信号与系统/全国普通高校电子信息与电气学科基础规划教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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郭改枝，俞宗佐，郭瑛 著

图书标签:

• 信号与系统
• 电路分析
• 电子信息
• 电气工程
• 通信原理
• 数学基础
• 高等教育
• 教材
• 基础课程
• 模拟信号处理

出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302337157

版次：1

商品编码：11346612

品牌：清华大学

包装：平装

丛书名： 全国普通高校电子信息与电气学科基础规划教材

开本：16开

出版时间：2013-11-01

用纸：胶版纸

页数：356

字数：574000

正文语种：中文

编辑推荐

本书目的是使学生掌握信号、系统、网络系统函数、频谱、时域分析、频域分析等基本概念，掌握线性系统的时域、频域、复频域分析方法，培养分析问题与解决问题的能力，同时为后续通信原理、数字信号处理课程打下扎实的理论基础。

为了让学生掌握计算机辅助分析的方法，本书在每章的最后一节加入了MATLAB实践部分，使用MATLAB对本章讲述的重点、难点内容进行形象、直观的计算机模拟与仿真实现，从而加深对信号与系统基本原理、方法及应用的理解，使读者从基本理论过渡到实际应用。在每章的习题中也有配套的MATLAB上机练习题，供读者进行上机实践。

MATLAB部分的所有实例均通过实际上机调试，并在附录中专门介绍了MATLAB软件的使用，实践性强，适于初学者使用。

本书另配套“学习指导和习题详解”，目的是为学生提供课后习题的解题思路和方法，为加深学生对信号与系统中基本概念的理解和认识，推动学生灵活、深入地掌握信号与系统中的基本分析方法，并为今后的实际应用奠定基础。

内容简介

　　《信号与系统/全国普通高校电子信息与电气学科基础规划教材》主要介绍连续时间信号与系统的基本概念及时域分析方法、离散时间信号与系统及时域分析方法、三大变换（傅里叶变换、拉普拉斯变换、z变换）、系统的状态变量分析法等内容。为了让学生在学习信号与系统基本知识的同时，掌握计算机辅助分析的方法，《信号与系统/全国普通高校电子信息与电气学科基础规划教材》加入了matlab实践部分，使用matlab对每章讲述的重点、难点内容进行形象、直观的计算机模拟与仿真实现，从而加深对信号与系统基本原理、方法及应用的理解，为了帮助读者掌握所学内容，提高分析和解决问题的能力，书中每章均附有习题，书后附有各章典型习题的参考答案。
　　《信号与系统/全国普通高校电子信息与电气学科基础规划教材》适合作为普通高等学校电子信息类专业和相近专业的本科生和工程硕士研究生的教材及非电子信息类专业硕士研究生教材，也可作为科技人员的参考书。

内页插图

目录

第1章 信号与线性时不变系统
1.1 信号与系统
1.2 信号的描述及分类
1.3 信号的运算
1.4 奇异信号
1.5 信号的分解
1.6 系统模型及其分类
1.7 信号与系统的应用
1.8 连续时间信号产生与运算的matlab实现
习题

第2章 连续时间系统的时域分析
2.1 系统分析方法
2.2 微分方程的建立与求解
2.3 起始点的跳变——从0_到0+状态的转换
2.4 零输入响应和零状态响应
2.5 冲激响应与阶跃响应
2.6 卷积
2.7 卷积的性质
2.8 信号的相关
2.9 用matlab实现连续时间系统的时域分析
习题

第3章 离散信号与离散系统
3.1 序列——离散时间信号
3.2 离散系统的数学模型——常系数差分方程
3.3 离散时间系统的特点
3.4 离散时间系统的模拟
3.5 求解常系数的差分方程
3.6 离散时间系统的单位样值（单位冲激）响应
3.7 卷积（卷积和）
3.8 离散信号的自相关函数
3.9 离散时间信号与系统时域分析的matlab实现
习题

第4章 信号的频域分析——傅里叶变换
4.1 周期信号的傅里叶级数分析
4.2 典型周期信号的傅里叶级数
4.3 傅里叶变换——非周期信号的频谱分析方法
4.4 几种典型非周期信号的傅里叶变换
4.5 冲激函数和阶跃函数的傅里叶变换
4.6 傅里叶变换的基本性质
4.7 周期信号的傅里叶变换
4.8 抽样信号的傅里叶变换
4.9 抽样定理
4.10 连续线性时不变系统的频域分析方法
4.11 无失真传输
4.12 理想低通滤波器的单位冲激响应
4.13 理想低通滤波器的阶跃响应
4.14 调制与解调
4.15 激励和响应的能量谱与功率谱
4.16 佩利——维纳准则和希尔伯特变换
4.17 连续时间系统频域分析的matlab实现
习题

第5章 连续时间信号的复频域分析
5.1 引言
5.2 拉普拉斯变换（lt）的定义及其收敛域
5.3 拉氏变换的基本性质
5.4 拉氏变换逆变换
5.5 用拉氏变换法分析电路、s域元件模型
5.6 系统函数h（s）
5.7 由h（s）的零、极点分布决定系统的时域特性
5.8 由系统函数零极点分布决定频响特性
5.9 线性系统的稳定性
5.10 连续时间系统s域分析的matlab实现
习题

第6章 z变换、离散时间系统的z域分析
6.1 从连续信号抽样的拉普拉斯变换到z变换
6.2 z变换定义、典型序列的z变换
6.3 z变换的收敛域
6.4 逆z变换
6.5 z变换的基本性质
6.6 z变换与拉普拉斯变换的关系
6.7 利用z变换解差分方程
6.8 离散时间系统的系统函数
6.9 离散时间系统信号流图表示法及系统函数结构图
6.10 离散系统的z域分析在matlab中的实现
习题

第7章 系统的状态变量分析
7.1 状态变量与状态方程
7.2 连续时间系统状态方程的建立
7.3 离散时间系统状态方程的建立
7.4 连续时间系统状态方程的求解
7.5 离散时间系统状态方程的求解
7.6 系统的可控制性与可观测性
7.7 系统状态变量分析的matlab实现
……

前言/序言

　　本书是为高等院校电子技术类专业编写的教学用书。“信号与系统”课程的目的是使学生掌握信号、系统、网络系统函数、频谱、时域分析、频域分析等基本概念。掌握线性系统的时域、频域、复频域分析方法。培养学生分析问题与解决问题的能力，同时为学生学习后续的通信原理、数字信号处理课程打下扎实的理论基础。
　　本书共分7章。第1章介绍连续时间信号与系统的基本概念；第2章介绍连续信号与系统的时域分析方法；第3章介绍离散时间信号与系统及时域分析方法；第4～6章分别介绍三大变换（傅里叶变换、拉普拉斯变换、Z变换）；第7章介绍系统的状态变量分析法。全书采用国际单位制。为了帮助读者掌握所学内容，提高分析和解决问题的能力，书中每章末均附有习题，书后附有各章典型习题的参考答案。本书还有配套的习题指导，可以为读者提供课后习题的解题思路和指导。
　　为了适应信息时代的发展需要，让学生在学习信号与系统基本知识的同时，掌握计算机辅助分析的方法，本书在每章的最后一节加入了MATLAB实践部分，使用MATLAB对本章讲述的重点、难点内容进行形象、直观的计算机模拟与仿真实现，从而加深对信号与系统基本原理、方法及应用的理解，使读者从基本理论过渡到实际应用。在每章的习题中也有配套的MATLAB上机练习题，供读者进行上机实践。
　　本书在编写过程中注意保持了教学内容的完整性，同时汲取了校内外多位教师的宝贵意见，反复调整了本书的章节安排，力求能系统地介绍信号与系统理沦的基本概念和基本分析方法。在写作中，力求做到层次清楚，语言简洁流畅，重点突出，便于读者循序渐进地系统学习，领会重点和难点内容。MATLAB部分的所有实例均通过实际上机调试，并在附录中专门介绍了MATLAB软件的使用，实践性强，适合初学者使用。
　　本书的第1～5章的信号与系统理论部分由郭改枝执笔完成，第6章和第7章及附录以及本书各章的MATLAB实践部分均由俞宗佐执笔完成，书中的习题及配套的习题指导全部由郭瑛完成，全书由郭改枝统稿。
　　本书还有配套的资料、习题及课外考研辅导系列书随后出版。
　　本书是在内蒙古师范大学各级领导和相关教师的关心和支持下完成的，在编写过程中得到了内蒙古大学李树华教授的指导，在修订过程中得到了内蒙古师范大学计算机专业研究生的帮助，在此谨表示衷心的感谢。
　　限于编者水平，错误与不妥之处在所难免，敬请读者批评指正。
　　编者
　　2013年9月

探索信息的律动：信号、系统及其无穷奥秘 在这个信息爆炸的时代，我们被海量的声音、图像、数据所包围。然而，这些纷繁复杂的信息背后，隐藏着一套深刻而普适的规律。理解这些规律，便是解锁信息世界的钥匙。本书将带领您深入探索“信号”与“系统”这两个核心概念，揭示它们如何构成我们感知世界、处理信息的基础，并在此基础上构建起一个丰富的理论框架，为理解通信、控制、图像处理、语音识别等众多现代工程技术领域奠定坚实的基础。 第一篇：信号——信息的载体与表现 信号，是信息最直接的载体。它以各种形式存在，或随时间变化，或随空间分布，承载着我们想要传递、记录或分析的各种信息。本篇将从信号的基本概念入手，逐步展开对不同类型信号的深入探讨。 什么是信号？ 我们首先定义信号，将其理解为物理量的时变或空变函数。从微小的电子脉冲到宏观的天体运行轨迹，从一串数字编码到一段悦耳的旋律，都可以被视为信号。我们将区分模拟信号和数字信号，理解它们在表示和处理上的根本差异，以及数字信号在现代技术中的主导地位。 信号的分类与性质： 信号千姿百态，为了更好地理解和处理它们，我们需要对其进行分类。我们将学习如何根据信号的性质将其划分为周期信号与非周期信号、能量信号与功率信号、确定性信号与随机信号。每一种分类都揭示了信号在分析和处理上的不同侧重点。 信号的运算： 信号之间可以进行各种运算，这些运算不仅能让我们更深刻地理解信号的特性，也是后续系统分析的基础。我们将学习信号的加法、减法、乘法、数乘、延迟、翻转、伸缩等基本运算，并探讨它们在实际应用中的意义。例如，信号的延迟对应着声音的回声，信号的翻转和伸缩则与图像的镜像和缩放有着密切的联系。 傅里叶变换——信号的频域视角： 信号的时域表示固然直观，但很多时候，信号的内在结构和特性在频域中表现得更为清晰。傅里叶变换是连接时域与频域的桥梁。我们将学习傅里叶级数和傅里叶变换的概念，理解如何将一个信号分解成不同频率的正弦和余弦分量的叠加。通过频域分析，我们可以轻易地识别信号的频率成分，设计滤波器来去除噪声或提取特定频率的信息，这在音频处理、无线通信等领域至关重要。 拉普拉斯变换与Z变换——信号的复频域与复数域分析： 傅里叶变换适用于稳定且收敛的信号，但对于更广泛的信号和系统，我们需要更强大的工具。拉普拉斯变换将实数变量的信号扩展到复数域，能够处理更复杂的信号和系统，特别是瞬态响应的分析。Z变换则是对离散时间信号进行分析的强大工具，它将离散序列映射到复数域，是数字信号处理和离散系统分析的核心。我们将理解这些变换的定义、性质以及它们在解决工程问题中的应用。 卷积——信号与系统交互的本质： 卷积是一个描述线性时不变系统如何响应输入信号的关键数学运算。我们将深入理解卷积的定义和几何意义，并学习如何通过卷积运算来求解线性时不变系统的输出。卷积操作直观地展现了系统“记忆”过去输入信息并将其与当前输入进行加权叠加的过程。 第二篇：系统——信号的处理与变换 系统是处理和变换信号的“加工厂”。它接收输入信号，经过内部的各种机制作用，输出新的信号。理解系统的本质和特性，是设计和分析信息处理系统的关键。 什么是系统？ 我们将系统定义为对输入信号进行某种变换，产生输出信号的实体。系统可以是一个物理设备，如一个放大器、一个滤波器；也可以是一个抽象的数学模型，如一个算法。我们将区分因果系统、线性系统、时不变系统、稳定系统等基本系统类型。 线性时不变（LTI）系统——工程中最重要的一类系统： LTI系统因其良好的数学性质和广泛的工程应用而占据核心地位。我们将深入研究LTI系统的特性，包括叠加性（线性）和时移不变性。理解LTI系统的数学模型，如微分方程和差分方程，是分析其行为的基础。 系统的时域分析——差分方程与微分方程： 对于离散时间LTI系统，差分方程是描述其输入输出关系的数学工具。我们将学习如何求解差分方程，理解零输入响应（系统的自由响应）和零状态响应（系统对输入的响应）的概念。对于连续时间LTI系统，微分方程扮演着类似的角色。通过求解这些方程，我们可以预测系统在不同输入下的行为。 系统的频域分析——频率响应： LTI系统对不同频率的信号具有不同的“偏好”。频率响应就是描述系统对不同频率信号的增益和相移特性的函数。我们将学习如何通过傅里叶变换或拉普拉斯变换来获得系统的频率响应，并理解频率响应在滤波器设计、系统稳定性分析等方面的作用。例如，一个低通滤波器允许低频信号通过，而衰减高频信号。 系统的卷积表示——冲激响应： 冲激响应是LTI系统最 fundamental 的特性之一。它描述了系统对一个单位冲激信号的响应。通过冲激响应，我们可以用卷积运算来表示LTI系统的输出，即“输出是输入信号与系统冲激响应的卷积”。这提供了一种统一的、强大的方法来分析和理解LTI系统。 系统稳定性——能否避免“失控”： 系统的稳定性是至关重要的。一个不稳定的系统，即使是很小的输入扰动，也可能导致输出信号无限增长，最终导致系统“失控”。我们将学习判断系统稳定性的条件，这通常与系统的极点位置（拉普拉斯变换的零点和极点）或特征方程的根有关。 反馈系统——实现更强大的控制与调节： 反馈是许多复杂系统（如自动驾驶仪、恒温器）的核心。通过将系统的输出部分地或全部地送回到输入端，反馈可以用于提高系统的精度、稳定性和鲁棒性。我们将初步了解反馈系统的基本结构和其在控制理论中的重要作用。 第三篇：信号与系统的应用——构建现代信息世界 信号与系统理论并非孤立的数学抽象，它们是构建现代信息技术不可或缺的基石。本篇将展示这些理论如何应用于实际工程领域。 通信系统： 从广播电视到移动通信，再到互联网，通信系统都在以各种方式传输信息。我们将看到，信号的调制解调、信道编码、滤波等过程都离不开信号与系统的分析。例如，手机通信中，语音信号被编码、调制，通过无线信道传输，再经过解调、解码还原成语音，整个过程就是一系列信号与系统的处理。 控制系统： 自动驾驶、工业自动化、机器人技术等都依赖于先进的控制系统。信号与系统理论为设计能够精确控制物理过程的控制器提供了数学工具，如PID控制器等。我们能理解如何通过分析系统的动态特性来设计合适的控制器，使其达到期望的性能。 数字信号处理（DSP）： 现代电子设备无处不在的数字信号处理技术，如音频压缩（MP3）、图像处理（JPEG）、语音识别等，都建立在离散信号与系统理论之上。傅里叶变换、Z变换、卷积等在DSP中有着核心地位。 其他应用： 信号与系统理论的触角还延伸到许多其他领域，包括医学信号分析（如心电图、脑电图）、地质勘探、金融时间序列分析等等。理解这些领域中的数据信号，并应用系统模型进行分析，能够帮助我们发现隐藏的规律，做出更明智的决策。 结语 本书旨在提供一个全面而深入的信号与系统理论体系。通过对信号基本性质的剖析，系统模型的研究，以及两者在实际工程中的广泛应用，我们希望能够激发您对信息世界奥秘的探索热情，并为您在未来深入学习和研究相关领域打下坚实的基础。掌握信号与系统，就是掌握理解和驾驭信息时代的关键力量。

评分☆☆☆☆☆

应用导向视角： 这本书给我最大的感受是，它不仅仅是纸上谈兵，而是非常注重理论与实际应用的结合。在学习过程中，我能看到作者如何将傅里叶变换这样一个看似纯粹的数学工具，巧妙地应用于音频信号的频谱分析，比如如何通过它来识别不同乐器的声音特点，或者如何检测音频信号中的噪声成分。又比如，在通信系统中，拉普拉斯变换和Z变换在分析系统的频率响应和稳定性方面起到了至关重要的作用，这些都是设计高效可靠通信系统的基础。书中对滤波器设计的介绍，从基本的低通、高通到带通、带阻滤波器，都提供了清晰的数学模型和设计步骤，让我能理解为何在音频处理、图像增强等领域需要使用这些滤波器。甚至在一些更基础的概念，比如冲激响应，也通过对系统输出特性的分析，让我理解了系统如何“记忆”和“响应”输入信号。这本书让我明白，信号与系统不仅仅是枯燥的数学理论，更是理解和改造我们所处电子世界的关键钥匙，让我对接下来的课程学习和未来的工程实践充满了期待。

评分☆☆☆☆☆

教师/研究者视角： 从教育者和研究者的角度来看，《信号与系统》教材的价值不言而喻。这本教材在教学体系中占据着核心地位，其内容编排的合理性和理论讲解的深度，直接影响着后续课程的教学质量以及研究生的培养。它系统地梳理了信号与系统分析的数学工具，包括但不限于傅里叶分析、拉普拉斯变换、Z变换以及卷积等基本概念，为学生构建了一个完整的理论框架。书中对于不同变换之间的联系和区别的阐述，对于学生理解其普适性和适用范围至关重要。此外，教材中对实际应用案例的引入，如滤波器设计、通信系统模型等，能够帮助学生将抽象的理论与工程实践联系起来，培养其解决实际问题的能力。从研究的角度来看，这本教材为理解更前沿的信号处理技术，如小波分析、自适应滤波等，打下了必要的基础。书中对系统建模和分析方法的介绍，也为进行复杂系统建模和优化提供了理论指导。总的来说，这本教材不仅是本科生的入门读物，也是研究人员进行理论回顾和知识巩固的重要参考。

评分☆☆☆☆☆

批判性思考视角： 坦白说，初次接触《信号与系统》这本教材时，我对其深度和广度感到一丝畏惧。虽然它的内容非常全面，几乎涵盖了信号与系统分析的方方面面，但随之而来的挑战也是显而易见的。书中对于数学推导的严谨性要求很高，很多章节涉及复杂的积分和极限运算，对于基础数学不够扎实的学生来说，可能会感到吃力。我曾花了不少时间去理解离散傅里叶变换（DFT）的推导过程，其与连续傅里叶变换（FT）的联系和区别，以及采样定理的数学证明，都让我反复推敲。尽管如此，我不能否认其在构建完整理论体系方面的贡献。它迫使我们去深入思考，去理解每一个数学公式背后的物理意义，而不是简单地记忆。然而，在某些章节，我确实希望能有更多的可视化辅助，比如更生动的动态图示来展示信号的频谱变化，或者系统响应随参数变化而产生的演变过程，这样或许能帮助理解得更快更直观。尽管如此，这本书依然是一本不可或缺的教材，它教会了我如何进行严谨的数学推导，如何从数学模型中提炼出系统的本质特性，这些能力对于未来的学习和研究是弥足珍贵的。

评分☆☆☆☆☆

初学者视角： 作为一名刚刚踏入电子信息工程领域的学生，我常常感觉许多理论知识像是高深的迷宫，尤其是那些关于“信号”和“系统”的概念。这本《信号与系统》教材，我不得不说，它的确是一本很有分量的书。翻开它，首先映入眼帘的是清晰的目录和规整的排版，给人一种扎实可靠的感觉。内容上，它深入浅出地介绍了信号的基本类型、傅里叶分析、拉普拉斯变换、Z变换等核心内容，这些都是理解后续更复杂电路和通信系统原理的基石。我特别喜欢书中那些精心设计的例子，它们将抽象的数学公式与实际应用场景相结合，比如音频信号的处理、通信系统的调制解调等，让原本枯燥的理论变得生动起来。虽然有些章节初次接触确实需要反复琢磨，但我能感受到作者在梳理知识脉络上下了很大的功夫，试图让初学者能够循序渐进地掌握。尤其是对卷积定理的讲解，虽然一开始让我有些头疼，但通过书中一步步的推导和图示，我逐渐理解了它的物理意义和在系统分析中的重要性。这本书就像一位经验丰富的老师，虽然有时会给出一些挑战，但最终的目标是帮助我们建立起坚实的信号与系统分析框架。

评分☆☆☆☆☆

进阶者视角： 对于已经在信号处理领域摸爬滚打了一段时间的我来说，这本《信号与系统》提供了一个宝贵的回归和巩固的机会。在实际工作中，我们常常会遇到各种各样的问题，有时会不自觉地忽略了一些基础理论的细节，而这本教材恰恰填补了这些空白。它不仅仅是罗列公式，更在于它对每一个概念背后的数学推导和物理意义进行了深刻的阐释。我印象深刻的是关于离散时间信号与系统的部分，书中对Z变换的讨论非常透彻，特别是在系统稳定性分析和频率响应的探讨上，为理解数字滤波器设计奠定了坚实的基础。此外，书中关于线性时不变系统（LTI）的特性分析，如因果性、稳定性等，都做了详尽的论述，这对于我们设计和分析实际系统至关重要。它还涉及了一些更高级的主题，比如傅里叶级数和傅里叶变换在不同领域的应用，从连续时间信号到离散时间信号的过渡处理，都体现了作者深厚的学术功底和严谨的教学思路。这本书让我重新审视了一些我曾经认为理所当然的知识点，发现了很多之前未曾注意到的细微之处，极大地提升了我对信号与系统理论的理解深度。