“十三五”普通高等教育规划教材 信号与系统分析 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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杜保强 著

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• 数学工具
• 电路分析

出版社： 中国电力出版社

ISBN：9787512385061

版次：1

商品编码：12329998

包装：平装

开本：16开

出版时间：2018-03-01

用纸：胶版纸

页数：412

字数：631000

正文语种：中文

内容简介

本书全面介绍了信号与系统分析的基本理论与方法，共分13章。D1章是信号与系统概述，2~9章主要讲述确定性信号的时域分析、频域分析、复频域分析以及相应的处理方法，10~13章主要讲述随机信号的特征和性质、随机信号通过线性系统的分析方法、自适应滤波器以及功率谱估计等。

作者简介

杜保强，男，1973年11月出生，1996年毕业中国人民解放军信息工程学院电子工程专业，工学学士；2001年毕业于北京理工大学通信工程专业，工学硕士；2011年毕业于西安电子科技大学测试计量技术及仪器专业，工学博士；西安电子科技大学信息与通信工程以及计算机科学与技术双站博士后，中国电子学会量子电子学与光电子学会委员，郑州市青年科技专家，郑州轻工业学院二级特聘教授，硕士生导师，现为中国科学院上海光学精密机械研究所高级访问学者，主持国家自然科学基金和省部级项目6项，以NO一作者发表学术论文48篇，其中被SCI、EI检索25篇，授权发明专利5项，出版学术专著2部，在国际上率先建立了用于时频信号与信息处理的超高分辨率 “异频群相位量子化” 理论并提出了“群周期相位比对”新方法和“群量子相位”新概念，研究并发现了高分辨率相位处理和消除电路误差的“相位群同步”自然现象和“群相位量子化步进”自然规律，获省部级科技二等奖6项

信号与系统分析：理解现代通信与控制的基石 在这个信息爆炸、技术飞速发展的时代，我们无时无刻不被各种信号所包围。从手机通信、广播电视，到医学影像、自动化控制，再到天文观测、地震监测，信号无处不在，而分析这些信号、理解它们所承载的信息，则是现代科学技术发展的关键。本书——《信号与系统分析》，正是为你揭示这一奥秘的入门之钥，它将带领你深入探索信号的本质，理解系统的运作规律，为你构建起理解复杂工程技术问题的坚实理论基础。 为何要学习信号与系统分析？ 也许你会问，学习这门课程有什么实际意义？答案是，信号与系统分析是众多工程领域，特别是电子工程、通信工程、自动化控制、计算机科学，甚至包括生物医学工程、经济学等学科的基础。 通信领域： 你的手机如何能够跨越千山万水接收到清晰的语音和流畅的视频？这背后离不开对信号的调制、解调、滤波、编码等一系列分析与处理。信号与系统分析为你揭示了无线电波如何承载信息，以及如何从嘈杂的环境中提取出有用的信号。 控制领域： 自动驾驶汽车如何能够精准地识别障碍物并作出反应？工业机器人如何能够精确地执行复杂的操作？航空飞机的自动飞行系统如何能够保持稳定？这些都依赖于对传感器信号的分析和控制系统的设计。信号与系统分析是理解反馈机制、系统稳定性、时域与频域响应的关键。 信号处理领域： 从数字音频的降噪、图像的增强，到语音识别、人脸识别，再到医学诊断中的CT、MRI图像分析，无一不体现了信号处理的强大能力。信号与系统分析为你提供了分析和设计各种滤波器、变换算法的理论依据。 其他领域： 即使你未来的专业方向并非直接与电子工程相关，例如在经济学中分析股票市场的波动趋势，在环境科学中监测污染物的变化，在医学中分析心电图、脑电图，都需要运用信号分析的原理来提取数据中的规律和特征。 本书将带你领略哪些精彩内容？ 《信号与系统分析》并非仅仅罗列枯燥的公式，它更侧重于培养你的工程思维和解决问题的能力。本书将循序渐进地引导你掌握以下核心概念： 第一部分：信号的描述与运算 在深入分析系统之前，我们首先需要了解构成系统的“原材料”——信号。 信号的分类： 你将学习到如何区分连续时间信号与离散时间信号，周期信号与非周期信号，偶信号与奇信号，能量信号与功率信号。例如，我们日常生活中遇到的声音、温度变化等是连续时间信号，而计算机处理的数字数据则属于离散时间信号。理解这些基本分类是后续分析的基础。 基本信号： 我们将介绍一些工程中非常重要的基本信号，如单位冲激信号（delta函数）、单位阶跃信号（Heaviside函数）、指数信号、正弦信号等。这些基本信号如同构建复杂信号的“积木”，理解它们的性质，可以帮助我们理解更复杂的信号。例如，单位冲激信号在信号处理中扮演着至关重要的角色，它能揭示系统的“脉冲响应”，从而全面表征系统的特性。 信号的运算： 你将学习到信号的时域运算，包括移位、尺度变换（伸缩）、翻转、相加、相乘等。这些运算看似简单，却是在分析和处理信号时的基本操作。例如，对一个信号进行时间移位，就如同调整事件发生的时间点；对信号进行尺度变换，就可能是在改变信号的采样率或观察的时间尺度。 卷积： 卷积是信号与系统分析中最核心、最重要的运算之一。它描述了一个线性时不变系统对输入信号的响应。理解卷积，你就理解了系统如何“塑造”输入信号，将其转化为输出信号。我们将从时域卷积出发，深入理解其物理含义，以及如何通过它来分析系统的输出。 第二部分：系统的描述与特性 了解了信号，我们接下来要认识“处理”信号的“机器”——系统。 系统的定义： 系统可以是一个电子电路，也可以是一个软件算法，甚至是一个生物体。我们将从数学模型上对系统进行描述。 系统的分类： 你将学习如何对系统进行分类，例如，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。这些分类对于我们理解系统的行为至关重要。例如，线性系统具有叠加性，非线性系统则行为复杂得多；因果系统意味着系统的输出仅取决于当前的和过去的输入，这是大多数实际系统所具备的特性。 线性时不变（LTI）系统： LTI系统是信号与系统分析中最重要的一类系统，因为许多实际系统都可以近似地看作是LTI系统，并且其分析具有一套完善的理论工具。我们将重点研究LTI系统的特性。 系统的时域分析： 通过输入信号和系统的脉冲响应，我们可以通过卷积运算得到系统的输出。我们将学习如何利用脉冲响应来分析系统的输出特性，例如，系统的瞬态响应和稳态响应。 系统的频域分析： 许多信号和系统的行为在频率域上更容易理解和分析。例如，声音的“高低音”就是频率的不同体现。我们将引入傅里叶变换，它能够将信号从时域转换到频域，揭示信号的频率成分。通过傅里叶变换，我们可以更直观地理解系统的频率响应，即系统对不同频率信号的处理方式。例如，滤波器就是根据其频率响应来设计的，高通滤波器允许高频信号通过，而阻碍低频信号。 第三部分：傅里叶分析与拉普拉斯变换 傅里叶分析和拉普拉斯变换是打开信号与系统分析大门的“钥匙”，它们提供了强大的数学工具来研究信号和系统。 傅里叶级数： 对于周期信号，傅里叶级数可以将其分解为一系列不同频率的正弦和余弦信号的叠加。这有助于我们理解周期信号的频率构成。 傅里叶变换： 对于非周期信号，傅里叶变换则能够将其分解成无限个不同频率的正弦和余弦信号的叠加。我们将深入学习傅里叶变换的性质，以及如何利用它来分析信号的频谱。 傅里叶变换的应用： 傅里叶变换在信号滤波、频谱分析、通信调制解调等方面有着广泛的应用。例如，在音频处理中，我们可以通过傅里叶变换来识别和去除噪声。 拉普拉斯变换： 拉普拉斯变换是对傅里叶变换的推广，它能够处理更广泛的信号，特别是包含指数衰减或增长成分的信号。拉普拉斯变换在分析系统的稳定性、系统函数的概念引入等方面发挥着核心作用。 系统函数： 通过拉普拉斯变换，我们可以定义系统的“系统函数”（或传递函数），它是系统输入与输出在s域（复频率域）的比值。系统函数能够完全表征一个LTI系统，并且能够方便地分析系统的稳定性、频率响应等特性。 第四部分：Z变换与离散时间系统 随着数字技术的发展，离散时间信号和系统变得越来越重要。 Z变换： Z变换是离散时间信号的“拉普拉斯变换”，它能够将离散时间信号从时间域转换到复变量z域。 离散时间LTI系统： 我们将学习如何分析离散时间LTI系统，包括它们的冲激响应、系统函数等。 Z变换的应用： Z变换在数字信号处理、数字滤波器设计、数字控制系统分析等方面有着至关重要的作用。 本书的特色与优势 理论与实践相结合： 本书在讲解理论知识的同时，注重结合实际工程应用，通过算例和分析，帮助你理解抽象概念在现实世界中的体现。 循序渐进的教学设计： 内容编排由浅入深，逻辑清晰，确保你在学习过程中能够逐步掌握知识，建立起完整的知识体系。 丰富的习题和例题： 大量的例题和习题设计，能够帮助你巩固所学知识，检验学习效果，提升解决实际问题的能力。 强调工程思维： 本书不仅教授你“怎么做”，更引导你思考“为什么这么做”，培养你的工程直觉和分析能力，让你能够独立地分析和解决新的问题。 学习本书，你将获得什么？ 通过对《信号与系统分析》的学习，你将能够： 深刻理解信号的本质和特性， 能够对各种信号进行分类、描述和基本运算。 掌握分析和描述线性时不变系统的基本方法， 能够理解系统的时域和频域行为。 熟练运用傅里叶变换和拉普拉斯变换等数学工具， 解决复杂的信号与系统问题。 理解离散时间信号与系统的原理， 为进一步学习数字信号处理奠定基础。 培养严谨的工程思维和解决问题的能力， 为未来从事相关工程技术工作打下坚实的基础。 无论你未来的专业方向是通信、电子、自动化、控制，还是计算机科学，抑或是希望扩展知识边界，理解信号与系统的运行规律，都将为你打开一扇通往更广阔科学技术世界的大门。本书正是你探索这扇大门的得力助手。让我们一起，踏上这段精彩的信号与系统分析之旅吧！

评分☆☆☆☆☆

这本书在我的学习过程中扮演了一个非常重要的角色，它不仅仅是一本教材，更像是一个可靠的“地图”，指引我在信号与系统这个广阔的领域中探索。我曾经在学习过程中遇到很多困惑，比如在理解Z变换的收敛域时，总觉得不够直观。但是，《信号与系统分析》这本书用非常生动形象的比喻，比如“围栏”的概念，来解释收敛域是如何限制Z变换的，让我豁然开朗。而且，它还很注重理论联系实际，在每个章节的最后都会给出一些典型的工程应用案例，比如如何利用傅里叶变换分析音频信号的频谱，或者如何用Z变换设计数字滤波器。这些案例的引入，让我看到了信号与系统知识在现实生活中的巨大价值，也激励我更加深入地去学习和研究。总的来说，这本书的编排和内容都非常贴合高等教育的需求，对于想要扎实掌握信号与系统知识的学生来说，绝对是一本不可多得的好书。

评分☆☆☆☆☆

从实际的学习体验来说，《信号与系统分析》这本书给我最大的感受就是它的“系统性”和“全面性”。它不是零散地介绍知识点，而是将信号与系统的各个分支有机地联系起来，形成一个完整的知识体系。比如，在介绍拉普拉斯变换时，它会自然地回顾傅里叶变换，并且强调拉普拉斯变换在处理不稳定系统和瞬态响应上的优势。书中对离散时间信号与系统的处理方式也与连续时间信号与系统并行展开，这种对比分析的方式，让我更容易区分和掌握两者的异同。我特别欣赏书中关于传递函数和频率响应的讲解，它通过图示和曲线，直观地展示了系统对不同频率信号的反应，这对于理解滤波器的设计和分析至关重要。而且，书后的习题设计也相当巧妙，从概念理解到公式推导，再到实际应用，覆盖了教材中的主要内容，能够有效地检验我们的学习成果。

评分☆☆☆☆☆

读完《信号与系统分析》这本书，我最大的体会就是它的“深度”和“广度”。它没有为了追求“教材”的简便性而牺牲内容的严谨性，相反，在很多关键概念的推导和证明上，都做了详细的阐述，这对于我们理解信号与系统背后的数学原理非常有帮助。我尤其对书中关于采样定理的讲解印象深刻，它不仅给出了定理的数学证明，还深入分析了欠采样和过采样的后果，以及如何通过插值来恢复原始信号。另外，书中在介绍离散傅里叶变换（DFT）时，也花了相当的篇幅，解释了它与连续傅里叶变换的关系，以及如何在计算机上实现信号的频谱分析。这让我意识到，在数字时代，DFT的重要性不亚于连续傅里叶变换。整本书的内容逻辑清晰，由浅入深，循序渐进，从最基本的信号和系统概念，一直讲到高级的变换和分析方法，覆盖面非常广。即使是一些相对抽象的概念，在书中也得到了很好的解释，让我能够比较容易地理解和掌握。

评分☆☆☆☆☆

不得不说，《信号与系统分析》这本教材在概念的阐释上真是下足了功夫。我印象特别深刻的是关于“系统”的定义，它不是简单地给出一个函数关系，而是从输入、输出、特性等多个维度进行了详细的解读，并且通过大量的例子，比如RC电路、弹簧振子系统等，帮助我们理解不同类型的系统。尤其是在讲到线性时不变（LTI）系统时，教材花了相当大的篇幅来解释“线性”和“时不变”这两个性质为何如此重要，以及它们是如何简化系统分析的。书中对于卷积的讲解也格外细致，从数学定义到几何意义，再到用图形演示卷积过程，每一步都看得清清楚楚，这对于我这样初次接触卷积概念的学生来说，简直是福音。很多时候，我都能从教材的讲解中找到之前学习过程中的“盲点”，并且得到非常详尽的解答。它就像一位经验丰富的老师，耐心地为你拆解复杂的概念，让你一点点地建立起坚实的理解基础。

评分☆☆☆☆☆

这本《信号与系统分析》的教材，我当初选择它，很大程度上是被“十三五”普通高等教育规划教材这个标签吸引的。它似乎代表着一种权威性，一种经过国家层面严格审视和认可的品质保证。拿到书后，厚实的纸张，清晰的排版，还有那严谨的学术气息，都让我感觉物超所值。我特别喜欢其中关于傅里叶变换部分的阐述，它不像我之前看过的某些书那样，上来就堆砌一堆公式，而是循序渐进地引导读者理解其背后的物理意义和数学原理。从傅里叶级数到傅里叶变换，再到傅里叶变换的性质和应用，逻辑链条非常清晰，即使是像我这样在信号与系统领域不算特别精通的学生，也能体会到知识的层层递进。特别是它在介绍傅里叶变换的收敛性时，用了不少图示和类比，让我这个比较“形象思维”的学生能更快地抓住重点。而且，书中还给出了一些实际工程中的例子，比如滤波器的设计、通信系统的信号传输等，这让我觉得所学知识并非空中楼阁，而是有实际应用价值的，极大地激发了我学习的兴趣和动力。