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张小虹著 著

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• 信号与系统
• 电路分析
• 线性系统
• 傅里叶变换
• 拉普拉斯变换
• Z变换
• 滤波器设计
• 控制系统
• 通信原理
• 数字信号处理

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出版社： 西安电子科技大学出版社

ISBN：9787560613130

商品编码：29699750882

包装：平装

出版时间：2004-01-01

基本信息

书名：信号与系统

定价：22.00元

作者：张小虹著

出版社：西安电子科技大学出版社

出版日期：2004-01-01

ISBN：9787560613130

字数：

页码：

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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本书以三大变换(拉普拉斯变换、傅里叶变换和变换)为主线，描述了信号与系统的基本理论和分析方法。同时将经典理论与现代计算技术相结合，提高了授课效率，以期增强和加快读者对本课程知识点的理解与掌握。
本书概念清楚、系统性强、特色鲜明，符合当前强调素质教育的教学改革要求。全书叙述流畅、深入浅出，使用方便，利于自学。
本书可作为高校通信、自动控制、电子信息类专业本科或大专教材，对相关专业的工程技术人员也是一本有益的自学教材和参考用书。

目录

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章　信号与系统　
　1.1　信号与系统概述　　
　1.2　信号及其分类　　
　1.3　典型信号　　
　　1.3.1　常用连续信号　　
　　1.3.2　阶跃信号与冲激信号　　
　1.4　连续信号的运算　　
　　1.4.1　时移、折叠、尺度　　
　　1.4.2　微分与积分　　
　　1.4.3　信号的加（减）、乘（除）　　
　1.5　连续信号的分解　　
　　1.5.1　规则信号的分解　　
　　1.5.2　奇偶信号的分解　　
　　1.5.3　任意信号的脉冲分解　　
　1.6　系统及其响应　　
　　1.6.1　系统的定义　　
　　1.6.2　系统的初始状态　　
　　1.6.3　系统的响应　　
　1.7　系统的分类　　
　　1.7.1　动态系统与静态系统　　
　　1.7.2　因果系统与非因果系统　　
　　1.7.3　连续时间系统与离散时间系统　　
　　1.7.4　线性系统与非线性系统　　
　　1.7.5　时变系统与非时变系统　　
　1.8　LTI系统分析方法　　
　　1.8.1　LTI系统模型　　
　　1.8.2　LTI系统分析方法　　
　　1.8.3　LTI系统的微、积分性质　　
　习题　　
第二章　连续时间系统的时域分析　
　2.1　LTI系统的数学模型与传输算子　　　
　　2.1.1　建立LTI系统的数学模型　　
　　2.1.2　系统微分方程求解——经典法　　
　2.2　LTI系统的算子符号表示与传输算子　　
　　2.2.1　用算子符号表示微分方程　　
　　2.2.2　用算子电路建立系统数学模型　　
　　2.2.3　传输（转移）算子H（p）　　
　2.3　LTI因果系统的零输入响应　　
　　2.3.1　零输入响应　　
　　2.3.2　初始条件标准化　　
　2.4　LTI因果系统的零状态响应　　
　　2.4.1　单位冲激响应h（t）　　
　　2.4.2　系统的零状态响应yzs　（t）　　
　2.5　卷积及其性质　　
　　2.5.1　卷积　　
　　2.5.2　任意函数与δ（t）、u（t）卷积　　
　　2.5.3　卷积的性质　　
　　2.5.4　卷积的图解法　　
　　2.5.5　卷积的微分、积分性质　　
　2.6　LTI因果系统的全响应及其分解　　
　　2.6.1　全响应　　
　　2.6.2　全响应及其分解　　
　习题　　
第三章　连续时间信号和系统的频域表示与分析　
　3.1　周期信号的傅里叶级数分析　　
　　3.1.1　三角形式傅里叶级数　　
　　3.1.2　指数形式的傅里叶级数　　
　　3.1.3　周期矩形脉冲频谱　　
　　3.1.4　周期T及脉冲宽度τ对频谱的影响　　
　　3.1.5　周期信号的频谱特点　　
　3.2　周期信号的对称性　　
　　3.2.1　信号对称性与傅里叶级数系数关系　　
　　3.2.2　坐标轴的影响　　
　3.3　非周期信号的频谱——傅里叶变换　　
　　3.3.1　从傅里叶级数到傅里叶变换　　
　　3.3.2　常用函数的傅里叶变换对　　
　　3.3.3　傅里叶系数Fn与频谱函数F（ω）的关系　　
　3.4　傅里叶变换性质及定理　　
　3.5　LTI系统的频域分析　　
　　3.5.1　系统的频响函数　　
　　3.5.2　系统的频域分析　　
　3.6　无失真传输系统　　
　3.7　理想低通滤波器与物理可实现系统　　
　　3.7.1　理想低通滤波器及其冲激响应　　
　　3.7.2　理想低通滤波器的阶跃响应　　
　　3.7.3　频带宽度　　
　　3.7.4　物理可实现系统　　
　3.8　时域采样与恢复（插值）　　
　　3.8.1　时域采样　　
　　3.8.2　采样定理　　
　　3.8.3　原信号的恢复　　
　3.9　相关　　
　　3.9.1　相关系数　　
　　3.9.2　相关函数　　
　　3.9.3　相关的性质　　
　　3.9.4　相关的计算　　
　　3.9.5　相关定理　　
　3.10　能量谱和功率谱　　
　　3.10.1　能量谱密度　　
　　3.10.2　功率谱密度函数　　
　习题　　
第四章　连续时间信号和系统的复频域表示与分析　
　4.1　拉普拉斯变换　　
　　4.1.1　单边拉普拉斯变换　　
　　4.1.2　常用函数的单边拉普拉斯变换　　
　　4.1.3　双边拉普拉斯变换　　
　　4.1.4　拉普拉斯变换与傅里叶变换的关系　　
　4.2　拉普拉斯变换的性质与定理　　
　4.3　拉普拉斯反变换　　　　　　　　　　
　4.4　LTI系统的拉普拉斯变换分析法　　
　　4.4.1　用拉普拉斯变换求解线性微分方程　　
　　4.4.2　s域的网络模型——运算电路法　　
　4.5　系统函数与复频域分析法　　
　　4.5.1　系统函数H（s）　　
　　4.5.2　系统函数的零、极点　　
　　4.5.3　零、极点分布与时域特性　　
　　4.5.4　零、极点与各响应分量　　　　
　　4.5.5　零、极点分布与系统频域特性　　
　　4.5.6　全通系统与小相移系统的零、极点分布　　
　　4.5.7　其他形式的频响特性　　
　4.6　连续时间系统的模拟及信号流图　　
　　4.6.1　连续时间系统的模拟（仿真）　　
　　4.6.2　系统模拟的直接（卡尔曼）形式　　
　　4.6.3　其他形式的模拟　　
　　4.6.4　连续系统的信号流图表示　　
　　4.6.5　梅森公式　　
　4.7　LTI连续系统的稳定性　　
　　4.7.1　系统稳定性分类　　
　　4.7.2　稳定系统与系统函数分母多项式系数的关系　　
　　4.7.3　罗斯稳定性准则　　
　习题　　
第五章　离散时间系统的时域分析　
　5.1　离散序列与基本运算　　
　　5.1.1　离散时间信号——序列的描述　　
　　5.1.2　常用典型序列　　
　　5.1.3　序列的运算　　　
　5.2　LTI离散时间系统的数学模型及其求解方法　
　……　
第六章　变换与离散系统的频域分析　
第七章　状态变量分析法　
参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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《地球的脉搏：解密隐藏在地壳深处的生命迹象》 简介 本书并非一本关于抽象概念的理论著作，也不是对浩瀚宇宙奥秘的探寻。它将带领读者深入地球的腹地，揭示一个鲜为人知却又至关重要的领域——地壳深处的生命。我们常常将生命视为地表的产物，想象中的生命形态要么在阳光下繁盛，要么在海洋中游弋。然而，在地表之下数公里乃至数十公里的黑暗、高温、高压环境中，一个截然不同的生态系统正在悄然运行，它拥有着令人惊叹的适应能力和独特的存在方式。 《地球的脉搏》将系统地、详细地、层层递进地勾勒出这个地下生命王国的全貌。它会从最基础的问题入手：那里真的存在生命吗？如果存在，它们又是以何为生？它们如何抵御极端环境的侵蚀？它们的构成又与我们熟悉的生命有何不同？本书将通过详实的科学研究、引人入胜的实地考察案例，以及前沿的生物技术应用，来一一解答这些疑问。 内容概述 第一部分：黑暗中的呼唤——地下生命的发现历程 历史的回响： 追溯人类对地下生命的最初猜想与探索。从古代文明对“地底世界”的神话传说，到早期地质学家对地下水微生物的初步观察，再到近代钻探技术的发展如何一步步揭开地壳深处的面纱。我们将看到，地下生命并非一夜之间被发现，而是历经漫长而艰辛的求索。 钻探的奇迹： 详细介绍用于探索地壳深处生命的关键技术和方法。这包括超深钻孔的挑战与成就，如苏联的科拉超深钻孔，以及现代勘探技术如何采样、监测和研究极端环境下的微生物。我们将深入了解这些钻探过程的复杂性，以及科学家们如何克服重重困难，获取珍贵的地下样本。 微生物的无处不在： 重点介绍在地壳深处发现的生命形态。它们绝大多数是微生物，包括细菌、古菌和部分真菌。本书将详细阐述这些微生物的多样性，它们如何分布在岩石孔隙、地下水系、甚至封闭的矿藏中。我们会看到，即使在最贫瘠、最孤立的环境里，生命也能找到存在的缝隙。 第二部分：绝境的求生法则——地下生命的生存之道 能量的秘密： 深入剖析地下生命赖以生存的能量来源。不同于地表生命依赖阳光的光合作用，地下生命主要依靠化学能。本书将详细介绍“化能合成”这一核心机制，包括硫化物氧化、甲烷氧化、铁还原等多种化学反应如何为微生物提供能量。我们会探究，这些化学反应是如何在黑暗、缺乏有机物的地下环境中发生的，以及它们与地球的化学循环之间存在怎样的联系。 极端环境下的适应： 详细阐述地下生命为了适应高温、高压、缺氧、高盐度、强酸碱等极端环境所演化出的独特生理和生化机制。例如，嗜热菌如何在高达到120°C以上的高温下维持细胞结构和酶的活性；耐压菌如何承受数千个大气压的压力；以及它们如何利用或排出有毒物质，如重金属、硫化物等。我们将看到这些生命形式在“不可能”的环境中展现出的强大生命力。 地下食物网的构架： 描绘地壳深处复杂的生态系统。尽管缺乏可见的植物和动物，地下生命也并非孤立存在。本书将详细解析由化能自养微生物作为生产者，其他微生物作为初级消费者和次级消费者构成的地下食物链和食物网。我们会了解，这些微生物是如何相互作用，形成一个自给自足的生态循环，尽管其规模和复杂性远超地表。 “休眠”与“复苏”的艺术： 探讨地下生命在极端不利条件下，如何通过形成孢子、内生体等休眠结构，以极低的代谢率长期生存，并在条件适宜时重新激活。我们将了解这种“沉睡”的能力，如何在漫长的地质年代中保存生命，以及它们可能在某些情况下扮演的“复苏”角色。 第三部分：地下世界的意义——科学与未来的启示 生命起源的线索： 探讨地壳深处的生命与地球早期生命起源的可能联系。科学家们推测，地球最早的生命可能就诞生于类似地壳深处的极端环境中，而地下生命的存在为这一假说提供了重要的佐证。本书将梳理相关的理论模型和研究证据，揭示地下生命可能为我们理解生命起源提供的重要线索。 地外生命的“蓝图”： 分析地壳深处的生命研究对寻找地外生命的重要意义。许多行星和卫星，如火星、木卫二（欧罗巴）、土卫二（恩塞拉多斯）等，都可能存在地下海洋或岩石圈，其环境条件与地球深处相似。因此，地球深处的生命研究为我们预判地外生命的形态、生存方式以及探测方法提供了宝贵的“蓝图”。 生物技术的宝库： 揭示地壳深处微生物蕴藏的巨大生物技术潜力。这些极端微生物产生的特殊酶类、抗生素、代谢产物等，在工业、医药、环保等领域具有广泛的应用前景。我们将深入了解，如何从这些“陌生”的生命体中提取和利用有价值的生物资源，以及这些技术如何为人类社会带来革新。 地球的“生命维持系统”： 探讨地壳深处生命在全球生物地球化学循环中的作用。这些地下微生物参与了重要的化学物质转化，如碳、氮、硫、铁等元素的循环，对地球的整体生态平衡起着不可忽视的贡献。我们将理解，地壳深处的生命并非孤立的存在，而是与地表生态系统之间存在着深刻的联系。 未知的疆域，无尽的探索： 展望未来对地壳深处生命的研究方向和潜在挑战。随着技术的不断进步，我们将有能力探索更深的地下环境，发现更多样的生命形态。本书将在结尾提出对未来研究的展望，强调这片人类尚未完全了解的领域，仍旧隐藏着无数等待被揭开的秘密，以及它对我们理解生命、地球乃至宇宙的深远意义。 《地球的脉搏》旨在打破人们对生命存在的固有认知，引领读者走进一个充满惊奇与启示的地下世界。它是一次深入地球内部的科学之旅，一次对生命韧性与多样性的深度解读，更是一次对人类探索精神的赞颂。无论您是科研人员、学生，还是对自然科学充满好奇的普通读者，本书都将为您打开一扇通往未知领域的大门，让您感受到生命在地球最严苛环境中绽放出的蓬勃力量。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我拿到这本厚厚的书时，心里是有点打鼓的，我一直觉得信号和系统的知识点零散且抽象，很难形成一个完整的认知体系。但这本书的编排方式完全颠覆了我的固有印象。它巧妙地构建了一个宏大的框架，将看似独立的模块——比如卷积、系统的稳定性、Z变换——有机地串联起来，形成了一张严密的知识网络。我特别欣赏作者在讲解系统响应时所采用的那种“可视化”的描述手法，仿佛能看到信号在不同系统中的“行为轨迹”。书中对线性时不变系统的讨论，详尽而又不失精辟，它没有回避那些困难的证明过程，但总能辅以直观的图示和生动的比喻来辅助理解，这一点对于我这种更偏向直觉思维的学习者来说，简直是福音。读完前几章，我对“系统”这个概念的理解从一个模糊的“黑箱子”进化成了一个可以被精确建模和预测的实体。唯一美中不足的是，某些高阶的章节，比如涉及状态空间表示的部分，感觉可以再多增加一些与现代控制理论的联系，那样会更具前瞻性。

评分☆☆☆☆☆

这本书的内容简直让人眼前一亮，尤其是在探讨信息论基础的那几个章节，作者的叙述方式非常贴近实际应用，不像很多教科书那样干巴巴的理论堆砌。我记得有一次在学习随机过程时遇到了瓶颈，感觉那些复杂的数学公式总是无法与现实世界的信号处理场景联系起来。然而，这本书通过一系列精心设计的案例分析，比如噪声抑制和信道编码，生动地展示了理论是如何指导工程实践的。作者似乎深谙读者的困惑，总能在关键的地方插入一些启发性的思考，引导我们去探究“为什么”而不是仅仅停留在“是什么”。特别是关于傅里叶分析的部分，它没有仅仅停留在代数运算层面，而是深入挖掘了其在频域分析中的物理意义，让原本抽象的概念变得具象可感。整本书的逻辑脉络清晰流畅，从最基本的离散时间信号讲起，逐步过渡到连续时间系统，每一步的衔接都处理得非常自然，让人读起来有一种层层递进、豁然开朗的感觉。对于初学者来说，它提供了一个坚实的理论地基；对于有一定基础的人，也能从中汲取到新的视角和更深层次的理解。

评分☆☆☆☆☆

阅读这本书时，我最大的感受是作者对“直观性”的追求达到了极致。虽然这是一本技术性很强的书籍，但它对基本概念的引入，总能找到最贴近生活经验的类比。例如，在讲解系统的因果性和稳定性时，作者用了非常形象的例子来描述信号如何在时间上展开和收敛，而不是仅仅依赖于那个抽象的积分不等式。这种教学思路使得原本可能让人望而却步的抽象数学概念变得可触摸、可理解。此外，本书在处理系统的框图表示和信号流图时，不仅清晰地展示了如何进行图示化，更重要的是解释了为什么我们要用这种方式来表示复杂的反馈和级联结构，这对于理解动态系统的整体行为至关重要。对于那些希望深入理解现代通信、图像处理或控制理论的人来说，这本书提供了无可替代的理论准备。它教会我的不只是计算技巧，更是一种严谨的工程思维方式。

评分☆☆☆☆☆

这本书的阅读体验简直是一场思想的探险。它的深度远超出了我预期的入门级教材。我尤其赞赏作者在处理连续和离散时间信号转换时的细腻处理。很多教材在这一过渡点上往往处理得过于仓促，导致读者在理解采样定理和重建问题时感到困惑。然而，这本书花了大量的篇幅，用对比的方式，清晰地阐述了两者在数学表达和物理意义上的异同，这对于想从事数字信号处理（DSP）领域工作的我来说至关重要。书中的例题设计得非常巧妙，它们不仅仅是检验计算能力的工具，更是加深理论理解的催化剂。很多例题的解答过程展示了多种解题思路，这极大地拓宽了我的解题视野。例如，对于一个复杂的微分方程描述的系统，作者不仅给出了传统的拉普拉斯变换解法，还展示了如何通过系统函数直接分析其零极点分布来快速判断系统的特性，这种“举一反三”的教学方法非常高效。

评分☆☆☆☆☆

坦率地说，这本书的语言风格带有一种老派工程师的严谨与务实，这恰恰是我所欣赏的。它没有过多花哨的修辞，而是直截了当地切入核心概念。特别是对LTI系统响应的分析，它将时域的卷积运算与频域的乘积运算进行对照阐述，这种“对偶性”的揭示，是理解整个信号处理理论体系的关键钥匙。我曾尝试阅读一些侧重于应用工具的书籍，但往往发现基础不牢，应用起来总有种空中楼阁的感觉。这本书则像是为这座“应用大厦”打下了极其坚实的地下基础。它在介绍傅里叶级数和变换时，对周期性和收敛性的讨论非常到位，提醒我们在实际操作中需要警惕的理论陷阱。总而言之，它不是一本让你快速入门的书，而是一本让你能够真正“吃透”原理，并能自信地应用于解决复杂工程问题的宝典。它的价值在于构建了坚不可摧的理论基石。