信號分析與處理/普通高等教育電氣信息類規劃教材 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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吉培榮，李海軍，鄒紅波 編

圖書標籤:

• 信號處理
• 信號分析
• 電氣工程
• 信息類專業
• 高等教育
• 教材
• 通信工程
• 電子工程
• 數字信號處理
• 濾波理論

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111493266

版次：1

商品編碼：11661892

品牌：機工齣版

包裝：平裝

叢書名： 普通高等教育電氣信息類規劃教材

開本：16開

齣版時間：2015-03-01

用紙：膠版紙

頁數：252

字數：402000

正文語種：中文

編輯推薦

　　

　　《信號分析與處理/普通高等教育電氣信息類規劃教材》依據2010年12月發布的“信號分析與處理課程教學基本要求”編寫而成，主要介紹確定性信號的分析與處理方法，並簡單介紹瞭隨機信號分析和小波分析的內容。
　　《信號分析與處理/普通高等教育電氣信息類規劃教材》前1-7章內容可用於電氣類本科專業或一些非電類專業本科生“信號分析與處理”課程；全書1-9章內容可用於相關專業碩士研究生“信號處理”課程。
　　《信號分析與處理/普通高等教育電氣信息類規劃教材》每章末配有習題。書末附有習題參考答案，以備校核。

內容簡介

　　《信號分析與處理/普通高等教育電氣信息類規劃教材》是為電氣信息類專業或一些非電類專業編寫的教材，包括信號與係統的主要內容和數字信號處理的基本內容，並對隨機信號分析、小波分析做瞭初步介紹。全書共9章，分彆為：信號與係統的基本概念、連續時間信號的分析、離散時間信號的分析、連續時間綫性時不變係統的分析、離散時間綫性時不變係統的分析、離散傅裏葉變換、數字濾波器設計、隨機信號分析、小波分析，每章末有習題，書後有習題參考答案。《信號分析與處理/普通高等教育電氣信息類規劃教材》作為教學用書，前1-7章內容可用於電氣工程自動化、自動化、測控、儀錶等專業本科生信號分析與處理課程，全書1-9章內容可用於相關專業碩士研究生信號處理課程。《信號分析與處理/普通高等教育電氣信息類規劃教材》對相關專業工程技術人員也有一定參考價值。

內頁插圖

目錄

前言
第1章 信號與係統的基本概念
1.1 信號的定義與描述
1.1.1 信號的定義
1.1.2 信號的描述
1.2 信號的分類
1.2.1 確定性信號與隨機信號
1.2.2 連續時間信號與離散時間信號
1.2.3 周期信號與非周期信號
1.2.4 能量信號與功率信號
1.3 階躍信號與衝激（脈衝）信號
1.3.1 連續時間單位階躍信號與單位衝激信號
1.3.2 離散時間單位階躍序列與單位脈衝序列
1.4 信號的基本運算
1.4.1 連續時間信號的基本運算
1.4.2 離散時間信號的基本運算
1.5 係統的定義
1.6 係統的分類
1.6.1 綫性係統與非綫性係統
1.6.2 時變係統與時不變係統
1.6.3 因果係統與非因果係統
1.6.4 穩定係統與非穩定係統
1.7 綫性時不變係統的數學模型
1.7.1 連續時間綫性時不變係統的數學模型
1.7.2 離散時間綫性時不變係統的數學模型
1.8 信號分析與處理簡介
1.8.1 信號分析
1.8.2 信號處理
習題

第2章 連續時間信號的分析
2.1 周期信號的正交分解
2.1.1 信號的正交分解
2.1.2 周期信號的傅裏葉級數
2.1.3 周期信號的頻譜
2.1.4 周期信號的功率譜
2.2 非周期信號的傅裏葉變換
2.2.1 從傅裏葉級數到傅裏葉變換
2.2.2 典型非周期信號的傅裏葉變換
2.2.3 傅裏葉變換的性質
2.3 周期信號的傅裏葉變換
2.4 信號的拉普拉斯變換
2.4.1 拉普拉斯變換的定義
2.4.2 拉普拉斯反變換
習題

第3章 離散時間信號的分析
3.1 離散時間信號的生成
3.1.1 采樣定理
3.1.2 信號的內插恢復
3.1.3 實際采樣與理想采樣的差彆
3.1.4 離散時間信號的兩種錶示形式
3.2 離散時間信號的z域分析
3.2.1 z變換的定義
3.2.2 z變換的收斂域
3.2.3 常用序列的z變換
3.2.4 z變換的性質
3.2.5 z反變換
3.3 離散時間信號的傅裏葉分析
3.3.1 離散時間信號的z變換與傅裏葉變換的關係
3.3.2 離散時間傅裏葉變換（DTFT）
3.3.3 離散周期信號的傅裏葉級數
3.3.4 離散周期信號的傅裏葉變換
習題

第4章 連續時間綫性時不變係統的分析
4.1 連續時間綫性時不變係統的響應
4.1.1 連續時間綫性時不變係統的初始條件
4.1.2 連續時間綫性時不變係統的零輸入響應
4.1.3 連續時間綫性時不變係統的零狀態響應
4.1.4 連續時間綫性時不變係統的全響應
4.2 捲積積分
4.2.1 連續時間信號的時域分解
4.2.2 單位衝激響應
4.2.3 零狀態響應的捲積積分描述
4.2.4 捲積積分的計算與性質
4.3 連續時間綫性時不變係統的復頻域分析
4.3.1 拉普拉斯變換求解係統
4.3.2 係統函數
4.3.3 由係統函數的零極點分布確定時域特性
4.3.4 係統的因果性與穩定性
4.4 連續時間綫性時不變係統的頻域分析
4.4.1 係統的頻率特性
4.4.2 連續時間信號通過係統的頻域分析
4.4.4 無失真傳輸係統
4.4.4 理想模擬濾波器
4.5 復閤係統
4.5.1 係統的連接形式
4.5.2 復閤係統的係統函數
習題

第5章 離散時間綫性時不變係統的分析
5.1 離散時間綫性時不變係統的響應
5.1.1 離散時間綫性時不變係統的初始條件與響應的迭代求解
5.1.2 離散時間綫性時不變係統的零輸入響應
5.1.3 離散時間綫性時不變係統的零狀態響應
5.1.4 離散時間綫性時不變係統的全響應
5.2 捲積和
5.2.1 離散時間信號的時域分解
5.2.2 單位脈衝響應
5.2.3 零狀態響應的捲積和描述
5.2.4 捲積和的計算與性質
5.3 離散時間綫性時不變係統的z域分析
5.3.1 利用z變換求解差分方程
5.3.2 係統函數
5.3.3 由係統函數的零極點分布確定時域特性
5.3.4 係統的因果性與穩定性
5.4 離散時間綫性時不變係統的頻域分析
5.4.1 係統的頻率響應
5.4.2 離散時間信號通過係統的頻域分析
5.4.3 理想低通數字濾波器
習題

第6章 離散傅裏葉變換
6.1 離散傅裏葉變換（DFT）的定義及與DTFT和z變換的關係
6.1.1 DFT的定義
6.1.2 DFT與DTFT和z變換的關係
6.2 DFT的性質
6.3 利用DFT計算綫性捲積
6.3.1 兩個有限長序列的綫性捲積
6.3.2 有限長序列和無限長序列的綫性捲積
6.4 利用DFT分析信號的頻譜
6.4.1 混疊現象
6.4.2 頻譜泄漏
6.4.3 柵欄現象
6.4.4 利用DFT進行頻譜分析時的參數選擇
6.5 快速傅裏葉變換（FFT）
6.5.1 DFT的運算量分析
6.5.2 減少DFT運算量的基本思路
6.5.3 基2時間抽取FFT算法
6.5.4 基2頻率抽取FFT算法
6.5.5 實序列的DFT計算
6.6 電能質量分析簡介
習題

第7章 數字濾波器設計
7.1 數字濾波器的原理與類型
7.2 模擬濾波器的原理與類型
7.3 模擬濾波器設計
7.3.1 巴特沃斯模擬低通濾波器設計
7.3.2 切比雪夫模擬低通濾波器設計
7.3.3 橢圓模擬低通濾波器設計
7.3.4 利用原型模擬低通濾波器設計模擬低通、高通、帶通、帶阻濾波器
7.4 數字IIR濾波器設計
7.4.1 脈衝響應不變法設計數字IIR濾波器
7.4.2 雙綫性變換法設計數字IIR濾波器
7.5 數字FIR濾波器設計
7.5.1 綫性相位係統的定義及時域特性
7.5.2 窗函數法設計FIR數字濾波器
7.5.3 窗函數
7.5.4 頻率取樣法設計綫性相位FIR濾波器
7.6 數字濾波器結構
7.6.1 IIR數字濾波器結構
7.6.2 FIR數字濾波器結構
習題

第8章 隨機信號分析
8.1 引言
8.1.1 確定性信號和隨機信號
8.1.2 確定性過程和隨機過程
8.2 隨機信號基礎
8.2.1 隨機變量及其分類
8.2.2 隨機變量的分布律
8.2.3 隨機變量的數字特徵
8.3 隨機過程
8.3.1 隨機過程的定義
8.3.2 隨機過程的分類
8.3.3 隨機過程的統計描述
8.4 平穩隨機過程
8.4.1 嚴平穩隨機過程
8.4.2 寬平穩隨機過程
8.4.3 隨機過程各態曆經性
8.4.4 平穩隨機過程的自相關函數
8.4.5 平穩隨機過程的功率譜密度
8.5 高斯隨機過程
8.5.1 高斯隨機過程的定義
8.5.2 高斯隨機過程的性質
8.6 隨機信號分析在電力係統中的應用簡介
習題

第9章 小波分析
9.1 時頻分析與短時傅裏葉變換
9.1.1 時頻分析的概念
9.1.2 短時傅裏葉變換
9.2 連續小波變換
9.2.1 小波變換的發展
9.2.2 連續小波變換的定義
9.2.3 小波函數
9.2.4 小波變換的性質
9.3 離散小波變換
9.3.1 二進小波變換與濾波器
9.3.2 離散小波變換的定義
9.3.3 小波分解
9.3.4 小波重構
9.3.5 基於小波的信號處理
9.4 小波理論在電力係統中的應用簡介
9.4.1 小波理論在電力係統繼電保護中的應用
9.4.2 小波理論在電力係統諧波分析中的應用
9.4.3 小波理論在電力設備狀態監視中的應用
9.4.4 小波理論在電力係統短期負荷預測中的應用
習題
習題參考答案
參考文獻

前言/序言

《信號的奧秘：穿越信息洪流的指南》 在這個信息爆炸的時代，我們每天都被海量的數據所包圍。從您手中的智能手機發齣的微弱無綫電波，到天空中掠過的飛機留下的雷達信號，再到醫學影像中隱藏的生命跡象，這一切都離不開一個共同的語言——信號。信號，是信息傳遞的載體，是理解世界運行規律的關鍵。而《信號的奧秘：穿越信息洪流的指南》正是這樣一本為您揭開信號世界神秘麵紗的著作。它將帶領您深入探究信號的本質，理解它們是如何産生、如何傳播、又如何被解讀的，最終讓您能夠自如地駕馭信息，洞察其背後的深刻含義。 本書並非一本枯燥的技術手冊，而是一次引人入勝的探索之旅。我們將從最基礎的概念齣發，循序漸進地帶領您認識信號的各種形態。您將瞭解到，信號不僅僅是跳動的波形，它們可以是聲音、光、電、甚至是化學物質的濃度變化。我們會用生動形象的比喻和貼近生活的實例，讓您理解周期信號的規律性、非周期信號的瞬息萬變，以及隨機信號的不可預測性。本書將深入剖析不同類型的信號，包括但不限於： 連續時間信號與離散時間信號： 它們之間有什麼本質區彆？在實際應用中，我們為何常常需要將連續信號轉化為離散信號？本書將為您一一解答。您將理解，數字世界的崛起，離不開對連續現實信號的離散化處理。 周期信號與非周期信號： 周期信號如規律的樂麯，非周期信號則如短暫的嘆息。我們會探討它們的數學錶示方法，並解釋為何理解周期性對於信號分析至關重要，例如在音頻信號的頻譜分析中。 能量信號與功率信號： 區分這兩種信號類型，對於理解信號的傳輸和能量消耗具有實際意義。您將學習如何計算它們的能量和功率，並瞭解它們在通信係統和電源設計中的應用。 確定性信號與隨機信號： 確定性信號的未來軌跡可以精確預測，而隨機信號則充滿不確定性。我們將深入研究隨機信號的統計特性，以及它們在噪聲抑製、模式識彆等領域的應用。 在掌握瞭信號的基本類型後，本書將帶領您進入信號處理的核心領域。信號處理，就是對信號進行各種操作，以提取有用信息、去除噪聲、或者改變信號的特性。您將在這裏學到各種強大的分析工具和處理技術，它們是現代科技的基石： 傅裏葉變換： 這是信號分析的“瑞士軍刀”。本書將以直觀的方式解釋傅裏葉變換的原理，讓您理解如何將一個信號分解成不同頻率的正弦和餘弦波的疊加。您將看到，通過傅裏葉變換，我們可以揭示信號的頻率成分，就像把一首交響樂分解成各種樂器的聲音一樣。我們將探討傅裏葉級數和傅裏葉變換的不同應用場景，從音頻濾波到圖像壓縮。 拉普拉斯變換與Z變換： 作為傅裏葉變換的推廣，這兩種變換在分析連續時間係統和離散時間係統時尤為重要。您將學習它們如何幫助我們理解係統的動態特性，例如係統的穩定性、頻率響應等，這在控製係統設計和數字信號處理中至關重要。 捲積： 信號與係統之間的相互作用，往往通過捲積來描述。本書將深入淺齣地解釋捲積的含義，並展示它在係統響應、濾波器設計等方麵的強大應用。您將理解，捲積就像是係統對輸入信號的“記憶”和“影響”的綜閤體現。 濾波器設計： 濾波器是信號處理中不可或缺的工具，它們能夠選擇性地允許某些頻率的信號通過，同時阻止其他頻率的信號。本書將介紹各種常見的濾波器類型，如低通、高通、帶通和帶阻濾波器，並闡述它們的設計原理和應用。您將瞭解到，無論是去除音頻中的嘶嘶聲，還是從圖像中提取邊緣信息，濾波器都發揮著關鍵作用。 采樣與量化： 將連續的模擬信號轉化為計算機可以處理的數字信號，需要經過采樣和量化兩個過程。本書將詳細講解這兩個過程的原理，以及它們對信號保真度的影響。您將理解奈奎斯特采樣定理的重要性，以及量化誤差如何影響數字信號的質量。 相關與互相關： 這兩種工具可以幫助我們發現信號之間或信號自身中的相似性。我們將探討它們在信號檢測、同步、模式識彆等方麵的應用，例如在雷達係統中檢測目標，或是在音頻信號中尋找特定片段。 除瞭理論知識，本書還將大量引用實際應用案例，讓您親身感受信號分析與處理的魅力： 通信係統： 從手機通話到衛星通信，信號分析與處理是這一切得以實現的基礎。您將瞭解如何通過調製和解調技術，將信息編碼到載波信號中進行傳輸，以及如何通過信號檢測技術，從嘈雜的環境中恢復原始信息。 音頻信號處理： 您最熟悉的音樂、語音，都是信號。本書將解析音頻信號的頻譜特性，講解如何進行音頻壓縮（如MP3），如何進行語音識彆，以及如何實現各種音頻特效。 圖像與視頻處理： 構成您眼前圖像的像素點，也是一種信號。本書將揭示圖像的頻率域錶示，講解如何進行圖像增強、去噪、壓縮（如JPEG）以及特徵提取。 生物醫學工程： 心電圖（ECG）、腦電圖（EEG）等醫學信號的分析，在疾病診斷中起著至關重要的作用。您將瞭解如何利用信號處理技術，從這些復雜的生物信號中提取有用的診斷信息。 控製係統： 從汽車的自動駕駛到工業生産綫的自動化，控製係統的核心在於對係統狀態信號的監測和反饋。本書將講解如何利用信號分析來理解和設計穩定的控製係統。 雷達與聲納： 這些技術通過發射和接收信號來探測目標。您將瞭解到，信號的處理對於確定目標的距離、速度和方嚮至關重要。 《信號的奧秘：穿越信息洪流的指南》並非僅僅羅列枯燥的公式和定理，而是緻力於培養您對信號的直覺和理解能力。我們鼓勵您通過思考和實踐來掌握知識。書中穿插瞭大量的例題和思考題，旨在幫助您鞏固所學內容，並激發您獨立解決問題的能力。我們相信，通過本書的學習，您將不僅能夠理解信號的原理，更能運用這些知識去分析和解決實際問題，在信息技術日新月異的今天，成為一名更加敏銳和有能力的探索者。 無論您是電氣工程、電子信息、通信工程、自動化、計算機科學等相關專業的學生，還是對信號的世界充滿好奇的愛好者，本書都將是您開啓信號分析與處理之旅的理想夥伴。它將為您打下堅實的理論基礎，為您打開通往更廣闊技術領域的大門，讓您在信息洪流中，不再迷失，而是能夠精準地捕捉，深入地理解，並創造性地應用。現在，讓我們一同踏上這場充滿智慧的信號探索之旅吧！

評分☆☆☆☆☆

這本書的理論深度和廣度都相當可觀，但更重要的是它提供瞭一種非常實用的視角來看待信號分析與處理。它不僅僅是教科書式的理論堆砌，而是更側重於如何將這些理論應用於解決實際問題。例如，在講解隨機信號時，書中不僅僅介紹瞭平穩性、功率譜密度等概念，還探討瞭如何利用這些工具來分析和理解現實世界中的噪聲信號，以及如何設計相應的抗噪聲策略。這對於我們這些需要將理論知識轉化為實際應用的學生來說，是非常寶貴的。此外，書中對於離散時間信號處理的講解也相當到位，包括瞭捲積、相關等核心運算，以及如何利用FFT（快速傅裏葉變換）等高效算法進行計算。這些內容直接關係到我們在數字信號處理領域的實踐能力。書中還包含瞭一些關於係統辨識和狀態空間方法的介紹，雖然這些內容可能相對更高級一些，但作者的講解方式依然保持瞭清晰和易懂的特點，為我們進一步深入學習打下瞭堅實的基礎。總的來說，這是一本既有學術價值，又有工程指導意義的優秀教材。

評分☆☆☆☆☆

作為一名在相關領域摸爬滾打多年的工程師，偶爾翻閱這本教材，纔發現原來一些我工作中習以為常的信號處理方法，其背後有著如此嚴謹和係統的理論支撐。書中對連續時間和離散時間信號的區分、處理方式的異同，以及它們之間如何相互關聯，都解釋得非常透徹。特彆是在講到采樣定理的時候，書中的闡述讓我對“奈奎斯特定理”有瞭更深層次的理解，不僅僅是公式上的記憶，而是真正理解瞭為什麼需要以兩倍於最高頻率的采樣率來避免混疊，以及混疊現象對信號還原會造成怎樣的影響。此外，書中對於濾波器設計的部分，也給齣瞭非常詳盡的講解，從理想濾波器到實際濾波器的近似，再到各種類型的濾波器（低通、高通、帶通、帶阻）的特點和設計方法，都進行瞭深入的探討。我尤其欣賞的是書中關於濾波器性能指標的介紹，如通帶紋波、阻帶衰減等，這些都是在實際工程中非常重要的考量因素。通過閱讀這本書，我不僅鞏固瞭現有的知識，還學到瞭許多新的思路和方法，對提升我的工程實踐能力很有啓發。

評分☆☆☆☆☆

這本書簡直是給我打開瞭一個全新的世界！作為一名剛接觸信號處理領域的學生，我一直覺得這塊知識既重要又充滿挑戰。拿到這本書後，我立刻被它嚴謹而又不失趣味的講解風格吸引瞭。書中的概念引入非常自然，從最基本的信號類型講起，一步步深入到傅裏葉變換、拉普拉斯變換等核心概念。更讓我驚喜的是，書中不僅僅是羅列公式和定理，而是花瞭大量篇幅去解釋這些數學工具的物理意義和實際應用。例如，在講到傅裏葉級數的時候，書中不僅僅給齣瞭級數的展開形式，還用生動的例子說明瞭如何用它來分解周期信號，並模擬瞭不同諧波分量對信號波形的影響。這種“知其然，更知其所以然”的學習方式，讓我對信號處理的理解更加深刻，也更有信心去 tackling 那些復雜的工程問題瞭。那些一開始讓我望而生畏的數學公式，在作者的悉心引導下，似乎也變得親切起來。我特彆喜歡書中穿插的那些案例分析，它們讓我看到瞭信號分析在現實世界中的巨大價值，從音頻處理到圖像識彆，再到通信係統，仿佛一切都變得觸手可及。這本書確實是我的信號處理學習之旅中一個非常可靠的夥伴。

評分☆☆☆☆☆

這本書最打動我的地方在於它清晰的邏輯脈絡和由淺入深的講解方式。對於初學者而言，信號分析和處理往往是一個充滿挑戰的領域，各種數學公式和抽象概念很容易讓人望而卻步。然而，這本書的作者顯然深諳此道，他們用非常易於理解的語言，將復雜的理論知識層層剝開，展現在我們麵前。從信號的基本屬性，到各種變換的原理和應用，再到濾波器設計和係統分析，每一步都銜接得非常緊密。我尤其喜歡書中對傅裏葉變換的講解，它沒有一開始就拋齣復雜的積分公式，而是先從周期信號的分解入手，通過直觀的圖形演示，讓我們理解瞭頻域的概念。當後麵引入傅裏葉級數和傅裏葉變換時，就顯得水到渠成瞭。書中還穿插瞭大量的實例，比如如何利用傅裏葉變換分析音頻信號的頻譜，如何利用拉普拉斯變換分析係統穩定性，這些都極大地增強瞭我們對理論知識的直觀感受。這本書就像一位經驗豐富的老師，耐心地引導著我們一步步走近信號分析與處理的精髓，讓學習過程變得更加輕鬆和有趣。

評分☆☆☆☆☆

這本書的編排設計真的非常用心，給人的感覺就是為瞭讓讀者能夠輕鬆地掌握信號分析與處理這門學科而量身定製的。它從最基礎的信號定義和分類開始，循序漸進，難度麯綫設計得非常閤理，不會讓人感到突兀或者力不從心。我特彆欣賞的是它在介紹各種變換（如傅裏葉變換、Z變換）時，不僅僅停留在數學公式層麵，而是通過大量圖示和直觀的解釋，幫助我們理解這些變換的原理和作用。比如，在講解傅裏葉變換時，書中通過不同頻譜圖的展示，清晰地說明瞭不同頻率成分在信號中所占的比重，以及它們如何共同構成原始信號。這種“可視化”的學習方法，對於我這樣需要通過形象思維來理解抽象概念的學生來說，簡直是太有幫助瞭。而且，書中在講解完理論知識後，通常會附帶一些相關的習題和小的仿真項目，讓我們有機會去動手實踐，鞏固所學。這種理論與實踐相結閤的學習模式，極大地提升瞭我的學習效率和學習興趣。總而言之，這是一本在內容深度和學習體驗上都做得非常齣色的教材，絕對是值得推薦的。