教育部电子电气基础课程教学指导分委员会推荐教材：工程信号与系统 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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郭宝龙，闫允一，朱娟娟 等 著

图书标签:

• 信号与系统
• 工程信号与系统
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• 教育部推荐
• 通信工程
• 电子工程
• 控制工程
• 电路分析
• 数学建模

出版社： 高等教育出版社

ISBN：9787040397383

版次：1

商品编码：11523767

包装：平装

开本：16开

出版时间：2014-07-01

用纸：胶版纸

页数：428

正文语种：中文

内容简介

　　《教育部电子电气基础课程教学指导分委员会推荐教材：工程信号与系统》聚焦于基本信号、信号分解、线性时不变系统分析三个中心问题，力求突出分析方法和原理；采用“连续”与“离散”类比的方法，从时域、频域到变换域有序推进知识演进。每章以问题为导引，引出基本概念和分析方法，加强对工程案例的分析并配备MATLAB示例，激发读者深入思考工程信号分析问题的兴趣。引入小波分析将传统理论延伸到当代信息处理技术前沿，便于读者将所学知识与工程应用结合起来，构建系统化的信息处理知识体系。
　　《教育部电子电气基础课程教学指导分委员会推荐教材：工程信号与系统》采用纸质教材与网络资源相融合的新形式。
　　紧密结合“信号与系统”国家精品资源共享课程建设，将动画演示、习题详解、例题解析、案例解析、仿真程序、教学视频等资源与传统教材内容一体化设计，丰富、生动、更具时代气息。
　　《教育部电子电气基础课程教学指导分委员会推荐教材：工程信号与系统》可以作为电子信息类专业信号与系统课程的本科教材，特别适合用于“卓越工程师计划”试点或教改班课程的改革教材，也可供电子信息领域相关工程技术人员学习参考。

目录

第一章 信号与系统概述
1.1信号的基本概念和分类
1.1.1几个概念
1.1.2信号的描述
1.1.3信号的分类
1.1.4信号的MATLAB表示与绘图
1.2基本信号
1.2.1阶跃函数
1.2.2冲激函数
1.2.3冲激函数的广义函数定义
1.2.4冲激函数的性质
1.2.5单位脉冲序列和单位阶跃序列
1.3信号的运算
1.3.1信号的＋、－、×运算
1.3.2信号的时间变换运算
1.4系统的概念及分类
1.4.1系统的定义
1.4.2系统的分类及性质
1.5信号与系统分析方法及知识点导航
1.5.1LTI系统的分析方法
1.5.2研究的重点问题
1.5.3本课程知识点导航
习题

第二章 连续系统的时域分析
2.1LTI连续系统的响应
2.1.1连续系统的描述
2.1.2微分方程的经典解
2.1.3系统的初始值
2.1.4零输入响应和零状态响应
2.1.5MATLAB求解
2.2冲激响应与阶跃响应
2.2.1冲激响应
2.2.2阶跃响应
2.2.3MATLAB求解
2.3卷积积分
2.3.1信号的时域分解与卷积积分
2.3.2卷积积分的定义
2.3.3卷积的图解法
2.3.4卷积积分的性质
2.3.5综合举例
2.3.6卷积的MATLAB求解
2.4相关函数
2.4.1相关函数定义
2.4.2应用案例
2.5连续系统的微分算子描述
2.5.1微分算子及系统的描述
2.5.2由传输算子计算冲激响应
习题

第三章 离散系统的时域分析
3.1差分方程的建立及经典解法
3.1.1离散系统的描述
3.1.2差分方程的经典解法
3.1.3零输入响应和零状态响应的经典解法
3.1.4应用案例
3.1.5MATLAB求解
……

第四章 傅里叶变换与频域分析
第五章 离散傅里叶变换
第六章 拉普拉斯变换与复频域分析
第七章 z变换分析
第八章 系统的状态空间分析
第九章 小波分析理论简介

参考文献

信号与系统：探索信息传递与处理的奥秘 本书致力于深入剖析“信号”与“系统”这两个现代工程技术的核心概念，为读者构建一个坚实而全面的理论框架。我们将循序渐进地引导您理解信号的本质、特性及其多样化的表示方法，并在此基础上，系统性地阐述各种工程系统如何对信号进行获取、变换、分析与处理。通过对经典理论的深入讲解与丰富实例的精心设计，本书旨在培养读者在复杂工程问题中识别、建模和解决信号与系统相关挑战的能力。 第一部分：信号的深刻洞察 本部分是理解后续内容的基础，我们将从信号的定义和分类入手，逐渐揭示其内在的丰富性。 信号的本质与分类： 我们首先探讨信号的普遍定义——信息载体，并区分连续时间信号与离散时间信号。您将了解到，前者如同随时间平滑变化的模拟量（如温度、声音），后者则是在特定离散点上定义的数值序列（如数字音频采样）。进一步，我们会根据信号的性质进行细致的划分，包括周期信号与非周期信号，其周期性特征直接影响到我们分析问题的方法；能量信号与功率信号，这区分了信号的整体强度以及在无限长时间内的平均行为；奇信号与偶信号，它们的对称性在信号分解和分析中扮演着重要角色。 信号的基本运算： 理解信号的变换是掌握系统响应的关键。我们将详述时间移位、时间反转、时间尺度变换（伸缩与压缩）等基本运算。例如，您将学习到如何通过对信号进行时间移位来模拟信号在不同时刻的出现，如何通过时间反转来理解信号的逆向过程，以及时间尺度变换如何影响信号的“快慢”表现，这在视频播放速度调整、信号压缩等应用中至关重要。 基本信号单元： 特殊信号的性质及其组合能力构成了信号分析的基石。本书将重点介绍单位冲激信号（Dirac Delta Function）和单位阶跃信号（Unit Step Function）。冲激信号虽然在物理上难以直接实现，但它在数学上是描述瞬时事件和构建系统模型不可或缺的工具，其“尖峰”特性能够隔离和激发系统的特定响应。阶跃信号则代表了信号从零到一定值的突变，广泛用于描述开关动作、输入信号的启动等。我们将深入探讨它们之间的微分-积分关系，理解它们如何相互转化，并展示如何将任意信号表示为冲激信号的加权叠加。此外，我们还会介绍指数信号、正弦信号等，它们不仅本身具有广泛应用，更是理解更复杂信号（如傅里叶级数表示）的基础。 信号的分解与表示： 探索信号的内在结构是理解其行为模式的关键。本书将介绍傅里叶级数（Fourier Series），它能够将周期信号分解为一系列不同频率的正弦（或余弦）信号的叠加。通过傅里叶级数，我们可以揭示信号的频率成分，了解其“声音”的构成。而对于非周期信号，我们则引入傅里叶变换（Fourier Transform），它将信号从时域映射到频域，展现了信号在所有频率上的连续分布。这种时域到频域的转换，极大地简化了许多信号分析和系统设计问题。此外，我们还会讨论拉普拉斯变换（Laplace Transform）和Z变换（Z-Transform），它们是傅里叶变换的推广，能够处理更广泛的信号类型（包括不稳定信号）和系统，并在分析和设计过程中引入复频率的概念，为系统稳定性分析和滤波器设计提供了强大的数学工具。 第二部分：系统的深度解析 在理解了信号的本质和表示方法后，本部分将聚焦于“系统”——那些对信号进行处理或改变的实体。 系统的定义与模型： 我们将把系统定义为一种能够接收输入信号并产生输出信号的“黑箱”。通过深入分析系统的属性，我们可以更好地预测和控制其行为。 系统的基本性质： 理解系统的核心特性是进行系统分析的基础。我们将重点阐述以下几个关键性质： 线性（Linearity）： 线性系统满足叠加原理，即多个输入信号叠加产生的输出等于各个输入信号单独产生输出的叠加。这一性质大大简化了系统的分析，因为我们可以将复杂信号分解为基本信号，逐个分析其响应再叠加。 时不变性（Time-Invariance）： 时不变系统意味着系统的行为不随时间的推移而改变。也就是说，如果我们在不同时刻输入相同的信号，得到的输出信号相对于输入信号而言，在时间上也应该有相同的偏移。这一性质使得我们无需考虑系统参数随时间的变化，分析得以简化。 因果性（Causality）： 因果系统是指系统的输出在任何时刻只取决于当前及过去的输入，而与未来的输入无关。在许多实际系统中，这是必不可少的性质，例如，一个系统不能在你按下按钮之前就产生声音。 稳定性（Stability）： 稳定系统是指当输入信号有界时，输出信号也必然有界。一个不稳定的系统可能在微小的扰动下产生无限增大的输出，这是工程中需要极力避免的。我们将从不同角度探讨系统的稳定性判据。 记忆性（Memory）： 具有记忆的系统，其输出不仅取决于当前输入，还取决于过去的输入。无记忆系统则仅取决于当前输入。 系统的数学描述： 本节将深入介绍描述线性时不变（LTI）系统行为的关键数学工具。 卷积（Convolution）： 卷积是LTI系统分析的核心运算。它通过输入信号与系统的单位冲激响应（Impulse Response）的卷积，精确地描述了系统如何响应任意输入信号。我们将详细推导卷积的定义、性质，并展示如何通过卷积运算来预测系统的输出。这就像是知道一块海绵如何吸收水（单位冲激响应），就能预测它如何吸收不同形状和大小的水流（任意输入信号）。 差分方程与微分方程： 对于离散时间系统，我们使用差分方程来描述其输入输出关系；对于连续时间系统，则使用微分方程。这些方程是系统的动力学模型，通过求解这些方程，我们可以得到系统的瞬态响应和稳态响应。 传递函数（Transfer Function）： 在频域（或拉普拉斯域/Z域），系统的输入输出关系可以用一个简单的函数——传递函数来表示。传递函数是输出信号的变换与输入信号的变换之比，它独立于具体的输入信号，仅由系统本身决定。通过传递函数，我们可以直观地了解系统的频率特性、极点与零点分布，这对于滤波器设计、系统稳定性分析和控制系统设计至关重要。 系统的频率响应： 这一概念将时域的系统模型与频域的信号分析联系起来。系统的频率响应描述了系统对不同频率正弦信号的增益和相位变化。例如，一个低通滤波器会允许低频信号通过，而衰减高频信号。通过频率响应，我们可以直观地了解一个系统“喜欢”处理哪些频率的信号，以及它如何改变这些信号的幅度与相位。 第三部分：系统分析与设计的实践应用 本部分将前面介绍的理论知识应用于实际问题，展示信号与系统在各个工程领域的强大威力。 傅里叶变换在信号分析中的应用： 我们将通过具体的例子，展示如何利用傅里叶变换分析音频信号的频谱，理解语音的构成；如何分析图像信号的频率成分，理解图像的细节和纹理；以及在通信系统中，如何通过傅里叶变换来理解信号的带宽和频谱占用情况。 拉普拉斯变换与Z变换在系统分析中的应用： 拉普拉斯变换在连续时间系统（如电子电路、控制系统）的分析和稳定性判别中扮演着关键角色。Z变换则是在离散时间系统（如数字信号处理、数字控制器）分析中的核心工具。我们将展示如何利用它们的域特性，简化复杂的系统方程求解，并进行系统稳定性分析。 滤波器设计基础： 滤波器是信号处理中最基本也是最重要的组成部分。我们将介绍低通、高通、带通和带阻滤波器的工作原理，并探讨如何根据应用需求，利用傅里叶变换、拉普拉斯变换或Z变换设计满足特定频率响应要求的滤波器。 通信系统中的信号传输： 信号与系统的理论是理解通信系统工作原理的基础。我们将探讨调制与解调技术，例如幅度调制（AM）、频率调制（FM）等，它们是如何将信息信号编码到载波上进行传输的；以及噪声对信号传输的影响，以及如何通过滤波等技术来提高信噪比。 数字信号处理（DSP）入门： 随着数字技术的发展，DSP已成为现代工程不可或缺的一部分。我们将介绍采样定理，理解如何将连续信号转换为离散信号而不丢失信息；介绍数字滤波器的基本结构和设计方法；以及在数字音频、数字图像处理等领域的简单应用。 本书的内容旨在提供一个系统、深入的学习体验，帮助读者建立对信号与系统原理的深刻理解。我们鼓励读者在学习过程中积极思考，动手实践，将理论知识与实际工程问题相结合，从而真正掌握这门核心学科的精髓。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，我在这本《工程信号与系统》的学习过程中，遇到了一些挑战，主要是因为书中某些部分的讲解过于抽象，缺乏足够的直观性。例如，在介绍状态空间表示法时，虽然给出了数学模型，但对于其在多输入多输出系统、以及大型系统分析中的优势和具体应用，并没有充分的说明。我需要花费大量的时间去查阅其他资料，才能将这些概念与实际的工程问题联系起来。另外，书中在处理非线性系统和随机信号的部分，感觉相对简略，对于如何建模和分析这些更复杂的系统，并没有提供太多有效的工具或方法。这对于我未来在涉及更前沿的信号处理领域的研究，可能会有所限制。我期待一本能够提供更多实践指导，更多实际案例分析的书籍，这样能帮助我更好地将理论知识转化为解决工程实际问题的能力。

评分☆☆☆☆☆

我个人对这本《工程信号与系统》的讲解方式有些保留意见。虽然书中涵盖了信号与系统的基本概念，但感觉在某些关键部分的深度和广度上有所欠缺。例如，关于采样定理的讲解，虽然提到了奈奎斯特准则，但对于过采样、欠采样带来的问题以及实际应用中的抗混叠滤波器设计，并没有进行更深入的讨论。这使得我在面对实际的数字信号处理问题时，会感到有些力不从心。另外，书中在介绍离散时间信号与系统的处理时，虽然提到了Z变换，但对Z变换在分析离散系统稳定性、频率响应以及设计数字滤波器方面的实际应用案例，感觉描述得不够充分。我更希望看到一些与实际工程项目相关的例子，比如通信系统中的信号传输、控制系统中的滤波器设计等，通过这些案例来加深对理论知识的理解和应用。目前感觉这本书更偏向于理论的陈述，对于如何将这些理论转化为解决实际工程问题的工具，还有提升的空间。

评分☆☆☆☆☆

这本《工程信号与系统》教材，我最近刚接触，感觉它在概念的引入和基本原理的阐述上做得相当扎实。比如，对于信号的分类，作者并没有仅仅列举几种常见的信号类型，而是深入剖析了它们各自的物理意义和数学特性。像周期信号的傅里叶级数展开，书中用了大量的图示和推导来展示如何将复杂的信号分解为简单的正弦波的叠加，这对于初学者理解信号的频谱特性非常有帮助。同样，对于系统的稳定性判断，书中也详细介绍了 Jury 判据和 Routh 判据等方法，并且通过一些经典的例子，比如二阶系统，直观地展示了这些判据是如何工作的，以及参数变化对系统稳定性的影响。我尤其欣赏的是，书中在介绍卷积时，不仅仅给出了数学定义，还穿插了一些关于系统响应的物理场景，比如用弹簧-阻尼系统来类比，让人能更深刻地理解卷积操作在描述系统对输入信号响应时的作用。整体来说，它在理论基础的构建上，是非常严谨和细致的，为后续更深入的学习打下了坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我最大的惊喜在于它对傅里叶变换的讲解。作者花了很大的篇幅来阐述傅里叶变换的各种性质，并且非常细致地推导了它们。我特别喜欢书中关于傅里叶变换在不同应用场景下的演示，例如它如何揭示信号的频率成分，以及在信号滤波中的作用。通过书中大量的示意图和表格，我能清晰地看到一个时域信号如何转化为频域表示，以及不同频域特性的滤波器是如何工作的。而且，书中对傅里叶变换的收敛性条件也进行了详细的讨论，这对于理解傅里叶变换的适用范围非常重要。除此之外，书中关于拉普拉斯变换的讲解也同样出色，它在分析连续时间系统稳定性方面的作用被阐述得淋漓尽致。例如，通过极点和零点的位置与系统稳定性的关系，我能更直观地理解系统的行为。这本书在这方面的深入讲解，确实让我受益匪浅，对信号与系统的理解上升到了一个新的高度。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我的整体感觉是，它在循序渐进地构建读者的知识体系。从最基础的信号定义和分类开始，逐步引入系统的概念，然后是时域和频域的分析方法。我尤其赞赏书中在介绍线性时不变（LTI）系统时，花费的精力。书中详细阐述了LTI系统的基本性质，如叠加性、时移不变性，以及如何通过卷积来描述系统的输出。这些基本概念的清晰阐述，为理解更复杂的系统行为奠定了坚实的基础。而且，书中在讲解傅里叶级数和傅里叶变换时，穿插了大量关于信号频谱的图形化解释，这对于初学者理解信号的频率特性非常有帮助。它没有上来就抛出复杂的公式，而是先从概念入手，再逐步过渡到数学推导，这种教学方式对于我这样的初学者来说，是非常友好的，让我能够逐步理解并掌握这些重要的概念。