信号与系统实验教程 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

高平 著

图书标签:

• 信号与系统
• 实验
• 教程
• 电子工程
• 通信工程
• 控制工程
• MATLAB
• Simulink
• 电路分析
• 高等教育
• 理工科

店铺： 广影图书专营店

出版社： 江苏大学出版社

ISBN：9787811307771

商品编码：29725417666

包装：平装

出版时间：2014-09-01

基本信息

书名：信号与系统实验教程

定价：30.00元

作者：高平

出版社：江苏大学出版社

出版日期：2014-09-01

ISBN：9787811307771

字数：

页码：232

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

---

内容提要

---

高平编写的《信号与系统实验教程》简要介绍了信号与系统实验必要的理论知识和基本原理，对信号与系统、数字信号处理中典型的分析和设计方法进行了说明，提供了信号与系统、数字信号处理的实验内容、步骤和要求，并针对每个实验涉及的理论知识，给出思考题。

目录

---

作者介绍

---

文摘

---

序言

---

《信号与系统实验教程》—— 探索工程之基石，洞悉信息之脉络 在现代工程技术飞速发展的浪潮中，信号与系统作为信息科学的核心基石，其重要性不言而喻。从通信、控制到图像处理、生物医学工程，无不与信号的产生、传输、处理息息相关，而系统则是这一切发生的载体和规律。理解和掌握信号与系统的理论原理，并能将其应用于实际的工程问题，是每一位志在信息技术领域的工程师必备的素质。《信号与系统实验教程》正是为满足这一需求而精心编撰的。 本书旨在为读者提供一个严谨而富于实践的平台，通过系统性的实验，深入理解信号与系统理论的精髓。我们不满足于枯燥的数学公式和抽象的概念，而是力求通过动手操作，将理论与实际紧密结合，让读者在模拟与仿真的世界中，亲身感受信号的变换、系统的响应，从而建立起直观而深刻的认识。 内容深度与广度： 本书的实验内容涵盖了信号与系统领域的经典主题，力求全面而深入。 基本信号的生成与分析： 实验伊始，我们将引导读者从最基础的信号入手，包括单位冲分信号、单位阶跃信号、指数信号、正弦信号等。通过编程或使用信号发生器，学习如何精确生成这些信号，并运用傅里叶级数和傅里叶变换等工具，剖析其频谱特性，理解信号的频率域表示。这部分实验将帮助读者建立对信号构成要素的初步认知，为后续更复杂的分析打下坚实基础。 线性时不变（LTI）系统的特性分析： LTI系统是信号与系统理论中最 fundamental 的模型。本书将通过一系列实验，深入探讨LTI系统的核心特性：叠加性、时不变性、因果性、稳定性。读者将学习如何通过冲击响应（Impulse Response）来完全表征一个LTI系统，并掌握卷积（Convolution）这一核心运算，理解输入信号如何通过系统产生输出信号。通过仿真不同类型的LTI系统，如滤波器、延迟器等，观察其对不同信号的响应，从而深刻理解系统的“行为模式”。 时域与频域的转换与联系： 时域和频域是描述信号与系统的两种重要视角。本书将重点展开时域和频域之间的转换关系，包括傅里叶变换、拉普拉斯变换、Z变换等。读者将通过实验，学习如何从时域信号的波形分析其频域特性，反之亦然。特别地，我们将深入研究傅里叶变换在信号分析中的巨大威力，例如通过观察信号的频谱图，识别信号中的主要频率成分、噪声等。拉普拉斯变换和Z变换的实验将帮助读者理解连续时间系统和离散时间系统在分析上的普适性和优势，尤其是在系统稳定性分析和系统设计中的应用。 抽样定理与离散时间信号处理： 随着数字技术的发展，离散时间信号处理已成为现代信息处理的核心。本书将详细阐述抽样定理（Sampling Theorem），解释连续时间信号如何被离散化而不会丢失信息。实验将通过不同抽样频率下的信号重构，直观验证抽样定理的正确性，并探讨过抽样（Oversampling）和欠抽样（Undersampling）的后果。在此基础上，我们将引入离散傅里叶变换（DFT）和快速傅里叶变换（FFT），学习如何高效地分析离散时间信号的频谱，并进行数字滤波等信号处理操作。 滤波器设计与应用： 滤波器在信号处理中扮演着至关重要的角色，它们能够选择性地通过或阻止某些频率的信号。本书将涵盖不同类型的滤波器，包括低通、高通、带通、带阻滤波器，以及它们的实现方式。读者将学习如何根据实际需求，设计数字滤波器，例如巴特沃斯（Butterworth）、切比雪夫（Chebyshev）等滤波器。实验将涉及滤波器在噪声消除、信号增强、特征提取等实际应用场景中的演示，让读者体验滤波器在解决工程问题中的强大作用。 卷积的实践与应用： 卷积是信号与系统中最基本也是最强大的运算之一，它描述了LTI系统对输入信号的响应。本书将通过多种方式，让读者深入理解卷积的物理意义。从离散卷积的求和运算，到连续卷积的积分运算，我们将提供直观的图形化演示和编程实现。读者将通过实验，理解卷积在系统响应分析、线性系统建模等方面的应用，例如，模拟一个机械臂的运动响应，或者分析一个音频信号经过房间混响后的效果。 系统辨识与建模： 在实际工程中，我们常常面临“黑箱”系统，其内部结构未知，但可以通过观测输入输出信号来推断其特性。本书将介绍系统辨识的基本概念和常用方法。读者将通过实验，学习如何利用输入输出数据，估计系统的冲激响应或传递函数，从而建立起系统的模型，并预测其在不同输入下的行为。这对于理解和控制未知系统具有重要的意义。 实验方法与工具： 为了确保实验的有效性和趣味性，本书采用了灵活多样的实验方法和强大的工具支持。 仿真软件的应用： 我们将广泛使用业界主流的仿真软件，如MATLAB/Simulink。这些软件提供了强大的信号处理库、可视化工具和模块化设计环境，能够极大地降低实验门槛，提高实验效率。读者将学会如何利用这些工具，快速搭建仿真模型，实现复杂的信号处理算法。 编程实现： 鼓励读者使用Python等编程语言，结合NumPy、SciPy、Matplotlib等科学计算库，独立实现信号与系统的各种算法。通过编程，读者不仅能加深对算法原理的理解，还能培养解决实际问题的编程能力。 理论推导与验证： 每一个实验项目都将与相关的理论知识紧密结合。在进行仿真或编程之前，我们会引导读者进行必要的理论推导，预测实验结果，然后在实验完成后，将实际结果与理论预期进行对比分析，从而加深对理论的理解和掌握。 数据分析与可视化： 充分利用仿真软件和编程语言的强大数据分析和可视化能力，将抽象的信号和系统特性以直观的图形形式呈现。例如，绘制时域波形、频谱图、系统零极点图、根轨迹图等，帮助读者更清晰地认识信号与系统的内在规律。 培养能力与目标： 通过本教程的学习，读者将能够： 1. 扎实掌握信号与系统的基本理论： 深入理解信号的表示、变换，系统的建模、分析方法，以及时域与频域的相互联系。 2. 熟练运用仿真工具进行工程分析： 能够使用MATLAB/Simulink等工具，设计、仿真和分析各种信号与系统问题。 3. 具备独立的编程实现能力： 能够利用Python等语言，实现信号处理算法，解决实际工程问题。 4. 建立严谨的科学思维： 能够将理论分析与实验验证相结合，形成解决工程问题的科学方法。 5. 培养创新意识和工程实践能力： 能够将所学知识应用于更广泛的工程领域，解决现实世界中的挑战。 适用对象： 本书适合于高等院校的电子信息工程、通信工程、自动化、计算机科学与技术等相关专业的本科生、研究生，以及从事信号处理、通信系统、控制系统等相关领域的工程技术人员。对于希望系统学习信号与系统理论，并将其应用于实践的读者，本书都将是一个理想的选择。 结语： 信号与系统是信息时代的语言，是连接理论与应用的桥梁。掌握了信号与系统的奥秘，就如同拥有了一把开启现代工程技术宝库的金钥匙。《信号与系统实验教程》将陪伴您一同踏上这段精彩的探索之旅，在实践中领悟理论的魅力，在创新中锻造工程的智慧。让我们一起，通过动手实践，深刻理解信号与系统的世界！

评分☆☆☆☆☆

这本书的整体逻辑推进，给我留下了一种“厚重而扎实”的印象。它没有过分强调计算机仿真或者最新的数字信号处理技术，而是将重心牢牢地放在了连续和离散系统分析的理论基石之上，这对于打牢基础至关重要。我体会到，很多先进的算法和技术，追根溯源都是建立在这些基础的线性时不变系统理论之上的。书中对系统的时域分析（如冲激响应和卷积和）的详尽阐述，为后续的学习铺平了道路。特别是对状态空间分析法的引入，虽然篇幅相对较少，但作为一种与经典分析方法并行的视角，它展示了系统建模的另一种强大的工具，预示着更广阔的控制理论领域。总体而言，这本书更像是一本“工具箱”而不是一本“食谱”，它提供的不是现成的答案，而是解决未来任何相关问题的强大理论框架和分析工具。对于任何想深入理解信号处理和系统理论底层逻辑的读者来说，这本书的价值是毋庸置疑的。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计得十分朴素，那种经典的理工科教材的风格，没有花哨的色彩或复杂的插图，只是简单地排版着书名和作者信息。拿到手里的时候，感觉纸张的质感还不错，厚度适中，不像有些教材那种过于轻薄的感觉，让人觉得它确实是一本经过时间沉淀的专业书籍。我最初翻开它的时候，是带着一种略微的忐忑去看的，毕竟“信号与系统”这个领域本身就充满了抽象的数学概念，我担心内容会过于晦涩难懂。然而，第一章的导论部分，作者似乎非常懂得读者的心理，用一种平易近人的方式介绍了这门学科的历史背景和重要性，没有一上来就陷入公式的海洋，而是先构建了一个宏观的理解框架。那种感觉就像是有一位经验丰富的导师，在带你进入一个全新的世界，先指明方向，再循序渐进地引导你深入细节。特别是它在引言中对傅里叶变换和拉普拉斯变换的定位，没有把它仅仅当作工具，而是阐述了它们在信号处理中的哲学意义，这一点非常打动我。这本书的结构安排，显示出编者对教学规律的深刻理解，从基础的离散时间信号和系统开始，稳扎稳打地向连续时间系统过渡，每一步的衔接都显得非常自然和有逻辑性，读起来不会有那种知识点跳跃的突兀感。

评分☆☆☆☆☆

这本书的习题部分，简直是理工科学习者的福音，但同时也带着一丝“考验”的意味。它的题型分布非常全面，覆盖了从基础概念的简单检验，到需要综合运用多个定理进行复杂分析的长篇计算题。我特别喜欢它对“设计”类问题的设置。很多教材的习题都是让你“求输出”或“求传递函数”，而这本书中加入了一些实际工程背景的简化模型，要求读者去设计一个满足特定频率响应要求的滤波器，或者分析一个给定信号经过特定系统后的行为。这种从理论到实践的桥梁设计，极大地激发了我解决实际问题的兴趣。而且，书后附带的答案解析，虽然没有给出每一步的详细过程，但关键的结论和分析的思路是清晰的，这使得自学过程中的卡壳问题能够得到及时的疏导，又不至于让学生完全失去独立思考的空间。我感觉，如果能把习题全部吃透，那么对信号与系统这门课的理解深度，绝对可以迈上一个台阶。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版风格，说实话，有点让人怀念起上世纪末的教科书设计，字体选择偏向于传统衬线体，间距和行距的处理得比较紧凑，这使得单位页码能承载更多的信息量。我注意到它在公式推导这一块的处理非常细致，每一个变量的引入、每一步代换，都有清晰的数学逻辑支撑，不像有些教材为了追求简洁而省略了关键的中间步骤，让人在跟着推导时经常需要自己脑补一些基础代数运算。更值得称赞的是，它对图示的运用把握得恰到好处。在介绍卷积、频谱分析这些概念时，那些黑白线条勾勒出的波形图和频谱图，虽然没有彩色辅助，但其准确性和清晰度完全足够帮助理解。我记得在讲解Z变换的收敛域时，书里画出的那个圆环图，简单却精确地勾勒出了不同极点配置对系统稳定性的影响，让我这个在早期学习中对收敛域概念感到困惑的人，豁然开朗。它没有依赖复杂的视觉效果来“美化”内容，而是用最朴实的图表去支撑最核心的理论，这体现了一种对知识本身的敬畏，专注于知识的传达效率。

评分☆☆☆☆☆

阅读这本书的过程，给我一种在认真聆听一位老教授授课的体验。他的语调稳定、叙述沉稳，很少使用那些浮夸的、试图吸引眼球的语句，而是专注于构建一个严谨的知识体系。比如，在介绍离散时间傅里叶变换（DTFT）时，作者花了相当多的篇幅去解释为什么DTFT是周期性的，以及它与连续时间傅里叶变换（CTFT）之间的内在联系，这种对“为什么”的深挖，远超出了教科书应有广度的要求。这种深度探讨，使得我对傅里叶级数、DTFT和CTFT这三者之间的变换关系有了更深层次的认识，不再是简单地背诵公式，而是理解了它们在不同采样率和时间尺度下的数学映射关系。书中对那些容易混淆的概念，比如因果性、稳定性与可解性之间的辨析，也处理得十分到位，通过对比和反例来加深读者的记忆，这种细致入微的教学方法，对于初学者来说是极大的帮助。