信號與係統實驗與實踐（第二版）/高等院校“十二五”應用型規劃教材 下載 mobi epub pdf 電子書 2025

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王小揚 等 著

圖書標籤:

• 信號與係統
• 實驗教學
• 高等教育
• 應用型教材
• 電子工程
• 通信工程
• 控製工程
• MATLAB
• Simulink
• 電路分析

齣版社： 南京大學齣版社

ISBN：9787305095573

版次：2

商品編碼：11572405

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2014-10-01

用紙：膠版紙

頁數：177

內容簡介

　　《信號與係統實驗與實踐》是《信號與係統》理論課程 的配套實驗和實踐教材，包含瞭信號與係統課程組多年開發並應 用於教學的22個實驗與實踐項目。全書共分四章：第1章實驗技術基礎包括3 個實驗，第2章、第3 章包括瞭時域分析、捲積、電信號的閤成與分解，頻譜分析，係統測試，係 統模擬，抽樣定理等15個實 驗項目；第4章是課程設計，包括通信係統中調製信號的設計、用MATLAB驗 證FDMA原理、調頻 立體聲廣播仿真實現、股票市場(即離散信號)的綫性預測等四個綜閤實踐內 容。
　　實驗技術方麵既有硬件設計與測試，也有使用EWB、MATLAB、C語言等軟 件平颱的設計與應用。教 材注重理論與實踐相結閤，技術實現、舉例與原理描述緊密配閤，條理清楚 ，深入淺齣，便於自學。
　　《信號與係統實驗與實踐》適用於高等院校電子工程、通信工程、自動 控製、計算機科學與技術等專業本科生開設 《信號與係統》等相關課程使用，也可供從事信號與係統分析、信號處理的 科研與工程技術人員參與。

目錄

第1章 實驗技術基礎
1.1 信號與係統常用儀器的介紹與使用
1.1.1 信號參數與波形測量參數
1.1.2 數字閤成甬數信號發生器的基本使用
1.1.3 通用示波器基本工作原理
1.1.4 示波器的基本使用
1.1.5 SPl64lB函數信號發生器／計數器使用說明簡介
1.1.6 電源DFl731SC2A使用說明簡介
1.1.7 數字存儲示波器簡介
1.2 信號與係統常用儀器使用實驗
1.3 EWB的基本操作
1.4 信號運算實驗
1.5 Multisim使用簡介
1.6 MATLAB使用簡介
1.7 連續信號的可視化錶示實驗
第2章 時域分析與信號分析實驗
2.1 時域分析
2.2 捲積積分的數值計算
2.3 電信號的閤成與分解
2.4 周期信號的頻譜分析
2.5 用沃爾什函數閤成波形
第3章 係統分析與MATLAB分析實驗
3.1 綫性係統頻率特性的測試
3.2 低通濾波器設計
3.3 連續時間係統模擬
3.4 係統的零狀態響應
3.5 求係統的零極點
3.6 綫性係統的三種不同方式之間的轉換
3.7 信號通過綫性係統
3.8 調幅信號通過振蕩迴路
3.9 抽樣定理實驗
3.10 應用MATLAB求捲積
第4章 信號與係統課程設計
4.1 通信係統中調製信號的設計
4.1.1 設計目的
4.1.2 設計原理
4.1.3 常規雙邊帶調幅(AM)的模擬實現
4.1.4 抑製載波雙邊帶調幅(DSB)的模擬實現
4.1.5 單邊帶調幅(SSB)的模擬實現
4.1.6 設計內容
4.1.7 設計報告要求
4.2 用MATLAB驗證FDMA原理
4.2.1 設計目的
4.2.2 設計要求
4.2.3 設計原理
4.2.4 設計參考
4.2.5 設計報告要求
4.3 調頻立體聲廣播仿真實現
4.3.1 設計目的
4.3.2 設計要求
4.3.3 設計原理
4.3.4 調頻立體聲廣播仿真實現參考
4.3.5 設計報告要求
4.4 股票市場(離散信號)的綫性預測
4.4.1 設計目的
4.4.2 設計要求
4.4.3 設計原理
4.4.4 係統辨識與最小二乘法
4.4.5 應用MATLAB實現綫性預測
4.4.6 設計報告要求
參考文獻

前言/序言

信號與係統：理論溯源與工程應用 這是一本旨在深入剖析信號與係統核心概念，並將其巧妙融入豐富工程實踐的力作。本書不僅追溯瞭信號與係統理論的嚴謹根基，更著眼於其在現代工程技術中的廣泛應用，旨在為讀者構建起紮實而全麵的知識體係。本書不涉及具體的實驗操作步驟、硬件配置或軟件編程指南，而是側重於理論層麵的深度解讀和原理層麵的工程化思考。 第一部分：理論基石的構建 本部分將帶領讀者係統性地探索信號與係統的理論體係，為後續的工程應用打下堅實的基礎。 信號的本質與分類： 我們將從最基礎的層麵開始，深入理解信號的定義，探討其作為信息載體的基本屬性。信號的分類將是重點，我們將詳細區分連續時間信號與離散時間信號，周期信號與非周期信號，能量信號與功率信號，以及奇函數與偶函數信號等。每一種分類都將配以清晰的數學定義和直觀的物理意義闡釋，並結閤實際的信號例子進行說明，例如聲音信號、圖像信號、通信信號以及生物電信號等，幫助讀者建立對不同類型信號的感性認識。 係統的基本概念與特性： 緊接著，我們將聚焦於係統的概念。係統被定義為對輸入信號進行處理並産生輸齣信號的實體。我們將深入分析係統的描述方式，包括輸入-輸齣模型、差分方程模型和微分方程模型。在此基礎上，我們將係統性地探討係統的基本性質，例如綫性（linearity）、時不變性（time-invariance）、因果性（causality）和穩定性（stability）。這些性質是理解和分析係統行為的關鍵，我們將通過數學推導和概念辨析，闡述它們各自的含義以及它們在判斷係統行為中的重要作用。例如，我們將分析為何綫性係統和時不變係統在分析上具有便利性，以及因果性和穩定性如何與實際係統的物理實現相聯係。 捲積：係統分析的核心工具： 捲積是信號與係統理論中最核心、最具概括性的運算之一。本部分將對捲積運算進行深入的闡述，包括其定義、幾何意義和代數性質。我們將詳細推導離散時間捲積和連續時間捲積的公式，並提供一係列具體的計算示例，幫助讀者熟練掌握捲積的計算方法。更重要的是，我們將闡釋捲積在係統分析中的關鍵作用，它能夠精確地描述綫性時不變係統對任意輸入信號的響應。通過理解捲積，讀者將能夠深刻理解“記憶”在係統中的體現，以及係統衝激響應在刻畫係統特性上的決定性作用。 傅裏葉變換：信號的時頻分析： 傅裏葉變換是理解信號頻譜特性的強大工具，它將信號從時域轉換到頻域，揭示瞭信號的頻率成分。我們將係統地介紹傅裏葉級數（FS）和傅裏葉變換（FT）的原理，以及它們各自的適用條件。我們將詳細講解如何進行傅裏葉變換和傅裏葉反變換，並深入探討傅裏葉變換的性質，如綫性性、時移性、頻移性、捲積性質等。我們將通過豐富的圖例和實際信號的頻譜分析，直觀地展示傅裏葉變換在揭示信號內在頻率結構方麵的威力，例如音頻信號的頻譜分析、圖像信號的頻域特徵提取等。 拉普拉斯變換：超越傅裏葉變換的分析能力： 拉普拉斯變換是對傅裏葉變換的推廣，它能夠處理更廣泛的信號，特彆是那些收斂性不佳的信號。本部分將詳細介紹單邊拉普拉斯變換和雙邊拉普拉斯變換，並重點講解其收斂域（ROC）的概念。我們將推導拉普拉斯變換的性質，並重點關注其在係統分析中的優勢，例如通過拉普拉斯域中的代數運算來分析係統的穩定性、頻率響應以及暫態響應。我們將闡述如何利用拉普拉斯變換求解綫性常係數微分方程，從而更有效地分析和設計連續時間係統。 Z變換：離散時間係統的分析利器： 針對離散時間係統，Z變換扮演著與拉普拉斯變換相似的角色。本部分將詳細介紹Z變換的定義、性質以及收斂域（ROC）。我們將重點闡述Z變換在分析離散時間綫性時不變係統（LTI）中的應用，包括如何錶示係統的傳遞函數，以及如何通過Z域中的分析來判斷係統的穩定性、求解差分方程以及理解係統的頻率響應。通過Z變換，讀者將能夠深入理解離散時間濾波器的設計原理以及數字控製係統的分析方法。 狀態空間分析：係統動力學的深度洞察： 作為一種更普適的係統分析方法，狀態空間方法能夠處理更復雜的係統，特彆是那些多輸入多輸齣（MIMO）的係統。本部分將介紹狀態嚮量、狀態方程和輸齣方程的概念。我們將詳細闡述如何從係統的微分方程或差分方程導齣其狀態空間錶示，並探討狀態嚮量在描述係統內部動態特性中的重要作用。我們將介紹狀態轉移矩陣的概念，以及如何利用它來求解綫性時不變係統的零輸入響應和零狀態響應。狀態空間分析為理解係統的能控性、能觀性等關鍵概念提供瞭理論基礎。 第二部分：工程應用與理論的融匯 本部分將把前一部分建立的理論知識，以一種更為宏觀和工程化的視角進行呈現，探討這些理論在實際工程領域中的價值與體現。 信號濾波的原理與設計思想： 濾波是信號處理中最基本也是最重要的操作之一。我們將從理論層麵深入探討濾波的本質，即選擇性地保留或抑製信號中的特定頻率成分。我們將介紹低通、高通、帶通和帶通阻三個基本濾波器類型，並闡述它們在頻域中的理想特性。在此基礎上，我們將探討如何利用傅裏葉變換、拉普拉斯變換和Z變換的理論來設計實際的濾波器，理解巴特沃斯、切比雪夫等經典濾波器設計方法的理論依據。我們將討論濾波器的階數、過渡帶寬度以及阻帶衰減等關鍵設計參數對濾波器性能的影響。 係統建模與仿真的概念： 在工程實踐中，構建係統的數學模型是進行分析、設計和優化的第一步。本部分將闡述不同類型的係統模型，包括物理模型、經驗模型和辨識模型，並重點強調基於信號與係統理論構建的數學模型（如差分方程、傳遞函數）的普適性和重要性。我們將討論模型驗證的概念，以及如何利用仿真技術來驗證模型的準確性，並預測係統的行為。我們將從理論層麵探討仿真在參數優化、性能評估以及故障診斷等方麵的價值。 通信係統中的信號傳輸與接收： 信號與係統的理論在通信係統中扮演著核心角色。我們將從理論上探討信息在信道中傳輸時所麵臨的挑戰，如噪聲、失真和衰減。我們將從係統分析的角度，闡述調製（modulation）和解調（demodulation）技術是如何通過改變信號的頻率、幅度和相位來提高傳輸效率和抗乾擾能力的。我們將分析不同類型的調製方式（如幅度調製、頻率調製、相位調製）的理論基礎，以及它們在頻譜利用率和抗噪聲性能上的差異。同時，我們將從係統響應的角度，解析接收端如何設計濾波器來提取有用信號，並抑製噪聲。 控製係統設計的基本原理： 在控製工程領域，信號與係統的理論是設計和分析控製器的基石。我們將從理論層麵闡述反饋控製係統的基本結構，包括控製器、被控對象和傳感器。我們將解析為什麼反饋能夠提高係統的魯棒性、精度和穩定性。我們將探討閉環係統與開環係統的理論差異，以及如何利用係統的傳遞函數和頻率響應來分析和設計控製器（如PID控製器）。我們將從理論上理解穩定性分析（如勞斯判據、奈奎斯特判據）在確保係統安全可靠運行中的關鍵作用。 數字信號處理（DSP）的基礎理論： 隨著數字技術的飛速發展，數字信號處理已經滲透到各個工程領域。本部分將從理論層麵介紹數字信號處理與模擬信號處理的區彆，以及它所帶來的優勢。我們將重點闡述離散傅裏葉變換（DFT）和快速傅裏葉變換（FFT）在數字信號頻譜分析中的重要性，以及它們在實際應用中的高效性。我們將從理論上探討數字濾波器的設計原則，以及它在音頻、圖像和視頻信號處理中的廣泛應用。 本書的編寫宗旨是，讓讀者在理解信號與係統理論的嚴謹邏輯和數學框架的同時，能夠深刻認識到這些理論在解決實際工程問題時的強大力量。我們力求通過清晰的闡述、深入的剖析，幫助讀者建立起對信號與係統理論的深刻理解，並能夠將所學知識融會貫通，應用於未來的工程探索與創新之中。本書將為您提供一個堅實的理論平颱，助您在信號與係統的廣闊天地中，開啓更深層次的認知與實踐之旅。

評分☆☆☆☆☆

這本教材的編排邏輯清晰，層次分明，讓我對信號與係統這門課程的理解由淺入深。一開始，作者並沒有直接拋齣復雜的數學公式，而是從一些生活中的例子入手，比如聲音的傳播、圖像的處理，引導讀者思考信號和係統的概念。這種引入方式非常吸引人，讓原本枯燥的理論變得有趣起來。隨著內容的深入，書中循序漸進地引入瞭各種數學工具，如傅裏葉級數、傅裏葉變換、拉普拉斯變換和Z變換，並且詳細解釋瞭它們在信號分析中的作用。特彆值得稱贊的是，書中對各種變換的物理意義和幾何意義都有深刻的闡釋，這使得抽象的數學概念不再是“天書”。每章後麵的習題設計也很巧妙，既有鞏固基礎的計算題，也有啓發思維的應用題，能夠有效地檢驗和加深讀者對知識的掌握。我最喜歡的是書中關於係統響應的部分，它通過不同的激勵信號，展示瞭綫性時不變係統如何對信號做齣反應，這對於理解係統的動態行為至關重要。

評分☆☆☆☆☆

這本書提供瞭一個非常棒的學習平颱，讓我能夠在一個結構化的環境中深入探索信號與係統的奧秘。我尤其喜歡書中提供的配套的軟件工具和仿真示例，這使得我能夠以一種交互式的方式學習。例如，在學習各種濾波器設計時，我不僅能理解它們的數學模型，還能通過軟件直觀地觀察濾波效果，甚至可以自己動手調整參數，觀察結果的變化。這種“動手實踐”的學習方式，讓我對抽象的理論概念有瞭更深刻的理解，也鍛煉瞭我的實際問題解決能力。書中對於一些關鍵概念的解釋，如傅裏葉變換的物理意義，也做得非常到位，能夠幫助我擺脫對純粹數學公式的依賴，從更宏觀的角度去理解信號的本質。總體而言，這是一本能夠激發學習興趣，並提供紮實理論支撐和實踐指導的優秀教材。

評分☆☆☆☆☆

一本非常紮實的教材，讓我對信號與係統這個領域有瞭全新的認識。以前總覺得這門課抽象難懂，各種傅裏葉變換、拉普拉斯變換的概念像是空中樓閣，但這本書通過大量的實例和實驗，將這些理論變得生動形象。從最基礎的離散時間信號的錶示，到連續時間信號的分析，再到係統性質的辨析，每一步都銜接得非常自然。尤其令我印象深刻的是關於捲積的講解，書中不僅給齣瞭數學推導，還通過圖形的方式直觀地展示瞭捲積的疊加過程，這讓我一下子就明白瞭捲積在實際中的意義。書中提供的實驗項目也非常實用，涵蓋瞭信號濾波、係統辨識等核心內容，通過自己動手操作，我更能體會到理論知識的應用價值。無論是模擬電路中的濾波器設計，還是數字信號處理中的采樣與量化，書中的指導都非常詳盡，連具體的代碼實現都給齣瞭參考，這對於我這樣一個初學者來說，簡直是福音。讀完這本書，我感覺自己已經具備瞭初步分析和處理信號係統的能力，為後續更深入的學習打下瞭堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

作為一本實踐性很強的教材，它成功地彌閤瞭理論與應用之間的鴻溝。我特彆欣賞書中大量的實驗環節設計，這些實驗並非簡單地照搬公式，而是鼓勵讀者去探索、去發現。通過搭建簡單的電路模擬係統，或者利用編程語言實現信號的處理算法，我親身感受到瞭信號與係統理論在現實世界中的強大威力。例如，書中關於濾波器的實驗，我通過調整參數，能夠直觀地看到不同濾波器對信號的影響，理解瞭低通、高通、帶通濾波器的原理和適用場景。另外，對於一些復雜的概念，比如傅裏葉變換的頻譜分析，書中通過圖示和仿真演示，讓我能夠清晰地看到信號在頻域上的錶現，這比單純的數學推導要直觀得多。作者在講解時，始終圍繞著“實踐”二字，每介紹一個理論知識點，都會緊接著給齣相關的實驗案例，讓讀者能夠立刻將理論轉化為實踐。這種“理論+實踐”的學習模式，極大地提升瞭我的學習效率和興趣。

評分☆☆☆☆☆

這本書的理論深度和廣度都令人稱道。在理解瞭基礎概念之後，書中係統地介紹瞭各種重要的變換及其在信號分析中的應用，如傅裏葉變換、拉普拉斯變換和Z變換。這些變換是分析和處理信號與係統的核心工具，書中對它們的推導過程清晰易懂，並且深入闡述瞭它們在不同領域內的應用。我尤其喜歡關於LTI係統（綫性時不變係統）的章節，書中詳細講解瞭係統的衝激響應、捲積以及係統函數等概念，並通過具體的例子展示瞭如何利用這些工具來分析係統的行為。此外，書中還涉及到瞭一些更高級的話題，如采樣定理、離散傅裏葉變換（DFT）及其快速算法（FFT），這些內容對於理解數字信號處理至關重要。整本書的邏輯結構嚴謹，論述嚴密，是一本非常適閤作為專業教材的讀物，能夠幫助讀者建立起紮實的信號與係統理論基礎。