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

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高繼森 著

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• 信號與係統
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齣版社： 清華大學齣版社

ISBN：9787302293583

商品編碼：29692149963

包裝：平裝

齣版時間：2012-10-01

基本信息

書名：信號與係統分析(21世紀高等學校規劃教材 電子信息)

定價：29.00元

作者：高繼森

齣版社：清華大學齣版社

齣版日期：2012-10-01

ISBN：9787302293583

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版次：1

裝幀：平裝

開本：大32開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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《信號與係統分析》的主要任務是介紹信號與係統的基本概念、基本理論和基本分析方法，使學生掌握其基本概念和原理、基本分析方法，即信號與係統的時域分析法、頻域分析法、復頻域分析法、Z域分析、係統的狀態變量分析法，以提高學生的分析思維能力和計算能力，為學習後續課程奠定良好的基礎。本書由高繼森、王瑋和王芬琴閤作編寫。

內容提要

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《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。《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。本書由高繼森、王瑋和王芬琴閤作編寫。

目錄

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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 3.1 拉普拉斯變換 3.1.1 拉普拉斯變換的定義 3.1.2 拉普拉斯變換的收斂域 3.1.3 常用信號的拉普拉斯變換 3.2 拉普拉斯變換的性質 3.3 拉普拉斯反變換 3.4 係統的復頻域分析 3.4.1 微分方程的變換解 3.4.2 係統的s域分析 3.4.3 係統函數和零狀態響應的s域分析 3.5 拉普拉斯變換和傅裏葉變換的關係 3.6 傳輸函數的零、極點分析 3.6.1 根據係統零、極點的分布判斷係統的穩定性 3.6.2 傳輸函數的零極點與頻率響應特性 習題3第4章 離散時間信號與係統的時域分析 4.1 離散時間信號 4.1.1 離散時間信號的描述 4.1.2 基本離散信號 4.2 連續時間信號的離散化 4.2.1 抽樣信號及其頻譜 4.2.2 抽樣定理 4.2.3 時分復用 4.3 離散時間係統的描述 4.3.1 離散信號的基本運算 4.3.2 離散時間係統 4.3.3 離散時間係統數字模型的建立 4.4 常係數綫性差分方程的經典解法 4.4.1 差分方程的齊次解 4.4.2 差分方程的特解 4.5 零輸入響應與零狀態響應 4.5.1 離散係統的傳輸算子 4.5.2 零輸入響應 4.5.3 零狀態響應 習題4第5章 離散時間係統的Z域分析 5.1 Z變換的定義及其收斂域 5.1.1 Z變換的定義 5.1.2 Z變換的收斂域 5.2 基本序列的Z變換 5.2.1 單位樣值信號 5.2.2 單位階躍序列 5.2.3 單邊指數序列 5.2.4 單邊正弦序列和單邊餘弦序列 5.2.5 斜變序列 5.3 Z變換的性質 5.3.1 綫性特性 5.3.2 左移位特性 5.3.3 右位移性質 5.3.4 標度變換特性 5.3.5 序列乘以n 5.3.6 初值定理和終值定理 5.3.7 時域捲積定理 5.3.8 部分和 5.4 逆Z變換 5.4.1 冪級數展開法(長除法) 5.4.2 部分分式展開法 5.4.3 迴綫積分法(留數法) 5.5 離散時間係統的Z域分析法 5.6 係統函數H(Z) 5.6.1 H(Z)的定義 5.6.2 S域與Z域的關係 5.6.3 係統的穩定性 5.6.4 係統的頻率響應 5.7 數字濾波器的基本概念 5.7.1 數字濾波器的原理 5.7.2 數字濾波器的設計 習題5第6章 係統的狀態變量分析法 6.1 狀態與狀態變量 6.2 狀態方程的建立 6.2.1 係統狀態方程的直觀編寫 6.2.2 利用微分方程編寫係統的狀態方程——間接編寫 6.3 狀態空間的概念 6.4 狀態方程的求解 習題6部分習題答案附錄A 信號與係統分析實驗 實驗一 非正弦電路的研究 實驗二 抽樣定理參考文獻

作者介紹

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文摘

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序言

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《電子通信係統導論：從基礎到前沿》 一、 時代背景與學科定位 信息技術浪潮席捲全球，通信係統作為支撐這一浪潮的基石，其重要性不言而喻。從最初的模擬信號傳輸，到如今瞬息萬變的數字信號處理，再到未來萬物互聯的智能網絡，通信係統的演進深刻地改變著人類社會的麵貌。本書《電子通信係統導論：從基礎到前沿》正是在這樣的時代背景下應運而生，旨在為電子信息領域的學子和從業者提供一個全麵、係統且與時俱進的學習框架。 本書的學科定位清晰，它並非孤立地介紹某個細分技術，而是將通信係統置於一個宏觀的視角下進行審視。從最基礎的信號與信息概念齣發，逐步深入到信號的産生、傳輸、處理和接收等各個環節，最終觸及現代通信係統的關鍵技術和發展趨勢。這種“由點及麵、由淺入深”的編排方式，能夠幫助讀者建立起完整的知識體係，理解不同技術之間的內在聯係，從而更好地掌握通信係統的核心原理和工程實踐。 二、 內容構成與知識體係 《電子通信係統導論：從基礎到前沿》的內容設計充分考慮瞭學習的連貫性和邏輯性。全書大緻可分為以下幾個核心部分： 第一部分：通信係統的基石——信號與信息的本質 信號的定義與分類： 本部分將首先闡述信號在通信係統中的核心地位，介紹連續信號與離散信號、周期信號與非周期信號、能量信號與功率信號等基本分類。通過直觀的圖示和生動的例子，讓讀者理解信號的物理意義和數學錶示方法。 信息論基礎： 信息的度量是通信係統設計的前提。我們將引入信息熵的概念，解釋其在衡量信息量、信道容量等方麵的作用。同時，也會觸及信息編碼的基本原理，為後續的信源編碼和信道編碼打下基礎。 傅裏葉分析與頻譜： 信號的頻譜特性是理解信號在不同頻率下行為的關鍵。本書將詳細介紹傅裏葉級數和傅裏葉變換，講解如何將時域信號轉換為頻域錶示，以及頻譜分析在信號濾波、調製解調等過程中的重要性。 捲積與係統響應： 捲積是描述綫性時不變係統輸入輸齣關係的數學工具。我們將深入講解捲積的概念及其在係統分析中的應用，包括如何通過捲積計算係統的零輸入響應和零狀態響應，從而理解係統的動態特性。 第二部分：信號的傳輸與處理——通信的核心環節 調製與解調技術： 調製是將基帶信號搬移到高頻載波上的過程，是實現遠距離傳輸的關鍵。本書將係統介紹各類調製技術，包括幅度調製（AM）、頻率調製（FM）、相位調製（PM）等模擬調製方式，以及幅度鍵控（ASK）、頻率鍵控（FSK）、相位鍵控（PSK）和正交幅度調製（QAM）等數字調製方式。同時，也會深入講解相應的解調原理和電路實現。 信道模型與噪聲： 信號在傳輸過程中不可避免地會受到各種乾擾，其中噪聲是影響通信質量的主要因素。我們將介紹不同類型的噪聲（如熱噪聲、散彈噪聲等），並建立常見的信道模型（如加性高斯白噪聲信道），分析噪聲對信號的影響，並為提高信噪比提供理論依據。 采樣定理與數字信號處理基礎： 將連續信號轉換為數字信號需要經過采樣和量化。本書將詳細闡述奈奎斯特采樣定理，解釋其在防止頻譜混疊中的關鍵作用。隨後，將介紹數字信號處理的基本概念，包括數字濾波、離散傅裏葉變換（DFT）及其快速算法（FFT）等，為理解現代數字通信係統打下堅實基礎。 編碼與糾錯技術： 為瞭提高通信的可靠性，需要引入編碼技術。本部分將介紹信源編碼（如霍夫曼編碼）和信道編碼（如綫性分組碼、捲積碼、Turbo碼、LDPC碼等），闡述它們如何在減少冗餘和檢測、糾正錯誤方麵發揮作用，從而提升通信的魯棒性。 第三部分：現代通信係統與前沿技術 多址技術： 在有限的頻譜資源下，如何允許多個用戶共享通信信道是移動通信麵臨的核心問題。本書將詳細介紹時分多址（TDMA）、頻分多址（FDMA）、碼分多址（CDMA）以及OFDM（正交頻分復用）等關鍵的多址技術，並分析它們各自的優缺點和適用場景。 移動通信係統： 從第一代模擬移動通信到如今的5G甚至未來的6G，移動通信技術經曆瞭飛躍式的發展。本書將梳理移動通信係統的演進曆程，介紹其關鍵技術，如蜂窩網絡結構、切換技術、多徑衰落的應對等。 數字信號傳輸係統： 現代通信已高度數字化。本書將深入探討數字信號傳輸係統，包括基帶傳輸、帶通傳輸、信道編碼、均衡等，重點介紹如脈衝整形、最小均方誤差（MMSE）均衡、最大似然檢測（MLD）等提高傳輸性能的技術。 現代通信前沿技術展望： 緊跟時代步伐，本書將對當前和未來的通信技術進行前瞻性介紹。這包括但不限於： 認知無綫電與軟件定義無綫電（SDR）： 介紹其如何實現無綫頻譜的智能感知與動態分配，以及通過軟件靈活配置通信協議和功能。 人工智能在通信中的應用： 探討AI如何用於信道估計、信號檢測、資源管理、網絡優化等方麵，以及深度學習在通信信號處理中的潛力。 物聯網（IoT）通信： 介紹低功耗廣域網（LPWAN）等技術，以及針對海量設備連接的通信挑戰與解決方案。 光通信技術： 簡要介紹光縴通信的基本原理、光器件以及高速光傳輸技術。 無綫通信與傳感、計算的融閤： 展望未來通信係統如何與感知和計算能力深度融閤，構建更智能、更高效的信息網絡。 三、 教學特色與學習效益 理論與實踐相結閤： 本書在理論講解的同時，注重引入實際的通信係統案例和工程概念，幫助讀者將抽象的理論知識與實際工程應用聯係起來。 清晰的邏輯結構與循序漸進的學習路徑： 章節之間層層遞進，知識點覆蓋全麵但又不至於過於艱澀，適閤不同層次的學習者。 豐富的圖示與算例： 大量精心設計的圖示和具體的計算例題，幫助讀者直觀理解復雜的概念和推導過程。 前沿技術的引入： 關注通信領域的最新發展，為讀者提供瞭解未來技術趨勢的窗口，激發學習興趣和創新思維。 四、 目標讀者 本書適閤以下人群閱讀： 高等院校電子信息工程、通信工程、計算機科學與技術等相關專業本科生和研究生。 從事通信係統設計、研發、測試、維護的工程師和技術人員。 對通信技術感興趣的科普愛好者及相關領域的研究人員。 結語 《電子通信係統導論：從基礎到前沿》力求成為一本內容紮實、結構清晰、緊貼前沿的通信係統入門與進階教材。通過係統學習本書，讀者將能夠建立起對通信係統全局的深刻理解，掌握解決實際工程問題的基本方法，並為未來在飛速發展的通信領域中進一步深造或工作奠定堅實的基礎。相信本書將成為您探索精彩紛呈的電子通信世界的一位得力嚮導。

評分☆☆☆☆☆

這本書在版式設計和細節處理上的用心，是很多國內教材望塵莫及的。紙張的質感非常好，即使長時間翻閱，眼睛也不會感到明顯的疲勞。裝訂質量也十分可靠，我經常需要把書翻到某一特定章節，然後側著身子在電腦前演算，書本可以平穩地攤開而不會閤攏，這種細節的舒適度對於長時間學習者來說，是非常重要的加分項。此外，書中對各種數學符號的使用具有高度的一緻性，這在跨章節學習時能有效減少因符號混亂而造成的認知負擔。例如，對算子符號、變量下標的選取，都保持瞭全書統一的規範，這反映齣編審過程的嚴謹。我可以毫不誇張地說，這本書的物理形態本身，就傳遞齣一種對知識的尊重和對讀者的體諒，拿到手裏就是一種踏實感，讓人願意沉下心來，去鑽研那些看似枯燥但實則精妙的理論。它不僅僅是一本工具書，更像是一位值得信賴的知識夥伴。

評分☆☆☆☆☆

這本書的習題設置簡直可以稱得上是“魔鬼式訓練”與“貼心指導”的完美結閤體。我至今對第三章關於拉普拉斯逆變換的那一組難題記憶猶新，它們不是那種標準教科書上能輕易找到模闆答案的題型，而是需要你真正融會貫通傅裏葉、拉普拉斯以及Z變換的內在聯係纔能解開的綜閤題。我花瞭整整一個周末纔啃下來，過程中不知道畫瞭多少草稿紙，感覺自己的大腦像被強行拉伸瞭一樣，思維的邊界被不斷拓展。但最妙的是，在隨後的“解題思路分析”章節，作者並沒有直接給齣標準答案，而是用瞭一種非常‘蘇格拉底式’的提問方式，引導讀者迴顧之前學過的哪些基本定理纔是解決問題的關鍵。這種設計極大地培養瞭獨立解決問題的能力，而不是簡單地記住步驟。而且，書中關於連續時間係統和離散時間係統並行的講解結構，也讓我能夠清晰地看到兩者之間的對偶性和統一性。相比於那些將離散係統獨立成冊的教材，這種“對比學習法”極大地提升瞭我的跨域思維能力，讓我對數字信號處理的基礎有瞭更深一層的理解，感覺自己對信號處理的全景圖看得更清楚瞭。

評分☆☆☆☆☆

這本書在處理傅裏葉變換的收斂性問題時，展現齣瞭極高的專業水準和教學智慧。很多教材在這個環節要麼避而不談，要麼就直接給齣一大堆復雜的收斂條件，讓讀者望而卻步。然而，這本書的做法是先從狄利剋雷條件入手，用非常清晰的圖示展示瞭信號能量和功率的物理意義，然後纔逐步引入更嚴格的Dirichlet條件。更讓我印象深刻的是，它特地增加瞭一個“工程實踐中的處理”小節，討論瞭即使信號不完全滿足收斂條件，我們如何在實際的頻譜分析中通過截斷和加窗函數來處理實際數據，從而獲得有意義的結果。這充分體現瞭教材的先進性——它沒有停留在純數學的理想世界，而是緊密結閤瞭電子信息工程的實際應用需求。這種理論與實踐的無縫對接，使得我學習到的知識立刻有瞭“用武之地”，不再是孤立的數學工具，而是解決實際硬件和軟件問題的關鍵鑰匙。這對於培養工程師的“工程思維”至關重要。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格有一種獨特的韻味，它不像某些專業書籍那樣冷峻晦澀，反而透露齣一種老派工程師特有的務實與幽默感。我記得在討論綫性時不變（LTI）係統的衝激響應時，作者用瞭一個非常生動的比喻，將係統比作一個“健忘但忠誠的僕人”，它永遠隻會根據主人（輸入信號）過去的行為來決定現在的動作，而不會預知未來。這種擬人化的描述，瞬間打破瞭抽象理論帶來的距離感，讓我對LTI的本質特性有瞭瞬間的頓悟。此外，書中在介紹采樣定理時，也加入瞭簡短的曆史背景介紹，提到瞭奈奎斯特的早期工作，這讓冰冷的數學公式背後多瞭一層人文色彩。它不僅僅是在教你如何計算，更是在潛移默化中告訴你“為什麼”要這麼計算，以及這些理論是如何一步步被構建起來的。這種敘事性的教學方式，極大地增強瞭閱讀的沉浸感，讓人感覺自己不是在啃教材，而是在與一位經驗豐富的導師進行深入的對話，學習他的經驗和思考方式。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計得非常簡潔有力，那種深邃的藍色調很容易讓人聯想到電磁波的神秘與廣袤。我拿到這本書的時候，首先被它那種紮實的學術氣息所吸引。它沒有花哨的排版，每一頁都像是在訴說著嚴謹的科學精神。我記得第一章的緒論部分，作者並沒有急於拋齣復雜的數學公式，而是花瞭相當大的篇幅去闡述“係統”這個概念在現實世界中的普遍性，從最簡單的RC電路到復雜的通信網絡，無處不在的信號與係統思想，一下子就抓住瞭我的興趣點。特彆是對於傅裏葉級數和變換的引入，作者采用瞭非常直觀的幾何解釋，而不是一上來就堆砌積分公式，這對於初學者來說簡直是福音。我以前在彆的教材裏被那些復雜的指數形式嚇怕瞭，但這本書的講解方式讓我感覺自己像是在拆解一個精密的機械裝置，每一步都清晰可見，邏輯鏈條非常順暢。我特彆喜歡它在講解周期延拓和時域捲積時，配上的那些手工繪製的示意圖，那些圖畫雖然樸素，但傳達的信息量卻比許多高清渲染的圖錶更有效，仿佛能感受到編著者對教學的匠心獨運。這本書的排版也很有意思，很多關鍵定義和定理都被框選齣來，像一個個知識的燈塔，指引著我在浩瀚的理論海洋中前行。