信号与系统（第2版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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张延华，刘鹏宇 著

图书标签:

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

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111568841

版次：2

商品编码：12245578

品牌：机工出版

包装：平装

丛书名： “十二五”普通高等教育本科国家级规划教材

开本：16开

出版时间：2017-09-01

用纸：胶版纸

页数：482

内容简介

在信号分析方面主要讲解连续和离散信号分析的基本理论和方法，内容包括：连续和离散信号的运算，连续周期信号的傅立叶级数，连续非周期信号的傅立叶变换、连续信号的拉普拉斯变换、离散信号(序列)的z变换等。在系统分析方面，主要讲解连续及离散系统的各种描述方法，包括：连续系统微分方程的建立、离散系统差分方程的建立，系统的系统函数的概念及其计算。在分析方法应用方面，则主要涉及卷积积分、卷积和以及傅立叶级数、傅立叶变换、拉普拉斯变换、z变换等方法求解线性系统等内容。

目录

第2 版前言
第1 版前言
第1 章　概述 1
1. 1　信号 1
1. 2　系统 10
1. 3　关于MATLAB 的说明 15
第2 章　连续时间信号与系统 17
2. 1　信号的基本运算 17
2. 2　信号的特性 22
2. 3　奇异函数族 28
2. 4　常用工程信号 38
2. 5　信号的广义傅里叶级数描述 42
2. 6　连续时间系统 49
2. 7　连续时间系统的特性 54
2. 8　卷积积分 63
2. 9　卷积积分的性质 71
2. 10　LTI 系统的微分方程描述 74
2. 11　LTI 微分方程的求解 76
2. 12　微分方程系统的特性 86
2. 13　系统的图形化建模与仿真 91
2. 14　LTI 系统的状态变量描述 96
2. 15　应用示例及MATLAB 实践 104
习题 113
第3 章　离散时间信号与系统 123
3. 1　离散时间序列 123
3. 2　序列的运算 134
3. 3　序列的分解与卷积和 140
3. 4　序列的相关性 146
3. 5　卷积和与单位样值响应 152
3. 6　离散时间系统 158
3. 7　差分方程 165
3. 8　差分方程系统的特征 173
3. 9　数字滤波器 176
3. 10　应用示例及MATLAB 实践 181
习题 190
第4 章　傅里叶分析 198
4. 1　三角函数系 198
4. 2　傅里叶级数 203
4. 3　傅里叶系数的对称性 211
4. 4　吉布斯现象 216
4. 5　傅里叶级数的收敛条件 218
4. 6　频谱的概念 219
4. 7　傅里叶级数的性质 226
4. 8　从傅里叶级数到傅里叶变换 235
4. 9　傅里叶变换与傅里叶级数的比较 242
4. 10　傅里叶变换的性质 246
4. 11　广义傅里叶变换 267
4. 12　傅里叶逆变换 272
4. 13　信号的采样和重构 274
4. 14　信号与系统的傅里叶分析 283
4. 15　应用示例及MATLAB 实践 297
习题 308
第5 章　拉普拉斯变换与传递函数
描述 319
5. 1　拉普拉斯变换 319
5. 2　收敛域及其性质 322
5. 3　单边拉普拉斯变换及其性质 328
5. 4　拉普拉斯逆变换 341
5. 5　求解含初始条件的微分方程 347
5. 6　传递函数与单位冲激响应 349
5. 7　系统的响应 353
5. 8　电路的传递函数 358
5. 9　电气系统与机电系统的相似性 363
5. 10　LTI 系统的性质和框图描述 367
5. 11　应用示例及MATLAB 实践 374
习题 382
第6 章　z 变换 392
Ⅶ
6. 1　双边z 变换及其收敛域 392
6. 2　双边z 变换的性质及综合应用 400
6. 3　零点、极点和z 平面 408
6. 4　逆z 变换 412
6. 5　极点位置和序列的形式 424
6. 6　传递函数 428
6. 7　系统的响应 435
6. 8　频率响应函数 439
6. 9　单边z 变换 440
6. 10　系统方程与z 变换解 445
6. 11　系统的框图与仿真 448
6. 12　应用示例及MATLAB 实践 454
习题 464
附录 475
附录A　傅里叶变换及其性质 475
附录B　拉普拉斯变换及其性质 477
附录C　z 变换及其性质 479
参考文献 481

前言/序言

第1 版自2013 年出版以来, 先后印刷了4 次, 其间, 作者经过广泛调研, 从使用第1版的教师、学生(含备考研究生的高年级学生)和同行专家处得到许多意见和建议, 在此基础上, 结合多年来作者在教学实践中的体会, 对第1 版进行了补充和修订。
本书沿袭第1 版的风格和组织架构。但与第1 版相比, 本书在保留原有特色的基础上强化了系统方程(微分和差分方程)、图(方框图和仿真框图)与系统传递函数之间的内在联系,突出了它们与变换域系统响应的关系。特别是针对第1 版中的特色内容“ 应用示例及MATLAB 实践”, 通过引入不同领域且具有实际应用背景的真实数据以及逼近工程实际问题的应用案例, 强化了物理概念、应用数学和工程背景的深入理解与融合, 使读者在处理多域(时/ 频/ s / z 域)问题时思路清晰, 能够自由地从一个域转换到另一个域。本书主要修订之处如下:第1 章, 根据读者的反馈意见, 对本章内容进行了重新组织, 删减了概括性的介绍内容, 重写了1. 1 节和1. 2 节, 重点介绍了信号的软件算法生成以及系统建模的概念。
第2 章, 本章的核心是信号的建模和系统微分方程的解算。根据教学中的反馈, 对本章部分内容进行了重新组织, 全面更新了应用示例及MATLAB 实践一节的内容。特别针对常微分方程的标准求解问题, 通过引入算法仿真的概念和基本的MATLAB 程序代码, 给读者展示了基于先进计算软件进行物理信息系统建模机理的探索及方程解算器的调用技术; 同时针对一般常微分方程的解析求解问题, 则通过介绍MATLAB 符号运算的基本概念和基本编程技术, 以期帮助读者建立机器推理的概念。
第4 章, 为突出信号与系统的谱分析, 对本章相关章节进行了删减重组, 增加了“信号与系统的傅里叶分析”一节。另外针对傅里叶分析的应用难点, 通过引进全新的案例全面改写和更新了应用示例及MATLAB 实践一节。
第5 章, 通过对相关章节的增删重组, 进一步强化了5. 9 节, 即电气系统与机电系统相似性的介绍。更新了5. 11 节(应用示例及MATLAB 实践)的部分内容, 增加了基于MATLAB符号运算的微分方程变换域应用案例。
第6 章, 通过对相关章节的内容调整, 新独立出两节, 更新了应用示例及MATLAB 实践一节, 增加了太阳黑子活动周期分析的应用案例。
本书保留了第1 版的大部分习题, 补充了一些新习题, 并在每章习题页附加参考答案的二维码, 供读者扫码阅读。
本书的修订得益于许多使用第1 版的教师、选修该课程的学生、备考研究生的高年级学生以及广大读者的意见和建议。另外, 本书的一些新观点和新思想则来源于与加拿大Carleton 大学的Fei. Richard Yu 教授的科研合作和范围广泛的研讨。研究生刘硕、杨磊、杨旭月、国珉、陈雅雯和毕瑞琪等修改整理了书中部分应用案例, 毕瑞琪对全书的习题部分进行了系统的整理和补充。在此一并致谢!Ⅳ　“信号与系统”是电子、电气工程领域的重要技术基础课, 主要研究信号分析与系统分析的基本理论、基本方法与应用。然而, 随着现代科学技术的飞速发展, 原本以“电”为核心的内容架构正面临着机电工程与信号处理技术、应用数学与计算机科学技术的渗透与融合。例如, 传统上信号与系统侧重于对电系统及其应用的讨论, 往往先研究连续时间信号与系统模型, 继而讨论离散时间信号与系统模型。但如今, 电子、电气工程专业的毕业生, 却更有可能从事软件编程或者数字组网, 而不是单纯的电路分析工作。这就意味着信号与系统应适应于无线通信系统、微机电系统、生物医学仪器、计算机组网、嵌入式系统以及流媒体信息处理等系统中存在的共性问题, 当然也包括解决电路系统问题。
本书基于工程数学和电路分析, 涉及连续时间和离散时间信号与系统、傅里叶级数、傅里叶变换、拉普拉斯变换和z 变换等经典内容。通过对时域、频域重要概念及其时-频转换关系的讨论, 希望读者掌握变换和滤波的基本原理, 并能够在时域和频域中进行自由的转换。
关于读者本书要求读者对初等微积分和复变函数有一定的了解, 对矩阵代数也有初步的认识。
本书的组成全书共6 章。其中, 第1 章讨论信号与系统中的基本概念; 第2 章讨论连续时间信号与系统的一般特性及其建模方法; 第3 章讨论离散时间信号与系统的一般特性及其建模方法;第4 章介绍连续时间信号的谱分析; 第5 章是对连续时间线性时不变系统的变换域分析; 第6 章是对离散时间线性时不变系统的变换域分析。
本书的使用本书一方面可作为普通大专院校“信号与系统”课程的教科书, 另一方面也能够成为多学科工程技术人员的基础参考书。作为教科书, 它首先面向IT 类(包括电子、电气)专业的学生; 而作为参考书, 则试图通过引入具有实际应用背景的真实数据以及逼近工程实际问题的应用例题或独立论题来扩大视野。
本书各章的例题来源于不同的应用领域, 具有较强的工程背景。特别强化了(信号与系统的) 频域、s 域和z 域的分析, 重点突出了系统的频率特性和传递函数的概念及其应用。
对于离散信号与系统, 加强了双边z 变换与非因果系统的分析。
本书的特点与同类教材相比, 本书具有如下特点:● 本书注重物理概念和应用背景的理

《电磁波与信息传输》 作者： XXX 教授 (国际知名信息科学与工程学领域专家) 出版社： XX 出版社 (国内领先的科技图书出版机构) 出版日期： 2023年10月 内容简介： 本书是信息科学与工程学领域的一部重要参考著作，系统深入地探讨了电磁波的传播规律、调制解调技术以及信息在各种介质中的传输机制。全书共分为十五章，内容涵盖了从基础的麦克斯韦方程组到复杂的信息编码与解码策略，旨在为读者构建一个全面而深入的电磁波与信息传输理论知识体系。 第一章：电磁波基础理论 本章首先回顾和巩固了电磁场与电磁波的基本概念。我们将从静电场和静磁场出发，引出变化的电磁场如何产生电磁波。重点讲解麦克斯韦方程组在自由空间和介质中的形式及其物理意义，包括高斯定律、法拉第电磁感应定律、安培-麦克斯韦定律和磁场高斯定律。在此基础上，详细推导平面电磁波的传播方程，分析其特性，如波速、波长、频率、相位常数和衰减常数。我们将讨论不同介质（如真空、导电介质、介电质）中电磁波的传播特性差异，包括反射、折射和吸收现象，并引入阻抗匹配的概念。内容将严格遵循物理定律，理论推导严谨，公式表达清晰。 第二章：电磁波在不同边界的传播 本章聚焦于电磁波在界面上的传播行为。我们将详细分析平面电磁波在理想导体、介电质分界面上的反射和折射规律，并引入菲涅尔方程，推导不同极化方式（垂直极化和水平极化）下反射系数和透射系数。深入探讨全反射现象及其应用，例如光纤通信中的光波导原理。此外，本章还将研究电磁波在有限厚度介质中的传播，考虑多层介质的反射和透射问题，并介绍惠更斯原理在分析波传播中的应用。 第三章：天线理论与设计基础 天线是电磁波辐射和接收的关键设备。本章将介绍天线的基本工作原理，包括电荷振荡产生电磁波的机制。详细讲解基本天线单元，如偶极子天线和单极子天线，分析其辐射方向图、输入阻抗、效率和增益等重要参数。介绍天线阵列的概念，包括均匀直线阵和平面阵，以及波束指向和主瓣、副瓣的形成。同时，本章还将讨论天线的基本设计原则和常见的阻抗匹配方法，为实际应用打下基础。 第四章：导波结构与传输线理论 除了自由空间的电磁波传播，电磁能量也可以在导行结构中传输。本章将深入研究传输线的基本理论，包括电阻、电感、电容和电导等参数的定义及其在传输线模型中的体现。详细推导传输线方程，分析特性阻抗、传播常数和衰减常数。重点讲解行波、驻波和电压/电流驻波比（VSWR）的概念，以及阻抗匹配在传输线中的重要性，介绍史密斯圆图的应用。此外，本章还将探讨理想波导（如矩形波导和圆波导）的传播模式，分析不同模式的截止频率和传播特性。 第五章：调制技术原理 信息需要通过载波进行高效传输，调制是实现这一目标的核心技术。本章将详细介绍模拟调制技术，包括幅度调制（AM）、频率调制（FM）和相位调制（PM）。深入分析各种调制方式的原理、频谱特性、优缺点以及抗干扰能力。重点讲解宽带调频的优势以及在广播通信中的应用。 第六章：数字调制技术 随着数字通信的飞速发展，数字调制技术变得尤为重要。本章将系统介绍二进制和多进制数字调制方案，包括二进制相移键控（BPSK）、正交相移键控（QPSK）、幅度键控（ASK）、频率键控（FSK）以及正交幅度调制（QAM）。详细分析这些调制方式的星座图、功率谱密度、误码率性能和带宽效率。同时，将讨论高级数字调制技术，如差分相移键控（DPSK）和最小频移键控（MSK）。 第七章：解调技术与接收机设计 解调是恢复原始信息信号的关键步骤。本章将介绍各种调制信号的解调方法。对于模拟调制，将讨论包络检波、相干解调和斜率检波等技术。对于数字调制，将重点讲解相干解调、非相干解调、同步检测等技术，并分析其性能。此外，本章还将介绍通信接收机的基本结构和关键组件，包括滤波器、放大器、混频器和鉴频器/鉴相器等，以及噪声对接收性能的影响。 第八章：信号的频谱分析 频谱分析是理解和处理信号的基础。本章将深入介绍傅里叶级数和傅里叶变换，阐述其在将时域信号分解为频率分量中的作用。详细分析周期信号的频谱特性以及非周期信号的频谱密度。介绍傅里叶变换的性质，如线性、时移、频移、卷积定理等。重点讲解傅里叶变换在信号滤波、均衡和失真分析中的应用。 第九章：随机信号理论基础 实际通信系统面临着各种随机噪声和干扰。本章将引入随机信号的基本概念，包括随机变量、概率密度函数、累积分布函数、均值、方差和协方差。详细介绍随机过程的定义和分类，如平稳随机过程、遍历随机过程。重点讲解功率谱密度（PSD）的概念，以及如何描述随机信号的频率特性。分析狭义平稳随机过程的自相关函数与其功率谱密度之间的维纳-辛钦定理。 第十章：信道模型与噪声分析 通信信道是信号传输的物理媒介，其特性直接影响传输质量。本章将介绍各种典型的通信信道模型，包括加性高斯白噪声（AWGN）信道、衰落信道（如瑞利衰落、莱斯衰落）和多径传播信道。详细分析噪声的来源及其对信号的影响，特别关注热噪声、散粒噪声和宇宙噪声等。定量地分析信噪比（SNR）在通信系统中的作用，以及其与误码率性能的关系。 第十一章：信息论初步 信息论是通信工程的理论基石。本章将介绍信息量的概念，用熵来衡量信息的不确定性。详细讲解信源编码的基本原理，如离散无记忆信源的熵计算。介绍香农信息论三大定理，特别是信道容量的概念，阐述其在通信系统性能极限上的意义。探讨信息传输的效率和冗余度，为后续的编码技术打下基础。 第十二章：线性系统理论与信号处理 本章将回顾和深化线性系统理论。详细阐述系统的输入-输出关系，并引入冲激响应和系统函数（传递函数）的概念。分析线性时不变（LTI）系统的性质，以及卷积在系统分析中的作用。重点介绍傅里叶变换和拉普拉斯变换在LTI系统分析中的应用。探讨系统的频率响应，以及如何通过系统设计来改变信号的频谱。 第十三章：编码与解码技术 为了提高通信的可靠性，需要引入纠错编码技术。本章将介绍信道编码的基本原理，包括线性分组码（如汉明码、卷积码）和循环冗余校验（CRC）码。详细分析编码的冗余度、纠错能力和编码效率。介绍常用的解码算法，如最大似然解码和最小距离解码。此外，还将简要介绍交织（Interleaving）技术的作用。 第十四章：现代通信系统架构 本章将以宏观视角审视现代通信系统的整体架构。介绍数字通信系统的主要组成部分，包括信源、信宿、编码器、调制器、信道、解调器、解码器以及各种处理单元。讨论时分多址（TDM）、频分多址（FDM）和码分多址（CDM）等多种多址技术，以及它们在允许多用户共享通信资源中的作用。 第十五章：电磁兼容性（EMC）与电磁干扰（EMI） 电磁兼容性是现代电子设备必须考虑的关键因素。本章将探讨电磁干扰（EMI）的产生机理，包括传导干扰和辐射干扰。分析电磁兼容性（EMC）的重要性，以及相关的标准和法规。介绍抑制EMI的常用方法，如屏蔽、滤波和接地技术。探讨电磁波的防护措施，以及在复杂电磁环境中确保设备正常工作的必要性。 本书结构清晰，逻辑严谨，内容翔实，既有扎实的理论基础，也紧密结合实际应用。通过对本书的学习，读者将能深刻理解电磁波的本质、掌握信息传输的关键技术，为从事通信工程、电子工程、信号处理等相关领域的工作打下坚实的知识基础。本书适合高等院校本科生、研究生以及从事相关研究和开发的工程师阅读。

评分☆☆☆☆☆

说实话，一开始拿到《信号与系统（第2版）》的时候，我对它的期望并不高，想着大概就是一本普通的教科书。但当我翻开它，却被它独特的视角和深度所吸引。它并没有一上来就堆砌大量的数学公式，而是先通过生动形象的比喻，比如“系统是一台黑盒子”，来引导读者思考信号的输入与输出之间的关系。然后，它巧妙地引入了卷积这个核心概念，并且用非常形象化的方式解释了它的含义，甚至用到了“褶皱”这个词来类比，让我瞬间就理解了之前一直困扰我的卷积过程。书中的图示设计非常精美，色彩搭配得当，并且每一个图都能准确地传达信息，这大大降低了阅读的难度。我尤其喜欢的是它在讲解傅里叶变换时，不仅仅停留在线性时不变系统，还适当地介绍了时变系统的处理思路，虽然篇幅不长，但足以激发我对更广泛领域的好奇心。这本书真正做到了“化繁为简”，让原本晦涩难懂的信号与系统变得有趣而易懂，是我近年来读到过最令人印象深刻的技术书籍之一。

评分☆☆☆☆☆

我是在准备考研的时候接触到这本《信号与系统（第2版）》的，当时压力挺大的，希望能找到一本既能覆盖考点，又能帮助我快速掌握知识的书。这本书的章节划分很清晰，每个章节都围绕一个核心概念展开，并且前后呼应，逻辑性很强。我印象最深的是它在讲解拉普拉斯变换和Z变换时，非常系统地梳理了它们与傅里叶变换的关系，以及它们在处理不稳定系统和离散系统时的优势。书中的例题很多，而且针对性很强，很多都是考研常出现的题型，通过分析这些例题，我能快速掌握解题技巧。更重要的是，书的讲解方式很“接地气”，虽然是面向考研的，但它并没有把知识点讲得过于死板，而是结合了一些实际的应用场景，比如滤波器的设计、系统稳定性判断等等，这让我觉得这些知识点是有生命力的，不是死记硬背的公式。我跟着书上的进度复习，感觉效率提升了很多，对考点也把握得更准了。这本书确实为我的考研之路提供了很大的帮助。

评分☆☆☆☆☆

这本《信号与系统（第2版）》真的太适合我这种初学者了！我之前对信号和系统完全是零基础，看其他教材总是看得云里雾里，公式推导过程跳跃，概念解释也模棱两可。但这本书不一样，它从最最基础的信号分类讲起，比如连续时间信号和离散时间信号，还用了很多非常贴近生活的例子，像声音的波形、图像的像素变化等等，一下子就让我觉得信号不是那么抽象高深的东西。然后进入到系统部分，它循序渐进地介绍了线性时不变系统（LTI），用了大量图示来解释卷积的概念，比如一个脉冲信号通过一个系统会发生什么变化。一开始我以为卷积很难，但看了书上的讲解，结合那些直观的图，我竟然真的理解了！而且它在讲完概念后，总会配上一些例题，这些例题的难度适中，讲解也很详细，跟着做一遍，基本就能掌握这个知识点了。更重要的是，这本书的语言很平实，没有太多艰深的学术术语，即使我第一次接触这些概念，也不会感到畏惧。它让我感觉学习信号与系统是一件很有趣、很有成就感的事情。这本书的排版也很舒服，不是那种密密麻麻全是文字的类型，图文并茂，阅读体验极佳。

评分☆☆☆☆☆

不得不说，《信号与系统（第2版）》在数学推导的严谨性和逻辑性上做得相当出色，这对于我这种追求理论深度的人来说，简直是福音。它在介绍傅里叶级数和傅里叶变换的时候，并没有回避复杂的数学工具，而是清晰地展示了每一步的推导过程，并且给出了详细的数学证明。比如，它在讲到收敛性的时候，会引用相关的数学定理，确保理论基础的牢固。而且，它不仅仅是罗列公式，更注重解释这些公式背后的物理意义和工程含义。例如，在分析系统的频率响应时，它会详细阐述不同频率分量如何被系统放大或衰减，以及这对信号输出的影响。我特别欣赏的是，书中还穿插了一些关于“为什么”的讨论，比如为什么我们需要傅里叶变换，它解决了什么问题，这让我在学习理论的同时，也能更好地理解其应用价值。书中的习题难度分布也很合理，从基础概念的巩固到复杂问题的分析，都有涉及，能够有效检验学习成果。对于那些希望深入理解信号与系统底层数学原理的读者，这本书绝对是不可多得的宝藏。

评分☆☆☆☆☆

作为一名已经工作多年的工程师，在接触到《信号与系统（第2版）》这本书时，我本来以为自己已经对这个领域有了相当的了解，但这本书还是给了我不少惊喜。它在一些细节的阐述上非常到位，比如在讨论采样定理时，它不仅仅给出了奈奎斯特准则，还深入探讨了欠采样和过采样的影响，以及实际应用中如何权衡采样率和信息损失。此外，书中对于一些高级话题的引入也相当巧妙，例如模糊地介绍了状态空间方法，为后续更深入的学习打下了基础。我特别喜欢它在回顾经典内容时，加入了一些新的视角和更现代的理解，比如它在介绍FIR和IIR滤波器时，对比了它们的优缺点，并提及了在数字信号处理领域的一些最新发展趋势。这本书的语言风格比较成熟，适合有一定基础的读者，它能帮助你巩固已有知识，同时拓宽视野，发现新的思考方向。里面的参考文献也很有价值，方便我进一步查阅相关资料。