信号与系统分析基础 9787302014157 清华大学出版社 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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姜建国 著

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出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302014157

商品编码：29335869184

包装：平装

出版时间：1994-02-01

基本信息

书名：信号与系统分析基础

定价：20.80元

作者：姜建国

出版社：清华大学出版社

出版日期：1994-02-01

ISBN：9787302014157

字数：503000

页码：333

版次：1

装帧：平装

开本：

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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本书系统地介绍了信号通过线性时不变系统的基本理论和分析处理方法。前八章讲述确定的分析、变换域分析及滤波器。后四章介绍*信号的分析与处理，包括*信号的描述，线性时不变系统对*信号的响应，线性小二乘滤波，谱分析等。为便于读者比较，前八章采用了连续时间信号与系统和离散时间信号与系统和离散时间信号与系统交叉叙述的体系。本书选材简练，并注意了与有关专业的实际应用相结合。
本书可作为电机工程、自动化、核物理、机械、生物医学等专业大学本科生教材，也可供有关科技人员参考。

目录

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第1章 信号与系统的基本概念
1.1 概述
1.2 信号的分类
1.3 某些典型的信号
1.4 奇异信号
1.5 连续信号的时域分解
1.6 系统的描述
1.7 系统的分类
习题
第2章 单输入单输出系的时域分析
2.1 概述
2.2 连续系统的时域分析
2.3 离散系统的时域分析
2.4 系统的单位冲激响应与单位样值响应
2.5 卷积积分
2.6 卷积和
习题
第3章 傅里叶变换
3.1 概述
3.2 非周期信号的傅里叶变换
3.3 傅里叶变换的性质
3.4 卷积定理
3.5 周期信号的傅里叶变换
3.6 抽样信号的傅里叶变换与抽样定理
习题
第4章 离腊傅里叶变换与快速傅里叶变换
4.1 概述
4.2 离散傅里叶变换
4.3 离散傅里叶变换的性质
4.4 快速傅里叶变换
4.5 离散傅里叶变换的应用
习题
……
第5章 拉普拉斯变换和连续时间系统的s域分析
第6章 z变换及其应用
第7章 滤波器
第8章 系统分析的状态变量法
第9章 随机信号的描述
第10章 随机信号通过线性时不变系统
第11章 小均方误差线性滤波
第12章 谱估计
参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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深入探索信号与系统的奥秘：理解信息流动的基石 在这个信息爆炸的时代，我们每天都与形形色色的信号打交道：从手机通信中的电磁波，到医学影像中的声波，再到经济学中的数据流，无一不体现着信号的普遍存在。而“系统”则是处理、变换、传递这些信号的载体和机制。理解信号的本质、系统的特性，以及它们之间的相互作用，是掌握现代科技、洞察事物运行规律的根本。 《信号与系统分析基础》正是这样一本旨在为读者打下坚实理论基础的著作。它并非一本关于具体应用技术的指南，而是深入剖析信号与系统这一宏大领域背后的数学原理、分析方法与核心概念。本书将引导您穿越抽象的数学语言，抵达对信号与系统深层理解的彼岸，从而为您在通信、控制、电子工程、计算机科学、甚至更广泛的领域中进行更高级的学习和研究奠定坚实的基础。 核心内容概述： 本书的主体内容围绕着信号与系统的基本概念、描述方法、分析工具以及两者之间的重要关系展开。 第一部分：信号的描述与分类 在学习系统的分析之前，我们必须首先理解“信号”本身。信号，本质上是承载信息的物理量，它随时间、空间或其他自变量的变化而变化。本书将从信号的数学描述出发，介绍如何用函数的形式来准确地表示和刻画信号。 信号的基本表示： 读者将学习如何用代数表达式、图形等方式表示信号，理解周期信号、非周期信号、能量信号、功率信号等基本分类。例如，正弦波信号是周期信号的典型代表，而脉冲信号则可能是能量信号。 重要的基本信号： 信号的分析离不开一些基本的信号单元，本书将详细介绍例如单位阶跃信号、单位冲激信号（狄拉克冲激）、矩形脉冲信号、指数信号等，它们不仅是构成复杂信号的基础，也是理解系统响应的关键。 信号的运算： 信号之间存在各种运算，如加法、乘法、翻转、移位、尺度变换等。这些运算对于理解信号的变换和叠加至关重要。例如，信号的翻转和移位是卷积运算的基本组成部分。 信号的分解： 傅里叶级数和傅里叶变换是分析信号的两个极其强大的工具，它们能够将复杂的信号分解成一系列简单的正弦和余弦分量（傅里叶级数）或者连续的频谱（傅里叶变换）。本书将深入阐述这些分解方法，让读者理解如何从频域的角度来审视信号的特性。 第二部分：系统的特性与描述 在理解了信号之后，我们自然要关注“系统”——那些处理、变换、存储或传递信号的实体。本书将系统视为一个“输入-输出”模型，重点在于分析系统的内在特性以及如何用数学模型来描述其行为。 系统的基本概念： 读者将接触到线性系统、时不变系统、因果系统、稳定系统等一系列描述系统行为的重要概念。 线性系统： 满足叠加原理和齐次性原理的系统。这意味着如果输入是两个信号的线性组合，那么输出也是这两个信号对应输出的线性组合。 时不变系统： 系统的特性不随时间变化。无论何时施加相同的输入，输出信号的波形都是相同的，只是相对于输入信号的发生时间有所延迟。 因果系统： 系统的输出只取决于当前和过去的输入，而不取决于未来的输入。这是许多实际系统中固有的特性。 稳定系统： 对于有界的输入，系统能够产生有界的输出。换句话说，系统不会因为微小的输入而产生无限大的输出。 系统的数学模型： 差分方程（离散时间系统）： 对于离散时间系统，差分方程是描述其输入输出关系的常用数学工具，它反映了当前输出与过去输出和当前及过去输入之间的关系。 微分方程（连续时间系统）： 对于连续时间系统，微分方程是描述其输入输出关系的通用方法，揭示了输入、输出及其导数之间的联系。 系统函数/传递函数（频域描述）： 通过拉普拉斯变换或Z变换，可以得到描述系统的传递函数，它在频域中提供了一种简洁而强大的分析工具，能够直接揭示系统的频率响应特性。 第三部分：系统分析的核心方法 一旦我们有了信号和系统的模型，就可以运用各种数学工具来分析它们的行为，特别是系统的“响应”——即系统对特定输入的反应。 卷积： 卷积是分析线性时不变（LTI）系统最核心、最基本的操作之一。本书将深入讲解卷积的数学定义，并展示如何通过卷积计算系统对任意输入信号的输出。无论是连续时间系统的卷积积分，还是离散时间系统的卷积和，都将得到详尽的介绍。通过卷积，我们可以理解系统如何“记忆”过去的输入并将其与当前的输入相结合，从而产生输出。 傅里叶变换在系统分析中的应用： 傅里叶变换不仅仅是信号的分析工具，更是理解LTI系统频率响应的利器。本书将展示如何利用傅里叶变换分析系统的频率特性，例如，系统在不同频率下的增益和相移。这对于设计滤波器、理解通信系统的频率选择性等至关重要。 拉普拉斯变换与Z变换： 拉普拉斯变换（连续时间系统）： 拉普拉斯变换提供了一个更广阔的复频率域，它不仅可以处理傅里叶变换能够处理的问题，还能更方便地分析非周期信号以及系统的稳定性。本书将重点介绍拉普拉斯变换的性质、逆变换，以及如何利用它来求解微分方程和分析系统的稳定性。 Z变换（离散时间系统）： 类似于拉普拉斯变换在连续时间系统中的作用，Z变换是分析离散时间LTI系统的强大工具。它将差分方程转换为代数方程，便于求解，并能清晰地展示系统的极点和零点，从而揭示系统的动态特性和稳定性。 第四部分：系统分析的进阶概念 为了更深入地理解信号与系统的行为，本书还将引入一些更高级的概念。 频率响应： 频率响应是LTI系统对不同频率正弦信号响应的描述。它通过幅频特性和相频特性来展现系统对信号频谱的“过滤”或“增强”作用。本书将详细介绍如何从系统的传递函数中提取频率响应，以及其在滤波器设计和系统分析中的重要意义。 稳定性的判据： 稳定性是评价一个系统是否“可用”的关键。本书将介绍分析系统稳定性的各种判据，例如，利用拉普拉斯变换的根（极点）的位置，或者利用Routh-Hurwitz判据和Nyquist判据来判断系统的稳定性。 状态空间分析（可能作为选讲或略述）： 对于更复杂的系统，状态空间方法提供了一种更为统一和强大的分析框架。它通过一组一阶微分方程（或差分方程）来描述系统的内部状态，从而能够更全面地分析系统的动态行为。 学习本书的价值： 掌握《信号与系统分析基础》中的知识，您将获得： 严谨的数学功底： 本书强调数学推导的严谨性，帮助您建立扎实的数学基础，为后续更复杂的工程问题打下根基。 抽象思维能力： 学习如何将现实世界中的信号和系统抽象成数学模型，是解决工程问题的关键能力。 系统性思考能力： 理解信号如何在系统中流动、变换、以及系统自身的运行机制，培养全局观和系统性思维。 强大的分析工具： 掌握傅里叶变换、拉普拉斯变换、Z变换、卷积等核心分析工具，能够独立解决各种信号与系统问题。 跨学科的应用潜力： 信号与系统的理论是许多工程学科和科学研究的基础，掌握了这门课程，您将能够轻松地学习和理解通信、控制、信号处理、机器学习等领域的知识。 本书适合的读者： 本书适合所有对信号与系统理论感兴趣的学生、工程师和研究人员。尤其适合： 电子工程、通信工程、自动化、计算机科学等相关专业的本科生和研究生。 从事信号处理、通信系统设计、控制系统设计等工作的工程师。 希望深入理解信息理论、数据分析等领域背后原理的研究者。 《信号与系统分析基础》将是一次充满挑战但也极具回报的学习之旅。它将为您揭示信息世界的运行规律，为您打开通往更广阔知识领域的大门。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计实在是让人眼前一亮，封面的排版和色彩搭配透露出一种严谨又不失活力的气息。拿到手里沉甸甸的质感，也让人对接下来的阅读充满了期待。我特地翻阅了前几章的绪论部分，作者的切入点非常巧妙，没有直接抛出复杂的数学公式，而是从我们日常生活中可以接触到的“信号”现象入手，比如声音的传播、图像的形成等等，一下子就拉近了与读者的距离。这种由浅入深的讲解方式，对于初学者来说简直是福音。尤其是对一些基础概念的定义和阐述，文字功底深厚，逻辑链条清晰得仿佛是手工编织的精密仪器，每一个因果关系都交代得清清楚楚，让人在理解理论的同时，也能感受到作者在知识结构组织上的匠心独运。虽然只是初步浏览，但那种对专业知识体系的深刻洞察力已经跃然纸上，这本书显然不是那种堆砌概念的教科书，更像是一份精心准备的思维导图，引导我们构建起完整的信号与系统分析的认知框架。

评分☆☆☆☆☆

我最近在攻读一个与数字处理密切相关的方向，急需一本能够夯实理论基础的参考书。翻开这本教材，最让我印象深刻的是它对数学工具的运用和讲解，简直是教科书级别的范例。作者似乎非常懂得如何平衡理论的深度和可读性之间的关系。比如在讲到傅里叶变换和拉普拉斯变换时，他们并没有仅仅停留在公式的罗列上，而是花了大量篇幅去解释这些变换背后的物理意义和几何直观，这一点太重要了！很多同类书籍直接就把人绕晕在那些抽象的积分符号里，而这本书却能通过精妙的图示和类比，让那些原本晦涩难懂的数学工具变得“有血有肉”。我甚至感觉作者在用一种讲故事的方式，一步步引导我们“发现”这些数学工具的必要性，而不是生硬地“灌输”它们。这种教学上的用心，使得学习过程中的挫败感大大降低，取而代之的是一种茅塞顿开的畅快感，这对于需要长时间面对枯燥公式的学生来说，无疑是极大的鼓舞。

评分☆☆☆☆☆

这本书的习题部分设计得非常精妙，体现了编写者对教学目标的深刻理解。它们显然不是为了凑数量而设置的，而是紧密围绕着章节的核心知识点展开的，难度梯度设置得非常合理。初级的计算题用来巩固基本概念的掌握，中等难度的题目则开始考察知识点的综合运用和逻辑推理能力，而最后的几道大题，明显是为那些有志于深入研究的读者准备的“挑战”。我特别欣赏其中穿插的一些开放性讨论题，它们没有固定的标准答案，而是鼓励读者去思考不同假设条件对系统响应的影响，这种引导性的提问方式，极大地激发了我的批判性思维和探索欲。很多习题的解答过程都配有详细的推导步骤，清晰到连我这个常常在计算中迷失方向的读者都能轻松跟上，这比那种只给出最终答案的书籍要实用太多了，真正做到了学以致用，融会贯通。

评分☆☆☆☆☆

作为一名长期在工程实践中摸爬滚打的工程师，我对教材的要求往往比纯理论研究者更为苛刻，我需要的是能直接对接实际问题的知识体系。这本书在这方面的表现出乎意料地扎实。尽管它是一本偏向基础理论的教材，但它在介绍诸如系统稳定性、频率响应特性等关键概念时，总能巧妙地关联到滤波器的设计、控制系统的反馈机制等实际工程场景。我注意到书中有不少案例分析，虽然没有深入到具体代码实现层面，但其对系统模型建立和参数选择的讨论，为我们日常处理真实信号的噪声抑制和特征提取工作提供了坚实的理论支撑。它让我明白，那些抽象的微分方程和传递函数，绝不是空中楼阁，而是描述我们面前那些复杂电路和传感器行为的最精炼的语言。这种理论与实践之间架起的坚固桥梁，是我认为这本书最具价值的地方之一。

评分☆☆☆☆☆

这本书在排版和图表的质量上，也展现出了极高的专业水准。我深知对于信号与系统这种依赖图形化表达的学科来说，图表的清晰度直接决定了学习效率。这本书的插图，无论是时域波形图、频域频谱图，还是状态空间图，线条都极其锐利清晰，标注一丝不苟，专业术语的字体选择和位置安排都恰到好处，完全没有市面上一些教材那种模糊不清、互相重叠的低劣感觉。特别是那些用来解释卷积积分过程的动态示意图（即使是静态印刷品，也能看出其设计的意图），极大地帮助我理解了“叠加”和“时移”这两个核心操作的物理过程。整体阅读下来，整个版面布局疏密有致，留白得当，长时间阅读也不会产生强烈的视觉疲劳，这无疑是清华大学出版社一贯高标准的体现，对提升读者的阅读体验起到了潜移默化的积极作用。