面向21世纪高等学校精品规划教材 电气信息教材：信号与系统(第3版) 曾禹村 978756 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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曾禹村 著

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出版社： 北京理工大学出版社

ISBN：9787564029630

商品编码：29572870008

包装：平装

出版时间：2010-03-01

基本信息

书名：面向21世纪高等学校精品规划教材 电气信息教材：信号与系统(第3版)

定价：42.00元

作者：曾禹村

出版社：北京理工大学出版社

出版日期：2010-03-01

ISBN：9787564029630

字数：610000

页码：405

版次：3

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.622kg

编辑推荐

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内容提要

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本书第三版在宏观结构体系方面没有变动，在具体内容方面有所修改、补充和加强。本书深入浅出而又系统全面地论述了信号与系统分析的基本理论和分析方法。全书共九章。内容包括信号与系统的基本概念，连续时间系统的时域分析，离散时间系统的时域分析，连续时间傅里叶变换、连续时间信号的谱分析和时一频分析，离散时间傅里叶变换、离散时间信号的谱分析，连续时间与离散时间系统的频域分析，拉普拉斯变换、连续时间系统的复频域分析，Z变换、离散时间系统的Z域分析，连续时间与离散时间系统的状态变量分析。

目录

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章 信号与系统的基本概念
1.1 引言
1.2 信号的定义与描述
1.3 信号的分类
1.4 信号的基本运算
1.5 基本连续时间信号
1.6 基本离散时间信号
1.7 系统的定义、描述与互联
1.8 系统的特性与分类
1.9 线性时不变系统的分析
习题
第二章 连续时间系统的时域分析
2.1 引言
2.2 LTI系统的微分方程表示及响应
2.3 零输入响应与零状态响应
2.4 单位冲激响应
2.5 卷积积分
2.6 卷积积分的性质
2.7 奇异函数
2.8 连续时间系统的模拟
习题
第三章 离散时间系统的时域分析
3.1 引言
3.2 离散时间系统的差分方程
3.3 差分方程的经典解法
3.4 LTI离散时间系统的零输入响应
3.5 用抽样序列表示任意序列 单位抽样响应
3.6 LTI离散时间系统的零状态响应 卷积和
3.7 卷积和的图解
3.8 用单位抽样响应表示系统的性质
3.9 反卷积及其应用
3.10 离散时间系统的模拟
习题
第四章 连续时间傅里叶变换 连续时间信号的谱分析和时-频分析
4.1 引言
4.2 复指数函数的正交性
4.3 周期信号的表示 连续时间傅里叶级数
4.4 波形对称性与傅里叶系数
4.5 周期信号的频谱与功率谱
4.6 傅里叶级数的收敛性 吉伯斯现象
4.7 非周期信号的表示 连续时间傅里叶变换
4.8 傅里叶级数与傅里叶变换的关系
4.9 连续时间傅里叶变换的性质与应用
4.10 卷积定理及其应用
4.11 相关
4.12 能量谱密度与功率谱密度
4.13 信号的时-频分析和小波分析简介
习题
第五章 离散时间傅里叶变换 离散时间信号的谱分析
5.1 引言
5.2 连续时间信号的离散化 时域抽样定理
5.3 频域抽样定理
5.4 周期的离散时间信号的表示 离散傅里叶级数
5.5 非周期离散时间信号的表示 离散时间傅里叶变换
5.6 离散傅里叶级数和离散时间傅里叶变换的关系
5.7 离散傅里叶变换
5.8 离散时间傅里叶变换的性质
5.9 时域卷积定理及其应用
5.10 周期卷积定理及其应用 用DFT计算两个有限长序列的卷积
5.11 周期相关定理及其应用
5.12 频域卷积定理及其应用
5.13 离散时间傅里叶变换的性质小结
习题
第六章 连续时间和离散时间系统的频域分析
6.1 引言
6.2 LTI系统对复指数信号的响应 频率响应
6.3 互联系统的频率响应 级联和并联结构
6.4 利用频率响应H(ω)或H(e)求系统对任意输入的响应
6.5 LTI系统频率响应的模和相位表示 无失真传输
6.6 波特图
6.7 理想滤波器和可实现的非理想滤波器
6.8 希尔伯特变换
6.9 连续时间信号的离散时间处理
习题
第七章 拉普拉斯变换 连续时间系统的复频域分析
7.1 引言
7.2 拉普拉斯变换
7.3 拉氏变换的性质
7.4 常用函数的拉氏变换
7.5 拉普拉斯反变换
7.6 连续时间系统的复频域分析法
7.7 系统函数与时域响应
7.8 系统函数与频率响应
7.9 系统的实现
7.10 系统的稳定性
7.11 有源滤波器设计简介
习题
第八章 Z变换 离散时间系统的Z域分析
8.1 引言
8.2 Z变换及其收敛域
8.3 Z变换的性质
8.4 常用序列Z变换表
8.5 Z反变换
8.6 Z变换分析法
8.7 离散时间系统的系统函数
8.8 由零极点图确定系统的频率响应
8.9 Z变换和拉氏变换的关系
8.10 Z变换在数字滤波中的应用
习题
第九章 连续时间与离散时间系统的状态变量分析
9.1 引言
9.2 状态变量与状态空间方程
9.3 状态空间方程的建立
9.4 连续时间系统状态空间方程的解
9.5 离散时间系统状态空间方程的解
9.6 系统稳定性
习题
习题答案
参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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探寻信号的脉络，驾驭信息的洪流：一本跨越时代的信号与系统指南 在信息爆炸的时代，信号无处不在，信息流如同奔腾不息的河流，塑造着我们的生活、科技乃至整个世界。从手机通讯的无线电波，到医学影像的声波传递，再到工业生产的传感器数据，无一不承载着丰富的信号信息。理解信号的本质、掌握分析处理信号的方法，已成为现代科学技术领域从业者不可或缺的核心素养。本书正是为致力于掌握这一核心能力的你而精心打造，它将带领你深入信号与系统的殿堂，领略其理论的深度与应用的广度。 构建坚实的理论基石：从连续到离散，从时域到频域 本书的核心目标在于为你构建一个坚实而完整的信号与系统理论框架。我们从最基础的概念入手，循序渐进地引导你理解信号的定义、分类以及其基本特性。无论是周期信号、非周期信号，还是能量信号、功率信号，你都将对其有清晰的认识。 随后，我们将重点聚焦于信号分析的两大核心工具：时域分析和频域分析。在时域，我们将深入探讨卷积运算，这是理解线性时不变（LTI）系统响应的关键。通过对卷积的深刻理解，你将能够预测任意输入信号经过一个LTI系统后的输出，这在通信、控制等众多领域都具有至关重要的意义。我们将通过大量的实例，清晰地阐述卷积的计算方法和物理意义，帮助你建立直观的认识。 而当我们将目光转向频域，傅里叶变换将成为我们的核心武器。傅里叶变换允许我们将信号从其时间域的表示转换到频率域，揭示信号中包含的各种频率成分。我们将详细讲解傅里叶级数（FS）和傅里叶变换（FT），并探讨它们的性质，如线性性、时移性、频移性、对称性等。你将学会如何通过频谱分析来理解信号的特性，例如信号的带宽、谐波分量等。更重要的是，我们将引导你理解傅里叶变换在系统分析中的作用，例如如何通过频率响应来表征LTI系统的特性，以及如何分析系统的滤波功能。 除了傅里叶变换，拉普拉斯变换（LT）和Z变换（ZT）也是本书的重要组成部分。拉普拉斯变换是傅里叶变换在复数域的推广，它在分析非周期信号和不稳定的系统时展现出强大的威力。你将学习如何利用拉普拉斯变换求解微分方程，并分析系统的稳定性。而Z变换则是离散时间信号分析的基石，它将连续时间的拉普拉斯变换思想推广到离散时间领域。我们将详细介绍Z变换的定义、性质，并阐述其在离散时间系统分析和设计中的核心作用，特别是与数字信号处理的紧密联系。 掌握系统分析的核心方法：线性、时不变、因果与稳定性 信号与系统的理论并非空中楼阁，其核心在于对“系统”的理解和分析。本书将系统地介绍描述和分析系统的重要概念。我们将重点阐述线性和时不变（LTI）系统的特性，并解释为何这类系统在工程和科学中如此普遍且易于分析。 因果性是系统必须满足的一个重要条件，即系统的输出不能超前于其输入。本书将深入探讨因果性的定义及其对系统实现的意义。 稳定性是评估一个系统是否能够正常工作的关键指标。我们将介绍不同的稳定性概念，如BIBO（有界输入，有界输出）稳定性，并教授你如何通过系统函数的极点位置或直接的数学分析来判断系统的稳定性。理解系统稳定性对于设计可靠的工程系统至关重要，能够避免系统在不确定的输入下产生灾难性的响应。 探索丰富的信号类型与系统模型：从理想到现实，从连续到离散 本书不仅关注理论的抽象，更注重将理论与实际应用相结合。我们将广泛介绍各种重要的信号类型，包括： 冲激信号（Delta Function）： 这一看似简单的信号，在理论分析和系统建模中扮演着至关重要的角色，它是理解系统冲激响应的关键。 指数信号： 作为许多自然现象和工程系统行为的基本组成部分，指数信号的分析对于理解系统动态至关重要。 正弦和余弦信号： 它们是构成周期信号的基本元素，也是许多通信系统和振荡器的核心。 阶跃信号： 描述系统在施加一个恒定输入时的瞬态响应。 在系统模型方面，我们将覆盖： 微分方程描述的连续时间系统： 这是经典模拟电路、控制系统等的常见模型。 差分方程描述的离散时间系统： 这是数字信号处理、数字控制系统等领域的核心模型。 卷积模型： 用于直接描述LTI系统的输入-输出关系。 传递函数模型： 在频域中简洁高效地描述LTI系统的特性。 连接理论与实践：广泛的应用领域与前沿思考 信号与系统的知识并非仅限于书本理论，它们是现代几乎所有工程技术领域的基石。本书将通过丰富的案例研究和应用示例，展示信号与系统理论在以下领域的实际应用： 通信系统： 从无线电信号的调制解调，到光纤通信的信号传输，信号与系统理论是保障信息高效可靠传输的关键。 控制系统： 无论是工业自动化，还是航空航天，理解系统的动态特性和稳定性对于设计精确可靠的控制器至关重要。 数字信号处理（DSP）： 音频、视频的处理，图像的增强与识别，语音识别，都离不开离散信号与系统的理论基础。 医学工程： 心电图（ECG）、脑电图（EEG）的分析，医学影像（如CT、MRI）的处理，都依赖于对生物信号的深入理解。 金融工程： 信号分析方法也逐渐被应用于股票市场的预测和风险管理。 人工智能与机器学习： 许多机器学习算法，特别是与序列数据相关的算法，其底层逻辑都与信号与系统的概念紧密相连。 本书还将引导你思考信号与系统理论的未来发展方向，例如非线性系统、随机信号分析、自适应系统等前沿领域，激发你的探索精神，为你未来在高科技领域的深耕打下坚实的基础。 学习的旅程：清晰的结构，丰富的习题，助你融会贯通 本书的编写风格力求清晰易懂，逻辑严谨。每个章节都设置了明确的学习目标，并在内容讲解中穿插了大量的图示和表格，帮助你直观理解抽象概念。为了帮助你巩固所学知识，每章末尾都配有精心设计的习题，涵盖了从基础概念到复杂应用的各个层面，并提供详细的解答或提示，引导你独立思考并掌握解题方法。 我们相信，通过系统学习本书，你不仅能够掌握信号与系统的基本理论和分析方法，更能够培养出一种严谨的科学思维和解决复杂工程问题的能力。这套教材将是你开启电气信息领域，乃至更广阔科技疆域探索之旅的得力伙伴。无论你是初涉此领域，还是希望进一步深化理解，本书都将为你提供一条清晰、扎实且富有启迪的学习路径。现在，就让我们一起踏上这段精彩的信号与系统之旅，探寻信息的奥秘，驾驭技术的浪潮！

评分☆☆☆☆☆

这本厚重的教材捧在手里，沉甸甸的，光是这份“面向21世纪高等学校精品规划教材”的头衔就让人肃然起敬。我当初选它，很大程度上是冲着这个“精品”二字去的，毕竟在众多信号与系统教材中脱颖而出，必然有其独到之处。然而，实际翻阅下来，感受却是复杂的。它更像一位学识渊博但略显刻板的导师，知识点讲解得极其详尽，几乎没有遗漏任何一个理论的推导细节。对于初学者而言，这种详尽可能带来安全感，但一旦遇到比较灵活的、需要工程化思维的问题时，书本的“教科书腔调”就显露出来了。书中的例题设计，偏重于对基本概念的验证，几何图形的变换和傅里叶级数的求解等“标准操作”占据了很大篇幅。我总觉得，在很多地方，它停在了“是什么”和“怎么算”的层面，却未能充分引导我们思考“为什么”和“在实际中如何运用这些工具去解决一个全新的、非标准化的系统问题”。或许是篇幅所限，也或许是时代的局限，我期待看到更多关于现代通信、数字信号处理前端的实际案例穿插其中，让理论不再是孤立的公式集，而是解决实际工程难题的利器。这本书的价值在于其理论的严谨性，但若能更贴近前沿应用，定能称得上完美。

评分☆☆☆☆☆

翻开这本教材，首先映入眼帘的就是那密密麻麻的数学公式和严密的逻辑推导，简直是一场数学的盛宴。对于那些数学基础扎实，喜欢深挖原理的读者来说，这本书无疑是宝藏。作者在讲解拉普拉斯变换和Z变换时的功力可见一斑，每一步的运算法则和收敛域的讨论都处理得滴水不漏，读起来有一种抽丝剥茧般的畅快感。我特别喜欢它对线性时不变系统（LTI）特性的系统化描述，那种层层递进的结构，让人清晰地看到一个抽象概念是如何建立起来的。然而，这种极致的严谨性也带来了一个副作用，那就是阅读体验的“硬度”。在某些章节，比如状态空间法的引入，感觉文字和图示的衔接略显生硬，需要读者自己进行大量的脑力连接才能顺畅过渡。我曾试着用它来辅助自学一个特定的滤波器设计项目，发现书中提供的工具箱虽然齐全，但如何将这些工具快速有效地组合起来，书中提供的“导航”稍显不足。它更像是一本高精度的瑞士军刀说明书，告诉你每把工具的功能，但没有告诉你如何在野外快速组合它们来应对突发状况。对于那些追求“即插即用”型知识体系的读者来说，可能需要额外补充一些实践导向的参考资料。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和印刷质量确实对得起“精品”二字，纸张的质感很好，长时间阅读也不会过于刺眼，这是我愿意给它加分的一点。不过，内容上，我个人感觉它在处理离散时间信号与连续时间信号的过渡时，显得有些割裂。虽然理论上两者是相互映射和统一的，但在书中的呈现上，感觉像是两本相对独立的小册子被强行装订在一起。连续系统的卷积积分和离散系统的卷积和，那种对应关系在概念层面解释得够清楚，但在计算题目的设计上，我希望能看到更多直接对比两者的练习，以便更直观地体会数字化带来的本质变化。特别是当涉及到采样定理和量化误差时，我感觉论述得稍微保守了一些，缺乏对现代高速ADC/DAC芯片在实际工作中所面临的非理想因素的探讨。如果能加入一些关于有限精度算术对系统性能影响的简要讨论，那就更贴近现代电子信息工程的实际需求了。目前的讨论，仍然停留在理想信号处理的范畴内，这对于一个面向21世纪的教材来说，稍显保守。

评分☆☆☆☆☆

作为一本工具书性质的教材，它最大的优势在于其内容的权威性和覆盖面。几乎所有信号与系统考试的重点、难点，这本书都给出了教科书式的标准答案和推导路径。如果你是为了准备某个特定的专业课考试，这本书无疑是你的“通关秘籍”，跟着它走，绝对不会跑偏。我对傅里叶变换的周期延拓和频谱分析那几章印象深刻，对周期信号的频谱特性解释得非常到位，图示清晰地展示了不同截断长度对频谱泄露的影响。然而，正是这种“标准答案”的倾向，让我感觉它在培养批判性思维方面略有不足。很多时候，作者似乎假定读者已经完全接受了某种特定的数学建模方式。例如，在处理系统稳定性时，重心完全放在了零极点的分布上，而对于如何通过修改系统结构或引入反馈机制来主动“设计”出稳定的系统，书中的引导性描述相对薄弱。它教会了我们如何“诊断”一个既定的系统，但似乎没有花费足够的篇幅来激发我们如何“创造”一个符合要求的系统。这种“诊断优于创造”的侧重，在需要创新思维的领域，可能会让人觉得束手束脚。

评分☆☆☆☆☆

我最欣赏这本书的地方在于它对基本概念的穷尽式讨论。很多时候，一个简单的定义，书里会从不同角度反复阐述，直到你觉得不可能再忘记为止。比如对因果性、稳定性、可观测性、可控性这些基本性质的界定，定义清晰，界限分明。这对于建立一个坚实的基础理论框架至关重要，能有效避免日后学习更高级的控制理论或通信理论时，因为基础概念模糊而产生的混淆。但是，如果让我给一个正在自学的工科新生推荐，我会加上一个“但书”。我会告诉他，这本书是“打地基”的神器，但你不能只停留在打地基的阶段。当你掌握了这本书里所有的核心概念后，请立刻转向那些偏重于Matlab或Python实现的实践书籍。因为这本书对仿真和实际数据处理的着墨太少，你会发现书本上通过手算得出的完美响应，在实际环境中，可能因为环境噪声、延迟抖动等因素而变得面目全非。因此，这本书的阅读顺序，在我看来，应该是“理论基石”→“实践应用”，而非孤立地将其视为唯一的知识来源。它为我们搭建了一个宏伟的理论殿堂，但要真正住进去并改造它，我们还需要更多来自工程实践的砖瓦和工具。