信號與係統/普通高等院校“十二五”規劃教材 下載 mobi epub pdf 電子書 在線閱讀 2026

內容簡介

邵英主編的《信號與係統》是根據軍隊綜閤性大 學對“信號與係統”課程教學的需求而編寫的。按照 軍隊綜閤性大學對信息化人纔培養的教學要求，將教 學內容與實際應用相結閤，從而 提高教學的有效性和針對性。
本書采用先連續後離散的布局安排知識，主要內 容共7章。第1章介紹信號的 基本概念；第2章介紹係統的基本概念；第3章介紹係 統的時域分析；第4章介紹連 續時間係統的頻域分析；第5章介紹拉普拉斯變換及 連續係統的s域分析；第6章介 紹z變換及離散係統的z域分析；第7章介紹係統函數 及狀態方程的建立。
本書主要適用於軍隊綜閤性大學的本科學生，可 以推廣至其他地方高等院校的 “信號與係統”課程教學需求，同時也可以供電子工 程技術人員學習參考。

內頁插圖

目錄

緒論
第1章 信號的基本概念
1.1 信號的分類及典型的連續時間信號
1.1.1 信號的分類
1.1.2 典型的連續時間信號
1.2 信號的基本運算
1.2.1 反褶
1.2.2 時移
1.2.3 展縮
1.2.4 倒相
1.2.5 相加
1.2.6 相乘
1.2.7 微分
1.2.8 積分
1.3 階躍信號和衝激信號
1.3.1 單位階躍信號
1.3.2 單位)中激信號
1.3.3 階躍信號與衝激信號的關係
1.4 捲積積分及其性質
1.4.1 捲積積分的定義
1.4.2 捲積積分的計算
1.4.3 捲積積分的性質
1.5 離散時間信號
1.5.1 離散時間信號的概念
1.5.2 序列的基本運算
1.5.3 基本序列
1.6 離散時間信號的捲積和
1.6.1 捲積和
1.6.2 相關
習題
第2章 係統的基本概念
2.1 係統的描述
2.1.1 連續時間係統
2.1.2 離散時間係統
2.1.3 係統的框圖錶示
2.2 係統的特性
2.2.1 連續時間係統的特性
2.2.2 離散時間係統的特性
習題
第3章 係統的時域分析
3.1 引言
3.2 LTI連續係統的響應
3.2.1 微分方程的經典解
3.2.2 零輸入響應與零狀態響應
3.3 衝激響應與階躍響應
3.3.1 衝激響應
3.3.2 階躍響應
3.4 利用捲積求零狀態響應
3.4.1 任意激勵信號的衝激函數分解
3.4.2 任意激勵下的LTI係統的零狀態響應
3.5 LTI離散係統的響應
3.5.1 離散時間係統與數學模型
3.5.2 LTI離散係統差分方程的經典解
3.5.3 零輸入響應
3.5.4 零狀態響應
3.6 單位序列響應和階躍響應
3.6.1 單位序列響應
3.6.2 階躍響應
3.6.3 利用單位序列響應求零狀態響應
習題
第4章 連續時間係統的頻域分析
4.1 周期信號的正交分解與傅裏葉級數
4.1.1 矢量的正交分解
4.1.2 信號的正交分解
4.1.3 傅裏葉級數
4.2 周期信號的頻譜
4.2.1 頻譜的基本概念
4.2.2 周期矩形信號的頻譜
4.2.3 周期信號的功率與有效值
4.3 非周期信號的頻譜
4.3.1 從傅裏葉級數到傅裏葉變換
4.3.2 常用信號的頻譜
4.4 傅裏葉變換的性質
4.4.1 綫性性質
4.4.2 奇偶性
4.4.3 尺度變換特性
4.4.4 對稱特性
4.4.5 時移特性
4.4.6 頻移特性
4.4.7 捲積定理
4.4.8 時域微分和積分特性
4.4.9 頻域微分和積分特性
4.4.10 能量定理
4.5 周期信號的傅裏葉變換
4.5.1 正、餘弦信號的傅裏葉變換
4.5.2 一般周期信號的傅裏葉變換
4.5.3 傅裏葉係數與傅裏葉變換的關係數
4.6 綫性時不變係統的頻域分析
4.6.1 ejwt激勵下的零狀態響應
4.6.2 任意激勵下的零狀態響應
4.6.3 無失真傳輸係統
4.6.4 理想濾波器
4.7 取樣定理
4.7.1 信號的取樣
4.7.2 信號的恢復
4.7.3 時域抽樣定理
習題
第5章 拉普拉斯變換及連續係統的s域分析
5.1 拉普拉斯變換
5.1.1 從傅裏葉變換到雙邊拉普拉斯變換
5.1.2 收斂域
5.1.3 單邊拉普拉斯變換
5.1.4 常用信號的拉普拉斯變換
5.2 拉普拉斯變換的性質
5.2.1 綫性性質
5.2.2 尺度變換
5.2.3 時移(延時)特性
5.2.4 復頻移(s域平移)特性
5.2.5 時域微分特性(定理)
5.2.6 時域積分特性(定理)
5.2.7 捲積定理
5.2.8 復頻域(s域)微分和積分
5.2.9 初值定理和終值定理
5.3 拉普拉斯反變換
5.3.1 查錶法
5.3.2 部分分式展開法
5.3.3 圍綫積分法(留數法)
5.4 連續時間係統的復頻域分析
5.4.1 微積分方程的拉普拉斯變換解
5.4.2 電路的s域模型
5.5 拉普拉斯變換與傅裏葉變換的關係
5.5.1 σ0>0
5.5.2 σ0<0
5.5.3 σ0=0
習題
第6章 z變換及離散係統的z域分析
6.1 z變換
6.1.1 從拉普拉斯變換到z變換
6.1.2 z變換
6.1.3 收斂域
6.2 z變換的性質
6.2.1 綫性性質
6.2.2 移位(移序)性質
6.2.3 z域尺度變換(序列乘□)
6.2.4 捲積定理
6.2.5 z域微分(序列乘k)
6.2.6 z域積分(序列除n+m)
6.2.7 部分和
6.2.8 n域反轉
6.2.9 初值定理和終值定理
6.3 z反變換
6.3.1 冪級數展開法(長除法)
6.3.2 部分分式法
6.3.3 圍綫積分法(留數法)
6.4 z變換與拉普拉斯變換、傅裏葉變換的關係
6.4.1 z平麵與s平麵的映射關係
6.4.2 z變換與拉普拉斯變換的關係
6.4.3 z變換與傅裏葉變換的關係
6.4.4 序列的傅裏葉變換與連續時間信號拉普拉斯變換的關係
6.5 離散時間係統的z域分析
6.5.1 差分方程的z域解
6.5.2 係統函數
習題
第7章 係統函數
7.1 係統函數與係統特性
7.1.1 係統函數的零點與極點
7.1.2 係統函數極點與零點分布與係統時域特性的關係
7.1.3 係統函數的極點、零點與係統頻域特性的關係
7.2 係統的因果性與穩定性
7.2.1 係統的因果性
7.2.2 係統的穩定性
7.3 信號流圖
7.3.1 信號流圖
7.3.2 梅森公式
7.4 係統的結構
7.4.1 直接實現
7.4.2 級聯實現
7.4.3 並聯實現
7.5 係統的狀態變量分析
7.5.1 狀態變量與狀態方程
7.5.2 狀態方程建立
7.5.3 狀態方程變換域解
習題
附錄一 捲積積分錶
附錄二 捲積和錶
附錄三 常用信號的傅裏葉變換錶
附錄四 拉普拉斯逆變換錶
附錄五 序列的z變換錶
參考文獻

前言/序言

《信號與係統：理論、分析與應用》 內容概要： 本書係統地闡述瞭信號與係統的基本概念、分析方法與重要應用。作為一本全麵深入的教材，它旨在為讀者構建紮實的理論基礎，培養嚴謹的分析能力，並引導讀者理解信號與係統在當今科技領域中的關鍵作用。內容涵蓋從連續時間信號與係統到離散時間信號與係統的過渡，從時域分析到頻域分析的深入探討，以及各種重要變換的原理與應用。 第一部分：基礎概念與時域分析 本書開篇聚焦於信號與係統的基本定義和分類。我們將首先區分不同類型的信號，包括連續時間信號與離散時間信號，周期信號與非周期信號，能量信號與功率信號，以及奇信號與偶信號。這些信號的特性和錶示方法是理解後續內容的基礎。 接著，我們將深入探討係統的基本概念。我們將區分綫性係統與非綫性係統，時不變係統與時變係統，因果係統與非因果係統。這些係統分類有助於我們選擇閤適的分析工具和理解係統的行為特性。 時域分析是信號與係統分析的第一個重要維度。我們將學習如何描述和分析信號的時域特性，包括信號的加法、乘法、延時、尺度變換等基本運算。對於係統，我們將重點關注其“輸入-輸齣”關係。 積分運算（對於連續時間係統）和求和運算（對於離散時間係統）將是分析綫性時不變（LTI）係統在時域下的核心工具。我們將詳細介紹捲積的數學原理，並展示如何利用捲積來求解LTI係統的零輸入響應（由初始條件決定）和零狀態響應（由輸入信號決定）。通過大量的實例，讀者將能夠熟練掌握捲積運算在分析係統行為中的應用。 此外，本書還將介紹衝激函數（Dirac Delta Function）和單位階躍函數（Unit Step Function）等重要的信號模型，它們在係統分析中扮演著不可或缺的角色。我們將探討它們與係統的相互作用，以及如何利用它們來理解係統的瞬時響應特性。 第二部分：頻域分析與傅裏葉分析 為瞭更有效地分析信號與係統的頻率特性，本書將引入頻域分析的概念，並以傅裏葉分析為核心。我們將首先介紹傅裏葉級數，它能夠將周期信號分解為一係列正弦和餘弦分量的疊加。我們將探討傅裏葉級數的收斂性，以及如何利用它來分析周期信號的頻譜特性。 在此基礎上，本書將進一步推廣到傅裏葉變換，它可以用於分析非周期信號的頻譜。我們將詳細推導傅裏葉變換的定義，並學習如何計算各種常見信號（如矩形脈衝、指數信號、三角信號等）的傅裏葉變換。傅裏葉變換揭示瞭信號在頻率上的分布，是理解信號帶寬、頻譜泄漏等概念的關鍵。 頻率響應是LTI係統在頻域下的重要描述。我們將學習如何利用係統的頻率響應來分析係統對不同頻率分量的放大或衰減作用。本書將詳細闡述係統的幅頻特性和相頻特性，並展示它們如何影響信號通過係統後的失真。 書中還將介紹傅裏葉變換的諸多重要性質，如綫性性、時移性、頻移性、捲積定理、帕塞瓦爾定理等。這些性質極大地簡化瞭信號與係統的分析過程，並為理解其他變換奠定瞭基礎。 第三部分：拉普拉斯變換及其應用 拉普拉斯變換是傅裏葉變換在更廣泛範圍內的推廣，它能夠處理具有指數增長的信號，並提供一種更強大的工具來分析LTI係統。本書將詳細介紹雙邊拉普拉斯變換和單邊拉普拉斯變換的定義、收斂域（ROC）以及重要的性質。 拉普拉斯變換能夠將微分方程轉化為代數方程，從而大大簡化瞭LTI係統的分析。我們將學習如何利用拉普拉斯變換來求解LTI係統的瞬態響應和穩態響應，以及如何利用它來確定係統的穩定性。 本書還將深入探討係統函數（Transfer Function）。係統函數是拉普拉斯域中描述LTI係統的比值，它包含瞭係統的所有動態特性。我們將學習如何從係統的微分方程或脈衝響應中推導齣係統函數，以及如何利用係統函數來分析係統的零點和極點。零點和極點的分布對係統的穩定性、頻率響應以及瞬態響應具有決定性的影響。 對於因果LTI係統的穩定性，我們將通過分析其係統函數極點的半平麵位置來判斷。本書將詳細闡述穩定性的概念，並給齣判彆係統穩定性的具體準則。 第四部分：Z變換與離散時間信號與係統 隨著數字信號處理技術的飛速發展，離散時間信號與係統分析變得越來越重要。本書將在前麵連續時間信號與係統的基礎上，係統地介紹離散時間信號與係統的理論。 我們將首先定義離散時間信號，並介紹其基本運算和分類。然後，我們將深入探討離散時間LTI係統的時域分析，包括其差分方程的求解和捲積和的應用。 Z變換是離散時間傅裏葉變換的推廣，它能夠處理更廣泛的離散時間信號。本書將詳細介紹Z變換的定義、收斂域（ROC）和重要性質。我們將學習如何利用Z變換來分析離散時間LTI係統的動態特性，求解差分方程，以及理解離散時間係統的頻率響應。 係統函數在離散時間係統分析中同樣扮演著核心角色。我們將學習如何從差分方程推導齣離散時間係統的係統函數，並分析其零點和極點對係統性能的影響。離散時間係統的穩定性判據也將得到詳細闡述。 第五部分：傅裏葉級數與傅裏葉變換的聯係，以及其他重要變換 本書將進一步強調連續時間傅裏葉級數、連續時間傅裏葉變換、離散時間傅裏葉級數和Z變換之間的內在聯係，揭示它們在不同應用場景下的統一性和互補性。 此外，我們還將簡要介紹一些其他重要的變換，如離散傅裏葉變換（DFT）及其快速算法（FFT）。DFT是傅裏葉變換在計算機中實現的有效手段，而FFT則極大地提高瞭DFT的計算效率，是數字信號處理領域的核心算法之一。 第六部分：應用與實例分析 為瞭鞏固理論知識，本書的最後一章節將重點關注信號與係統在各個領域的實際應用。我們將探討它們在通信係統（如調製解調、濾波器設計）、控製係統（如係統辨識、穩定性控製）、圖像處理（如圖像濾波、邊緣檢測）、音頻信號處理（如語音識彆、音樂閤成）等領域的關鍵作用。 通過豐富的工程實例和仿真分析，讀者將能夠更直觀地理解理論知識的應用價值，並激發進一步學習和探索的興趣。本書旨在為讀者在未來的學習和職業生涯中，打下堅實的理論基礎，培養解決實際問題的能力，使之能夠遊刃有餘地應對信號與係統在現代科技領域帶來的挑戰與機遇。