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张维玺著 著

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出版社： 科学出版社

ISBN：9787030221292

商品编码：29624815077

包装：平装

出版时间：2008-09-01

基本信息

书名：信号与系统复习及习题

定价：26.00元

作者：张维玺著

出版社：科学出版社

出版日期：2008-09-01

ISBN：9787030221292

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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全书共十三章。**章是绪论；第二至六章集中讨论了连续时间信号的分解理论；第七至十章给出了连续时间系统传统的和近代的分析方法，其中第七至九章内容是与第三至六章内容相对应的。第十一至十三章讨论了离散时间信号的分析理论和离散时间系统的分析方法。其结构、体系与《信号与系统》一书基本一致。 本书选编习题的来源主要是历年教学中积累的习题、思考题和试题，以及近年来招考研究生的试题。其中既有概念题，又有证明题和运算题，也有实际应用题，力求体现“信号与系统”课程的主要内容和基本要求。在每章的开始都归纳了本章的重点，列出了本章的主要公式。每章习题给出详细的解题步骤，对结果进行必要的分析，力图阐明本章的重点和基本分析方法，并澄清某些易于出现的错误概念。为了培养学生综合解决问题的能力，还选编了部分难度较大、灵活性较强的综合习题。

内容提要

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本书是在《信号与系统》（张维玺编著）一书基础上编写的课外教材。全书共13章。章是绪论，介绍了信号与系统的一般概念和特性；第二至六章集中讨论了连续时间信号的分解理论，将传统的卷积积分、傅里叶变换、拉普拉斯变换统一归结为实现信号分解的数学工具；第七至十章给出了连续时间系统传统的和近代的分析方法，其中第七至九章内容是与第三至六章内容相对应的。第十一至十三章讨论了离散时间信号的分析理论和离散时间系统的分析方法。
本书可作为电气信息、通信、自动控制、信息工程、电子工程等专业的教材，也可供有关专业师生和工程技术人员使用，也可作为广大自学者学习“信号与系统”课程的辅导材料。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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《信号与系统：基础理论与工程应用》 内容概要： 本书旨在为读者提供一套全面而深入的信号与系统理论学习框架，重点在于梳理该领域的核心概念、基本方法和实际应用。本书并非一本习题集，而是专注于理论体系的构建与阐释，旨在帮助读者构建扎实的理论基础，并理解这些理论如何驱动工程实践。 第一部分：信号的数学描述与分类 本部分将从最基础的信号概念入手，详细介绍信号的数学表示方法。我们将涵盖连续时间信号与离散时间信号两大类，并深入探讨它们的特性。 基本信号单元： 指数信号： 讨论实指数信号、复指数信号及其在系统分析中的作用，包括其衰减、增长和振荡特性。 正弦信号： 深入分析正弦信号的幅值、频率、相位等参数，以及它们在周期性信号分解中的重要性，例如傅里叶级数。 单位冲激信号（Dirac Delta Function）： 详细阐述其采样特性、积分特性以及在线性系统分析中的关键地位，包括其作为“理想脉冲”的应用。 单位阶跃信号（Heaviside Step Function）： 探讨其累积特性，以及它如何描述系统的启动和开关行为。 信号的分类： 周期信号与非周期信号： 区分两者的数学定义，并介绍周期信号的傅里叶级数展开，非周期信号的傅里叶变换。 能量信号与功率信号： 定义能量和功率的概念，并介绍如何判断一个信号属于哪一类，以及它们在系统响应分析中的意义。 奇信号与偶信号： 讲解信号的对称性及其在傅里叶变换中的简化作用。 因果信号与非因果信号： 区分信号的因果性，这对于理解和构建实际系统至关重要。 信号的基本运算： 翻转（Reflection）： 讨论信号关于时间轴的翻转操作。 延时与预示（Time Shifting）： 讲解信号在时间轴上的平移，以及其在卷积运算中的作用。 伸缩（Scaling）： 探讨信号在时间轴上的拉伸与压缩，以及其对信号频率特性的影响。 幅度缩放（Amplitude Scaling）： 介绍信号幅度的乘法运算。 第二部分：线性时不变（LTI）系统的基本理论 本部分将聚焦于信号与系统理论的核心——线性时不变（LTI）系统。我们将详细阐述LTI系统的定义、性质以及其分析的关键工具。 LTI系统的定义与性质： 线性（Linearity）： 严格定义线性系统的叠加原理和齐次性原理，并给出判断系统是否线性的方法。 时不变性（Time-Invariance）： 定义时不变系统，即系统的行为不随时间的推移而改变，并解释其重要性。 因果性（Causality）： 强调因果系统是指系统的输出仅依赖于当前和过去的输入，这符合物理实现的约束。 卷积（Convolution）： 连续时间LTI系统的卷积： 详细推导并解释卷积积分的数学公式，说明其作为LTI系统输入-输出关系的根本表示。我们将通过图形法和代数法来阐述卷积的计算过程。 离散时间LTI系统的卷积： 介绍卷积和（Convolution Sum）的数学形式，并阐述其在离散系统分析中的地位。 卷积的性质： 讨论卷积的交换律、结合律、分配律等，并分析它们在系统组合分析中的应用。 冲激响应（Impulse Response）： 冲激响应的定义与意义： 阐述冲激响应 $h(t)$ (或 $h[n]$) 是LTI系统的“系统指纹”，它完全表征了该系统。 利用冲激响应求解系统输出： 演示如何通过输入信号与冲激响应的卷积来获得系统的输出。 因果性与稳定性与冲激响应的关系： 讨论冲激响应的特性如何决定系统的因果性和稳定性。 第三部分：系统分析的频域方法 本部分将介绍将信号和系统从时域转换到频域进行分析的方法，这极大地简化了许多复杂问题的处理。 傅里叶级数（Fourier Series）： 周期信号的傅里叶级数展开： 详细推导指数形式和三角形式的傅里叶级数，介绍它们的系数计算方法（傅里叶系数）。 傅里叶级数的收敛性： 简要提及狄利克雷条件。 傅里叶级数与系统响应： 说明如何利用傅里叶级数来分析周期信号通过LTI系统后的输出。 傅里叶变换（Fourier Transform）： 非周期信号的傅里叶变换： 将傅里叶级数推广到非周期信号，推导傅里叶变换的定义及其逆变换。 傅里叶变换的性质： 详细阐述线性、时移、频移、卷积与乘积的关系（重要的频域卷积定理）、微分、积分等性质，并分析它们在信号处理和系统分析中的应用。 帕斯瓦尔定理（Parseval's Theorem）： 介绍该定理，它将信号的能量与频谱联系起来。 傅里叶变换在系统分析中的应用： 讨论如何利用傅里叶变换分析LTI系统的频率响应，以及输入信号的频谱如何通过系统频谱进行变换。 频率响应（Frequency Response）： 频率响应的定义： 介绍系统频率响应 $H(omega)$ (或 $H(e^{jomega})$) 是LTI系统在不同频率下的增益和相位变化。 频率响应与冲激响应的关系： 演示频率响应是冲激响应的傅里叶变换。 理解频率特性： 通过频率响应可以直观地了解系统对不同频率分量的放大或衰减作用，这对于设计滤波器等至关重要。 第四部分：系统的拉普拉斯变换分析 本部分将引入更强大的分析工具——拉普拉斯变换，尤其适用于非周期信号和不稳定系统的分析。 拉普拉斯变换的定义： 单边拉普拉斯变换： 介绍其数学定义，以及它如何将时域函数转换为复频率域（s域）的函数。 收敛域（Region of Convergence, ROC）： 详细阐述收敛域的概念，它是拉普拉斯变换存在的前提，并且与系统的因果性和稳定性密切相关。 拉普拉斯变换的性质： 线性、时移、尺度变换、微分、积分、卷积性质： 介绍这些基本性质，并说明它们在s域计算中的便利性。 初始值定理与终值定理： 介绍这两个定理，它们可以用来求解系统在初始时刻和稳态时的响应。 拉普拉斯变换在系统分析中的应用： 传递函数（Transfer Function）： 定义传递函数 $H(s)$ 为输出的拉普拉斯变换与输入的拉普拉斯变换之比，它完全表征了LTI系统。 利用传递函数分析系统： 阐述如何通过传递函数分析系统的稳定性（极点位置）、频率响应（令 $s=jomega$）、以及零输入响应和零状态响应。 系统函数的构成： 讨论传递函数与系统冲激响应之间的关系。 第五部分：系统的Z变换分析（针对离散时间系统） 本部分将介绍离散时间LTI系统分析的核心工具——Z变换。 Z变换的定义： 双边Z变换与单边Z变换： 介绍Z变换的数学定义，以及它将离散时间序列转换为复变量z的函数。 收敛域（ROC）： 强调Z变换收敛域的重要性，以及它与系统因果性、稳定性之间的对应关系。 Z变换的性质： 线性、时移、尺度变换、微分、积分、卷积性质： 介绍这些性质，并展示它们在z域计算中的优势。 Z变换在离散系统分析中的应用： 系统函数（System Function）： 定义系统函数 $H(z)$ 为离散时间LTI系统的输出Z变换与输入Z变换之比。 利用系统函数分析离散系统： 阐述如何通过系统函数分析系统的稳定性（单位圆判据）、频率响应（令 $z=e^{jomega}$）、以及零输入响应和零状态响应。 差分方程与系统函数的关系： 演示如何从差分方程直接得到系统的系统函数。 第六部分：系统稳定性与频率响应的进一步探讨 本部分将对系统的稳定性和频率响应进行更深入的分析，并联系实际工程应用。 系统稳定性判据： 连续时间系统： 讨论LTI系统的稳定性与传递函数极点位置的关系（所有极点都在s平面的左半平面）。 离散时间系统： 讨论LTI系统的稳定性与系统函数极点位置的关系（所有极点都在z平面的单位圆内）。 频率响应的工程意义： 滤波器设计基础： 讲解低通、高通、带通、带阻等滤波器的频率响应特性，以及如何根据所需特性设计滤波器。 幅频特性与相频特性： 深入分析幅频曲线和相频曲线，它们提供了系统对不同频率信号处理行为的全面视图。 相位失真与幅度失真： 讨论信号通过系统时可能产生的失真类型。 实际工程应用举例（概念性介绍）： 通信系统： 信号的调制解调、滤波、编码译码中的应用。 控制系统： 系统稳定性分析、控制器设计、反馈补偿。 信号处理： 音频、图像处理中的滤波器设计、降噪、特征提取。 本书通过严谨的数学推导和清晰的逻辑结构，为读者构建起一座通往信号与系统深刻理解的桥梁。本书强调理论的系统性和内在联系，致力于让读者掌握分析和设计各类信号处理和系统问题的核心方法。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格成熟稳重，避免了太多花哨的修饰，力求用最精准的词汇表达最精确的含义，这在理工科领域是至关重要的品质。文字行文流畅，用词专业规范，但在需要的时候，又会适当地插入一些生动的比喻来辅助理解，比如用“水流”来类比信号的传输，使得读者在进行心智模型构建时，有了一个坚实的参照物。整体阅读体验下来，我感觉自己不仅仅是在学习一套知识体系，更是在接受一种严谨的科学思维训练。这本书成功地建立了一种知识的“护城河”，它所传授的不仅仅是解题的方法，更是一种面对复杂系统问题时应有的分析框架和解决问题的态度——冷静、精确、逻辑清晰。这对于未来任何需要进行系统性分析的领域，都将是宝贵的财富。

评分☆☆☆☆☆

从纯粹的工具书角度来看，这本书的检索效率和参考价值也是顶级的。它不仅仅是一本教材或习题集，更是一本可以随时翻阅的“速查手册”。书后附带的几个附录，内容组织得极为精炼，囊括了大量重要的公式汇总、常用函数表格以及系统分析中的关键参数定义。这种集中化的信息呈现方式，在考前冲刺或实际工程遇到问题需要快速回顾时，显得无比便捷。我曾为了找一个特定积分的公式，不得不翻阅好几本其他参考书，但这本书里，凡是涉及到的关键数学工具，几乎都能在相关章节找到简要回顾或在附录中找到完整列表。这种对读者时间成本的尊重，是专业书籍设计中非常值得称赞的细节处理，体现了编撰者对目标用户使用场景的深刻理解。

评分☆☆☆☆☆

这本书的习题设计水平高得惊人，完全超出了我原本的预期。我以前读过的许多参考书，习题往往只是对课本例题的简单换个数字的重复，缺乏挑战性。然而，这本习题集则完全不同，它真正做到了对所学知识点的深度挖掘和多角度考察。从基础计算题到需要综合运用多个章节知识的综合大题，难度梯度设置得非常合理。更难得的是，对于那些关键的、容易出错的知识点，书里都配备了非常详尽的解题步骤和思路剖析，这些分析不是那种冷冰冰的数学推导，而是带着一种“过来人”的经验分享，指出了初学者常犯的陷阱在哪里，如何规避。我特别喜欢它对“陷阱”的提示，很多时候，我们只是知道结果错了，却不知道错在哪里，这本书的注释有效地弥补了这一点，让我在自我纠错的过程中，收获远超于单纯记住答案的价值。

评分☆☆☆☆☆

这本书的作者群体现出了一种深厚的学术功底和极强的教学热情。阅读过程中，我强烈地感受到了一种匠人精神——他们似乎并不满足于仅仅“教会”你这个知识点，而是执着于让你“真正掌握”它。这种体现在对概念辨析的细致入微上。比如，书中对于“因果性”和“稳定性”这两个核心概念的区分与联系的阐述，深入浅出，结合了实际工程中的例子进行说明，使得原本容易混淆的两个特性，在我脑海中变得泾渭分明。这种教学方法，无疑是高效且令人愉悦的。它没有采用那种高高在上的理论说教，而是采取了一种平等的交流姿态，仿佛有一位经验丰富的导师在你身边，随时准备解答你心中最细微的疑问。对于准备迎接高强度考试的读者来说，这种“保姆式”的细致讲解，极大地降低了学习曲线的陡峭程度。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧和排版确实让人眼前一亮，那种教科书特有的严谨感在每一个细节中都得到了体现。内页的纸张质量上乘，印刷字迹清晰，即便是长时间阅读也不会感到眼睛疲劳，这对于需要反复翻阅的专业书籍来说至关重要。我尤其欣赏它在结构上的精心设计，目录清晰地勾勒出了整个知识体系的脉络，让人可以迅速定位到自己感兴趣或需要加强的部分。内容组织上，作者显然花费了大量心血，逻辑推导层层递进，环环相扣，从基础概念的引入到复杂定理的阐述，都做到了循序渐进，没有出现生硬的跳跃感。例如，在讲解傅里叶变换那一章节时，作者不仅给出了数学公式，还辅以了大量的物理意义解释，使得抽象的理论变得具体可感。对于初学者来说，这种详尽的铺陈无疑是极大的帮助，它不仅仅是知识的堆砌，更像是一份精心绘制的思维导图，引导读者深入理解背后的原理。