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张维玺著 著

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出版社： 科学出版社

ISBN：9787030221292

商品编码：29596014623

包装：平装

出版时间：2008-09-01

基本信息

书名：信号与系统复习及习题

定价：26.00元

作者：张维玺著

出版社：科学出版社

出版日期：2008-09-01

ISBN：9787030221292

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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全书共十三章。**章是绪论；第二至六章集中讨论了连续时间信号的分解理论；第七至十章给出了连续时间系统传统的和近代的分析方法，其中第七至九章内容是与第三至六章内容相对应的。第十一至十三章讨论了离散时间信号的分析理论和离散时间系统的分析方法。其结构、体系与《信号与系统》一书基本一致。 本书选编习题的来源主要是历年教学中积累的习题、思考题和试题，以及近年来招考研究生的试题。其中既有概念题，又有证明题和运算题，也有实际应用题，力求体现“信号与系统”课程的主要内容和基本要求。在每章的开始都归纳了本章的重点，列出了本章的主要公式。每章习题给出详细的解题步骤，对结果进行必要的分析，力图阐明本章的重点和基本分析方法，并澄清某些易于出现的错误概念。为了培养学生综合解决问题的能力，还选编了部分难度较大、灵活性较强的综合习题。

内容提要

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本书是在《信号与系统》（张维玺编著）一书基础上编写的课外教材。全书共13章。章是绪论，介绍了信号与系统的一般概念和特性；第二至六章集中讨论了连续时间信号的分解理论，将传统的卷积积分、傅里叶变换、拉普拉斯变换统一归结为实现信号分解的数学工具；第七至十章给出了连续时间系统传统的和近代的分析方法，其中第七至九章内容是与第三至六章内容相对应的。第十一至十三章讨论了离散时间信号的分析理论和离散时间系统的分析方法。
本书可作为电气信息、通信、自动控制、信息工程、电子工程等专业的教材，也可供有关专业师生和工程技术人员使用，也可作为广大自学者学习“信号与系统”课程的辅导材料。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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《信号的探索：从概念到应用》 本书旨在带领读者深入理解信号的本质、特性及其在各个领域中的广泛应用。我们从最基础的概念出发，逐步构建起信号分析的理论框架，并着重介绍各种信号的数学描述、分类以及它们之间的相互关系。 第一部分：信号的基石 什么是信号？ 我们将信号定义为信息的一种载体，它能够随时间、空间或其他独立变量的变化而变化。通过丰富的实例，比如声音的波形、图像的像素值、温度随时间的变化，以及股票价格的波动，来直观地阐释信号的概念。我们将区分模拟信号和数字信号，介绍它们各自的特点、优缺点以及在不同场景下的适用性。 信号的分类与描述 周期信号与非周期信号： 深入探讨周期性信号的定义，例如正弦波、方波等，以及非周期信号的特点。我们将分析如何通过傅里叶级数来分解周期信号，揭示其频谱结构。 能量信号与功率信号： 区分能量信号和功率信号，解释它们在信号分析中的重要意义。通过引入能量和功率的计算公式，让读者掌握如何判断信号的类型。 连续时间信号与离散时间信号： 详细介绍连续时间信号（如声波）和离散时间信号（如数字音频采样）的区别。我们将探讨采样过程，以及离散时间信号如何表示连续时间信号的信息。 确定性信号与随机信号： 区分确定性信号（其未来行为可以精确预测）和随机信号（其未来行为具有不确定性，需要用概率统计方法描述）。我们将介绍随机信号的一些基本概念，如均值、方差和自相关函数。 信号的基本运算 加法、减法、乘法： 介绍信号之间的基本算术运算，以及它们在信号组合和处理中的应用。 尺度变换（伸缩与翻转）： 讲解如何对信号在时间或幅值上进行伸缩和翻转，以及这些操作对信号特性的影响。 移位： 解释信号在时间轴上的移动（延迟与超前），以及它在系统响应分析中的作用。 卷积： 重点讲解卷积运算，它是理解线性时不变（LTI）系统输入输出关系的核心。我们将通过图解和实例，清晰地展示卷积的计算过程和物理意义，例如它如何描述输入信号通过系统后产生的输出信号。 第二部分：系统分析的理论基石 什么是系统？ 我们将系统定义为对输入信号进行某种变换，产生输出信号的实体或过程。通过讲解，读者将理解系统可以是硬件设备（如滤波器、放大器），也可以是软件算法（如图像处理程序），甚至是自然现象（如天气变化）。 系统的基本性质 时不变性： 解释一个系统如果其特性不随时间变化，则称为时不变系统。我们将通过输入信号的时间移位，观察输出信号是否也发生相同的时间移位来判断系统的时不变性。 线性： 详细介绍线性系统的定义，即叠加原理（齐次性与可加性）。我们将通过实例说明，线性系统对于输入信号的线性组合，会产生相应于输出信号的线性组合。 因果性： 讲解因果系统是指系统的输出仅取决于当前和过去的输入，而不取决于未来的输入。这在许多实际应用中至关重要，例如控制系统和实时通信。 稳定性： 定义系统的稳定性，即当输入有界时，输出也必定有界。我们将介绍判断系统稳定性的几种方法。 线性时不变（LTI）系统 LTI系统是信号分析和系统理论中最重要的一类系统。我们将重点研究LTI系统的性质。 单位冲激响应（Impulse Response）： 深入讲解单位冲激响应 h(t)（或 h[n]）对于描述LTI系统的作用，它是LTI系统的“指纹”。任何输入信号与单位冲激响应的卷积，都将得到系统的输出信号。 卷积的计算与应用： 再次强调卷积在LTI系统分析中的核心地位，提供更复杂的卷积计算方法，并展示如何在实际问题中运用卷积来预测系统行为。 第三部分：信号的变换与分析工具 傅里叶分析 傅里叶分析是分析信号频率成分的强大工具。 傅里叶级数（Fourier Series）： 讲解如何用一组三角函数（正弦和余弦）或复指数函数来表示周期信号，并计算出每个频率分量的幅度和相位。我们将分析周期信号的频谱图。 傅里叶变换（Fourier Transform）： 将傅里叶级数推广到非周期信号，介绍傅里叶变换如何将信号从时域转换到频域，揭示信号的连续频谱。我们将详细讲解傅里叶变换的性质，例如线性、时移、频移、尺度变换、卷积性质等。 傅里叶变换的应用： 介绍傅里叶变换在滤波、频谱分析、通信系统调制解调等领域的广泛应用。 拉普拉斯变换（Laplace Transform） 拉普拉斯变换是傅里叶变换在更广泛范围内的推广，尤其适用于分析具有指数衰减或增长特性的信号和系统。 定义与收敛域： 介绍拉普拉斯变换的定义，并重点解释收敛域（ROC）的重要性，它决定了逆拉普拉斯变换的唯一性。 性质与应用： 讲解拉普拉斯变换的性质，如线性、时移、积分、微分等，以及如何利用拉普拉斯变换来求解常系数线性微分方程，分析LTI系统的零输入响应和零状态响应。 传递函数（Transfer Function）： 引入传递函数的概念，它是LTI系统在s域的描述，即输出的拉普拉斯变换与输入的拉普拉斯变换之比。我们将分析传递函数如何反映系统的动态特性，并用于稳定性分析。 Z变换（Z-Transform） Z变换是处理离散时间信号的强大工具，与拉普拉斯变换在连续时间系统中的作用类似。 定义与收敛域： 介绍Z变换的定义，并强调收敛域（ROC）在离散时间系统分析中的重要性。 性质与应用： 讲解Z变换的性质，以及如何利用Z变换来分析离散时间LTI系统，求解差分方程，并计算系统的单位脉冲响应。 离散时间系统的传递函数： 介绍离散时间系统的传递函数，它是输出Z变换与输入Z变换之比，用于分析系统的特性和稳定性。 第四部分：信号处理的实际应用 滤波（Filtering） 我们将介绍各种类型的滤波器（低通、高通、带通、带阻滤波器）及其在信号去噪、信号分离、增强特定频率成分等方面的作用。我们将探讨模拟滤波器和数字滤波器的设计原理与实现方法。 采样与重建（Sampling and Reconstruction） 详细阐述奈奎斯特采样定理，说明如何从离散信号中无失真地恢复原始连续信号。我们将分析采样过程中的混叠现象及其避免方法。 通信系统中的信号处理 介绍信号在通信系统中的传输，包括调制（Amplitude Modulation, Frequency Modulation, Phase Modulation）和解调的过程，以及它们如何实现信息的有效传输。 图像与音频信号处理 通过实例，展示信号处理技术在图像增强、去噪、压缩，以及音频信号的录制、处理、压缩等方面的应用。 控制系统中的信号分析 探讨信号与系统理论在设计稳定、高效的控制系统中的应用，例如如何通过分析系统的传递函数和稳定性来设计控制器。 本书特色： 理论与实践并重： 本书不仅深入讲解理论知识，还通过大量的实际例子和应用场景，帮助读者理解抽象概念的具体含义。 逻辑清晰，循序渐进： 内容组织严谨，从基础概念到高级理论，层层递进，适合不同程度的学习者。 强调数学工具的应用： 重点介绍傅里叶变换、拉普拉斯变换和Z变换等核心数学工具，并展示它们在解决实际问题中的强大能力。 丰富的例题与图示： 通过直观的图示和精心设计的例题，帮助读者理解复杂概念，巩固所学知识。 通过学习本书，读者将能够全面掌握信号的特性，深入理解系统的分析方法，并能够运用各种信号处理工具来解决工程和科学领域中的实际问题，为进一步的学习和研究奠定坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

我特别欣赏这本书在实用性方面所做的巨大努力。尽管它是一本理论性极强的专业书籍，但它并未忽视工程实践的价值。在讲解滤波器设计时，作者没有止步于理想低通滤波器的理论推导，而是详细讨论了巴特沃斯、切比雪夫等经典模拟滤波器在实际应用中的性能权衡和局限性。更让我惊喜的是，书中竟然包含了对数字信号处理（DSP）基础概念的初步介绍，例如有限脉冲响应（FIR）和无限脉冲响应（IIN）滤波器的基本结构。这表明编著者具有很强的时代视野，清楚地认识到当代工程师必须具备的知识结构。这些实践导向的内容，有效地弥合了纯理论学习与工程应用之间的鸿沟。每当学完一个章节的理论，紧接着就会出现一些“工程启示”的小结，这些总结往往会点明该理论在通信、图像处理或控制系统中的具体应用场景，极大地激发了我将所学知识付诸实践的渴望。

评分☆☆☆☆☆

作为一名刚刚接触这门学科的新手，我必须说，这本书的叙述方式简直是化繁为简的大师手笔。很多教科书在介绍Z变换或者卷积积分时，上来就是一堆抽象的数学定义，让人望而生畏。然而，这本书的作者似乎深谙“授人以渔”的道理，他们没有直接抛出冷冰冰的公式，而是通过一系列非常贴近现实生活的类比和生动的物理情境来引入概念。比如，在解释线性时不变系统的核心思想时，作者竟然拿装修房屋的场景来做比喻——输入是材料和人力，输出是最终的装修效果，系统特性就是施工规范。这种由浅入深的引导，让我能够迅速建立起对抽象概念的直观理解，而不是仅仅停留在符号操作的层面。此外，书中的插图绘制得极其精美，它们不仅仅是公式的图解，更是思想的具象化。那些时间域和频率域的对比图，颜色区分明显，坐标轴的标注清晰有力，让人一眼就能抓住核心的变换关系。这种注重“理解先行”的教学思路，对我后续的学习起到了至关重要的奠基作用，感觉学习过程充满了乐趣而非煎熬。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格是那种沉稳、内敛而又充满逻辑力量的学术写作范本。它没有花哨的辞藻，每一个句子都像是经过精密计算的编码，直接指向核心概念。阅读时，我能感受到一种智力上的挑战和满足感——你必须全神贯注，才能跟上作者严密的思维步伐。在处理一些容易引起歧义的术语时，编者总是采用最规范、最权威的表述，并且在首次出现时就给出了详尽的定义，确保了术语使用的统一性和准确性，这对于避免在后续学习中产生混淆至关重要。尤其是那些关于系统稳定性判据的论述，语句的转折和逻辑关系的推进极其流畅自然，几乎不需要在不同段落间来回翻阅以确认上下文的联系。这种高水准的文字组织能力，使得原本就抽象的学科变得相对易于把握。对于渴望训练自己严密逻辑思维的读者而言，光是学习这本书的表达方式，本身就是一种无价的收获。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计实在是让人眼前一亮，厚实的书皮拿在手里沉甸甸的，很有质感，让人感觉这就是一本经过精心打磨的专业教材。内页的纸张也选得非常好，光线反射柔和，长时间阅读也不会觉得眼睛特别疲劳。更值得称赞的是，排版布局堪称业界典范。字体大小适中，行距和段落间距处理得恰到好处，即使是面对那些复杂的数学公式和图表，也能清晰地分辨出每一个细节。尤其是那些涉及到傅里叶变换和拉普拉斯逆变换的推导过程，作者巧妙地运用了不同的字体粗细和缩进来区分不同的变量和操作符，这极大地降低了阅读的认知负荷。我尤其喜欢它在章节开头设置的“学习目标”和结尾的“知识点回顾”这两个模块，它们就像是导航灯塔，让我在浩瀚的理论海洋中始终能保持正确的方向感。封面上的那个抽象的波形设计，虽然简约，却精准地捕捉了“信号”与“系统”这种动态平衡的美感，放在书架上也是一道风景线。总体来说，从物理接触到视觉体验，这本书的整体制作水准，完全配得上其专业内容的分量。

评分☆☆☆☆☆

这本书在理论深度和广度上达到了一个非常令人信服的平衡点。对于那些希望深入研究的读者来说，它绝不仅仅是一本应试指南。在深入探讨状态空间分析和现代控制理论的交叉领域时，作者毫不吝啬地展示了其深厚的学术功底。我注意到书中对某些高级主题，比如李雅普诺夫稳定性判据的引入，处理得既严谨又富有洞察力，完全没有为了凑字数而堆砌复杂证明的痕迹。每个定理和推论的推导都逻辑链条清晰，每一步的数学操作都有充分的理论依据支撑，这对于习惯于严谨学术训练的读者来说，是莫大的福音。更难得的是，书中还穿插了一些对该领域历史发展脉络的简短回顾，这使得理论不再是孤立的知识点，而是人类智慧不断探索的成果。阅读这些部分，我仿佛能感受到那些先驱者们在面对复杂问题时所展现出的非凡智慧和坚韧。这本书的知识密度非常高，每一页都值得我反复咀嚼和揣摩，它提供的是一个坚实的知识框架，而非零散的碎片信息。