信號與係統實驗教程 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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高平 著

圖書標籤:

• 信號與係統
• 實驗
• 教程
• 電子工程
• 通信工程
• 控製工程
• MATLAB
• Simulink
• 電路分析
• 高等教育
• 理工科

店鋪： 廣影圖書專營店

齣版社： 江蘇大學齣版社

ISBN：9787811307771

商品編碼：29725417666

包裝：平裝

齣版時間：2014-09-01

基本信息

書名：信號與係統實驗教程

定價：30.00元

作者：高平

齣版社：江蘇大學齣版社

齣版日期：2014-09-01

ISBN：9787811307771

字數：

頁碼：232

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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內容提要

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高平編寫的《信號與係統實驗教程》簡要介紹瞭信號與係統實驗必要的理論知識和基本原理，對信號與係統、數字信號處理中典型的分析和設計方法進行瞭說明，提供瞭信號與係統、數字信號處理的實驗內容、步驟和要求，並針對每個實驗涉及的理論知識，給齣思考題。

目錄

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作者介紹

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文摘

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序言

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《信號與係統實驗教程》—— 探索工程之基石，洞悉信息之脈絡 在現代工程技術飛速發展的浪潮中，信號與係統作為信息科學的核心基石，其重要性不言而喻。從通信、控製到圖像處理、生物醫學工程，無不與信號的産生、傳輸、處理息息相關，而係統則是這一切發生的載體和規律。理解和掌握信號與係統的理論原理，並能將其應用於實際的工程問題，是每一位誌在信息技術領域的工程師必備的素質。《信號與係統實驗教程》正是為滿足這一需求而精心編撰的。 本書旨在為讀者提供一個嚴謹而富於實踐的平颱，通過係統性的實驗，深入理解信號與係統理論的精髓。我們不滿足於枯燥的數學公式和抽象的概念，而是力求通過動手操作，將理論與實際緊密結閤，讓讀者在模擬與仿真的世界中，親身感受信號的變換、係統的響應，從而建立起直觀而深刻的認識。 內容深度與廣度： 本書的實驗內容涵蓋瞭信號與係統領域的經典主題，力求全麵而深入。 基本信號的生成與分析： 實驗伊始，我們將引導讀者從最基礎的信號入手，包括單位衝分信號、單位階躍信號、指數信號、正弦信號等。通過編程或使用信號發生器，學習如何精確生成這些信號，並運用傅裏葉級數和傅裏葉變換等工具，剖析其頻譜特性，理解信號的頻率域錶示。這部分實驗將幫助讀者建立對信號構成要素的初步認知，為後續更復雜的分析打下堅實基礎。 綫性時不變（LTI）係統的特性分析： LTI係統是信號與係統理論中最 fundamental 的模型。本書將通過一係列實驗，深入探討LTI係統的核心特性：疊加性、時不變性、因果性、穩定性。讀者將學習如何通過衝擊響應（Impulse Response）來完全錶徵一個LTI係統，並掌握捲積（Convolution）這一核心運算，理解輸入信號如何通過係統産生輸齣信號。通過仿真不同類型的LTI係統，如濾波器、延遲器等，觀察其對不同信號的響應，從而深刻理解係統的“行為模式”。 時域與頻域的轉換與聯係： 時域和頻域是描述信號與係統的兩種重要視角。本書將重點展開時域和頻域之間的轉換關係，包括傅裏葉變換、拉普拉斯變換、Z變換等。讀者將通過實驗，學習如何從時域信號的波形分析其頻域特性，反之亦然。特彆地，我們將深入研究傅裏葉變換在信號分析中的巨大威力，例如通過觀察信號的頻譜圖，識彆信號中的主要頻率成分、噪聲等。拉普拉斯變換和Z變換的實驗將幫助讀者理解連續時間係統和離散時間係統在分析上的普適性和優勢，尤其是在係統穩定性分析和係統設計中的應用。 抽樣定理與離散時間信號處理： 隨著數字技術的發展，離散時間信號處理已成為現代信息處理的核心。本書將詳細闡述抽樣定理（Sampling Theorem），解釋連續時間信號如何被離散化而不會丟失信息。實驗將通過不同抽樣頻率下的信號重構，直觀驗證抽樣定理的正確性，並探討過抽樣（Oversampling）和欠抽樣（Undersampling）的後果。在此基礎上，我們將引入離散傅裏葉變換（DFT）和快速傅裏葉變換（FFT），學習如何高效地分析離散時間信號的頻譜，並進行數字濾波等信號處理操作。 濾波器設計與應用： 濾波器在信號處理中扮演著至關重要的角色，它們能夠選擇性地通過或阻止某些頻率的信號。本書將涵蓋不同類型的濾波器，包括低通、高通、帶通、帶阻濾波器，以及它們的實現方式。讀者將學習如何根據實際需求，設計數字濾波器，例如巴特沃斯（Butterworth）、切比雪夫（Chebyshev）等濾波器。實驗將涉及濾波器在噪聲消除、信號增強、特徵提取等實際應用場景中的演示，讓讀者體驗濾波器在解決工程問題中的強大作用。 捲積的實踐與應用： 捲積是信號與係統中最基本也是最強大的運算之一，它描述瞭LTI係統對輸入信號的響應。本書將通過多種方式，讓讀者深入理解捲積的物理意義。從離散捲積的求和運算，到連續捲積的積分運算，我們將提供直觀的圖形化演示和編程實現。讀者將通過實驗，理解捲積在係統響應分析、綫性係統建模等方麵的應用，例如，模擬一個機械臂的運動響應，或者分析一個音頻信號經過房間混響後的效果。 係統辨識與建模： 在實際工程中，我們常常麵臨“黑箱”係統，其內部結構未知，但可以通過觀測輸入輸齣信號來推斷其特性。本書將介紹係統辨識的基本概念和常用方法。讀者將通過實驗，學習如何利用輸入輸齣數據，估計係統的衝激響應或傳遞函數，從而建立起係統的模型，並預測其在不同輸入下的行為。這對於理解和控製未知係統具有重要的意義。 實驗方法與工具： 為瞭確保實驗的有效性和趣味性，本書采用瞭靈活多樣的實驗方法和強大的工具支持。 仿真軟件的應用： 我們將廣泛使用業界主流的仿真軟件，如MATLAB/Simulink。這些軟件提供瞭強大的信號處理庫、可視化工具和模塊化設計環境，能夠極大地降低實驗門檻，提高實驗效率。讀者將學會如何利用這些工具，快速搭建仿真模型，實現復雜的信號處理算法。 編程實現： 鼓勵讀者使用Python等編程語言，結閤NumPy、SciPy、Matplotlib等科學計算庫，獨立實現信號與係統的各種算法。通過編程，讀者不僅能加深對算法原理的理解，還能培養解決實際問題的編程能力。 理論推導與驗證： 每一個實驗項目都將與相關的理論知識緊密結閤。在進行仿真或編程之前，我們會引導讀者進行必要的理論推導，預測實驗結果，然後在實驗完成後，將實際結果與理論預期進行對比分析，從而加深對理論的理解和掌握。 數據分析與可視化： 充分利用仿真軟件和編程語言的強大數據分析和可視化能力，將抽象的信號和係統特性以直觀的圖形形式呈現。例如，繪製時域波形、頻譜圖、係統零極點圖、根軌跡圖等，幫助讀者更清晰地認識信號與係統的內在規律。 培養能力與目標： 通過本教程的學習，讀者將能夠： 1. 紮實掌握信號與係統的基本理論： 深入理解信號的錶示、變換，係統的建模、分析方法，以及時域與頻域的相互聯係。 2. 熟練運用仿真工具進行工程分析： 能夠使用MATLAB/Simulink等工具，設計、仿真和分析各種信號與係統問題。 3. 具備獨立的編程實現能力： 能夠利用Python等語言，實現信號處理算法，解決實際工程問題。 4. 建立嚴謹的科學思維： 能夠將理論分析與實驗驗證相結閤，形成解決工程問題的科學方法。 5. 培養創新意識和工程實踐能力： 能夠將所學知識應用於更廣泛的工程領域，解決現實世界中的挑戰。 適用對象： 本書適閤於高等院校的電子信息工程、通信工程、自動化、計算機科學與技術等相關專業的本科生、研究生，以及從事信號處理、通信係統、控製係統等相關領域的工程技術人員。對於希望係統學習信號與係統理論，並將其應用於實踐的讀者，本書都將是一個理想的選擇。 結語： 信號與係統是信息時代的語言，是連接理論與應用的橋梁。掌握瞭信號與係統的奧秘，就如同擁有瞭一把開啓現代工程技術寶庫的金鑰匙。《信號與係統實驗教程》將陪伴您一同踏上這段精彩的探索之旅，在實踐中領悟理論的魅力，在創新中鍛造工程的智慧。讓我們一起，通過動手實踐，深刻理解信號與係統的世界！

評分☆☆☆☆☆

閱讀這本書的過程，給我一種在認真聆聽一位老教授授課的體驗。他的語調穩定、敘述沉穩，很少使用那些浮誇的、試圖吸引眼球的語句，而是專注於構建一個嚴謹的知識體係。比如，在介紹離散時間傅裏葉變換（DTFT）時，作者花瞭相當多的篇幅去解釋為什麼DTFT是周期性的，以及它與連續時間傅裏葉變換（CTFT）之間的內在聯係，這種對“為什麼”的深挖，遠超齣瞭教科書應有廣度的要求。這種深度探討，使得我對傅裏葉級數、DTFT和CTFT這三者之間的變換關係有瞭更深層次的認識，不再是簡單地背誦公式，而是理解瞭它們在不同采樣率和時間尺度下的數學映射關係。書中對那些容易混淆的概念，比如因果性、穩定性與可解性之間的辨析，也處理得十分到位，通過對比和反例來加深讀者的記憶，這種細緻入微的教學方法，對於初學者來說是極大的幫助。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計得十分樸素，那種經典的理工科教材的風格，沒有花哨的色彩或復雜的插圖，隻是簡單地排版著書名和作者信息。拿到手裏的時候，感覺紙張的質感還不錯，厚度適中，不像有些教材那種過於輕薄的感覺，讓人覺得它確實是一本經過時間沉澱的專業書籍。我最初翻開它的時候，是帶著一種略微的忐忑去看的，畢竟“信號與係統”這個領域本身就充滿瞭抽象的數學概念，我擔心內容會過於晦澀難懂。然而，第一章的導論部分，作者似乎非常懂得讀者的心理，用一種平易近人的方式介紹瞭這門學科的曆史背景和重要性，沒有一上來就陷入公式的海洋，而是先構建瞭一個宏觀的理解框架。那種感覺就像是有一位經驗豐富的導師，在帶你進入一個全新的世界，先指明方嚮，再循序漸進地引導你深入細節。特彆是它在引言中對傅裏葉變換和拉普拉斯變換的定位，沒有把它僅僅當作工具，而是闡述瞭它們在信號處理中的哲學意義，這一點非常打動我。這本書的結構安排，顯示齣編者對教學規律的深刻理解，從基礎的離散時間信號和係統開始，穩紮穩打地嚮連續時間係統過渡，每一步的銜接都顯得非常自然和有邏輯性，讀起來不會有那種知識點跳躍的突兀感。

評分☆☆☆☆☆

這本書的整體邏輯推進，給我留下瞭一種“厚重而紮實”的印象。它沒有過分強調計算機仿真或者最新的數字信號處理技術，而是將重心牢牢地放在瞭連續和離散係統分析的理論基石之上，這對於打牢基礎至關重要。我體會到，很多先進的算法和技術，追根溯源都是建立在這些基礎的綫性時不變係統理論之上的。書中對係統的時域分析（如衝激響應和捲積和）的詳盡闡述，為後續的學習鋪平瞭道路。特彆是對狀態空間分析法的引入，雖然篇幅相對較少，但作為一種與經典分析方法並行的視角，它展示瞭係統建模的另一種強大的工具，預示著更廣闊的控製理論領域。總體而言，這本書更像是一本“工具箱”而不是一本“食譜”，它提供的不是現成的答案，而是解決未來任何相關問題的強大理論框架和分析工具。對於任何想深入理解信號處理和係統理論底層邏輯的讀者來說，這本書的價值是毋庸置疑的。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版風格，說實話，有點讓人懷念起上世紀末的教科書設計，字體選擇偏嚮於傳統襯綫體，間距和行距的處理得比較緊湊，這使得單位頁碼能承載更多的信息量。我注意到它在公式推導這一塊的處理非常細緻，每一個變量的引入、每一步代換，都有清晰的數學邏輯支撐，不像有些教材為瞭追求簡潔而省略瞭關鍵的中間步驟，讓人在跟著推導時經常需要自己腦補一些基礎代數運算。更值得稱贊的是，它對圖示的運用把握得恰到好處。在介紹捲積、頻譜分析這些概念時，那些黑白綫條勾勒齣的波形圖和頻譜圖，雖然沒有彩色輔助，但其準確性和清晰度完全足夠幫助理解。我記得在講解Z變換的收斂域時，書裏畫齣的那個圓環圖，簡單卻精確地勾勒齣瞭不同極點配置對係統穩定性的影響，讓我這個在早期學習中對收斂域概念感到睏惑的人，豁然開朗。它沒有依賴復雜的視覺效果來“美化”內容，而是用最樸實的圖錶去支撐最核心的理論，這體現瞭一種對知識本身的敬畏，專注於知識的傳達效率。

評分☆☆☆☆☆

這本書的習題部分，簡直是理工科學習者的福音，但同時也帶著一絲“考驗”的意味。它的題型分布非常全麵，覆蓋瞭從基礎概念的簡單檢驗，到需要綜閤運用多個定理進行復雜分析的長篇計算題。我特彆喜歡它對“設計”類問題的設置。很多教材的習題都是讓你“求輸齣”或“求傳遞函數”，而這本書中加入瞭一些實際工程背景的簡化模型，要求讀者去設計一個滿足特定頻率響應要求的濾波器，或者分析一個給定信號經過特定係統後的行為。這種從理論到實踐的橋梁設計，極大地激發瞭我解決實際問題的興趣。而且，書後附帶的答案解析，雖然沒有給齣每一步的詳細過程，但關鍵的結論和分析的思路是清晰的，這使得自學過程中的卡殼問題能夠得到及時的疏導，又不至於讓學生完全失去獨立思考的空間。我感覺，如果能把習題全部吃透，那麼對信號與係統這門課的理解深度，絕對可以邁上一個颱階。