教育部高等學校電工電子基礎課程教學指導委員會推薦教材。
本書是由從事四十多年教學工作的伍時和老師執筆撰寫,是麵嚮實踐型教學,培養現代工程師的教材,從理論到實際,並加以前瞻的論述,是本書的特色,書中還給齣瞭大量結閤實際的例題、自測題、計算題,以滿足教學需求。
希望本書可以滿足實踐型教學和現代工程師培養的要求,使教師和學生獲益,並促進我國的通信工程、電子信息工程和電氣工程等學科教育的多途徑發展。
本書是麵嚮實踐型教學,培養現代工程師的要求撰寫的。全書內容由6章和一個附錄構成,即緒論,連續係統的時域分析,傅裏葉變換,拉普拉斯變換,離散係統的時域分析,z變換。
正文包括:緒論部分論述係統、信號與信號運算,係統分類針對綫性、非綫性、時變、時不變、因果、非因果等係統重點進行論述,信號論述針對連續和離散信號的描述,信號的運算重要論述求和,相乘,微分,積分運算,時間變換運算。
連續係統的時域分析論述連續信號作用下係統響應,重點論述響應的分解,初始值的確定方法,係統微分方程的求解,通過實例分析零狀態響應的求解,捲積積分的計算。
傅裏葉變換主要論述包括傅裏葉級數和傅裏葉變換的含義,傅裏葉變換的性質,應用。用典型信號說明級數的展開方法。用傅裏葉性質獲得典型信號的變換對的方法。利用實例,說明傅裏葉變換在分析LTI係統頻率響應上的應用,尤其係統頻率響應與各子係統頻率響應關係上的應用。
拉普拉斯變換主要論述包括變換的含義,變換的性質和應用;拉普拉斯變換與傅裏葉變換的關係,應用上的區彆,在係統分析中,尤其捲積積分,微分方程求解等,常采用拉斯變換求解,而分析係統的頻率特性,則采用傅裏葉變換,係統的函數直接就是係統的頻率函數;在理解拉普拉斯變換的基礎上,利用實例論述用流圖方法分析反饋係統,用梅森公式獲得係統函數的方法,並比較用狀態變量法分析係統,說明梅森公式是獲得反饋係統係統函數的有用工具。
離散係統的時域分析,重點論述響應的分解,初始值的確定方法,差分方程求解,通過實例分析零輸入,零狀態響應的求解,捲積和和反捲積的計算。
z變換主要論述變換的含義,換換反變換的計算方法;求逆z變換的三種方法,圍綫留數法,部分分式展開法和長除法,變換三種收斂域的區彆以及與之對應的左邊係列,右邊序列,雙邊序列的關係,z變換求解差分方程的方法;用信號流圖方法描述係統,梅森公式在z變換域獲得的係統函數的方法;簡述離散係統的傅裏葉變換兩種不同形式,即離散時間序列的傅裏葉變換DTFT和離散傅裏葉變換DFT變換。
附錄列舉傅裏葉變換,拉普拉斯變換,z變換的性質,變換對,捲積積分,捲積和, 、 函數等9類相關公式。
書中提供瞭實例總結、例題解答與計算,習題包括多項選擇題和思考計算題,以幫助學生理解和體會概念。
本書可作為通信工程,電子信息工程,電氣工程專業的研究生、高年級本科生、工程技術人員、管理人員的參考或學習的資料。
伍時和,從事大學本科教學工作已有44年。退休前在武漢理工大學電子信息工程學院工作,主要承擔本科電子類主乾課程的教學工作,積纍豐富的教學經驗,並於2009年編寫齣版瞭《模擬電子技術基礎》、《數字電子技術基礎》、《模擬電子技術基礎習題與解答》、《數字電子技術基礎習題與解答》,上述著作均由清華大學齣版社齣版。2009年後返聘到三亞學院理工分院電子工程係工作,曾獲得全國大學生電子製作比賽優秀指導教師、青年教師優秀指導教師、年度敬業樂業等奬勵。
汪源,2008年研究生畢業後到三亞學院工作,是省級優秀青年教師,主要從事電子信息工程相關課程的教學,連續多年年度考核為校級優秀教師,國內各種期刊發錶文章10篇以上。現為三亞學院理工學院副院長,副教授。
丁學用,2009年研究生畢業後到三亞學院工作,主要從事通信與信息係統相關課程的教學,連續多年年度考核為校級優秀教師,在國內各種期刊發錶文章10篇以上。現為三亞學院電子信息工程係主任,副教授。
袁敏,2006年到三亞學院工作,主要從事信號與係統,數字電子技術等課程的教學工作,有實踐型院校較為豐富的教學體會的經驗。在國內各種期刊發錶文章多篇。現為三亞學院電子信息工程係教師,講師。
第1章緒論
1.1引言
1.2係統的模型與係統的分類
1.2.1係統的數學模型及框圖模型
1.2.2係統的分類
1.3綫性時不變係統
1.4係統分析方法
1.5信號的描述與分類
1.6典型信號
1.7信號運算
本章小結
第1章習題
第2章綫性時不變(LTI)係統的時域分析
2.1引言
2.2係統的微分方程的建立
2.3係統的微分方程的求解
2.4係統響應的初始值確定
2.5LTI係統的衝激響應與階躍響應
2.6捲積積分
本章小結
第2章習題
第3章傅裏葉變換
3.1引言
3.2傅裏葉級數
3.3常見非正弦周期信號的頻譜
3.4連續時間信號的傅裏葉變換
3.5傅裏葉變換的性質
3.6捲積性質
3.7常用函數信號的傅裏葉變換
3.8周期信號的傅裏葉變換
3.9傅裏葉變換在LTI係統分析中的應用
3.9.1傅裏葉變換在信號調製與解調中的應用
3.9.2傅裏葉變換在電路響應分析中的應用
3.9.3傅裏葉變換在係統分析中的應用
*3.9.4傅裏葉變換在信號抽樣的應用
*3.9.5傅裏葉變換在濾波技術的應用
本章小結
第3章習題
第4章連續信號與係統的復頻域分析
4.1拉普拉斯變換
4.2典型信號的拉普拉斯變換
4.3拉普拉斯反變換
4.3.1留數法求取拉氏逆變換
4.3.2部分分式展開和公式法
4.4拉普拉斯變換的性質
4.5拉普拉斯變換與傅裏葉變換的關係
4.6連續係統的復頻域分析
4.6.1框圖模型錶示的係統
4.6.2電路的復頻域模型
4.7係統函數
4.7.1係統函數與零狀態響應
4.7.2係統函數的求法
4.7.3係統框圖的化簡
4.8係統的信號流圖
4.8.1信號流圖
4.8.2信號流圖的性質和化簡
4.8.3梅森公式
4.9由係統函數的零點與極點分析係統特性
4.9.1係統函數的零點與極點
4.9.2由係統函數的零極點分布確定係統的頻率響應特性
4.10連續時間係統的穩定性判斷
本章小結
第4章習題
第5章離散係統的時域分析
5.1離散時間係統
5.2離散時間信號
5.2.1離散信號的錶示方法
5.2.2離散時間信號的運算
5.2.3常用離散時間信號
5.3描述離散時間係統的數學模型
5.4常係數差分方程的求解
5.4.1迭代法
5.4.2時域經典法
5.5單位樣值響應
5.6綫性時不變離散時間係統的零狀態響應與捲積和
5.6.1綫性時不變離散時間係統的零狀態響應
5.6.2捲積和的性質
5.6.3捲積和的計算
5.7反捲積
本章小結
第5章習題
第6章z變換及離散時間係統的z域分析
6.1z變換定義及收斂域
6.1.1z變換
6.1.2z變換收斂域
6.2常用序列z變換
6.3z變換的性質
6.4逆z變換
6.4.1復變函數圍綫積分的留數法
6.4.2部分分式展開法
6.4.3降冪展開長除法
6.5利用z變換解差分方程
6.6離散係統的係統函數
6.7離散係統的傅裏葉變換
6.7.1序列的傅裏葉變換(DTFT)
6.7.2離散傅裏葉變換(DFT)
6.8離散時間係統的頻率特性
本章小結
第6章習題
附錄公式匯總
參考文獻
作為一個對聲音和音樂有著濃厚興趣的人,我一直想探究為何不同樂器的聲音如此獨特,為何同一首樂麯在不同播放設備上聽起來會有差異。《信號與係統》這本書,簡直就是我的“聲音解剖學”指南!它詳細地介紹瞭信號的錶示方法,比如如何用波形來描述聲音,以及不同類型的信號(連續的、離散的)的特點。讓我印象深刻的是關於頻譜分析的部分,它讓我明白,原來我們聽到的聲音,並非單一的頻率,而是由無數個不同頻率的正弦波疊加而成,而傅裏葉變換就是揭示這些“隱藏成分”的利器。書裏還探討瞭濾波器,這對於理解音頻均衡器、降噪耳機等技術至關重要。當我瞭解到濾波器是如何“挑選”或“抑製”特定頻率時,再聽音樂時,仿佛能“看見”聲音的構成,理解瞭為何人聲有時會顯得“空靈”,或者低音炮為何能産生那種震撼人心的共鳴。這本書讓我對聲音的理解不再停留在感官層麵,而是上升到瞭理性的層麵,對音樂的鑒賞也因此變得更加深入和有趣。
評分這本書簡直是打開瞭我對世界的全新認知!從前,我總覺得那些通過無綫電波傳播的聲音、圖像,以及手機信號、Wi-Fi等等,都是一些神秘莫測的魔法。但讀完《信號與係統》後,我纔恍然大悟,原來這些看似玄妙的現象背後,都蘊藏著一套嚴謹而優美的數學規律。作者用一種非常直觀的方式,將傅裏葉變換、拉普拉斯變換、Z變換這些聽起來就讓人頭疼的數學工具,生動地呈現在眼前。那些復雜的公式不再是冰冷的符號,而是描述信號演變、係統響應的語言。我尤其喜歡書中關於捲積的講解,它就像一個神奇的濾鏡,可以幫助我們理解一個係統如何“加工”輸入的信號,從而産生我們最終聽到的聲音或看到的圖像。書中的例子也十分貼切,從音頻處理到圖像壓縮,再到通信係統,無不涉及這些核心概念,讓我深刻體會到理論與實踐的緊密聯係。閱讀的過程就像在拆解一個復雜的謎題,每解開一個概念,就離真相更近一步。雖然有些地方需要反復咀嚼,但那種豁然開朗的感覺,真的太棒瞭!
評分說實話,一開始拿起這本書,我抱著一種“碰碰運氣”的心態,因為我總覺得涉及“係統”和“信號”這種東西,會非常枯燥和抽象。但事實證明,我的擔心完全是多餘的!《信號與係統》這本書的敘述風格非常引人入勝,它不是那種枯燥的教科書式講解,而是更像一位經驗豐富的老師,循循善誘地引導著你一步步深入。書中大量的圖示和類比,讓原本晦澀的概念變得異常清晰。比如,作者用“黑盒子”來比喻係統,輸入信號是“盒子裏的食物”,輸齣信號則是“盒子處理後的産物”,這樣的比喻立刻就消除瞭我對“係統”的陌生感。我對書中關於“綫性時不變係統”的闡述尤其贊賞,它解釋瞭為什麼很多現實世界的係統都遵循這樣的規律,以及如何利用這一特性來預測係統的行為。讀這本書,感覺就像在玩一個精妙的邏輯遊戲,每一個小小的定理和結論,都像一顆顆閃亮的寶石,串聯起來,構成瞭一幅宏大的知識圖景。
評分我是一名對電子工程領域充滿好奇的學生,但很多基礎知識總讓我覺得雲裏霧裏。《信號與係統》這本書,可以說是我打通“電子任督二脈”的關鍵。它非常係統地介紹瞭信號的産生、傳播和處理過程,為我理解各種電子設備的工作原理打下瞭堅實的基礎。書中關於采樣定理的講解,讓我明白為何數字信號需要按照一定的速率采集,否則就會丟失信息,這對於我理解數字通信、數字圖像處理等領域至關重要。另外,對捲積的深入剖析,讓我理解瞭係統響應的疊加原理,這在電路分析、控製理論中都有著廣泛的應用。我尤其欣賞作者在書中給齣的許多實際工程案例,比如調幅、調頻通信,以及數字濾波器的設計,這些都讓我看到瞭理論知識的價值和實際應用的前景。讀完這本書,我不再是被動地接受各種技術,而是能夠主動地思考它們背後的原理,對未來的學習和研究充滿瞭信心。
評分這本書的閱讀體驗,就像在攀登一座知識的高峰。開始時,我可能會因為一些數學公式感到些許畏懼,但隨著閱讀的深入,我逐漸被作者嚴謹的邏輯和清晰的思路所吸引。書中對信號的分類,從時域到頻域的轉換,再到係統對信號的影響,層層遞進,邏輯嚴密。作者並沒有僅僅停留在概念的羅列,而是花瞭大量篇幅去解釋這些概念背後的物理意義和工程意義。我特彆喜歡書中關於“濾波器設計”的部分,它不僅僅講解瞭理論,還提供瞭實際的電路實現思路,讓我能夠將抽象的數學模型與具體的硬件聯係起來。這種理論與實踐相結閤的教學方法,對於我這樣希望將知識轉化為實際技能的人來說,無疑是極大的幫助。盡管有些章節需要反復推敲,但每一次的理解和突破,都帶來巨大的成就感,讓我更加期待接下來的內容。
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