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赵泓扬 著

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• 信号与系统
• 电路分析
• 线性系统
• 傅里叶变换
• 拉普拉斯变换
• 系统分析
• 通信原理
• 电子工程
• 控制系统
• 高等数学

出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121228780

版次：01

商品编码：11465494

包装：平装

丛书名： 创新型人才培养“十二五”规划教材

开本：16开

出版时间：2014-06-01

页数：312

正文语种：中文

内容简介

信号与系统课程是通信、信息、电子工程类和自控类专业的一门重要的专业基础课程。本书全面系统地论述了信号与系统分析的基本理论、基本分析方法及其应用。全书内容包括：信号与系统的基本知识、连续时间系统的时域分析、离散时间系统的时域分析、傅里叶变换及系统的频域分析、离散时间信号的傅里叶变换、拉普拉斯变换及系统的s域分析、Z变换及离散系统的z域分析、系统的状态变量分析、MATLAB在信号与系统中的应用。
本书在内容上重点突出，详略得当，着重于信号与系统分析，突出基础性、系统性、实用性和先进性，并注重理论与实践结合，以及知识运用能力与创新意识的培养。本书的内容适用做不同学时的教学课程，可根据不同学时和教学要求灵活组合授课内容。

作者简介

赵泓扬，硕士，江苏省常州市常州工学院教师，主要教授的课程为“信号与系统”，具有多年教学经验，负责重点课程建设，已在多处学术期刊发表论文。

目录

目录
第1章信号与系统的基本知识
1?1引言
1?2信号的基本知识
1?2?1信号的定义
1?2?2信号的分类
1?3常用基本信号
1?3?1常用连续时间信号
1?3?2常用离散时间信号
1?4信号的运算与波形变换
1?5信号的时域分解
1?6卷积
1?6?1卷积积分
1?6?2卷积和
1?7系统的基本知识
1?7?1系统的定义
1?7?2系统的分类
1?7?3系统的连接
1?7?4系统的描述
1?8系统的特性
1?9LTI系统的分析方法
习题
第2章连续时间系统的时域分析
2?1引言
2?2微分方程的经典解法
2?30-与0+状态的转换
2?4零输入响应与零状态响应
2?4?1零输入响应
2?4?2零状态响应
2?4?3全响应
2?5单位冲激响应与单位阶跃响应
2?5?1定义
2?5?2冲激响应的求解
2?5?3阶跃响应的求解
2?5?4由冲激响应求零状态响应
2?5?5复合系统的冲激响应
2?6连续时间系统的模拟
习题
第3章离散时间系统的时域分析
3?1引言
3?2差分与差分方程
3?3线性常系数差分方程的经典解法
3?4零输入响应与零状态响应
3?4?1零输入响应
3?4?2零状态响应
3?4?3全响应
3?5单位序列响应与单位阶跃响应
3?5?1单位序列响应
3?5?2单位阶跃响应
3?5?3由单位序列响应求零状态响应
3?5?4复合系统的单位序列响应
3?6离散时间系统的模拟
习题
第4章傅里叶变换及系统的频域分析
4?1引言
4?2信号的正交分解
4?2?1信号的分解
4?2?2正交函数与正交函数集
4?2?3将信号分解为正交函数
4?3周期信号的傅里叶级数表示
4?3?1傅里叶级数的三角形式
4?3?2傅立叶级数的指数形式
4?3?3傅里叶级数的收敛性与吉伯斯现象
4?3?4波形对称与谐波特性
4?4典型周期信号的傅里叶级数
4?4?1周期矩形脉冲信号
4?4?2周期三角脉冲信号
4?4?3周期半波余弦信号
4?4?4周期全波余弦信号
4?5非周期信号的傅里叶变换
4?6常用信号的傅里叶变换
4?7傅里叶变换的性质
4?8周期信号的傅里叶变换
4?8?1正、余弦信号的傅里叶变换
4?8?2单位冲激序列δT(t)的傅里叶变换
4?8?3一般周期函数的傅里叶变换
4?8?4傅里叶级数与傅里叶变换之间的关系
4?9*功率谱与能量谱
4?9?1能量谱
4?9?2功率谱
4?10LTI连续时间系统的频域分析
4?10?1频率响应
4?10?2LTI连续时间系统频率响应的计算
4?11信号的传输与滤波
4?11?1无失真传输
4?11?2信号的滤波与理想滤波器
4?12抽样定理
4?12?1有关定义
4?12?2抽样信号的频谱
4?12?3时域抽样定理
4?12?4频域抽样定理
4?13*希尔伯特变换
习题
第5章离散时间信号的傅里叶变换
5?1引言
5?2周期序列的离散傅里叶级数
5?3非周期序列的离散时间傅里叶变换及其性质
5?3?1离散时间傅里叶变换
5?3?2常用信号的离散时间傅里叶变换
5?3?3离散时间傅里叶变换的性质
5?4周期序列的离散时间傅里叶变换
5?5离散傅里叶变换及其性质
5?5?1离散傅里叶变换（DFT）
5?5?2离散傅里叶变换的性质
5?6LTI离散时间系统的频域分析
习题
第6章拉普拉斯变换及连续系统的s域分析
6?1引言
6?2拉普拉斯变换
6?2?1拉普拉斯变换的定义
6?2?2拉普拉斯变换的收敛域
6?2?3拉普拉斯变换的零、极点表示
6?2?4拉普拉斯变换与傅里叶变换的关系
6?2?5常用信号的拉普拉斯变换
6?3拉普拉斯变换的性质
6?4拉普拉斯反变换
6?4?1部分分式展开法
6?4?2留数定理法
6?5系统的s域分析
6?5?1用拉普拉斯变换法解微分方程
6?5?2用拉普拉斯变换法分析电路
6?5?3系统的s域框图
6?6系统函数
6?6?1系统函数的定义
6?6?2系统函数的表示法
6?6?3系统函数与时域响应
6?6?4系统函数与频率响应
6?7连续系统的稳定性及其判定
6?8信号流图
6?8?1信号流图中的常用术语
6?8?2信号流图的性质
6?8?3信号流图的化简
6?8?4梅森（Mason）公式
习题
第7章Z变换及离散系统的z域分析
7?1引言
7?2Z变换
7?2?1Z变换的定义
7?2?2Z变换的收敛域
7?2?3Z变换的几何表示――零、极点图
7?2?4常用序列的Z变换
7?3Z变换的性质
7?4Z反变换
7?4?1幂级数展开法（长除法）
7?4?2部分分式展开法
7?4?3留数定理法
7?5z域分析
7?5?1用Z变换法解差分方程
7?5?2系统的z域框图
7?6系统函数
7?6?1系统函数的定义
7?6?2系统函数与时域响应
7?6?3系统函数与频率响应
7?7离散系统的稳定性及其判定
7?8傅里叶变换、拉普拉斯变换与Z变换的关系
习题
第8章系统的状态变量分析
8?1引言
8?2状态变量与状态方程
8?2?1状态与状态变量
8?2?2状态方程与输出方程
8?3状态方程的建立
8?3?1连续时间系统状态方程的建立
8?3?2离散时间系统状态方程的建立
8?4状态方程的时域解法
8?4?1连续系统状态方程的时域解法
8?4?2离散系统状态方程的时域解法
8?5状态方程的变换域解法
8?5?1用拉普拉斯变换法求解连续系统的状态方程
8?5?2用Z变换法求解离散系统的状态方程
8?6由状态方程判断系统的稳定性
8?6?1系统函数矩阵H(s)与连续系统的稳定性
8?6?2系统函数矩阵H(z)与离散系统的稳定性
8?7系统的可控性和可观性
8?7?1状态矢量的线性变换
8?7?2系统的可控制性
8?7?3系统的可观测性
习题
第9章MATLAB在信号与系统中的应用
9?1引言
9?2信号的产生与运算
9?2?1常用信号的MATLAB表示
9?2?2用MATLAB实现信号的基本运算
9?3LTI连续时间系统的时域分析
9?4LTI离散时间系统的时域分析
9?5连续信号的频谱分析及连续系统的频域分析
9?6LTI连续时间系统的s域分析
9?7LTI离散时间系统的z域分析
9?8系统的状态变量分析
附录
附录A常用数学表
附录B常用连续信号的卷积积分
附录C常用信号的卷积和
附录D常用周期信号的傅里叶系数表
附录E常用信号的傅里叶变换表
附录F奇异信号的频谱
附录G常用右边序列的Z变换表
附录H常用左边序列的Z变换表
习题答案
参考文献

前言/序言

《电磁场与电磁波导论》 内容简介： 本书是一部系统介绍电磁场与电磁波基本理论、分析方法及工程应用的经典教材。全书共分十六章，由浅入深，循序渐进地阐述了从静电场、静磁场到时变电磁场，再到电磁波传播、辐射以及散射等一系列核心概念。结构严谨，内容翔实，理论阐述清晰透彻，数学推导严密，同时紧密结合实际工程应用，旨在培养读者扎实的理论基础、熟练的分析能力和解决实际问题的能力。 第一章 绪论 本章首先回顾了电磁现象在人类文明发展中的重要作用，引出了电磁学作为一门基础物理学科的地位。接着，简要介绍了本书将要涵盖的主要内容，包括麦克斯韦方程组的由来与意义、静态场理论、动态场理论以及电磁波理论等。同时，强调了学习电磁场与电磁波知识对于理解现代通信、电子、能源等众多高科技领域的重要性。本章也为后续章节的学习奠定了一个宏观的认识框架。 第二章 矢量分析基础 矢量分析是研究三维空间物理量的重要数学工具。本章系统地介绍了矢量及其运算（包括标量积和矢量积），矢量场、标量场和矢量场。重点阐述了三种基本的矢量微分算子：梯度（grad）、散度（div）和旋度（curl），并详细推导了其在直角坐标系、柱坐标系和球坐标系下的表达式。在此基础上，引入了线积分、面积分和体积分的概念，并详细介绍了高斯散度定理、斯托克斯旋度定理以及散度定理（也称格林公式）这三个基本的矢量微积分定理，这些定理在电磁场理论推导中扮演着至关重要的角色。本章的扎实掌握是后续学习的基础。 第三章 静电场 本章系统地介绍了静电场的基本概念和定律。从库仑定律出发，详细阐述了点电荷、电荷线密度、面密度和体密度的概念，以及它们产生的电场强度。随后，引入了电势的概念，并讲解了电势与电场强度的关系，以及电势能。高斯定律是描述静电场特性的核心定律，本章对其进行了详细的推导和应用，尤其是在对称性条件下求解电场的问题。进一步探讨了导体在静电场中的行为，包括静电平衡、导体内部场强为零、导体表面电荷分布等。最后，引入了电容的概念，讲解了平行板电容器、圆柱形电容器和球形电容器的电容计算，以及电容器的连接方式。 第四章 静电场中的导体与电介质 本章深入探讨了导体和电介质在静电场中的特性。首先，详细分析了导体在静电平衡状态下的性质，包括导体内部场强和电势的均匀性，以及电荷的分布规律。接着，引入了静电场的边界条件，这是处理不同介质界面处电场行为的关键。然后，重点介绍了电介质的极化现象，包括电子极化、原子极化、取向极化和取代引力极化，并引入了电位移矢量D，它是描述电介质中电场强度的重要物理量。通过介质中的高斯定律，导出了D与E的关系，并讨论了均匀介质和非均匀介质中的静电场分布。最后，讲解了静电场的能量，包括电场能量密度和总储能。 第五章 稳恒磁场 本章开始介绍稳恒磁场。首先，介绍了产生磁场的电流，并从毕奥-萨伐尔定律出发，推导了各种电流元（如直线电流元、环形电流元）产生的磁场。安培环路定律是稳恒磁场的重要基本定律，本章对其进行了详细的讲解和应用，尤其是在处理对称性条件下求解磁场的问题。接着，引入了磁势的概念，并探讨了磁势与磁场强度的关系。然后，详细介绍了磁矢量势A，并推导了其与磁场强度的关系，以及其在求解磁场中的优势。最后，讲解了磁场能量，包括磁场能量密度和总储能。 第六章 磁场中的磁性材料 本章重点探讨了磁性材料对磁场的影响。首先，介绍了磁场与物质相互作用产生的磁化强度M，并引入了磁场强度H，它是描述磁性材料内部磁场特性的重要物理量。通过介质中的安培环路定律，导出了H与B的关系。接着，详细分类介绍了顺磁质、抗磁质和铁磁质三种主要的磁性材料，并分析了它们在磁场中的行为，包括磁导率的概念及其与材料性质的关系。最后，讨论了磁滞现象和磁畴理论，这对于理解铁磁质的磁性至关重要。 第七章 电磁感应定律 本章介绍了法拉第电磁感应定律。首先，引入了磁通量的概念，并详细讲解了磁通量随时间的变化率与感应电动势之间的关系。接着，讨论了感应电动势的两种产生方式：感生电动势（由变化磁场引起）和动生电动势（由导体在磁场中运动引起）。进一步引入了楞次定律，用于判断感应电流的方向。然后，详细讲解了自感和互感现象，以及它们对应的电感和互感系数。最后，讨论了电磁感应在发电机、变压器等实际工程中的应用。 第八章 麦克斯韦方程组 本章是全书的核心章节之一，系统地建立了描述电磁场整体行为的麦克斯韦方程组。首先，回顾了四组基本方程：高斯电场定律、高斯磁场定律、法拉第电磁感应定律和安培-麦克斯韦定律。重点阐述了位移电流的概念，这是麦克斯韦方程组的关键组成部分，它将变化的电场与磁场联系起来，弥补了安培环路定律在非稳恒情况下的不足。接着，详细推导了麦克斯韦方程组的微分形式和积分形式，并强调了它们在描述电磁场随时间和空间变化规律方面的普适性。最后，对麦克斯韦方程组的物理意义进行了深刻的解读。 第九章 平面电磁波 本章在麦克斯韦方程组的基础上，开始探讨电磁波的传播。首先，在理想介质（无源、无损耗）中，推导了平面电磁波的波动方程，并得到了电场强度E和磁场强度H的解。详细分析了平面电磁波的传播速度（光速）、特性阻抗以及E与H之间的相位关系和方向关系。接着，讨论了电磁波在不同介质中的传播，包括传播常数、衰减常数和相移常数。特别地，分析了电磁波在导电介质中的传播，引入了趋肤效应的概念。最后，讲解了电磁波的极化现象，包括线极化、圆极化和椭圆极化。 第十章 传输线理论 本章将电磁波的概念应用于传输线模型。首先，介绍了理想传输线的特性，包括特性阻抗、传播常数和损耗。然后，详细讲解了传输线上的电压和电流波，以及反射和驻波的概念。引入了负载阻抗与特性阻抗的匹配问题，并重点介绍了反射系数和驻波比（VSWR）等参数。反射系数在理解信号在传输线上的行为时至关重要。最后，讨论了史密斯圆图的应用，这是一种强大的图形化工具，用于分析传输线上的阻抗匹配问题。 第十一章 边界条件和反射/透射 本章将麦克斯韦方程组与边界条件相结合，分析电磁波在不同介质界面上的传播行为。首先，详细列出了电磁场在理想导体界面、介质界面等处的边界条件。接着，以平面电磁波为例，详细分析了电磁波垂直入射和斜入射时在两种介质界面上的反射和透射问题。推导了反射系数和透射系数，并分析了它们的性质。本章的知识对于理解天线、滤波器等工程器件的工作原理至关重要。 第十二章 辐射 本章开始研究电磁波的辐射问题。首先，引入了偶极子辐射的概念，并详细分析了基本偶极子（如短偶极子、半波长偶极子）产生的电磁场和功率辐射特性。接着，讨论了天线的方向图、增益、输入阻抗等重要参数，这些参数直接反映了天线的辐射性能。本章也为理解更复杂天线（如八木天线、抛物面天线）的工作原理奠定了基础。 第十三章 散射 本章研究电磁波与物体相互作用的散射现象。首先，介绍了散射的基本概念，包括散射体、散射场和散射截面。然后，从理论上分析了小尺寸散射体（如球体、圆柱体）的散射特性，并引入了瑞利散射等概念。接着，讨论了米散射和几何光学近似等方法，用于分析不同尺寸散射体的散射行为。最后，简要介绍了雷达散射截面（RCS）的概念，这是雷达探测目标的重要参数。 第十四章 导波结构 本章研究电磁波在导波结构中的传播，例如波导和光纤。首先，介绍了理想平行板波导的结构和工作原理，推导了不同模式（TE、TM）的传播特性。接着，详细分析了矩形金属波导的传播模式、截止频率以及传输特性。然后，引入了圆波导的概念。最后，简要介绍了光纤作为一种重要的导波结构，以及其在光通信中的应用。 第十五章 电磁场数值方法 在复杂工程问题中，解析解往往难以获得。本章介绍了常用的电磁场数值计算方法，包括有限差分时域（FDTD）方法和有限元方法（FEM）。详细阐述了这些方法的原理、离散化过程以及在求解电磁场问题中的应用。这些数值方法极大地拓展了电磁场理论的应用范围，使得更复杂的电磁兼容性（EMC）、天线设计、微波电路设计等问题得以解决。 第十六章 电磁兼容性（EMC） 本章将电磁场理论与实际工程紧密结合，探讨电磁兼容性问题。首先，介绍了电磁兼容性的基本概念，包括电磁干扰（EMI）和电磁敏感性。然后，分析了电磁干扰的产生、传播和耦合途径。接着，讨论了电磁兼容性的设计原则和技术，包括屏蔽、滤波、接地等。最后，简要介绍了电磁兼容性测试和标准。 本书以清晰的逻辑、严谨的推导和丰富的实例，系统地构建了完整的电磁场与电磁波理论体系。通过对本书的学习，读者将能够深入理解电磁现象的本质，掌握分析和解决实际工程问题的能力，为进一步学习相关领域的知识打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格，给我一种“高高在上”的疏离感。作者似乎沉浸在自己严谨的学术世界里，完全忽略了读者可能遇到的困惑和难点。文字表达常常过于书面化、专业化，充斥着晦涩难懂的术语和复杂的句式，让人读起来倍感压力。我尝试着去理解其中的含义，但很多时候，我需要借助字典或者其他资料才能勉强弄懂一句话的意思。这种阅读体验，让我感觉自己不是在学习，而是在进行一场艰难的“语言翻译”。我期望教材能够用更加清晰、简洁、易懂的语言来解释复杂的概念，并提供一些生动的例子来帮助理解。这本书的表达方式，更像是一篇学术论文的摘要，充满了理论的严谨性，但却缺乏与读者的情感连接和学习上的支持。我感觉作者并没有真正站在一个初学者的角度去审视自己的写作，而是用一种“我认为你应该懂”的态度来呈现内容。这种沟通上的障碍，让本就枯燥的理论学习变得更加乏味和困难，我真的很难从中获得学习的乐趣和动力。

评分☆☆☆☆☆

这本书的章节安排，总给我一种“散兵游勇”的感觉。各个知识点之间的衔接并不顺畅，常常是讲完一个主题，就突然跳到另一个完全不相关的概念，让人难以形成一个完整的知识体系。我感觉就像是在一个巨大的迷宫里穿梭，虽然看到了很多有趣的景象，但始终无法找到一条清晰的路线来指引我到达目的地。缺乏逻辑性的章节划分，使得我在学习过程中不得不花费大量精力去梳理知识点之间的内在联系。有时候，一个在后面章节才详细讲解的概念，在前面章节已经被提及，但却没有给出足够的解释，这让我感到非常困惑。我希望一本教材能够有一个清晰的脉络，能够引导我一步步地深入理解。这本书的结构，就像是把一堆零散的拼图碎片随意地堆砌在一起，我需要自己花费巨大的力气去寻找它们之间的关联，才能勉强拼凑出一个模糊的画面。这种非线性的学习体验，极大地降低了我的学习效率，也让我对作者的教学设计产生了疑问。

评分☆☆☆☆☆

这本书的理论深度简直让我望而却步。它似乎假设读者已经具备了相当扎实的数学功底，并且对信号与系统有着先验的理解。开篇就抛出了一大堆抽象的概念和复杂的推导，连最基础的定义都讲得云里雾里，让人完全抓不住重点。我试图去理解其中的逻辑链条，但每次都被作者跳跃性的思维搞得晕头转向。感觉就像在读一本需要“意会”的书，而不是一本能够“言传”的书。很多关键步骤都被省略了，留给读者的是无尽的猜想和迷茫。对于初学者来说，这本书几乎是不可逾越的鸿沟。我甚至怀疑，作者是不是有意设置了这样的门槛，来筛选那些“天赋异禀”的学生。一本好的教材，应该能够循序渐进，将复杂的知识分解成易于理解的部分，并提供足够的引导和解释。而这本书，更像是一本学术论文集，充满了高深的理论和晦涩的表达，完全没有考虑到读者的接受能力。我只能寄希望于其他辅助材料，来弥补这本书在这方面的不足，否则，这场学习之旅将注定坎坷。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版简直令人抓狂！每一章的公式都挤在一起，根本看不清到底是在讲什么。更别提那些图示了，模糊不清，像是用小学生的水彩笔画出来的一样，一点专业性都没有。我翻了好几页，愣是没找到一个清晰的图来辅助理解。本来想着这书内容应该还不错，毕竟是第二版，应该有所优化，结果连最基本的视觉呈现都做不好，让人怎么看得下去？作者似乎完全忽略了读者在学习过程中对直观感受的需求，完全沉浸在自己的理论世界里。我甚至怀疑编辑团队是不是都没有仔细审阅过，就这样草草出版了。这种糟糕的排版设计，让本就复杂的信号与系统理论学习难度倍增，简直是雪上加霜。我尝试着凑近屏幕，眯着眼睛去辨认那些细小的字符和模糊的线条，但收效甚微。与其这样折磨自己，不如去找一些网络上的教学视频，至少人家会把图画得清楚一些。这书的出现，让我对“第二版”这个词产生了深深的怀疑，它真的只是简单地改了几个字，然后换个封面就拿出来卖了吗？对于任何想要认真学习这门课程的学生来说，这本书的排版都将是一场噩梦。

评分☆☆☆☆☆

这本书的习题设计，与其说是练习，不如说是“捉迷藏”。我翻遍了每一页，试图找到一些能够帮助我巩固课堂知识、检验学习效果的题目，结果让我大失所望。习题要么过于简单，缺乏挑战性，几乎是课本内容的简单重复；要么就直接跳跃到非常复杂的、需要大量额外信息才能解决的程度，让人无从下手。更让人恼火的是，很多习题的答案根本就没有提供，或者提供的答案含糊不清，无法核对。这让我对自己的解题过程产生了极大的不确定感。难道作者认为我们每个人都是自带答案生成器的吗？这样的习题，对于提高我们的解题能力几乎没有任何帮助，反而可能打击我们的学习积极性。我感觉作者似乎并没有真正站在学生的角度去思考问题，设计习题时可能更多地是考虑到了理论的完整性，而忽略了实际练习的意义。一本好的教材，应该配有高质量、有梯度、有答案的习题，能够真正帮助学生内化知识，提升技能。这本书的习题，真的让我感觉像是被抛弃在了孤岛上，独自面对着那些未知的难题，无处寻求帮助。