普通高等教育电子信息类“十二五”规划教材：信号与系统 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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王吉林，纪正飚 编

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• 信号与系统
• 电路分析
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• 通信工程
• 自动控制
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• 教材
• 电子工程
• 数理基础
• 模拟电路

出版社： 国防工业出版社

ISBN：9787118080889

版次：1

商品编码：11053287

包装：平装

开本：16开

出版时间：2012-07-01

用纸：胶版纸

页数：213

字数：312000

正文语种：中文

内容简介

《普通高等教育电子信息类“十二五”规划教材：信号与系统》主要阐述了信号的时域分析和变换域分析，采用连续与离散并行、先时域后变换域的体系结构。本书论述清楚，概念明确，重点突出，层次清晰，便于教学。
全书共包括信号与系统、连续信号与系统的时域分析、离散系统的时域分析、连续系统的频域分析、连续系统的s域分析、z变换、系统函数7章。各个章节配有不同层次的习题，以供选用。
《普通高等教育电子信息类“十二五”规划教材：信号与系统》可作为高等学校电子、通信、自动化类等各专业“信号与系统”课程的本科生教材，也可供有关科技工作者自学参考使用。

内页插图

目录

第1章 绪论
1.1 绪言
1.2 信号的分类
1.2.1 确定信号和随机信号
1.2.2 连续信号和离散信号
1.2.3 周期信号和非周期信号
1.2.4 能量信号和功率信号
1.2.5 一维信号和多维信号
1.2.6 因果信号和反因果信号
1.3 信号的基本运算
1.3.1 信号的加、减、乘运算
1.3.2 信号的时间变换运算
1.4 阶跃函数和冲激函数
1.4.1 阶跃函数
1.4.2 冲激函数
1.4.3 序歹g（k）和e（k）
1.5 系统的性质及分类
1.5.1 线性
1.5.2 时不变系统与时变系统
1.5.3 因果系统与非因果系统
1.6 系统的描述
1.6.1 连续系统
1.6.2 离散系统
本章小结
本章习题

第2章 连续信号与系统的时域分析
2.1 LTI连续系统的响应
2.1.1 微分方程的经典解
2.1.2 关于0-和0+初始值
2.1.3 零输入响应和零状态响应
2.2 冲激响应和阶跃响应
2.2.1 冲激响应
2.2.2 阶跃响应
2.3 卷积积分
2.3.1 信号的时域分解与卷积积分
2.3.2 卷积的图解
2.4 卷积积分的性质
2.4.1 卷积代数
2.4.2 奇异函数的卷积特性
2.4.3 卷积的微积分性质
2.4.4 卷积的时移特性
本章小结
本章习题

第3章 离散系统的时域分析
3.1 离散时间基本信号
3.1.1 离散时间信号
3.1.2 离散时间基本信号
3.2 LTI离散系统的响应
3.2.1 差分与差分方程
3.2.2 差分方程
3.2.3 全解求解的一般步骤
3.2.4 零输入响应和零状态响应
3.3 单位序列和单位序列响应
3.3.1 单位序列响应
3.3.2 单位阶跃响应
3.4 卷积和
3.4.1 卷积和的定义
3.4.2 卷积和的图示
3.4.3 卷积和的性质
3.4.4 离散系统零状态响应
本章小结
本章习题

第4章 连续系统的频域分析
4.1 信号的正交分解
4.1.1 矢量的正交分解
4.1.2 信号的相关性
4.1.3 正交函数集
4.1.4 信号的正交分解
4.2 傅里叶级数
4.2.1 傅里叶级数的三角形式
4.2.2 奇函数、偶函数的傅里叶系数
……
第5章 连续系统的s域分析
第6章 Z变换
第7章 系统函数
附录
参考文献

前言/序言

信号与系统 面向普通高等教育电子信息类“十二五”规划教材 引言 在当今飞速发展的电子信息时代，对信号与系统的深入理解是电子信息类专业人才培养的核心基础。信号作为信息的载体，其产生、传输、处理与分析是构成一切电子信息系统的基石；而系统则是实现特定信号处理功能的载体。本教材《信号与系统》旨在为普通高等教育电子信息类专业的学生构建一个坚实而系统的知识框架，帮助他们掌握信号与系统的基本理论、分析方法和工程应用。 本教材的编写遵循“十二五”国家高等教育规划教材的指导思想，注重理论的严谨性、内容的系统性、方法的通用性以及教学的有效性。我们力求在继承经典信号与系统理论精髓的基础上，融入近年来学科发展的新成果和新趋势，强调理论与实践相结合，为学生未来的学习和科研打下坚实基础。 教材内容概述 本教材共分为十五章，从基础概念入手，逐步深入到更复杂的信号和系统分析方法，并最终引向实际应用。 第一部分：基础理论与初步分析 第一章：信号与系统概述 本章首先定义了信号的内涵及其分类，包括连续时间信号与离散时间信号，周期信号与非周期信号，偶信号与奇信号，能量信号与功率信号等。 接着，引入了系统的概念，解释了系统的输入-输出关系，并对系统的基本性质进行了分类，如线性与非线性，时不变与时变，因果性与非因果性，稳定性与非稳定性。 通过对这些基本概念的清晰界定，为后续章节的学习奠定基础，使学生对信号与系统的研究对象有一个初步而全面的认识。 同时，本章也介绍了信号和系统在各个工程领域中的广泛应用，激发学生的学习兴趣。 第二章：连续时间信号的分析 本章聚焦于连续时间信号的深入分析。我们从信号的分解入手，详细介绍了指数信号、正弦信号、单位阶跃信号、单位冲激信号以及它们之间的关系。 重点讲解了信号的卷积运算，这是分析线性时不变系统（LTI系统）的核心工具。通过对卷积的深入理解，学生能够掌握系统对任意输入信号的响应。 此外，还引入了信号的傅里叶级数和傅里叶变换，它们是分析周期和非周期信号频谱特性的强大工具。学生将学习如何将信号分解为不同频率的正弦分量，从而揭示信号的频率内容。 本章还涉及了傅里叶变换的一些重要性质，如线性、时移、频移、卷积性质等，为后续的系统分析提供了重要的数学工具。 第三章：连续时间系统的分析 本章将第二章介绍的信号分析方法应用于连续时间系统。 我们重点分析了线性时不变（LTI）系统，并阐述了其核心特性——通过冲激响应来完全描述系统。 详细讲解了利用卷积来求解LTI系统的零输入响应和零状态响应，从而得到系统的全响应。 引入了微分方程的求解方法，作为描述和分析连续时间LTI系统的另一种重要途径。 此外，本章还探讨了LTI系统的频率响应，即系统对不同频率信号的放大和相移特性，这对于滤波器设计等应用至关重要。 第四章：拉普拉斯变换及其应用 拉普拉斯变换是傅里叶变换的推广，它能够处理更广泛的信号，特别是那些非周期但可能包含指数增长成分的信号，并且可以方便地进行系统分析。 本章详细介绍了单边和双边拉普拉斯变换的定义、收敛域（ROC）的概念及其重要性。 推导并讲解了拉普拉斯变换的各种性质，如线性、时移、频移、微分、积分、卷积等。 重点阐述了利用拉普拉斯变换来分析连续时间LTI系统，包括求解微分方程、分析系统函数、判断系统稳定性以及求解零输入和零状态响应。 通过分析系统函数（传递函数），学生可以更直观地理解系统的动态特性。 第五章：连续时间傅里叶变换和傅里叶级数在系统分析中的应用 本章将前几章的理论知识进行整合，重点关注连续时间傅里叶变换和傅里叶级数在系统分析中的具体应用。 我们通过大量实例，展示如何利用傅里叶变换来分析系统的频率特性，例如计算系统的幅度响应和相位响应。 讲解了如何利用傅里叶变换来求解LTI系统的输出信号，特别是在傅里叶域进行卷积运算，简化了计算过程。 还讨论了理想低通、高通、带通滤波器等经典滤波器的频率响应特性，并介绍了它们在信号处理中的作用。 第二部分：离散时间信号与系统 第六章：离散时间信号的分析 本章将信号分析的范围扩展到离散时间信号。 我们定义了离散时间信号的分类，包括周期与非周期，能量与功率，偶与奇。 详细介绍了离散时间信号的基本单元，如单位阶跃序列、单位冲激序列，以及它们与连续时间对应物的关系。 讲解了离散时间信号的卷积运算，这是分析离散时间LTI系统的核心。 引入了离散时间傅里叶级数（DTFS）和离散时间傅里叶变换（DTFT），它们用于分析周期和非周期离散时间信号的频谱。 第七章：离散时间系统的分析 本章聚焦于离散时间系统的分析。 重点研究了离散时间线性时不变（LTI）系统，并阐述了其通过脉冲响应（或称为单位抽样响应）来完全描述的特性。 详细讲解了利用卷积来求解离散时间LTI系统的零输入响应和零状态响应，从而得到系统的全响应。 引入了差分方程的求解方法，作为描述和分析离散时间LTI系统的另一种重要途径。 此外，本章还探讨了离散时间LTI系统的频率响应，即系统对不同频率离散信号的放大和相移特性。 第八章：Z变换及其应用 Z变换是拉普拉斯变换在离散时间系统中的对应物，是分析离散时间LTI系统的强大工具。 本章详细介绍了Z变换的定义、收敛域（ROC）的概念及其重要性。 推导并讲解了Z变换的各种性质，如线性、时移、尺度变换、差分、累加、卷积等。 重点阐述了利用Z变换来分析离散时间LTI系统，包括求解差分方程、分析系统函数（传递函数）、判断系统稳定性以及求解零输入和零状态响应。 第九章：离散时间傅里叶变换和傅里叶级数在系统分析中的应用 本章整合离散时间信号与系统分析的知识，重点关注离散时间傅里叶变换（DTFT）和离散时间傅里叶级数（DTFS）在系统分析中的实际应用。 通过大量实例，展示如何利用DTFT来分析离散时间系统的频率特性，如计算系统的幅度响应和相位响应。 讲解了如何利用DTFT来求解离散时间LTI系统的输出信号，尤其是在DTFT域进行卷积运算，简化计算。 讨论了离散时间滤波器，如FIR和IIR滤波器，以及它们在信号处理中的作用。 第三部分：高级主题与综合应用 第十章：卷积和相关 本章对卷积运算进行更深入的探讨，它不仅是LTI系统分析的基础，也在许多其他信号处理领域有着重要应用。 详细分析了连续时间信号和离散时间信号的卷积性质，以及它们的计算方法。 引入了相关（Correlation）的概念，并阐述了它与卷积的联系和区别。 讨论了卷积和相关在匹配滤波、信号检测、模式识别等方面的应用。 第十一章：系统函数和框图表示 本章专注于系统函数的进一步分析，它是一个抽象但极其重要的概念，能够完整地描述LTI系统的特性。 详细讲解了如何从微分方程和差分方程中提取系统函数。 介绍了零、极点概念及其与系统稳定性和频率响应的关系。 引入了系统框图表示法，包括串联、并联和反馈连接，以及如何利用这些结构来分析复杂系统的整体行为。 讨论了系统函数在系统设计和分析中的重要作用。 第十二章：傅里叶变换家族：DFS、DFT和FFT 本章将讨论更实用的傅里叶变换形式，特别是在数字信号处理（DSP）中广泛应用的离散傅里叶变换（DFT）。 介绍了离散傅里叶级数（DFS），它是对周期离散信号进行频谱分析的工具。 详细讲解了离散傅里叶变换（DFT）的定义、性质以及与DTFT的关系。 着重介绍了快速傅里叶变换（FFT）算法，它大大提高了DFT的计算效率，使得傅里叶分析在实际应用中成为可能。 讨论了FFT在频谱分析、滤波、调制解调等数字信号处理中的应用。 第十三章：采样理论 采样是将连续时间信号转换为离散时间信号的关键步骤，是数字信号处理的基础。 本章详细阐述了采样定理（Nyquist-Shannon采样定理），解释了奈奎斯特率的概念及其重要性。 深入分析了欠采样和过采样可能带来的问题，如混叠（Aliasing）现象，并给出了避免混叠的措施。 讲解了理想采样、自然采样、平顶采样等不同采样方式的特点。 讨论了采样理论在模拟信号数字化过程中的核心作用。 第十四章：线性调频（LFM）信号与线性调频（LFM）系统 本章引入了线性调频（LFM）信号，它是一种在雷达、通信等领域广泛应用的信号。 详细介绍了LFM信号的产生、特性以及其在时域和频域的表现。 讲解了LFM系统（例如匹配滤波器）如何对LFM信号进行处理，实现信号的压缩和检测。 讨论了LFM信号与LFM系统在实际应用中的原理和优势。 第十五章：信号与系统在通信和控制系统中的应用 本章是对前面所学知识的综合应用，展示信号与系统理论在实际工程领域中的重要性。 通信系统应用： 讲解了如何运用信号与系统理论分析和设计各种通信系统，包括信号的调制与解调（AM, FM, PSK, QAM等）、信道模型、噪声对信号的影响以及抗噪声技术。通过分析通信链路中的信号传输和处理过程，理解信息如何在不同环节中被编码、传输和解码。 控制系统应用： 阐述了如何利用信号与系统理论来分析和设计反馈控制系统。讲解了传递函数、闭环系统稳定性分析（如奈奎斯特判据、根轨迹法）、系统响应（瞬态响应和稳态响应）等概念。通过分析控制系统的输入-输出关系，理解如何通过调整系统参数来达到期望的控制目标。 本章强调了信号与系统作为连接基础理论与工程实践的桥梁作用。 总结 本教材《信号与系统》力求以清晰的逻辑、严谨的数学推导和丰富的实例，引导学生掌握信号与系统的基本概念、分析方法和工程应用。通过学习本书，学生将能够： 1. 理解信号与系统的基本概念和性质： 能够区分不同类型的信号，理解系统的基本特性，并能分析线性时不变系统的特点。 2. 掌握信号的时域和频域分析方法： 熟练运用傅里叶级数、傅里叶变换、拉普拉斯变换、Z变换等工具对信号进行分析，揭示其内在规律。 3. 能够分析和设计线性时不变系统： 掌握利用卷积、系统函数、微分方程/差分方程等方法来分析LTI系统的响应，并能评估系统的稳定性。 4. 理解采样理论的核心原理： 掌握连续信号到离散信号转换的关键，理解混叠等现象并学会避免。 5. 认识信号与系统在通信和控制等领域的应用： 为进一步学习专业课程奠定坚实基础，为解决实际工程问题提供理论支撑。 我们希望本书能够成为电子信息类专业学生学习信号与系统的良师益友，帮助他们深入理解现代电子信息技术的基石，并为他们在未来的学习和职业生涯中取得成功提供有力的支持。

评分☆☆☆☆☆

读完这本书，我最大的收获是对信号与系统之间的内在联系有了更深刻的理解。书中不仅仅局限于对单一信号或系统的分析，而是着重强调了信号与系统之间的相互作用以及它们在不同域（时域、频域）下的变换关系。我印象深刻的是关于卷积定理的部分，作者通过多种方式解释了卷积在时域和频域中的作用，以及它如何体现了系统对输入信号的“记忆”和“滤波”功能。书中对不同类型信号的频谱特性进行了详细的分析，包括周期信号、非周期信号、冲激信号等，并通过傅里叶变换和拉普拉斯变换等工具，揭示了它们在频域中的分布规律。这让我明白了为什么在频域分析中，我们能够更容易地理解系统的频率响应特性。这本书还为我打开了认识数字信号处理的大门，让我了解到离散时间信号和系统的特点，以及Z变换在分析这些系统中的重要作用。总而言之，这本书极大地拓展了我对信号与系统本质的认知，为我后续在电子信息领域的深入学习打下了坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计相当朴素，采用了经典的蓝白配色，字体清晰，一眼就能看出是专业教材的风格。我当初选择它，很大程度上是因为其“普通高等教育电子信息类‘十二五’规划教材”的头衔，这通常意味着内容会比较系统、权威，能够覆盖电子信息领域的核心基础知识。拿到书后，我立刻翻阅了目录，发现其结构安排得井井有条，从最基础的信号概念、系统定义出发，逐步深入到卷积、傅里叶变换、拉普拉斯变换、Z变换等一系列核心内容。我尤其看重它在理论推导上的严谨性，很多定理和公式都有详细的证明过程，这对于我理解信号与系统背后的数学原理至关重要。书中还配有不少图示，用来辅助理解抽象的概念，比如不同类型信号的波形、系统的框图表示等，这些图示的清晰度和准确性都给了我很大的帮助。虽然我还没有完全读完，但就目前的阅读体验而言，这本书的理论深度和广度都符合我对一本优秀教材的期待，为我打下坚实的理论基础提供了保障。

评分☆☆☆☆☆

翻开这本书，我最直观的感受就是它的“厚重感”，这不仅体现在纸张的质量和页数上，更体现在其内容的深度和全面性上。从信号的分类、性质，到系统的时域分析、频域分析，再到离散时间信号与系统，几乎涵盖了信号与系统研究的所有核心领域。书中的数学推导过程非常详尽，一步一步地展示了如何从基本原理出发，推导出重要的定理和公式。对于我这样基础不太扎实的读者来说，这种细致的讲解方式非常有价值，让我能够跟随作者的思路，一步步地理解每一个数学步骤的含义。另外，书中还对一些经典系统，如RC电路、RLC电路的瞬态响应和稳态响应进行了深入分析，这为我后续学习电路分析和控制理论打下了良好的基础。虽然书中涉及的数学工具（如傅里叶级数、傅里叶变换、拉普拉斯变换等）对我来说是全新的挑战，但作者的讲解清晰易懂，并且在引入这些工具时，会强调其在信号与系统分析中的重要作用，这让我对接下来的学习充满了信心。

评分☆☆☆☆☆

这本书的另一大亮点在于其逻辑结构的清晰和语言表达的精准。作者在阐述每一个概念时，都力求简洁明了，避免使用含糊不清的表述。从第一个章节开始，就为后续内容奠定了坚实的逻辑基础，每一章的内容都承接上一章，层层递进，使得整个知识体系显得非常连贯。我特别喜欢书中对一些关键概念的类比和解释，比如将系统比作一个“黑箱”，输入信号是“原材料”，输出信号是“加工品”，这种生动的比喻大大降低了抽象概念的理解难度。此外，书中对数学符号的使用也非常规范，每引入一个新的符号都会给出明确的定义，这避免了在阅读过程中因符号混淆而产生的困惑。对于学习过程中遇到的难点，作者还会提供一些相关的拓展阅读建议，虽然我目前还没有精力去深入研究，但这为我日后进一步学习提供了方向。总的来说，这本书在知识传授的艺术上做得非常出色，让我在学习过程中能够事半功倍。

评分☆☆☆☆☆

这本书的优点在于其内容的实用性和前瞻性。在学习过程中，我发现书中不仅仅是罗列枯燥的理论公式，而是尽可能地联系实际工程应用。例如，在介绍滤波器设计时，书中就给出了如何将理论模型转化为实际电路实现的思路，虽然篇幅有限，但这种“理论与实践结合”的理念贯穿全书。此外，书中还涉及了一些数字信号处理（DSP）的基础概念，这对于我们电子信息类专业的学生来说，是未来学习和工作不可或缺的一部分。我尤其欣赏的是，教材中穿插的例题和习题都非常有代表性，能够很好地检验我对知识点的掌握程度。很多习题不仅考察了理论计算，还引导我思考如何运用所学知识解决实际问题。虽然有些习题的难度不小，需要花费一些时间去钻研，但这恰恰是提升我分析问题和解决问题能力的好机会。总的来说，这本书不仅仅是一本教材，更像是一位经验丰富的工程师在手把手地教导我，让我能够更好地理解信号与系统的应用价值。