高等院校培養應用型人纔電子技術類課程係列規劃教材：信號與係統 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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曹纔開 等 著

圖書標籤:

• 信號與係統
• 電子技術
• 應用型人纔
• 高等院校
• 教材
• 課程規劃
• 電子工程
• 通信工程
• 自動化
• 電路分析

齣版社： 中南大學齣版社

ISBN：9787548703457

版次：1

商品編碼：10829671

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2011-08-01

用紙：膠版紙

頁數：385

字數：625000

正文語種：中文

內容簡介

《高等院校培養應用型人纔電子技術類課程係列規劃教材》共分9章，它們依次是：信號與係統的基本概念、連續係統的時域分析、連續係統的頻域分析、連續係統的復頻域分析、連續係統的模擬與硬件實現、離散係統的時域分析、離散係統的2域分析、離散係統的模擬與硬件實現和狀態空間分析法。除瞭第5、8、9章外，每章的重點內容均用MATLAB軟件仿真，共有24個例子，每個例子均有MATLAB源程序和輸齣結果（波形、數據等）。這些例子均可以作為本課程的實驗項目。
《高等院校培養應用型人纔電子技術類課程係列規劃教材：信號與係統》的特點是突齣基本內容和概念；突齣工程應用；“軟”、“硬”結閤實現對信號處理和係統分析。每章均有大量例題，書中每章前麵有“內容提要”，每章有小結和習題。書末提供瞭部分習題答案，便於教學與自學。
《高等院校培養應用型人纔電子技術類課程係列規劃教材：信號與係統》作為本科電子類、自動控製類、通信類、計算機類各專業的《信號與係統》課程的教材，也可供廣大工程技術人員參考。

目錄

第1章 信號與係統的基本概念
1.1 引言
1.2 信號的基本概念
1.2.1 信號的定義及分類
1.2.2 常用連續時間信號
1.2.3 信號的時域變換與運算
1.3 係統的基本概念
1.3.1 係統的分類與描述
1.3.2 係統的基本結構
1.3.3 綫性係統的性質
1.4 信號與係統分析概要
1.4.1 信號分析
1.4.2 係統分析
1.5 基本信號及信號運算的MAT1AB仿真
本章小結
習題1

第2章 連續係統的時域分析
2.1 引言
2.2 係統的微分方程描述及其算子錶示
2.2.1 係統的微分方程描述
2.2.2 係統微分方程的算子錶示
2.2.3 係統的傳輸算子
2.3 係統的零輸入響應
2.3.1 一階、二階係統的零輸入響應
2.3.2 n階係統的零輸入響應
2.4 係統的零狀態響應與完全響應
2.5 係統的衝激響應與階躍響應
2.5.1 係統的衝激響應
2.5.2 係統的階躍響應
2.6 捲積及其應用
2.6.1 捲積的概念及其性質
2.6.2 捲積的計算
2.7 係統零狀態響應的捲積積分計算法
2.8 連續係統時域分析的MATLAB仿真
本章小結
習題2

第3章 連續係統的頻域分析
3.1 引言
3.2 正交函數的概念
3. 2.1 函數的正交定義
3.2.2 函數的正交集
3.3 周期信號的分解--傅裏葉級數
3. 3.1 周期信號的三角函數形式的傅裏葉級數
3.3.2 周期信號的指數函數形式的傅裏葉級數
3.3.3 傅裏葉級數的性質
3.4 周期信號的頻譜
3. 4.1 周期信號的頻譜特點
3.4.2 周期信號的頻帶寬度
3.5 非周期信號的分解--傅裏葉變換
3. 5.1 傅裏葉變換
3.5.2 常用非周期信號的傅裏葉變換
3.6 傅裏葉變換的性質與應用
3.6.1 綫性特性
3.6.2 尺度變換與頻譜展縮
3.6.3 信號的時移與頻譜的相位移
3.6.4 調製與頻譜搬移
3.6.5 捲積定理及其應用
3.6.6 時域微積分特性
3.6.7 頻域微分特性
3.7 信號的功率譜與能量譜
3.7.1 信號的功率譜
3.7.2 信號的能量譜
3.8 信號采樣與采樣定理
3.8.1 信號采樣
3.8.2 采樣定理
3.9 連續係統的頻域分析應用舉例
3.9.1 連續係統函數
3.9.2 無失真傳輸係統
……
第4章 連續係統的復頻域分析
第5章 連續係統的模擬與硬件實現
第6章 離散係統的時域分析
第7章 離散係統的Z域分析
第8章 離散係統的模擬與硬件實現
第9章 狀態空間分析法
部分習題參考答案
參考文獻

前言/序言

信號與係統 內容簡介 《信號與係統》作為高等院校培養應用型人纔電子技術類課程係列規劃教材的核心組成部分，旨在為學生打下堅實的理論基礎，並突齣其在實際工程應用中的重要性。本書係統地闡述瞭信號的基本概念、分類、運算以及係統模型的建立與分析方法，覆蓋瞭從時域到頻域，再到復頻域的完整分析框架。通過理論講解與典型算例相結閤的方式，幫助讀者深入理解信號與係統的內在聯係，掌握分析和設計各種信號處理和係統功能的關鍵技術。 第一篇 時域分析 第一章 信號的概念與分類 本章首先引入“信號”這一核心概念，將其定義為攜帶信息、隨時間或其他獨立變量變化的物理量。我們將信號劃分為連續信號與離散信號、周期信號與非周期信號、奇信號與偶信號、能量信號與功率信號等基本類型。通過生動的類比和圖示，使讀者直觀地理解不同信號類型的特徵。例如，模擬信號和數字信號的差異，音頻、視頻信號的周期性分析，以及如何判斷一個信號是能量信號還是功率信號，這對於後續的信號錶示和係統響應分析至關重要。 第二章 基本信號 本章詳細介紹瞭工程實踐中經常遇到的幾種基本信號，包括單位衝激信號（狄拉剋衝激）、單位階躍信號、矩形脈衝信號、指數信號（實指數和復指數）以及正弦信號。我們將深入探討它們的數學錶示、波形特徵以及相互之間的關係，例如單位階躍信號是單位衝激信號的積分，單位衝激信號可以看作是無限窄、無限高的脈衝。這些基本信號不僅是構成復雜信號的基礎，也是分析係統特性的重要工具。 第三章 信號的運算 信號的運算是信號處理的基礎。本章將重點介紹時間翻轉、時間移動、時間尺度變換（壓縮與擴展）以及信號的相加、相乘等基本運算。這些運算在信號的錶示、變換和分析中扮演著至關重要的角色。例如，通過對一個基本信號進行時間平移和幅度縮放，就可以生成更復雜的信號。這些運算的熟練掌握，為理解信號的特性和係統的響應奠定瞭基礎。 第四章 捲積及其應用 捲積是綫性時不變（LTI）係統分析的核心數學工具。本章將深入講解連續和離散捲積的定義、性質以及計算方法。我們將通過詳細的推導和實例，展示捲積如何描述LTI係統對任意輸入信號的輸齣響應，即係統的“記憶”效應。此外，本章還將探討捲積在信號濾波、係統建模等方麵的具體應用，例如用捲積核來錶示濾波器的特性，並通過捲積運算得到濾波後的信號。 第五章 綫性時不變（LTI）係統 本章係統地介紹瞭LTI係統的定義、基本性質（疊加性、時不變性）以及其重要的錶徵——單位脈衝響應。我們將闡述LTI係統的特性如何由其單位脈衝響應完全確定，並且任何LTI係統的輸齣都可以通過輸入信號與單位脈衝響應的捲積來獲得。通過分析不同單位脈衝響應所對應的係統特性，例如低通、高通、帶通濾波器等，使讀者建立起係統模型與實際功能之間的聯係。 第二篇 頻域分析 第六章 傅裏葉級數 本章將引入傅裏葉級數的概念，揭示周期信號可以分解為一係列正弦和餘弦（或復指數）分量的疊加。我們將詳細介紹傅裏葉級數的三角形式和復指數形式，以及如何計算傅裏葉級數的係數。通過傅裏葉級數，我們可以從周期信號的“時域”錶現過渡到其“頻域”錶現，即分析信號包含哪些頻率成分及其對應的幅度與相位。這為理解信號的頻譜特性奠定瞭基礎。 第七章 傅裏葉變換 傅裏葉變換是傅裏葉級數在非周期信號上的推廣。本章將詳細闡述傅裏葉變換的定義、性質以及計算方法，包括綫性性、時移性、頻率移性、對稱性、捲積性質等。傅裏葉變換能夠將任意信號分解為無窮多個正弦信號的疊加，從而揭示信號的頻譜特性，即信號在不同頻率上的能量分布。我們將通過大量實例，展示傅裏葉變換在信號分析、係統頻率響應分析等方麵的強大威力。 第八章 傅裏葉變換的應用 本章將深入探討傅裏葉變換在工程實踐中的各種應用。我們將重點介紹傅裏葉變換在信號濾波（低通、高通、帶通濾波）、頻譜分析（識彆信號的頻率成分）、通信係統（調製與解調）以及係統頻率響應分析等方麵的應用。通過實際案例，例如音頻信號的頻譜分析，將使讀者深刻理解傅裏葉變換在解決實際工程問題中的重要作用。 第九章 帕斯瓦爾定理與能量譜密度 本章介紹帕斯瓦爾定理，它揭示瞭信號在時域的能量等於其在頻域能量的積分，從而建立瞭時域能量與頻域能量之間的聯係。在此基礎上，我們將引入能量譜密度，用於描述信號能量在頻率上的分布情況。這對於理解信號的能量分布和進行能量相關的分析具有重要意義。 第三篇 拉普拉斯變換與Z變換 第十章 拉普拉斯變換 拉普拉斯變換是對傅裏葉變換的進一步推廣，它能夠處理不穩定係統和復指數衰減信號。本章將詳細介紹單邊拉普拉斯變換的定義、性質（綫性性、時移性、積分性、微分性、捲積性等）以及常用函數的拉普拉斯變換對。我們將重點關注收斂域（ROC）的概念，它對於唯一確定一個信號或係統至關重要。拉普拉斯變換為分析更廣泛的綫性係統提供瞭強大的數學工具。 第十一章 拉普拉斯變換在係統分析中的應用 本章將闡述拉普拉斯變換在LTI係統分析中的重要應用。我們將通過推導，將LTI係統的微分方程轉化為代數方程，從而方便地求解係統的零輸入響應和零狀態響應。本章還將介紹係統函數（傳遞函數）的概念，它是在復頻域（s域）中描述LTI係統輸入輸齣關係的函數。通過係統函數，我們可以分析係統的穩定性和頻率響應。 第十二章 Z變換 Z變換是離散時間信號和離散時間LTI係統分析的有力工具，它類似於拉普拉斯變換在連續時間係統中的作用。本章將詳細介紹單邊Z變換的定義、性質（綫性性、時移性、乘積性、微分性、捲積性等）以及常用序列的Z變換對。與拉普拉斯變換類似，收斂域（ROC）在Z變換中也扮演著至關重要的角色，它決定瞭序列的唯一性。 第十三章 Z變換在係統分析中的應用 本章將介紹Z變換在離散時間LTI係統分析中的應用。我們將通過將差分方程轉化為代數方程，來求解離散係統的零輸入響應和零狀態響應。本章還將介紹離散時間係統的係統函數（傳遞函數），它是在Z域中描述離散係統輸入輸齣關係的函數。通過分析離散係統的係統函數，我們可以判斷其穩定性和頻率響應。 第四篇 應用與進階 第十四章 采樣定理 采樣是將連續時間信號轉換為離散時間信號的關鍵步驟。本章將深入闡述奈奎斯特-香農采樣定理，即連續時間信號能夠無失真地恢復的充分必要條件是采樣頻率高於信號最高頻率的兩倍（奈奎斯特頻率）。我們將通過數學推導和圖示，清晰地說明奈奎斯特率和混疊現象，並介紹抗混疊濾波器的作用。 第十五章 濾波器設計基礎 濾波器在信號處理中扮演著至關重要的角色，其作用是選擇性地通過或阻止特定頻率範圍內的信號。本章將介紹理想濾波器和實際濾波器的概念，並初步介紹濾波器設計的基本思想。我們將探討低通、高通、帶通和帶阻濾波器的基本類型及其在工程中的應用，例如音頻信號的去噪、特定頻率信號的提取等。 第十六章 應用舉例 本章將通過若乾典型的工程應用實例，將前麵學到的信號與係統分析方法融會貫通。例如，我們將分析一個簡單的通信係統的模型，講解信號的調製、解調過程；分析一個音頻處理係統，演示如何使用濾波器來去除噪聲或增強特定頻率；或者分析一個控製係統的動態特性，展示如何利用拉普拉斯變換或Z變換來分析係統的穩定性和響應。這些實際案例將幫助讀者鞏固理論知識，並體會信號與係統在現代工程技術中的廣泛應用。 本書強調理論與實踐相結閤，在每個章節都配有豐富的例題和習題，旨在幫助讀者加深對概念的理解，並鍛煉分析和解決實際問題的能力。通過學習本書，學生將能夠掌握信號的基本特性，理解不同信號之間的轉換關係，熟練運用時域、頻域及復頻域的分析方法，並能初步分析和設計基本的信號處理係統和電子係統。這些能力對於未來從事電子信息、通信工程、自動控製、計算機科學等相關領域的工程師至關重要。

評分☆☆☆☆☆

讓我來談談關於係統辨識和自適應濾波器的章節。這是現代信號處理，尤其是在雷達、聲納和通信均衡中不可或缺的部分。然而，在這本規劃教材中，我找不到任何關於最小均方誤差（LMS）算法的實際應用案例，也沒有提及卡爾曼濾波在狀態估計中的重要性。它似乎認為，隻要學生掌握瞭傅裏葉分析，就足以應對所有的信號處理挑戰。這種思維定勢是極其危險的。在實際工程中，很多信號的特性是未知的或時變的，需要算法能夠“學習”和“適應”。這本書對這類動態係統的處理完全是空白，給人的感覺是，它隻教授瞭如何分析“已知”的靜態係統，而沒有教會學生如何去“發現”和“控製”未知的動態過程。如果它能提供一些關於如何使用LMS算法來消除迴聲或均衡信道失真的例子，這本書的價值將大大提升。

評分☆☆☆☆☆

說實話，翻開這本書，我立刻感受到瞭濃厚的學院派氣息，但這種氣息帶來的負麵影響就是，它幾乎完全忽略瞭現代通信係統中的非綫性失真問題。比如，在講解綫性時不變（LTI）係統的響應時，書裏隻是簡單地提及瞭飽和效應，但沒有深入探討如何使用Volterra級數或者描述函數法來分析實際放大器中的諧波失真和互調失真。對於一個緻力於培養“電子技術類應用型人纔”的教材，如果不能教會學生如何處理真實世界中無處不在的非綫性現象，那簡直是本末倒置。我試著在目錄裏尋找相關的章節，結果失望地發現，對於噪聲的建模和處理也僅僅停留在高斯白噪聲的初級層麵，完全沒有涉及更復雜的帶限噪聲或者散粒噪聲對係統性能的影響。這本教材在理論的完備性上做得還行，但在工程實踐的復雜性應對上，簡直是束手無策。希望未來的版本能增加一些關於失真分析和噪聲抑製的實戰章節。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和圖示設計，坦白說，非常不符閤當代讀者的閱讀習慣。綫條圖和波形圖的質量極低，很多關鍵點的標注模糊不清，使得我不得不花費額外的精力去重新繪製草圖來理解其幾何意義。更讓人抓狂的是，書中大量依賴於教科書式的黑白圖解，完全沒有利用現代齣版技術提供清晰的三維視圖或動態仿真圖示。例如，在講解捲積的幾何意義時，如果能配上一個動態展示“翻轉、移動、相乘、纍加”過程的動畫片段，理解起來會比對著那些靜止的、參數密集的公式直觀得多。這種視覺上的貧乏，極大地削弱瞭教材的教學效能。對於追求效率的學習者來說，這種過時的圖文錶達方式，無疑是一種巨大的時間浪費。它更像是一本供研究人員參考的舊版參考書，而不是一本麵嚮應用型學生的入門或進階教材。

評分☆☆☆☆☆

我對這本書中對離散時間信號處理（DTSP）部分的闡述感到非常睏惑。它似乎將連續時間係統（CT）的理論直接“翻譯”成瞭離散時間，但關鍵的采樣定理和量化誤差的討論卻輕描淡寫。在實際的ADC/DAC設計中，量化噪聲和混疊現象是決定係統性能的瓶頸。然而，這本書對如何選擇閤適的采樣率、如何設計抗混疊濾波器（例如，介紹Chebyshev或橢圓濾波器的設計過程）幾乎沒有涉及。相反，它花費瞭大量的篇幅去詳細推導Z變換的收斂域，這個知識點在很多現代DSP芯片的編程實踐中，其重要性遠不如理解有限脈衝響應（FIR）和無限脈衝響應（IIR）濾波器的穩定性和相位特性。我特彆想知道，對於一個應用型教材，它有沒有提供一些關於固定點運算和溢齣處理的實例？顯然，這本厚厚的書裏，我們找不到任何關於這些底層硬件限製的討論。

評分☆☆☆☆☆

這本《高等院校培養應用型人纔電子技術類課程係列規劃教材：信號與係統》真是讓人眼前一亮。我最近在準備一個關於嵌入式係統的項目，需要對信號處理有更深入的理解，但這本教材卻完全沒有觸及到實時操作係統（RTOS）或者具體的硬件接口設計，比如SPI、I2C這些在實際應用中至關重要的內容。書裏花瞭大量的篇幅去講解傅裏葉變換、拉普拉斯變換的數學推導，雖然理論基礎紮實是好事，但對於一個以“應用型人纔培養”為目標的教材來說，實在是有些脫節瞭。我更期待看到的是如何利用MATLAB或Python的工具箱快速實現對特定信號（比如傳感器數據）的濾波和分析，而不是沉浸在純粹的數學世界裏無法自拔。教材的章節安排也顯得有些陳舊，感覺像是七八十年代的教材直接搬過來，缺乏與現代電子工程實踐的結閤點。對於我們這些急需將理論快速轉化為生産力的學習者來說，這樣的內容深度和廣度都顯得有些不夠“應用”。如果能加入一些基於FPGA或DSP的實例講解，那就完美瞭。