正版剛信號與係統(第2版)(高等院校電子信息應用型規劃教材)9787302346838曹纔 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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曹纔開，賈雅瓊著 著

圖書標籤:

• 信號與係統
• 電路分析
• 電子信息
• 通信工程
• 高等教育
• 教材
• 曹纔
• 電子技術
• 模擬電路
• 電工基礎

店鋪： 溫文爾雅圖書專營店

齣版社： 清華大學齣版社

ISBN：9787302346838

商品編碼：29761163509

包裝：平裝

齣版時間：2014-05-01

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基本信息

書名：信號與係統(第2版)(高等院校電子信息應用型規劃教材)

定價：48.00元

作者：曹纔開,賈雅瓊著

齣版社：清華大學齣版社

齣版日期：2014-05-01

ISBN：9787302346838

字數：

頁碼：

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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曹纔開、賈雅瓊編著的這本《信號與係統(第2版)》是2008年齣版的《信號與係統》(清華大學齣版社)的修訂版。本書與版的結構和層次大體相同，但章節和內容有較大幅度更新，以適應當代信息技術發展和本科教學需要。
　　全書共分9章，內容包括信號與係統的基本概念、連續係統的時域分析、連續係統的頻域分析、連續係統的復頻域分析、連續係統的模擬與硬件實現、離散係統的時域分析、離散係統的z域分析與模擬、狀態空間分析法和信號與係統分析的MATLAB仿真。書有27個MATLAB仿真例子，每個例子均有MATLAB源程序和輸齣結果(波形、數據等)。這些例子以信息技術和控製工程為背景，可以作為本課程的實驗項目。
　　《信號與係統(第2版)》突齣基本內容和概念，突齣工程應用，“軟”、“硬”結閤，實現對信號處理和係統分析。每章均有內容提要、大量例題及小結和習題。書末提供瞭部分習題參考答案，便於教學與自學。
　　本書可作為本科、高職高專電子類、通信類、計算機類、自動控製類各專業《信號與係統》課程的教材，也可供廣大工程技術人員參考。

目錄

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章　信號與係統的基本概念
　1.1　引言
　1.2　信號的基本概念
　　1.2.1　信號的定義及分類
　　1.2.2　常用連續時間信號
　　1.2.3　衝激信號及其性質
　　1.2.4　信號的時域變換與運算
　1.3　係統的基本概念
　　1.3.1　係統的分類與描述
　　1.3.2　係統的基本結構
　　1.3.3　綫性係統的性質
　1.4　信號與係統分析概要
　　1.4.1　信號分析
　　1.4.2　係統分析
　本章小結
　習題1
第2章　連續係統的時域分析
　2.1　引言
　2.2　係統的微分方程描述及其算子錶示
　　2.2.1　係統的微分方程描述
　　2.2.2　係統微分方程的算子錶示
　　2.2.3　係統的傳輸算子
　2.3　係統的零輸入響應
　　2.3.1　一階、二階係統的零輸入響應
　　2.3.2　高階係統的零輸入響應
　2.4　係統的零狀態響應與完全響應
　2.5　係統的衝激響應與階躍響應
　　2.5.1　係統的衝激響應
　　2.5.2　係統的階躍響應
　　2.5.3　係統的動態性能
　2.6　捲積及其應用
　　2.6.1　捲積的概念及其性質
　　2.6.2　捲積的計算
　2.7　係統零狀態響應的捲積積分計算法
　本章小結
　習題2
第3章　連續係統的頻域分析
　3.1　引言
　3.2　正交函數的概念
　　3.2.1　函數的正交定義
　　3.2.2　函數的正交集
　3.3　周期信號的分解——傅裏葉級數
　　3.3.1　周期信號的三角函數形式的傅裏葉級數
　　3.3.2　周期信號的指數函數形式的傅裏葉級數
　　3.3.3　傅裏葉級數的性質
　3.4　周期信號的頻譜
　　3.4.1　周期信號的頻譜特點
　　3.4.2　周期信號的頻帶寬度
　3.5　非周期信號的分解——傅裏葉變換
　　3.5.1　傅裏葉變換
　　3.5.2　常用非周期信號的傅裏葉變換
　3.6　傅裏葉變換的性質與應用
　　3.6.1　綫性特性
　　3.6.2　尺度變換與頻譜展縮
　　3.6.3　信號的時移與頻譜的相位移
　　3.6.4　調製與頻譜搬移
　　3.6.5　捲積定理及其應用
　　3.6.6　時域微積分特性
　　3.6.7　頻域微分特性
　3.7　信號的功率譜與能量譜
　　3.7.1　信號的功率譜
　　3.7.2　信號的能量譜
　3.8　采樣信號與采樣定理
　　3.8.1　采樣信號
　　3.8.2　采樣定理
　3.9　連續係統的頻域分析應用舉例
　　3.9.1　連續係統函數
　　3.9.2　無失真傳輸係統
　　3.9.3　濾波器
　　3.9.4　調製與解調
　本章小結
　習題3
第4章　連續係統的復頻域分析
　4.1　引言
　4.2　拉普拉斯變換
　　4.2.1　拉普拉斯變換的定義
　　4.2.2　常用信號的拉普拉斯變換
　4.3　拉普拉斯變換的性質
　　4.3.1　延時特性
　　4.3.2　復頻移特性
　　4.3.3　微分定理
　　4.3.4　積分定理
　　4.3.5　捲積定理
　　4.3.6　始值定理與終值定理
　4.4　拉氏反變換——部分分式展開法
　4.5　係統的復頻域分析
　　4.5.1　係統函數H(s)
　　4.5.2　利用單邊拉普拉斯變換分析係統
　　4.5.3　電路的復頻域分析
　4.6　係統函數H(s)的零、極點分析
　　4.6.1　係統函數H(s)的零、極點
　　4.6.2　係統函數H(s)的零、極點分布與時域特性的關係
　　4.6.3　係統函數H(s)的零、極點分布與頻域特性的關係
　4.7　連續係統穩定性分析
　　4.7.1　連續係統穩定性準則
　　4.7.2　連續係統穩定性判定方法
　　4.7.3　係統的穩態誤差
　　4.7.4　應用舉例
　本章小結
　習題4
第5章　 連續係統的模擬與硬件實現
　5.1　引言
　5.2　連續係統的圖形錶示法
　　5.2.1　三種基本器件
　　5.2.2　連續係統的方框圖錶示法
　　5.2.3　連續係統的信號流圖錶示法
　　5.2.4　梅森公式
　5.3　連續係統的模擬方法
　　5.3.1　連續係統模擬的基本方法
　　5.3.2　連續係統模擬結構的形式
*5.4　連續係統的有源RC電路實現
　　5.4.1　有源RC積分器
　　5.4.2　有源RC加法器
　　5.4.3　有源RC雙二階電路
　本章小結
　習題5
第6章　離散係統的時域分析
　6.1　引言
　6.2　離散時間信號
　　6.2.1　離散時間信號的描述
　　6.2.2　常用的離散時間信號
　　6.2.3　離散時間信號的基本運算
　6.3　離散時間係統及其差分方程描述
　　6.3.1　離散時間係統
　　6.3.2　離散時間係統的差分方程描述
　6.4　離散係統的時域經典分析
　　6.4.1　離散係統的零輸入響應
　　6.4.2　用捲積和求離散係統的零狀態響應
　　6.4.3　離散係統的單位脈衝響應
　　6.4.4　離散係統的全響應
　6.5　離散係統的算子分析
　　6.5.1　離散係統的算子傳輸函數H(E)
　　6.5.2　用算子法分析離散係統
　本章小結
　習題6
第7章　離散係統的z域分析與模擬
　7.1　引言
　7.2　z變換
　　7.2.1　z變換的定義
　　7.2.2　常用序列的z變換
　7.3　z變換的性質
　　7.3.1　z變換的綫性性質
　　7.3.2　z變換的位移性質
　　7.3.3　z變換的尺度性質
　　7.3.4　捲和定理
　　7.3.5　z域微分性質
　　7.3.6　始值定理
　　7.3.7　終值定理
　7.4　z變換的計算
　　7.4.1　z正變換的計算
　　7.4.2　z反變換的計算
　7.5　離散係統的z域分析
　　7.5.1　離散係統的傳輸函數H(z)與單位衝激響應
　　7.5.2　用z變換求解差分方程
　7.6　離散係統的穩定性
　　7.6.1　z變換與拉普拉斯變換的關係
　　7.6.2　離散係統的穩定性判定
　7.7　離散係統的頻率特性
　　7.7.1　離散信號的傅裏葉變換
　　7.7.2　離散係統的頻譜特性
　7.8　離散係統的z域模擬
　　7.8.1　三種基本器件
　　7.8.2　離散係統的圖形錶示法
　　7.8.3　由連續係統函數H（s）設計離散係統函數H（z）的基本方法
　7.9　數字信號處理基礎
　　7.9.1　數字信號處理的概念
　　7.9.2　數字信號處理的硬件係統
　　7.9.3　數字信號處理器概述
　本章小結
　習題7
第8章　狀態空間分析法
　8.1　引言
　8.2　係統的狀態空間描述
　　8.2.1　狀態空間描述的基本概念
　　8.2.2　動態係統的狀態空間錶達式
　8.3　連續係統狀態方程和輸齣方程的建立
　　8.3.1　由微分方程建立狀態空間錶達式
　　8.3.2　由傳遞函數建立狀態空間錶達式
　　8.3.3　由信號流程圖建立狀態空間錶達式
　　8.3.4　由電路原理建立狀態空間錶達式
　　8.3.5　由狀態空間錶達式求傳遞函數矩陣G(s)
　8.4　離散係統的狀態空間描述
　　8.4.1　由差分方程建立狀態空間錶達式
　　8.4.2　由信號流圖建立狀態空間錶達式
　8.5　連續係統狀態空間方程的時域求解
　　8.5.1　連續係統狀態方程的時域解
　　8.5.2　連續係統輸齣方程的時域解
　8.6　離散係統狀態空間方程的z域解
　　8.6.1　離散係統狀態方程的z域解
　　8.6.2　離散係統輸齣方程的z域解
　8.7　綫性係統的能控性和能觀性
　　8.7.1　概述
　　8.7.2　綫性連續係統的能控性
　　8.7.3　綫性定常離散係統的能控性
　　8.7.4　綫性連續係統的能觀測性
　　8.7.5　綫性定常離散係統的能觀測性
　　8.7.6　對偶原理
　本章小結
　習題8
*第9章　信號與係統分析的MATLAB仿真
　9.1　基本信號及信號運算的MATLAB仿真
　9.2　連續係統時域分析的MATLAB仿真
　9.3　連續係統頻域分析的MATLAB仿真
　9.4　連續係統復頻域分析的MATLAB仿真
　9.5　離散係統時域分析的MATLAB仿真
　9.6　離散係統z域分析的MATLAB仿真
　9.7　狀態空間分析的MATLAB仿真
部分習題參考答案
參考文獻

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》 內容簡介 《信號與係統》是一門探討信息科學基礎理論的重要課程，廣泛應用於通信、控製、信號處理、醫學成像、聲學、地震學等眾多領域。本書旨在係統性地介紹信號與係統的基本概念、分析方法和應用，為讀者構建堅實的理論基礎，並啓發其在實際工程問題中的應用思路。 第一部分：信號的基本概念與分類 本書首先從信號的定義入手，闡述信號作為信息載體的本質。我們將深入探討信號的各種分類方式，幫助讀者理解不同類型信號的特性和適用場景。 按性質分類： 連續時間信號與離散時間信號： 區分信號在時間軸上是連續變化還是離散采樣，理解它們在不同應用背景下的産生方式和數學錶示。例如，聲音信號在采集前是連續的，而數字化後的音頻文件則是離散的。 周期信號與非周期信號： 識彆信號是否具有重復性，理解周期信號的頻譜特性與非周期信號的頻譜特性之間的差異。方波、正弦波是周期信號的典型例子，而瞬態脈衝則是非周期信號。 能量信號與功率信號： 區分信號的總能量是否有限，或其平均功率是否有限。這兩種分類對於理解信號的統計特性和處理至關重要。例如，短暫的脈衝信號通常是能量信號，而連續的正弦信號在無限長時間內是功率信號。 確定信號與隨機信號： 區分信號的未來取值是否可以通過數學錶達式精確預測，還是受到隨機因素的影響。例如，一個理想的正弦波是確定信號，而收音機接收到的噪聲信號則可以看作是隨機信號。 偶信號與奇信號： 探討信號在時間翻轉後的對稱性，理解偶信號和奇信號在傅裏葉級數展開中的特殊性質。 信號的運算： 介紹信號的基本運算，如加、減、乘、除、尺度變換、時間翻轉、時間移動等，以及這些運算對信號波形的影響。這些基本運算是理解更復雜係統響應的基礎。 第二部分：係統及其基本性質 本部分將引入“係統”的概念，即對輸入信號進行處理以産生輸齣信號的實體。我們將重點分析係統的基本性質，這些性質決定瞭係統的行為和分析方法。 係統的定義與模型： 從功能角度定義係統，並介紹係統常用的數學模型，如微分方程、差分方程等。 係統的基本性質： 時不變性（Time-Invariance）： 考察係統對輸入信號時間平移的響應是否也進行相同的平移。一個時不變係統，無論信號何時輸入，其輸齣的形狀和時間關係是相同的。 綫性（Linearity）： 檢驗係統是否滿足疊加原理，即多個輸入信號的綫性組閤的輸齣等於各輸入信號單獨輸齣的綫性組閤。綫性係統是信號與係統理論的核心，其分析方法相對成熟。 因果性（Causality）： 判斷係統的輸齣是否僅依賴於當前和過去的輸入，而不依賴於未來的輸入。在實際係統中，因果性是一個非常重要的約束。 穩定性（Stability）： 評估係統在有界輸入下是否會産生有界輸齣。穩定係統是工程實踐中必需的，不穩定的係統可能導緻信號失控。 記憶性（Memory）： 確定係統輸齣是否僅取決於當前輸入，還是需要依賴過去的輸入。無記憶係統（如電阻）的輸齣僅與當前輸入有關，而有記憶係統（如電感、電容）的輸齣則與過去狀態有關。 可逆性（Reversibility）： 考察係統是否能從輸齣信號恢復原始輸入信號。可逆係統意味著信息不會在處理過程中丟失。 第三部分：連續時間信號與係統的分析 本部分將重點介紹連續時間信號與係統的分析工具，特彆是傅裏葉變換和拉普拉斯變換。 傅裏葉級數（Fourier Series）： 講解如何將周期信號分解為一係列正弦和餘弦（或復指數）分量的疊加，揭示信號的頻率成分。通過傅裏葉級數，我們可以分析信號的頻譜特性，理解不同頻率分量對信號整體形態的影響。 傅裏葉變換（Fourier Transform）： 將傅裏葉級數推廣到非周期信號，引入傅裏葉變換的概念，用於分析任意信號的頻譜。傅裏葉變換是理解信號在頻域錶示的關鍵工具，在通信係統、頻譜分析等領域應用廣泛。 捲積（Convolution）： 深入講解捲積在連續時間係統中的作用，闡述捲積積分是如何描述綫性時不變係統對任意輸入信號的響應的。瞭解捲積是掌握LTI係統動態行為的基石。 拉普拉斯變換（Laplace Transform）： 介紹拉普拉斯變換及其性質，將其作為傅裏葉變換的推廣。拉普拉斯變換能夠處理更廣泛的信號，尤其在分析含瞬態響應的係統時更加便利，並且可以方便地通過復頻率域分析係統的穩定性。 係統函數與零極點分析： 引入係統函數（傳遞函數）的概念，並通過零點和極點來錶徵係統的頻率響應和穩定性。零極點分析是係統設計和穩定性判斷的重要手段。 第四部分：離散時間信號與係統的分析 本部分將介紹離散時間信號與係統的分析方法，類比於連續時間係統，重點介紹離散傅裏葉變換（DFT）、Z變換等。 離散傅裏葉級數（Discrete-Time Fourier Series, DTFS）： 類似於連續時間傅裏葉級數，用於分析周期離散時間信號的頻譜。 離散時間傅裏葉變換（Discrete-Time Fourier Transform, DTFT）： 將離散傅裏葉級數推廣到非周期離散時間信號，用於分析其頻譜。 捲積（Convolution）： 介紹離散時間係統的捲積和，闡述離散捲積如何描述綫性時不變離散係統對任意離散輸入信號的響應。 Z變換（Z-Transform）： 介紹Z變換及其性質，將其作為離散時間信號與係統分析的重要工具。Z變換在離散係統分析中扮演著類似於拉普拉斯變換在連續係統中的角色，能夠方便地分析係統特性。 係統函數與零極點分析： 在Z域中，通過係統函數的零極點來分析離散係統的頻率響應和穩定性。 第五部分：信號與係統的應用 本部分將通過實例展示信號與係統理論在各個領域的實際應用，幫助讀者將理論知識與工程實踐相結閤。 通信係統： 介紹信號在通信係統中的調製、解調、濾波等過程，理解係統分析在提高通信質量和效率中的作用。 控製係統： 講解如何利用信號與係統理論來設計和分析控製器，實現對動態係統的穩定控製。 數字信號處理： 探討數字濾波器設計、信號去噪、特徵提取等在數字信號處理中的應用。 其他應用領域： 簡要介紹信號與係統在圖像處理、生物醫學工程、經濟學等領域的應用，拓展讀者的視野。 學習目標 通過學習本書，讀者將能夠： 掌握信號的基本概念、分類和運算。 理解綫性時不變係統的基本性質，並能運用這些性質分析係統行為。 熟練運用傅裏葉變換、拉普拉斯變換、離散傅裏葉變換和Z變換等工具分析連續時間與離散時間信號與係統。 理解係統函數、零極點分析在係統設計和穩定性分析中的作用。 瞭解信號與係統理論在通信、控製、信號處理等工程領域的重要應用。 本書旨在為學習者打下堅實的信號與係統基礎，為進一步深入學習相關專業課程和從事工程實踐奠定堅實基礎。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，在接觸這本書之前，我對“狀態空間錶示法”一直抱有一種敬而遠之的態度，總覺得那是高年級課程纔需要掌握的更抽象的工具。這本書在引入狀態空間分析時，處理得非常巧妙。它沒有急於展示龐大的矩陣運算，而是先從經典的輸入輸齣模型（如微分方程）齣發，逐步引導讀者理解為什麼需要“狀態變量”這個概念——它提供瞭一種更全局、更統一的視角來描述係統的內部動態。作者在這裏運用瞭一種“由淺入深，逐步抽象”的教學策略。通過大量的雙輸入雙輸齣（MIMO）係統的實例分析，清晰地展示瞭如何將高階的輸入輸齣方程轉化為一階的矩陣微分方程組。特彆是對可控性和可觀測性概念的闡述，書中的文字描述非常精煉，配上矩陣的秩分析，讓原本令人望而生畏的概念變得觸手可及。這套邏輯鏈條的構建非常完整，讓我徹底打消瞭對狀態空間法的恐懼，轉而開始欣賞它在現代控製理論中的強大威力。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和印刷質量，簡直是教科書級彆的典範。很多教材為瞭節省成本，排版擁擠不堪，字號小得讓人頭疼，更彆提那些印得灰濛濛的圖錶瞭，看久瞭眼睛真的受不瞭。但這本書不同，它采用瞭非常清晰的版式設計，大片的留白讓復雜的公式和文字之間有瞭呼吸的空間，即便是長時間閱讀也不會感到視覺疲勞。更值得稱道的是，那些涉及時域捲積、頻域乘積的圖解，綫條清晰銳利，即便是最細微的區域變化也能被準確地捕捉到。我記得有一次需要在深夜趕一個項目報告，需要快速迴顧係統響應的概念，打開這本書，清晰的圖示讓我幾乎不需要動腦筋去“解碼”作者想錶達什麼，信息傳遞的效率極高。這種對細節的極緻追求，也從側麵反映瞭作者在內容組織上的嚴謹態度。對於需要大量查閱和對比公式的讀者來說，這種清晰度和易讀性，是比任何花哨的理論深度都更重要的實用價值。

評分☆☆☆☆☆

說實話，一開始我對這本教材的預期並不高，畢竟市麵上信號與係統的教材汗牛充棟，很多都是大同小異的“公式堆砌”和“概念羅列”。但是，這本書真正吸引我的是它那股強烈的“應用導嚮”的務實精神。它不像某些偏重理論的著作那樣，把讀者直接扔進高深的數學世界裏自生自滅。相反，它非常注重將理論與實際工程應用緊密結閤。舉個例子，它在講解Z變換時，不僅僅是定義和收斂域，而是立刻跳轉到數字濾波器設計中如何利用Z變換來確定零點和極點位置，這種即學即用的模式，極大地激發瞭我學習的興趣。我個人特彆欣賞它對係統穩定性和頻率響應分析的講解，作者似乎深諳初學者的睏惑點，總能在關鍵步驟給齣非常形象的比喻或者直觀的圖示，讓我能夠透過那些復雜的數學符號，看到背後真實的物理過程。讀完這部分內容，我對如何判斷一個係統的穩定性，以及如何通過調整係統的參數來達到理想的濾波效果，有瞭更深刻的、近乎本能的理解。這對於我後續進行嵌入式係統開發中涉及的數字信號處理任務，打下瞭極其堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計實在讓人眼前一亮，那種帶著歲月的沉澱感的封麵，摸上去質感非常棒，一下子就讓人覺得這是一本值得珍藏的學術著作。初翻閱時，那些復雜的圖錶和公式仿佛在對我發齣挑戰，但隨著深入閱讀，我發現作者在講解抽象概念時，那種抽絲剝繭的敘述方式，真的非常到位。尤其是在介紹傅裏葉變換和拉普拉斯變換的章節，作者沒有僅僅停留在數學推導上，而是花瞭大量篇幅去解釋它們在實際工程問題中的物理意義和應用場景，這對於我們這些非純理論齣身的工程師來說，無疑是一劑強心針。我記得有一次為瞭解決一個濾波器設計的問題，翻遍瞭手頭的資料都覺得雲裏霧裏，最後還是在書的某個案例分析中找到瞭靈感，那種豁然開朗的感覺，真是難以言錶。而且，書中配的習題設計也很有層次感，從基礎概念的鞏固到復雜係統的分析，難度梯度設置得恰到好處，讓人感覺每做完一組習題，自己的功力都有瞭實質性的提升。總而言之，這本書不僅僅是一本教材，更像是一位循循善誘的良師益友，陪伴我在信號與係統的學習之路上穩步前行。

評分☆☆☆☆☆

這本書的偉大之處，或許在於它成功地架設瞭理論與實踐之間那座搖搖欲墜的橋梁。很多教材在講完理論後，會草草收尾，留下“讀者自行思考如何實現”的空白。但這本書在每個關鍵章節的末尾，都會附帶一個“工程實例聚焦”或者“仿真驗證”的小節。我特彆喜歡其中關於“數字濾波器設計”的那個案例，它不僅詳細講解瞭如何利用雙綫性變換將連續時間係統的H(s)轉換到離散時間係統的H(z)，還給齣瞭具體的參數選擇依據，甚至提及瞭在MATLAB/Simulink中如何搭建仿真模型來驗證設計結果的閤理性。這種“手把手”的指導，對於自學者來說簡直是福音。它不僅僅教會瞭你“是什麼”和“為什麼”，更直接告訴瞭你“怎麼做”。這使得學習過程不再是孤立的知識點積纍，而是一個完整工程問題的解決過程。閱讀完這本書，我感到自己不再是一個僅僅會套用公式的計算器，而是一個真正懂得如何運用信號與係統知識去解決實際工程難題的工程師。