格的数学定义，还通过大量的实例，比如RLC电路，来阐释其特性，如叠加性、时不变性、因果性和稳定性。这种理论联系实际的做法，让我能够更好地将书中的概念与我日常工作中遇到的滤波器、放大器等系统联系起来。此外，书中对系统稳定性条件的推导，虽然严谨，但并未过于晦涩，通过对特征方程根的分析，能够清晰地解释系统稳定与否的判据。我特别注意到书中关于离散时间系统和连续时间系统在处理上的异同，以及它们之间如何通过采样和恢复联系起来，这对于理解数字通信和数字信号处理中的采样定理等关键概念至关重要。整本书的逻辑清晰，从基本概念到复杂系统，环环相扣，为理解现代信号处理技术提供了坚实的地基。

评分☆☆☆☆☆

第三段评价 我是一名正在攻读硕士学位，主攻模式识别的学生，对我而言，理解信号在不同变换域下的表现形式以及它们如何被系统处理，是进行特征提取和分类的前提。在《信号与系统（第3版）》这本书中，我发现它对于傅里叶变换、拉普拉斯变换以及Z变换的讲解，可以说是既全面又深入。书中不仅详细介绍了这些变换的定义、性质以及计算方法，更重要的是，它强调了这些变换在分析信号和系统行为上的实际意义。例如，拉普拉斯变换如何帮助我们分析连续时间系统的稳定性，而Z变换则在离散时间系统的分析中扮演着同等重要的角色。书中提供的例题，覆盖了从简单函数的变换到复杂系统响应的求解，并且每一步的推导都清晰可见，这对于我这样的学生来说，是学习这些抽象数学工具的绝佳途径。我特别喜欢书中关于频域分析的部分，它直观地展示了信号的频率成分，这对于理解滤波器的作用，以及如何通过频率选择来去除噪声、提取有用信息，有着不可替代的作用。这本书为我理解更高级的信号处理技术，如谱分析和短时傅里叶变换，打下了坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

第五段评价 我是一名正在准备考研的学生，对于《信号与系统》这门核心课程，我选择了《信号与系统（第3版）》作为我的主要学习资料。这本书的优点真的很多，首先，它的语言风格非常适合初学者，清晰易懂，避免了不必要的术语堆砌。在讲解基本概念时，往往会先给出一个直观的类比，然后再引入数学定义，这种方式让抽象的概念变得生动起来。我尤其喜欢书中关于卷积的讲解，不仅仅是数学上的公式推导，更是通过图示和实际例子，让我深刻理解了“过去的输入对当前输出的影响”这一核心思想。此外，书中对傅里叶级数和傅里叶变换的介绍，节奏把握得很好，从周期信号到非周期信号，一步步引导读者理解频域分析的强大能力。书中提供的习题也很有代表性，涵盖了从概念理解到计算应用的各个方面，认真完成这些习题，无疑能极大地巩固所学知识。对于我这样的备考学生来说，这本书的详细讲解和丰富的例题，为我打下了坚实的理论基础，让我对这门课程充满了信心。