教育部電子電氣基礎課程教學指導分委員會推薦教材：工程信號與係統 下載 mobi epub pdf 電子書 2025

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郭寶龍，閆允一，硃娟娟 等 著

圖書標籤:

• 信號與係統
• 工程信號與係統
• 電子電氣基礎
• 教材
• 教育部推薦
• 通信工程
• 電子工程
• 控製工程
• 電路分析
• 數學建模

齣版社： 高等教育齣版社

ISBN：9787040397383

版次：1

商品編碼：11523767

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2014-07-01

用紙：膠版紙

頁數：428

正文語種：中文

內容簡介

　　《教育部電子電氣基礎課程教學指導分委員會推薦教材：工程信號與係統》聚焦於基本信號、信號分解、綫性時不變係統分析三個中心問題，力求突齣分析方法和原理；采用“連續”與“離散”類比的方法，從時域、頻域到變換域有序推進知識演進。每章以問題為導引，引齣基本概念和分析方法，加強對工程案例的分析並配備MATLAB示例，激發讀者深入思考工程信號分析問題的興趣。引入小波分析將傳統理論延伸到當代信息處理技術前沿，便於讀者將所學知識與工程應用結閤起來，構建係統化的信息處理知識體係。
　　《教育部電子電氣基礎課程教學指導分委員會推薦教材：工程信號與係統》采用紙質教材與網絡資源相融閤的新形式。
　　緊密結閤“信號與係統”國傢精品資源共享課程建設，將動畫演示、習題詳解、例題解析、案例解析、仿真程序、教學視頻等資源與傳統教材內容一體化設計，豐富、生動、更具時代氣息。
　　《教育部電子電氣基礎課程教學指導分委員會推薦教材：工程信號與係統》可以作為電子信息類專業信號與係統課程的本科教材，特彆適閤用於“卓越工程師計劃”試點或教改班課程的改革教材，也可供電子信息領域相關工程技術人員學習參考。

目錄

第一章 信號與係統概述
1.1信號的基本概念和分類
1.1.1幾個概念
1.1.2信號的描述
1.1.3信號的分類
1.1.4信號的MATLAB錶示與繪圖
1.2基本信號
1.2.1階躍函數
1.2.2衝激函數
1.2.3衝激函數的廣義函數定義
1.2.4衝激函數的性質
1.2.5單位脈衝序列和單位階躍序列
1.3信號的運算
1.3.1信號的＋、－、×運算
1.3.2信號的時間變換運算
1.4係統的概念及分類
1.4.1係統的定義
1.4.2係統的分類及性質
1.5信號與係統分析方法及知識點導航
1.5.1LTI係統的分析方法
1.5.2研究的重點問題
1.5.3本課程知識點導航
習題

第二章 連續係統的時域分析
2.1LTI連續係統的響應
2.1.1連續係統的描述
2.1.2微分方程的經典解
2.1.3係統的初始值
2.1.4零輸入響應和零狀態響應
2.1.5MATLAB求解
2.2衝激響應與階躍響應
2.2.1衝激響應
2.2.2階躍響應
2.2.3MATLAB求解
2.3捲積積分
2.3.1信號的時域分解與捲積積分
2.3.2捲積積分的定義
2.3.3捲積的圖解法
2.3.4捲積積分的性質
2.3.5綜閤舉例
2.3.6捲積的MATLAB求解
2.4相關函數
2.4.1相關函數定義
2.4.2應用案例
2.5連續係統的微分算子描述
2.5.1微分算子及係統的描述
2.5.2由傳輸算子計算衝激響應
習題

第三章 離散係統的時域分析
3.1差分方程的建立及經典解法
3.1.1離散係統的描述
3.1.2差分方程的經典解法
3.1.3零輸入響應和零狀態響應的經典解法
3.1.4應用案例
3.1.5MATLAB求解
……

第四章 傅裏葉變換與頻域分析
第五章 離散傅裏葉變換
第六章 拉普拉斯變換與復頻域分析
第七章 z變換分析
第八章 係統的狀態空間分析
第九章 小波分析理論簡介

參考文獻

信號與係統：探索信息傳遞與處理的奧秘 本書緻力於深入剖析“信號”與“係統”這兩個現代工程技術的核心概念，為讀者構建一個堅實而全麵的理論框架。我們將循序漸進地引導您理解信號的本質、特性及其多樣化的錶示方法，並在此基礎上，係統性地闡述各種工程係統如何對信號進行獲取、變換、分析與處理。通過對經典理論的深入講解與豐富實例的精心設計，本書旨在培養讀者在復雜工程問題中識彆、建模和解決信號與係統相關挑戰的能力。 第一部分：信號的深刻洞察 本部分是理解後續內容的基礎，我們將從信號的定義和分類入手，逐漸揭示其內在的豐富性。 信號的本質與分類： 我們首先探討信號的普遍定義——信息載體，並區分連續時間信號與離散時間信號。您將瞭解到，前者如同隨時間平滑變化的模擬量（如溫度、聲音），後者則是在特定離散點上定義的數值序列（如數字音頻采樣）。進一步，我們會根據信號的性質進行細緻的劃分，包括周期信號與非周期信號，其周期性特徵直接影響到我們分析問題的方法；能量信號與功率信號，這區分瞭信號的整體強度以及在無限長時間內的平均行為；奇信號與偶信號，它們的對稱性在信號分解和分析中扮演著重要角色。 信號的基本運算： 理解信號的變換是掌握係統響應的關鍵。我們將詳述時間移位、時間反轉、時間尺度變換（伸縮與壓縮）等基本運算。例如，您將學習到如何通過對信號進行時間移位來模擬信號在不同時刻的齣現，如何通過時間反轉來理解信號的逆嚮過程，以及時間尺度變換如何影響信號的“快慢”錶現，這在視頻播放速度調整、信號壓縮等應用中至關重要。 基本信號單元： 特殊信號的性質及其組閤能力構成瞭信號分析的基石。本書將重點介紹單位衝激信號（Dirac Delta Function）和單位階躍信號（Unit Step Function）。衝激信號雖然在物理上難以直接實現，但它在數學上是描述瞬時事件和構建係統模型不可或缺的工具，其“尖峰”特性能夠隔離和激發係統的特定響應。階躍信號則代錶瞭信號從零到一定值的突變，廣泛用於描述開關動作、輸入信號的啓動等。我們將深入探討它們之間的微分-積分關係，理解它們如何相互轉化，並展示如何將任意信號錶示為衝激信號的加權疊加。此外，我們還會介紹指數信號、正弦信號等，它們不僅本身具有廣泛應用，更是理解更復雜信號（如傅裏葉級數錶示）的基礎。 信號的分解與錶示： 探索信號的內在結構是理解其行為模式的關鍵。本書將介紹傅裏葉級數（Fourier Series），它能夠將周期信號分解為一係列不同頻率的正弦（或餘弦）信號的疊加。通過傅裏葉級數，我們可以揭示信號的頻率成分，瞭解其“聲音”的構成。而對於非周期信號，我們則引入傅裏葉變換（Fourier Transform），它將信號從時域映射到頻域，展現瞭信號在所有頻率上的連續分布。這種時域到頻域的轉換，極大地簡化瞭許多信號分析和係統設計問題。此外，我們還會討論拉普拉斯變換（Laplace Transform）和Z變換（Z-Transform），它們是傅裏葉變換的推廣，能夠處理更廣泛的信號類型（包括不穩定信號）和係統，並在分析和設計過程中引入復頻率的概念，為係統穩定性分析和濾波器設計提供瞭強大的數學工具。 第二部分：係統的深度解析 在理解瞭信號的本質和錶示方法後，本部分將聚焦於“係統”——那些對信號進行處理或改變的實體。 係統的定義與模型： 我們將把係統定義為一種能夠接收輸入信號並産生輸齣信號的“黑箱”。通過深入分析係統的屬性，我們可以更好地預測和控製其行為。 係統的基本性質： 理解係統的核心特性是進行係統分析的基礎。我們將重點闡述以下幾個關鍵性質： 綫性（Linearity）： 綫性係統滿足疊加原理，即多個輸入信號疊加産生的輸齣等於各個輸入信號單獨産生輸齣的疊加。這一性質大大簡化瞭係統的分析，因為我們可以將復雜信號分解為基本信號，逐個分析其響應再疊加。 時不變性（Time-Invariance）： 時不變係統意味著係統的行為不隨時間的推移而改變。也就是說，如果我們在不同時刻輸入相同的信號，得到的輸齣信號相對於輸入信號而言，在時間上也應該有相同的偏移。這一性質使得我們無需考慮係統參數隨時間的變化，分析得以簡化。 因果性（Causality）： 因果係統是指係統的輸齣在任何時刻隻取決於當前及過去的輸入，而與未來的輸入無關。在許多實際係統中，這是必不可少的性質，例如，一個係統不能在你按下按鈕之前就産生聲音。 穩定性（Stability）： 穩定係統是指當輸入信號有界時，輸齣信號也必然有界。一個不穩定的係統可能在微小的擾動下産生無限增大的輸齣，這是工程中需要極力避免的。我們將從不同角度探討係統的穩定性判據。 記憶性（Memory）： 具有記憶的係統，其輸齣不僅取決於當前輸入，還取決於過去的輸入。無記憶係統則僅取決於當前輸入。 係統的數學描述： 本節將深入介紹描述綫性時不變（LTI）係統行為的關鍵數學工具。 捲積（Convolution）： 捲積是LTI係統分析的核心運算。它通過輸入信號與係統的單位衝激響應（Impulse Response）的捲積，精確地描述瞭係統如何響應任意輸入信號。我們將詳細推導捲積的定義、性質，並展示如何通過捲積運算來預測係統的輸齣。這就像是知道一塊海綿如何吸收水（單位衝激響應），就能預測它如何吸收不同形狀和大小的水流（任意輸入信號）。 差分方程與微分方程： 對於離散時間係統，我們使用差分方程來描述其輸入輸齣關係；對於連續時間係統，則使用微分方程。這些方程是係統的動力學模型，通過求解這些方程，我們可以得到係統的瞬態響應和穩態響應。 傳遞函數（Transfer Function）： 在頻域（或拉普拉斯域/Z域），係統的輸入輸齣關係可以用一個簡單的函數——傳遞函數來錶示。傳遞函數是輸齣信號的變換與輸入信號的變換之比，它獨立於具體的輸入信號，僅由係統本身決定。通過傳遞函數，我們可以直觀地瞭解係統的頻率特性、極點與零點分布，這對於濾波器設計、係統穩定性分析和控製係統設計至關重要。 係統的頻率響應： 這一概念將時域的係統模型與頻域的信號分析聯係起來。係統的頻率響應描述瞭係統對不同頻率正弦信號的增益和相位變化。例如，一個低通濾波器會允許低頻信號通過，而衰減高頻信號。通過頻率響應，我們可以直觀地瞭解一個係統“喜歡”處理哪些頻率的信號，以及它如何改變這些信號的幅度與相位。 第三部分：係統分析與設計的實踐應用 本部分將前麵介紹的理論知識應用於實際問題，展示信號與係統在各個工程領域的強大威力。 傅裏葉變換在信號分析中的應用： 我們將通過具體的例子，展示如何利用傅裏葉變換分析音頻信號的頻譜，理解語音的構成；如何分析圖像信號的頻率成分，理解圖像的細節和紋理；以及在通信係統中，如何通過傅裏葉變換來理解信號的帶寬和頻譜占用情況。 拉普拉斯變換與Z變換在係統分析中的應用： 拉普拉斯變換在連續時間係統（如電子電路、控製係統）的分析和穩定性判彆中扮演著關鍵角色。Z變換則是在離散時間係統（如數字信號處理、數字控製器）分析中的核心工具。我們將展示如何利用它們的域特性，簡化復雜的係統方程求解，並進行係統穩定性分析。 濾波器設計基礎： 濾波器是信號處理中最基本也是最重要的組成部分。我們將介紹低通、高通、帶通和帶阻濾波器的工作原理，並探討如何根據應用需求，利用傅裏葉變換、拉普拉斯變換或Z變換設計滿足特定頻率響應要求的濾波器。 通信係統中的信號傳輸： 信號與係統的理論是理解通信係統工作原理的基礎。我們將探討調製與解調技術，例如幅度調製（AM）、頻率調製（FM）等，它們是如何將信息信號編碼到載波上進行傳輸的；以及噪聲對信號傳輸的影響，以及如何通過濾波等技術來提高信噪比。 數字信號處理（DSP）入門： 隨著數字技術的發展，DSP已成為現代工程不可或缺的一部分。我們將介紹采樣定理，理解如何將連續信號轉換為離散信號而不丟失信息；介紹數字濾波器的基本結構和設計方法；以及在數字音頻、數字圖像處理等領域的簡單應用。 本書的內容旨在提供一個係統、深入的學習體驗，幫助讀者建立對信號與係統原理的深刻理解。我們鼓勵讀者在學習過程中積極思考，動手實踐，將理論知識與實際工程問題相結閤，從而真正掌握這門核心學科的精髓。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，我在這本《工程信號與係統》的學習過程中，遇到瞭一些挑戰，主要是因為書中某些部分的講解過於抽象，缺乏足夠的直觀性。例如，在介紹狀態空間錶示法時，雖然給齣瞭數學模型，但對於其在多輸入多輸齣係統、以及大型係統分析中的優勢和具體應用，並沒有充分的說明。我需要花費大量的時間去查閱其他資料，纔能將這些概念與實際的工程問題聯係起來。另外，書中在處理非綫性係統和隨機信號的部分，感覺相對簡略，對於如何建模和分析這些更復雜的係統，並沒有提供太多有效的工具或方法。這對於我未來在涉及更前沿的信號處理領域的研究，可能會有所限製。我期待一本能夠提供更多實踐指導，更多實際案例分析的書籍，這樣能幫助我更好地將理論知識轉化為解決工程實際問題的能力。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我最大的驚喜在於它對傅裏葉變換的講解。作者花瞭很大的篇幅來闡述傅裏葉變換的各種性質，並且非常細緻地推導瞭它們。我特彆喜歡書中關於傅裏葉變換在不同應用場景下的演示，例如它如何揭示信號的頻率成分，以及在信號濾波中的作用。通過書中大量的示意圖和錶格，我能清晰地看到一個時域信號如何轉化為頻域錶示，以及不同頻域特性的濾波器是如何工作的。而且，書中對傅裏葉變換的收斂性條件也進行瞭詳細的討論，這對於理解傅裏葉變換的適用範圍非常重要。除此之外，書中關於拉普拉斯變換的講解也同樣齣色，它在分析連續時間係統穩定性方麵的作用被闡述得淋灕盡緻。例如，通過極點和零點的位置與係統穩定性的關係，我能更直觀地理解係統的行為。這本書在這方麵的深入講解，確實讓我受益匪淺，對信號與係統的理解上升到瞭一個新的高度。

評分☆☆☆☆☆

這本《工程信號與係統》教材，我最近剛接觸，感覺它在概念的引入和基本原理的闡述上做得相當紮實。比如，對於信號的分類，作者並沒有僅僅列舉幾種常見的信號類型，而是深入剖析瞭它們各自的物理意義和數學特性。像周期信號的傅裏葉級數展開，書中用瞭大量的圖示和推導來展示如何將復雜的信號分解為簡單的正弦波的疊加，這對於初學者理解信號的頻譜特性非常有幫助。同樣，對於係統的穩定性判斷，書中也詳細介紹瞭 Jury 判據和 Routh 判據等方法，並且通過一些經典的例子，比如二階係統，直觀地展示瞭這些判據是如何工作的，以及參數變化對係統穩定性的影響。我尤其欣賞的是，書中在介紹捲積時，不僅僅給齣瞭數學定義，還穿插瞭一些關於係統響應的物理場景，比如用彈簧-阻尼係統來類比，讓人能更深刻地理解捲積操作在描述係統對輸入信號響應時的作用。整體來說，它在理論基礎的構建上，是非常嚴謹和細緻的，為後續更深入的學習打下瞭堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我的整體感覺是，它在循序漸進地構建讀者的知識體係。從最基礎的信號定義和分類開始，逐步引入係統的概念，然後是時域和頻域的分析方法。我尤其贊賞書中在介紹綫性時不變（LTI）係統時，花費的精力。書中詳細闡述瞭LTI係統的基本性質，如疊加性、時移不變性，以及如何通過捲積來描述係統的輸齣。這些基本概念的清晰闡述，為理解更復雜的係統行為奠定瞭堅實的基礎。而且，書中在講解傅裏葉級數和傅裏葉變換時，穿插瞭大量關於信號頻譜的圖形化解釋，這對於初學者理解信號的頻率特性非常有幫助。它沒有上來就拋齣復雜的公式，而是先從概念入手，再逐步過渡到數學推導，這種教學方式對於我這樣的初學者來說，是非常友好的，讓我能夠逐步理解並掌握這些重要的概念。

評分☆☆☆☆☆

我個人對這本《工程信號與係統》的講解方式有些保留意見。雖然書中涵蓋瞭信號與係統的基本概念，但感覺在某些關鍵部分的深度和廣度上有所欠缺。例如，關於采樣定理的講解，雖然提到瞭奈奎斯特準則，但對於過采樣、欠采樣帶來的問題以及實際應用中的抗混疊濾波器設計，並沒有進行更深入的討論。這使得我在麵對實際的數字信號處理問題時，會感到有些力不從心。另外，書中在介紹離散時間信號與係統的處理時，雖然提到瞭Z變換，但對Z變換在分析離散係統穩定性、頻率響應以及設計數字濾波器方麵的實際應用案例，感覺描述得不夠充分。我更希望看到一些與實際工程項目相關的例子，比如通信係統中的信號傳輸、控製係統中的濾波器設計等，通過這些案例來加深對理論知識的理解和應用。目前感覺這本書更偏嚮於理論的陳述，對於如何將這些理論轉化為解決實際工程問題的工具，還有提升的空間。