正版刚信号与系统(第2版)(高等院校电子信息应用型规划教材)9787302346838曹才 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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曹才开，贾雅琼著 著

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出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302346838

商品编码：29761163509

包装：平装

出版时间：2014-05-01

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基本信息

书名：信号与系统(第2版)(高等院校电子信息应用型规划教材)

定价：48.00元

作者：曹才开,贾雅琼著

出版社：清华大学出版社

出版日期：2014-05-01

ISBN：9787302346838

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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内容提要

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曹才开、贾雅琼编著的这本《信号与系统(第2版)》是2008年出版的《信号与系统》(清华大学出版社)的修订版。本书与版的结构和层次大体相同，但章节和内容有较大幅度更新，以适应当代信息技术发展和本科教学需要。
　　全书共分9章，内容包括信号与系统的基本概念、连续系统的时域分析、连续系统的频域分析、连续系统的复频域分析、连续系统的模拟与硬件实现、离散系统的时域分析、离散系统的z域分析与模拟、状态空间分析法和信号与系统分析的MATLAB仿真。书有27个MATLAB仿真例子，每个例子均有MATLAB源程序和输出结果(波形、数据等)。这些例子以信息技术和控制工程为背景，可以作为本课程的实验项目。
　　《信号与系统(第2版)》突出基本内容和概念，突出工程应用，“软”、“硬”结合，实现对信号处理和系统分析。每章均有内容提要、大量例题及小结和习题。书末提供了部分习题参考答案，便于教学与自学。
　　本书可作为本科、高职高专电子类、通信类、计算机类、自动控制类各专业《信号与系统》课程的教材，也可供广大工程技术人员参考。

目录

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章　信号与系统的基本概念
　1.1　引言
　1.2　信号的基本概念
　　1.2.1　信号的定义及分类
　　1.2.2　常用连续时间信号
　　1.2.3　冲激信号及其性质
　　1.2.4　信号的时域变换与运算
　1.3　系统的基本概念
　　1.3.1　系统的分类与描述
　　1.3.2　系统的基本结构
　　1.3.3　线性系统的性质
　1.4　信号与系统分析概要
　　1.4.1　信号分析
　　1.4.2　系统分析
　本章小结
　习题1
第2章　连续系统的时域分析
　2.1　引言
　2.2　系统的微分方程描述及其算子表示
　　2.2.1　系统的微分方程描述
　　2.2.2　系统微分方程的算子表示
　　2.2.3　系统的传输算子
　2.3　系统的零输入响应
　　2.3.1　一阶、二阶系统的零输入响应
　　2.3.2　高阶系统的零输入响应
　2.4　系统的零状态响应与完全响应
　2.5　系统的冲激响应与阶跃响应
　　2.5.1　系统的冲激响应
　　2.5.2　系统的阶跃响应
　　2.5.3　系统的动态性能
　2.6　卷积及其应用
　　2.6.1　卷积的概念及其性质
　　2.6.2　卷积的计算
　2.7　系统零状态响应的卷积积分计算法
　本章小结
　习题2
第3章　连续系统的频域分析
　3.1　引言
　3.2　正交函数的概念
　　3.2.1　函数的正交定义
　　3.2.2　函数的正交集
　3.3　周期信号的分解——傅里叶级数
　　3.3.1　周期信号的三角函数形式的傅里叶级数
　　3.3.2　周期信号的指数函数形式的傅里叶级数
　　3.3.3　傅里叶级数的性质
　3.4　周期信号的频谱
　　3.4.1　周期信号的频谱特点
　　3.4.2　周期信号的频带宽度
　3.5　非周期信号的分解——傅里叶变换
　　3.5.1　傅里叶变换
　　3.5.2　常用非周期信号的傅里叶变换
　3.6　傅里叶变换的性质与应用
　　3.6.1　线性特性
　　3.6.2　尺度变换与频谱展缩
　　3.6.3　信号的时移与频谱的相位移
　　3.6.4　调制与频谱搬移
　　3.6.5　卷积定理及其应用
　　3.6.6　时域微积分特性
　　3.6.7　频域微分特性
　3.7　信号的功率谱与能量谱
　　3.7.1　信号的功率谱
　　3.7.2　信号的能量谱
　3.8　采样信号与采样定理
　　3.8.1　采样信号
　　3.8.2　采样定理
　3.9　连续系统的频域分析应用举例
　　3.9.1　连续系统函数
　　3.9.2　无失真传输系统
　　3.9.3　滤波器
　　3.9.4　调制与解调
　本章小结
　习题3
第4章　连续系统的复频域分析
　4.1　引言
　4.2　拉普拉斯变换
　　4.2.1　拉普拉斯变换的定义
　　4.2.2　常用信号的拉普拉斯变换
　4.3　拉普拉斯变换的性质
　　4.3.1　延时特性
　　4.3.2　复频移特性
　　4.3.3　微分定理
　　4.3.4　积分定理
　　4.3.5　卷积定理
　　4.3.6　始值定理与终值定理
　4.4　拉氏反变换——部分分式展开法
　4.5　系统的复频域分析
　　4.5.1　系统函数H(s)
　　4.5.2　利用单边拉普拉斯变换分析系统
　　4.5.3　电路的复频域分析
　4.6　系统函数H(s)的零、极点分析
　　4.6.1　系统函数H(s)的零、极点
　　4.6.2　系统函数H(s)的零、极点分布与时域特性的关系
　　4.6.3　系统函数H(s)的零、极点分布与频域特性的关系
　4.7　连续系统稳定性分析
　　4.7.1　连续系统稳定性准则
　　4.7.2　连续系统稳定性判定方法
　　4.7.3　系统的稳态误差
　　4.7.4　应用举例
　本章小结
　习题4
第5章　 连续系统的模拟与硬件实现
　5.1　引言
　5.2　连续系统的图形表示法
　　5.2.1　三种基本器件
　　5.2.2　连续系统的方框图表示法
　　5.2.3　连续系统的信号流图表示法
　　5.2.4　梅森公式
　5.3　连续系统的模拟方法
　　5.3.1　连续系统模拟的基本方法
　　5.3.2　连续系统模拟结构的形式
*5.4　连续系统的有源RC电路实现
　　5.4.1　有源RC积分器
　　5.4.2　有源RC加法器
　　5.4.3　有源RC双二阶电路
　本章小结
　习题5
第6章　离散系统的时域分析
　6.1　引言
　6.2　离散时间信号
　　6.2.1　离散时间信号的描述
　　6.2.2　常用的离散时间信号
　　6.2.3　离散时间信号的基本运算
　6.3　离散时间系统及其差分方程描述
　　6.3.1　离散时间系统
　　6.3.2　离散时间系统的差分方程描述
　6.4　离散系统的时域经典分析
　　6.4.1　离散系统的零输入响应
　　6.4.2　用卷积和求离散系统的零状态响应
　　6.4.3　离散系统的单位脉冲响应
　　6.4.4　离散系统的全响应
　6.5　离散系统的算子分析
　　6.5.1　离散系统的算子传输函数H(E)
　　6.5.2　用算子法分析离散系统
　本章小结
　习题6
第7章　离散系统的z域分析与模拟
　7.1　引言
　7.2　z变换
　　7.2.1　z变换的定义
　　7.2.2　常用序列的z变换
　7.3　z变换的性质
　　7.3.1　z变换的线性性质
　　7.3.2　z变换的位移性质
　　7.3.3　z变换的尺度性质
　　7.3.4　卷和定理
　　7.3.5　z域微分性质
　　7.3.6　始值定理
　　7.3.7　终值定理
　7.4　z变换的计算
　　7.4.1　z正变换的计算
　　7.4.2　z反变换的计算
　7.5　离散系统的z域分析
　　7.5.1　离散系统的传输函数H(z)与单位冲激响应
　　7.5.2　用z变换求解差分方程
　7.6　离散系统的稳定性
　　7.6.1　z变换与拉普拉斯变换的关系
　　7.6.2　离散系统的稳定性判定
　7.7　离散系统的频率特性
　　7.7.1　离散信号的傅里叶变换
　　7.7.2　离散系统的频谱特性
　7.8　离散系统的z域模拟
　　7.8.1　三种基本器件
　　7.8.2　离散系统的图形表示法
　　7.8.3　由连续系统函数H（s）设计离散系统函数H（z）的基本方法
　7.9　数字信号处理基础
　　7.9.1　数字信号处理的概念
　　7.9.2　数字信号处理的硬件系统
　　7.9.3　数字信号处理器概述
　本章小结
　习题7
第8章　状态空间分析法
　8.1　引言
　8.2　系统的状态空间描述
　　8.2.1　状态空间描述的基本概念
　　8.2.2　动态系统的状态空间表达式
　8.3　连续系统状态方程和输出方程的建立
　　8.3.1　由微分方程建立状态空间表达式
　　8.3.2　由传递函数建立状态空间表达式
　　8.3.3　由信号流程图建立状态空间表达式
　　8.3.4　由电路原理建立状态空间表达式
　　8.3.5　由状态空间表达式求传递函数矩阵G(s)
　8.4　离散系统的状态空间描述
　　8.4.1　由差分方程建立状态空间表达式
　　8.4.2　由信号流图建立状态空间表达式
　8.5　连续系统状态空间方程的时域求解
　　8.5.1　连续系统状态方程的时域解
　　8.5.2　连续系统输出方程的时域解
　8.6　离散系统状态空间方程的z域解
　　8.6.1　离散系统状态方程的z域解
　　8.6.2　离散系统输出方程的z域解
　8.7　线性系统的能控性和能观性
　　8.7.1　概述
　　8.7.2　线性连续系统的能控性
　　8.7.3　线性定常离散系统的能控性
　　8.7.4　线性连续系统的能观测性
　　8.7.5　线性定常离散系统的能观测性
　　8.7.6　对偶原理
　本章小结
　习题8
*第9章　信号与系统分析的MATLAB仿真
　9.1　基本信号及信号运算的MATLAB仿真
　9.2　连续系统时域分析的MATLAB仿真
　9.3　连续系统频域分析的MATLAB仿真
　9.4　连续系统复频域分析的MATLAB仿真
　9.5　离散系统时域分析的MATLAB仿真
　9.6　离散系统z域分析的MATLAB仿真
　9.7　状态空间分析的MATLAB仿真
部分习题参考答案
参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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《信号与系统》 内容简介 《信号与系统》是一门探讨信息科学基础理论的重要课程，广泛应用于通信、控制、信号处理、医学成像、声学、地震学等众多领域。本书旨在系统性地介绍信号与系统的基本概念、分析方法和应用，为读者构建坚实的理论基础，并启发其在实际工程问题中的应用思路。 第一部分：信号的基本概念与分类 本书首先从信号的定义入手，阐述信号作为信息载体的本质。我们将深入探讨信号的各种分类方式，帮助读者理解不同类型信号的特性和适用场景。 按性质分类： 连续时间信号与离散时间信号： 区分信号在时间轴上是连续变化还是离散采样，理解它们在不同应用背景下的产生方式和数学表示。例如，声音信号在采集前是连续的，而数字化后的音频文件则是离散的。 周期信号与非周期信号： 识别信号是否具有重复性，理解周期信号的频谱特性与非周期信号的频谱特性之间的差异。方波、正弦波是周期信号的典型例子，而瞬态脉冲则是非周期信号。 能量信号与功率信号： 区分信号的总能量是否有限，或其平均功率是否有限。这两种分类对于理解信号的统计特性和处理至关重要。例如，短暂的脉冲信号通常是能量信号，而连续的正弦信号在无限长时间内是功率信号。 确定信号与随机信号： 区分信号的未来取值是否可以通过数学表达式精确预测，还是受到随机因素的影响。例如，一个理想的正弦波是确定信号，而收音机接收到的噪声信号则可以看作是随机信号。 偶信号与奇信号： 探讨信号在时间翻转后的对称性，理解偶信号和奇信号在傅里叶级数展开中的特殊性质。 信号的运算： 介绍信号的基本运算，如加、减、乘、除、尺度变换、时间翻转、时间移动等，以及这些运算对信号波形的影响。这些基本运算是理解更复杂系统响应的基础。 第二部分：系统及其基本性质 本部分将引入“系统”的概念，即对输入信号进行处理以产生输出信号的实体。我们将重点分析系统的基本性质，这些性质决定了系统的行为和分析方法。 系统的定义与模型： 从功能角度定义系统，并介绍系统常用的数学模型，如微分方程、差分方程等。 系统的基本性质： 时不变性（Time-Invariance）： 考察系统对输入信号时间平移的响应是否也进行相同的平移。一个时不变系统，无论信号何时输入，其输出的形状和时间关系是相同的。 线性（Linearity）： 检验系统是否满足叠加原理，即多个输入信号的线性组合的输出等于各输入信号单独输出的线性组合。线性系统是信号与系统理论的核心，其分析方法相对成熟。 因果性（Causality）： 判断系统的输出是否仅依赖于当前和过去的输入，而不依赖于未来的输入。在实际系统中，因果性是一个非常重要的约束。 稳定性（Stability）： 评估系统在有界输入下是否会产生有界输出。稳定系统是工程实践中必需的，不稳定的系统可能导致信号失控。 记忆性（Memory）： 确定系统输出是否仅取决于当前输入，还是需要依赖过去的输入。无记忆系统（如电阻）的输出仅与当前输入有关，而有记忆系统（如电感、电容）的输出则与过去状态有关。 可逆性（Reversibility）： 考察系统是否能从输出信号恢复原始输入信号。可逆系统意味着信息不会在处理过程中丢失。 第三部分：连续时间信号与系统的分析 本部分将重点介绍连续时间信号与系统的分析工具，特别是傅里叶变换和拉普拉斯变换。 傅里叶级数（Fourier Series）： 讲解如何将周期信号分解为一系列正弦和余弦（或复指数）分量的叠加，揭示信号的频率成分。通过傅里叶级数，我们可以分析信号的频谱特性，理解不同频率分量对信号整体形态的影响。 傅里叶变换（Fourier Transform）： 将傅里叶级数推广到非周期信号，引入傅里叶变换的概念，用于分析任意信号的频谱。傅里叶变换是理解信号在频域表示的关键工具，在通信系统、频谱分析等领域应用广泛。 卷积（Convolution）： 深入讲解卷积在连续时间系统中的作用，阐述卷积积分是如何描述线性时不变系统对任意输入信号的响应的。了解卷积是掌握LTI系统动态行为的基石。 拉普拉斯变换（Laplace Transform）： 介绍拉普拉斯变换及其性质，将其作为傅里叶变换的推广。拉普拉斯变换能够处理更广泛的信号，尤其在分析含瞬态响应的系统时更加便利，并且可以方便地通过复频率域分析系统的稳定性。 系统函数与零极点分析： 引入系统函数（传递函数）的概念，并通过零点和极点来表征系统的频率响应和稳定性。零极点分析是系统设计和稳定性判断的重要手段。 第四部分：离散时间信号与系统的分析 本部分将介绍离散时间信号与系统的分析方法，类比于连续时间系统，重点介绍离散傅里叶变换（DFT）、Z变换等。 离散傅里叶级数（Discrete-Time Fourier Series, DTFS）： 类似于连续时间傅里叶级数，用于分析周期离散时间信号的频谱。 离散时间傅里叶变换（Discrete-Time Fourier Transform, DTFT）： 将离散傅里叶级数推广到非周期离散时间信号，用于分析其频谱。 卷积（Convolution）： 介绍离散时间系统的卷积和，阐述离散卷积如何描述线性时不变离散系统对任意离散输入信号的响应。 Z变换（Z-Transform）： 介绍Z变换及其性质，将其作为离散时间信号与系统分析的重要工具。Z变换在离散系统分析中扮演着类似于拉普拉斯变换在连续系统中的角色，能够方便地分析系统特性。 系统函数与零极点分析： 在Z域中，通过系统函数的零极点来分析离散系统的频率响应和稳定性。 第五部分：信号与系统的应用 本部分将通过实例展示信号与系统理论在各个领域的实际应用，帮助读者将理论知识与工程实践相结合。 通信系统： 介绍信号在通信系统中的调制、解调、滤波等过程，理解系统分析在提高通信质量和效率中的作用。 控制系统： 讲解如何利用信号与系统理论来设计和分析控制器，实现对动态系统的稳定控制。 数字信号处理： 探讨数字滤波器设计、信号去噪、特征提取等在数字信号处理中的应用。 其他应用领域： 简要介绍信号与系统在图像处理、生物医学工程、经济学等领域的应用，拓展读者的视野。 学习目标 通过学习本书，读者将能够： 掌握信号的基本概念、分类和运算。 理解线性时不变系统的基本性质，并能运用这些性质分析系统行为。 熟练运用傅里叶变换、拉普拉斯变换、离散傅里叶变换和Z变换等工具分析连续时间与离散时间信号与系统。 理解系统函数、零极点分析在系统设计和稳定性分析中的作用。 了解信号与系统理论在通信、控制、信号处理等工程领域的重要应用。 本书旨在为学习者打下坚实的信号与系统基础，为进一步深入学习相关专业课程和从事工程实践奠定坚实基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计实在让人眼前一亮，那种带着岁月的沉淀感的封面，摸上去质感非常棒，一下子就让人觉得这是一本值得珍藏的学术著作。初翻阅时，那些复杂的图表和公式仿佛在对我发出挑战，但随着深入阅读，我发现作者在讲解抽象概念时，那种抽丝剥茧的叙述方式，真的非常到位。尤其是在介绍傅里叶变换和拉普拉斯变换的章节，作者没有仅仅停留在数学推导上，而是花了大量篇幅去解释它们在实际工程问题中的物理意义和应用场景，这对于我们这些非纯理论出身的工程师来说，无疑是一剂强心针。我记得有一次为了解决一个滤波器设计的问题，翻遍了手头的资料都觉得云里雾里，最后还是在书的某个案例分析中找到了灵感，那种豁然开朗的感觉，真是难以言表。而且，书中配的习题设计也很有层次感，从基础概念的巩固到复杂系统的分析，难度梯度设置得恰到好处，让人感觉每做完一组习题，自己的功力都有了实质性的提升。总而言之，这本书不仅仅是一本教材，更像是一位循循善诱的良师益友，陪伴我在信号与系统的学习之路上稳步前行。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和印刷质量，简直是教科书级别的典范。很多教材为了节省成本，排版拥挤不堪，字号小得让人头疼，更别提那些印得灰蒙蒙的图表了，看久了眼睛真的受不了。但这本书不同，它采用了非常清晰的版式设计，大片的留白让复杂的公式和文字之间有了呼吸的空间，即便是长时间阅读也不会感到视觉疲劳。更值得称道的是，那些涉及时域卷积、频域乘积的图解，线条清晰锐利，即便是最细微的区域变化也能被准确地捕捉到。我记得有一次需要在深夜赶一个项目报告，需要快速回顾系统响应的概念，打开这本书，清晰的图示让我几乎不需要动脑筋去“解码”作者想表达什么，信息传递的效率极高。这种对细节的极致追求，也从侧面反映了作者在内容组织上的严谨态度。对于需要大量查阅和对比公式的读者来说，这种清晰度和易读性，是比任何花哨的理论深度都更重要的实用价值。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，在接触这本书之前，我对“状态空间表示法”一直抱有一种敬而远之的态度，总觉得那是高年级课程才需要掌握的更抽象的工具。这本书在引入状态空间分析时，处理得非常巧妙。它没有急于展示庞大的矩阵运算，而是先从经典的输入输出模型（如微分方程）出发，逐步引导读者理解为什么需要“状态变量”这个概念——它提供了一种更全局、更统一的视角来描述系统的内部动态。作者在这里运用了一种“由浅入深，逐步抽象”的教学策略。通过大量的双输入双输出（MIMO）系统的实例分析，清晰地展示了如何将高阶的输入输出方程转化为一阶的矩阵微分方程组。特别是对可控性和可观测性概念的阐述，书中的文字描述非常精炼，配上矩阵的秩分析，让原本令人望而生畏的概念变得触手可及。这套逻辑链条的构建非常完整，让我彻底打消了对状态空间法的恐惧，转而开始欣赏它在现代控制理论中的强大威力。

评分☆☆☆☆☆

说实话，一开始我对这本教材的预期并不高，毕竟市面上信号与系统的教材汗牛充栋，很多都是大同小异的“公式堆砌”和“概念罗列”。但是，这本书真正吸引我的是它那股强烈的“应用导向”的务实精神。它不像某些偏重理论的著作那样，把读者直接扔进高深的数学世界里自生自灭。相反，它非常注重将理论与实际工程应用紧密结合。举个例子，它在讲解Z变换时，不仅仅是定义和收敛域，而是立刻跳转到数字滤波器设计中如何利用Z变换来确定零点和极点位置，这种即学即用的模式，极大地激发了我学习的兴趣。我个人特别欣赏它对系统稳定性和频率响应分析的讲解，作者似乎深谙初学者的困惑点，总能在关键步骤给出非常形象的比喻或者直观的图示，让我能够透过那些复杂的数学符号，看到背后真实的物理过程。读完这部分内容，我对如何判断一个系统的稳定性，以及如何通过调整系统的参数来达到理想的滤波效果，有了更深刻的、近乎本能的理解。这对于我后续进行嵌入式系统开发中涉及的数字信号处理任务，打下了极其坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书的伟大之处，或许在于它成功地架设了理论与实践之间那座摇摇欲坠的桥梁。很多教材在讲完理论后，会草草收尾，留下“读者自行思考如何实现”的空白。但这本书在每个关键章节的末尾，都会附带一个“工程实例聚焦”或者“仿真验证”的小节。我特别喜欢其中关于“数字滤波器设计”的那个案例，它不仅详细讲解了如何利用双线性变换将连续时间系统的H(s)转换到离散时间系统的H(z)，还给出了具体的参数选择依据，甚至提及了在MATLAB/Simulink中如何搭建仿真模型来验证设计结果的合理性。这种“手把手”的指导，对于自学者来说简直是福音。它不仅仅教会了你“是什么”和“为什么”，更直接告诉了你“怎么做”。这使得学习过程不再是孤立的知识点积累，而是一个完整工程问题的解决过程。阅读完这本书，我感到自己不再是一个仅仅会套用公式的计算器，而是一个真正懂得如何运用信号与系统知识去解决实际工程难题的工程师。