信号与系统(上册)：信号分析与处理 9787111260301 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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程耕国 著

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出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111260301

商品编码：29666906955

包装：平装

出版时间：2009-02-01

基本信息

书名:信号与系统(上册)：信号分析与处理

：28.00元

售价：19.0元,便宜9.0元,折扣67

作者:程耕国

出版社：机械工业出版社

出版日期：2009-02-01

ISBN：9787111260301

字数：

页码：185

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.381kg

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内容提要

《信号与系统（上册）：信号分析与处理》根据当前信息和电子技术的发展，结合高校教学改革的形势和要求，综合近10年来的教学实践，整合原“信号与系统”和“数字信号处理”两门课程的教学内容精心编写而成。
　　《信号与系统（上册）：信号分析与处理》全面系统地论述了信号与系统的基本理论和基本分析方法，按照先信号后系统、先连续后离散、先时域后频域的顺序，分上、下两册，共12章。上册讲述信号分析与处理，下册讲述系统分析与综合。上册的具体内容是：绪论、信号及信号的时域分析、时域连续信号的频域分析、时域连续信号的复频域分析、时域离散信号的频域分析、离散傅里叶变换和快速傅里叶变换。
　　《信号与系统（上册）：信号分析与处理》可作为普通高等学校电气信息类专业本科生的教材使用，也可作为科技人员的参考书。

目录

前言
绪论

第1章 信号及信号的时域分析
1．1 信号及信号的分类
1．1．1 连续信号与离散信号
1．1．2 确定信号与随机信号
1．1．3 周期信号与非周期信号
1．1．4 能量信号与功率信号
1．1．5 实信号与复信号
1．2 常用信号及其性质
1．2．1 常用连续信号及其性质
1．2．2 常用离散信号及其性质
1．3 信号的基本运算
1．3．1 信号的相加和相乘
1．3．2 信号的平移
1．3．3 信号的尺度变换与反转
1．3．4 信号的时域分解
1．3．5 信号的卷积积分与卷积和
1．4 小结
1．5 习题
参考文献

第2章 时域连续信号的频域分析
2．1 信号的正交分解
2．1．1 正交函数集
2．1．2 信号的正交分解
2．2 周期信号的频谱分析——傅里叶级数
2．2．1 三角形式的傅里叶级数
2．2．2 指数形式的傅里叶级数
2．2．3 信号的性质与傅里叶系数之间的关系
2．2．4 周期信号的频谱
2．3 非周期信号的频谱分析——傅里叶变换
2．3．1 傅里叶变换的定义
2．3．2 傅里叶变换的物理意义——频谱和频谱密度函数
2．3．3 常用信号的傅里叶变换
2．4 傅里叶变换的基本性质
2．4．1 线性
2．4．2 奇偶性
2．4．3 对称性
2．4．4 时移特性
2．4．5 频移特性
2．4．6 尺度变换特性
2．4．7 时域微分
2．4．8 时域积分
2．4．9 频域微分
2．4．10 频域积分
2．4．11 时域卷积定理
2．4．12 频域卷积定理
2．4．13 帕塞瓦尔定理
2．5 周期信号的傅里叶变换
2．5．1 正、余弦信号的傅里叶变换
2．5．2 一般周期信号的傅里叶变换
2．6 时域采样定理
2．6．1 信号的采样
2．6．2 时域采样定理
2．6．3 信号盼恢复
2．7 小结
2．8 习题
参考文献

第3章 时域连续信号的复频域分析
3．1 拉普拉斯变换
3．1．1 拉普拉斯变换的定义
3．1．2 拉普拉斯变换的收敛域
3．1．3 常用信号的拉普拉斯变换
3．2 拉普拉斯变换的基本性质
3．2．1 线性
3．2．2 尺度变换
3．2．3 时移特性
3．2．4 复频移特性
3．2．5 时域卷积定理
3．2．6 复频域卷积定理
3．2．7 时域微分特性
3．2．8 时域积分特性
3．2．9 复频域微分特性
3．2．10 复频域积分特性
3．2．11 初值定理
3．2．12 终值定理
3．3 拉普拉斯反变换
3．3．1 查表法
3．3．2 部分分式展开法
3．4 拉普拉斯变换与傅里叶变换之间的关系
3．5 小结
3．6 习题
参考文献

第4章 时域离散信号的频域分析
4．1 序列的z变换
4．1．1 z变换的定义
4．1．2 几种序列的z变换及其收敛域
4．2 z反变换
4．2．1 幂级数展开法
4．2．2 部分分式展开法
4．2．3 留数法
4．3 z变换的性质和定理
4．3．1 线性
4．3．2 序列的移位
4．3．3 z域尺度变换
4．3．4 序列的反转
4．3．5 复序列的共轭
4．3．6 序列的线性加权
4．3．7 初值定理
4．3．8 终值定理
4．3．9 时域卷积定理
4．3．10 复卷积定理
4．3．11 帕塞瓦尔定理
4．4 序列z变换与时域连续信号拉普拉斯变换、傅里叶变换的关系
4．4．1 z变换与拉普拉斯变换的关系
4．4．2 z变换和傅里叶变换的关系
4．5 时域离散信号的傅里叶变换
4．5．1 序列傅里叶变换的定义
4．5．2 序列傅里叶变换的性质
4．6 周期序列的离散傅里叶级数及其傅里叶变换
4．6．1 周期序列的离散傅里叶级数
4．6．2 DFS的性质
4．6．3 周期序列的傅里叶变换
4．7 小结
4．8 习题
参考文献

第5章 离散傅里叶变换和快速傅里叶变换
5．1 离散傅里叶变换
5．1．1 离散傅里叶变换的定义
5．1．2 DFT与序列傅里叶变换、z变换的关系
5．1．3 离散傅里叶变换的基本性质
5．2 频域采样定理
5．3 快速傅里叶变换
5．3．1 FFT算法的基本思想
5．3．2 按时间抽取的基2FFT算法
5．3．3 按频率抽取的基2FFT算法
5．3．4 快速傅里叶反变换
5．4 FFT的应用举例
5．4．1 利用FFT计算线性卷积
5．4．2 利用FFT对信号进行谱分析
5．5 小结
5．6 习题
参考文献

作者介绍

文摘

序言

探寻物理世界的内在律动：从基础到前沿的多元视角 在这个信息爆炸的时代，我们每天都在被各种各样的信号所包围。从广播电视的传递，到手机通信的畅聊，再到医学影像的诊断，乃至地震波的监测，这一切的背后都离不开对“信号”的理解和“系统”的建模。本书（尽管在此不直接提及具体书名）旨在为读者构建一个坚实的理论基础，引领大家深入探索信号与系统的奥秘，掌握分析和处理复杂信息流的强大工具。 第一部分：信号的世界——构建理解的基石 理解信号，是掌握信号与系统的第一步。本部分将从最基础的概念出发，层层递进，为读者构建一个清晰而全面的认识框架。 何为信号？ 我们将首先定义信号的本质，它不仅仅是简单的波形，更是承载着信息的物理量随时间或空间变化的表现。我们将区分不同类型的信号： 连续信号与离散信号： 它们在时间轴上的表现形式截然不同，理解这种差异是后续分析的基础。例如，环境温度随时间连续变化，而每隔一分钟记录一次的温度数据则是离散信号。 周期信号与非周期信号： 周期信号具有重复的规律，其分析方法通常比非周期信号更为简化。我们将探讨如何识别和描述周期性。 能量信号与功率信号： 这种分类对于评估信号的特性至关重要，尤其是在通信和测量领域。能量信号的总能量是有限的，而功率信号在无限时间内平均功率是有限的。 偶信号与奇信号： 这种对称性分析是信号分解和处理的重要手段，能够简化许多运算。 信号的运算： 信号并非孤立存在，它们之间存在着各种各样的关系和运算。我们将详细讲解： 时移、尺度变换和翻转： 这些基本运算可以帮助我们理解信号的变形，并为卷积等更复杂的运算打下基础。 相加、相乘和求导/积分： 这些运算反映了信号的叠加、调制以及变化率等重要信息。 系统：信号的加工厂 信号的价值在于通过系统进行分析和处理，从而提取有用的信息。我们将引入“系统”的概念，将其视为一个输入-输出的映射关系。 系统的基本性质： 时不变性： 如果输入信号的时间轴移动，输出信号也相应地移动，则系统是时不变的。 线性： 系统对输入信号的叠加和比例运算也分别对输出信号进行相同的叠加和比例运算。线性是信号与系统分析中最重要的性质之一，许多强大的分析工具都基于线性假设。 因果性： 系统的输出只取决于当前的和过去的输入，而不取决于未来的输入。在实际系统中，因果性是普遍存在的。 稳定性： 对于有界的输入，系统的输出也是有界的。稳定性是系统可靠运行的关键。 线性时不变（LTI）系统：核心的分析对象 LTI系统因其在数学上的可处理性和广泛的实际应用而成为信号与系统理论的核心。我们将深入探讨： 单位冲激响应： 它是LTI系统的“指纹”，完全表征了系统的特性。理解单位冲激响应，就等于掌握了LTI系统的一切。 卷积：LTI系统的时域分析利器 卷积运算是将输入信号与单位冲激响应进行“褶合”的过程，它能够精确描述LTI系统对任意输入信号的响应。我们将详细讲解卷积的计算方法和物理意义。 第二部分：频谱的语言——深入信号的内在频率构成 仅仅在时域上描述信号是不够的，我们还需要一种更深入的语言来理解信号的内在构成，那就是“频率”。本部分将带领读者进入信号的频谱世界。 傅里叶级数：周期信号的频率分解 任何周期信号都可以被分解为一系列不同频率的正弦和余弦信号的叠加。傅里叶级数提供了这种分解的数学工具，让我们看到信号的“频率成分”。 三角形式和复指数形式： 两种等价的表示方法，各有优劣，适用于不同的分析场景。 傅里叶级数的计算： 学习如何计算傅里叶系数，从而确定周期信号的频谱。 傅里叶级数的收敛性： 了解在什么条件下傅里叶级数能够准确地表示原始信号。 傅里叶变换：非周期信号的频率分析 当信号不再是周期性的，傅里叶级数就不足以描述了。傅里叶变换将非周期信号的分析推广到了连续频谱，让我们能够分析任意信号的频率分布。 傅里叶变换的定义和性质： 掌握傅里叶变换的数学表达，并了解其重要的性质，如线性、时移、尺度变换、卷积定理等。 傅里叶变换与单位冲激响应： 揭示了LTI系统在频率域的传递函数，为系统分析提供了另一条重要的途径。 傅里叶变换的应用： 从音频信号的压缩到图像的滤波，傅里叶变换的应用无处不在。 傅里叶变换的特殊形式： 离散时间傅里叶变换（DTFT）： 用于分析离散时间连续幅度信号的频率特性。 离散傅里叶变换（DFT）： 用于分析离散时间离散幅度信号（即数字信号）的频率特性，是数字信号处理的基础。 快速傅里叶变换（FFT）： DFT的快速计算算法，极大地提高了数字信号处理的效率。 第三部分：系统的频率响应——理解系统在不同频率下的行为 了解了信号的频率构成，我们自然会进一步探究系统是如何在不同频率下处理这些信号的。 频率响应：系统的“滤波器”特性 LTI系统对不同频率信号的响应是不同的，这种差异由系统的频率响应来描述。 幅频特性和相频特性： 分别描述了系统对信号幅度和相位的改变情况。 高通、低通、带通和带阻滤波器： 实际系统中常见的滤波器类型，它们通过对特定频率范围的信号进行衰减或通过，实现了信号的选择性处理。 系统的稳定性与频率响应的关系： 深入理解系统稳定性条件在频率域的体现。 传递函数：频率域描述LTI系统的强大工具 传递函数是LTI系统在频率域的另一种重要描述方式，它与单位冲激响应的傅里叶变换是等价的。 传递函数与系统零极点： 通过分析传递函数的零点和极点，可以直观地了解系统的动态特性和稳定性。 系统分析和设计中的应用： 传递函数在设计滤波器、控制系统等方面发挥着关键作用。 第四部分：拉普拉斯变换与Z变换——更广阔的分析框架 傅里叶变换在处理一些特殊信号（如衰减信号）时会遇到复数频率的问题。拉普拉斯变换和Z变换作为傅里叶变换的推广，提供了更强大的分析工具，能够处理更广泛的信号和系统。 拉普拉斯变换：连续时间系统的分析利器 拉普拉斯变换将时域信号映射到复频域，能够处理包括指数衰减和振荡在内的各种信号。 拉普拉斯变换的定义和性质： 掌握其数学表达和重要的性质，特别是它与傅里叶变换的关系。 收敛域： 拉普拉斯变换的收敛域是理解其性质和应用的关键。 利用拉普拉斯变换分析LTI系统： 解决微分方程，求系统的零输入响应和零状态响应。 系统稳定性与拉普拉斯变换： 通过分析极点的位置来判断系统的稳定性。 Z变换：离散时间系统的分析利器 Z变换是拉普拉斯变换在离散时间系统中的对应，是数字信号处理的核心数学工具。 Z变换的定义和性质： 类似于拉普拉斯变换，理解其在离散域的映射。 收敛域： 在Z平面上的单位圆是判断离散系统稳定性的关键。 利用Z变换分析离散LTI系统： 解决差分方程，实现数字滤波器的设计和分析。 系统稳定性与Z变换： 通过分析零极点在单位圆的位置来判断离散系统的稳定性。 展望：理论与实践的融合 本书所涵盖的内容，不仅仅是抽象的数学理论，更是理解和解决现实世界中各种信号与系统问题的基石。从通信系统的设计，到生物医学信号的分析，从控制工程的优化，到经济数据的建模，无不渗透着信号与系统理论的智慧。掌握这些工具，你将能够更深入地洞察世界的运行规律，设计更精巧的系统，创造更美好的未来。本书的价值在于，它提供了一个系统而严谨的学习路径，帮助读者建立起一套科学的思维方式，去分析、理解和驾驭日益复杂的信号与系统。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版布局，怎么说呢，是一种典型的学院派风格，务实到近乎刻板，但却有效地将信息的密度最大化了。你会发现，几乎每一页的空白区域都很少，图表和公式占据了主要的视觉空间。图表的质量非常高，不像有些教材的插图模糊不清，这里的每一张频谱图或者时域波形图都清晰锐利，坐标轴的标注详尽无遗，这对于建立空间想象力至关重要。不过，我得吐槽一下，公式的编号系统稍微有点复杂，经常需要对照脚注或者章节开头的定义才能确定某个符号代表的精确含义，尤其是在处理那些具有上下标叠加的复杂表达式时，稍微走神就容易看串行。另外，书中对关键定义和定理的突出处理方式比较传统，就是加粗，缺乏一些现代教材中常见的颜色高亮或特殊的边框设计来快速定位核心知识点，这在需要快速复习的时候，检索效率上就稍打折扣了，需要读者自己动手做大量的标记工作。

评分☆☆☆☆☆

老实说，这本书的例题设计是真正的“杀手锏”。它不是那种做了三遍，换个数字就能重复使用的简单练习题，每一个例题都像是一个精心设计的微型案例研究。很多例题的设置都具有很强的误导性或陷阱，如果不彻底理解背后的物理意义，很容易掉进思维的误区。我尝试做了几个章节后面的综合练习题，结果发现，光是理解题目的要求，就需要回顾前面好几个小节的内容。这些题目往往需要多步推理和不同理论的叠加应用才能得到最终解，这极大地锻炼了分析问题的综合能力。相比之下，一些其他教材的习题只是对某个公式的机械套用，做完后感觉自己什么也没学会。这本书的习题则是真正让你“动脑筋”的，虽然过程可能会比较痛苦，但完成之后，你会发现自己对这部分知识的掌握程度有了质的飞跃，完全配得上“系统”这个称号，绝对是那种值得反复琢磨的经典之作。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计倒是挺用心的，封面采用了偏冷的蓝色调，配合着醒目的白色和黄色的字体，给人一种既专业又带着点未来感的印象。拿到手里掂量了一下，分量十足，厚度也相当可观，感觉内容绝对扎实，不是那种虚头巴脑的填充物。内页纸张选择也比较考究，触感细腻，即使用荧光笔做了很多标记，也没有出现明显的洇墨现象，这对于需要大量圈点批注的理工科教材来说，简直是福音。书脊的粘合处理也看得出是下了功夫的，即便是经常需要摊开到特定章节进行对照阅读，也没有出现松动或者书页脱落的迹象，这比我之前买的几本教材结实多了，估计能陪我度过好几年的学习生涯。不过，稍微有点遗憾的是，侧边裁切如果再整齐一些就更完美了，虽然不影响阅读体验，但强迫症患者可能会稍微纠结那么一小会儿。总的来说，从实体感受上来说，这本书的制作水准绝对是行业内的上乘之作，让人对内页的知识内容自然而然地产生了期待。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我的最大感觉是“系统性”和“完备性”。它不像市面上那些只关注某个特定应用场景的教材，而是像一个百科全书一样，把信号处理的各个分支——从基础的连续时间系统到离散时间系统的分析，再到Z变换和拉普拉斯变换的深入探讨，都囊括在了里面。我尤其欣赏作者在介绍不同分析工具时的那种“辩证”的态度。例如，在讲解连续与离散系统的转换时，书中不仅罗列了理论上的等价性，还非常细致地分析了在实际工程应用中，选择哪种模型所带来的计算复杂度、精度损失以及实现难易度的差异。这种从理论到实践的无缝衔接，极大地提升了这本书的实用价值。它不是那种只停留在纸面上的抽象理论，而是实实在在地告诉读者，“为什么我们需要知道这些，以及我们如何用这些知识去解决真实世界中的干扰和信息提取问题”。这种对工程背景的持续关注，让阅读过程充满了目的性。

评分☆☆☆☆☆

我花了整整一个下午的时间，才把前三章的内容大致浏览了一遍，说实话，初看之下，心脏稍微有点承受不住。这绝不是一本可以让你轻松翻阅的“入门读物”，它更像是一份精心准备的“思想体操”，每一个概念的引入都极其严谨，逻辑链条长得仿佛没有尽头。作者似乎对“清晰”有着近乎偏执的追求，每一个公式的推导都恨不得把每一步中间的微小过渡都解释清楚，这对于理解深层原理非常有帮助，但对于时间紧张的学生来说，阅读速度绝对会被拖慢。比如，在讲到傅里叶级数展开的收敛性问题时，书中居然花了足足两页的篇幅来铺垫前置的微积分知识点，虽然知道这很负责任，但当时的心情简直是想直接跳到结论部分。这本书的难度梯度设置得非常陡峭，需要读者对基础的线性代数和复变函数有相当的把握，否则很容易在某个关键的数学工具上卡住，然后不得不中断阅读去查阅参考书，整个阅读过程充满了“请坐稳扶好”的既视感，但一旦理清了思路，那种豁然开朗的感觉，又是其他教材难以比拟的。