信號與係統分析 9787040201451 高等教育齣版社 下載 mobi epub pdf 電子書 2025

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張德民，鬍慶 著

圖書標籤:

• 信號與係統
• 電路分析
• 通信原理
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• 高等教育
• 教材
• 工科
• 數學工具
• 係統分析
• 電磁場理論

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齣版社： 高等教育齣版社

ISBN：9787040201451

商品編碼：29416231421

包裝：平裝

齣版時間：2006-09-01

基本信息

書名：信號與係統分析

定價：21.00元

作者：張德民,鬍慶

齣版社：高等教育齣版社

齣版日期：2006-09-01

ISBN：9787040201451

字數：250000

頁碼：221

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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內容提要

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本書在“信號與綫性係統”課程的基礎上，用相對較高的數學思路和手段，係統地研討瞭信號與係統分析的基本理論和方法，旨在為電子、控製、信息類學科工學、工程碩士研究生建立信號與係統分析的基礎平颱。全書分為五章，章作為與本科相關內容的銜接和全書的基礎，強化學生對信號和係統分析物理概念和數學方法的融閤理解；第二章學習離散信號雙重性和變換統一性，深刻地理解信號時域和頻域描述的本質聯係，由信號雙重性和變換統一性擴充瞭信號分析的方法；第三章在變換統一性基礎上係統地研討瞭傅氏分析原理和方法；第四章以矩展開原理為工具，討論係統分析的基本理論和基本方法，重點結閤在信息係統中的重要功能模塊實例的實現方法研討基本係統的實現和特性分析；第五章學習模擬信號與係統數字處理及逼近的基本原理和重要特性，進而掌握模擬係統的數字逼近和設計方法。
本書努力做到深入淺齣，論述清楚，注重物理概念、基本理論和基本分析方法的融閤。書中精選瞭量的例題，各章後附有習題。
本書適閤電子信息類學科專業碩士研究生課程、工程碩士學位課程或選修課教材或參考書，也適閤於相關教師和科技工程人員參考。

目錄

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作者介紹

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文摘

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序言

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《動態係統理論：從時域到頻域的深刻洞察》 前言 在理解我們周圍日益復雜的現實世界時，無論是自然界的物理現象，還是人類社會的信息流動，抑或是工程技術的設計與優化，都離不開對“係統”及其“信號”的深入分析。本書旨在為您構建一個堅實的理論框架，引領您穿越時域的綫性變換，抵達頻域的精妙洞察，從而掌握分析和設計各類動態係統的核心方法。我們相信，通過對本書內容的研習，您將能以更加深刻的視角審視問題，以更加高效的工具解決挑戰。 第一部分：時域基礎——係統的動態軌跡 第一章：信號的本質與分類 信號是描述係統輸入、輸齣或其他狀態的載體，它們承載著信息，也揭示著係統的動態行為。本章將深入剖析信號的內在屬性，從時間變量的連續性與離散性齣發，區分瞭連續時間信號與離散時間信號。我們將探討信號的周期性與非周期性，瞭解何為周期信號及其基本特性，同時也將研究非周期信號在傅裏葉級數和傅裏葉變換中的錶達方式。 此外，信號的能量與功率是衡量信號強弱的重要指標，我們將學習如何精確計算和區分能量信號與功率信號。奇偶對稱性在信號分析中扮演著重要角色，它能極大地簡化運算，本章將詳細闡述其定義、判彆方法及其對信號分解的影響。 作為描述係統行為的基礎，我們還將介紹幾種常見的信號類型，包括單位衝激信號（狄拉剋函數）和單位階躍信號，它們不僅是數學模型上的理想化工具，更是分析和理解係統響應的基石。我們將探討它們各自的數學定義、重要性質以及在信號處理和係統分析中的廣泛應用。 第二章：係統模型與基本性質 係統是接收輸入信號並産生輸齣信號的實體或過程。本章將聚焦於係統的數學建模，特彆是綫性時不變（LTI）係統，這是工程和科學領域中最常見、也是最易於分析的一類係統。我們將深入理解“綫性”的含義，即疊加原理和齊次性，它們是分析和設計係統的核心原則。 “時不變”性質意味著係統的特性不隨時間改變，這使得我們可以用一套固定的數學工具來描述和分析它。我們將重點研究LTI係統的核心錶徵——單位衝激響應。單位衝衝激響應不僅是LTI係統的“指紋”，更是連接輸入與輸齣的關鍵橋梁。通過捲積運算，我們可以從輸入信號和單位衝激響應計算齣係統的零狀態響應。 除瞭綫性時不變性，我們還將探討其他幾種重要的係統性質，包括因果性（係統的輸齣僅依賴於當前和過去的輸入，而不依賴於未來的輸入），穩定性（係統的輸齣不會無界增長），以及可逆性（輸入信號可以從輸齣信號唯一恢復）。這些性質對於判斷係統的可行性、可靠性和設計魯棒性至關重要。 第三章：捲積——時域分析的靈魂 捲積是連接LTI係統輸入、輸齣和係統特性的核心數學運算。本章將以最詳盡的方式闡釋捲積的概念、定義以及計算方法。我們將通過圖示和具體算例，直觀地展示連續時間信號和離散時間信號的捲積過程，幫助您深刻理解兩個信號“相互作用”的本質。 對於連續時間信號，我們將學習積分形式的捲積定義，並掌握利用滑動窗法、麵積法等技巧進行解析計算。對於離散時間信號，我們將通過求和形式的捲積定義，並運用錶格法、分解法等方法進行計算。 此外，本章還將探討捲積的幾何意義，理解它如何反映一個係統對輸入信號的“延遲”和“加權”纍積效應。我們將進一步分析捲積的性質，如交換律、結閤律和分配律，這些性質在簡化復雜係統分析和推導過程中具有不可估量的價值。最終，您將能夠運用捲積運算，準確預測LTI係統在各種輸入信號下的輸齣行為。 第四章：傅裏葉級數——周期信號的頻率分解 周期信號雖然在時域上不斷重復，但其內在的頻率成分卻可以用一係列不連續的頻率分量來錶示。本章將引入傅裏葉級數，一種強大的數學工具，用於將周期信號分解為一係列正弦和餘弦（或復指數）之和。 我們將詳細介紹指數形式的傅裏葉級數和三角形式的傅裏葉級數。對於一個周期信號，我們將學習如何計算其傅裏葉級數的係數，包括直流分量（平均值）、基頻分量以及各次諧波分量的幅度和相位。本章將推導計算這些係數的通用公式，並通過大量實例，展示如何對各種周期信號，如方波、鋸齒波、三角波等進行傅裏葉級數分解。 我們將深入理解傅裏葉級數所揭示的周期信號的頻率譜，即信號能量在不同頻率上的分布情況。同時，我們還將探討傅裏葉級數的收斂性問題，瞭解哪些類型的周期信號可以被其完美地錶示。通過本章的學習，您將能夠理解周期信號的頻率特性，並為後續的非周期信號分析奠定基礎。 第二部分：頻域洞察——信號的頻率全景 第五章：傅裏葉變換——非周期信號的頻率連續譜 對於非周期信號，我們無法直接使用傅裏葉級數，此時傅裏葉變換便應運而生。本章將擴展傅裏葉級數的概念，引入傅裏葉變換，用於將任意信號（在一定條件下）分解為一係列連續頻率的正弦和餘弦（或復指數）分量。 我們將詳細闡述連續時間傅裏葉變換（CTFT）和離散時間傅裏葉變換（DTFT）的定義及其計算方法。您將學習如何求解各種非周期信號，如單位衝激信號、單位階躍信號、指數衰減信號等的傅裏葉變換。 本章的重點是傅裏葉變換的性質，這些性質與傅裏葉級數的性質相呼應，並且在頻域分析中扮演著核心角色。我們將深入探討綫性性、時移性、頻移性、捲積性質（時域捲積等於頻域乘積，頻域捲積等於時域乘積）、微分性質、積分性質、帕塞瓦爾定理（能量守恒）等。理解這些性質，能夠極大地簡化信號和係統的頻域分析。 我們將通過傅裏葉變換，直觀地理解信號的頻譜，即信號能量在連續頻率上的分布。這將使您能夠從頻率的角度來理解信號的特性，例如信號的帶寬、主頻成分等。 第六章：係統的頻率響應——頻域的係統特性 瞭解瞭信號的頻率特性後，我們自然會想到，係統在不同頻率下會對信號産生怎樣的影響？本章將聚焦於LTI係統的頻率響應。 對於LTI係統，其頻率響應是單位衝激響應的傅裏葉變換。我們將詳細介紹頻率響應的定義、計算方法及其在頻域中的含義。我們將學會如何從係統的單位衝激響應推導齣其頻率響應。 頻率響應通常錶示為幅頻特性和相頻特性。幅頻特性描述瞭係統對不同頻率分量的放大（或衰減）程度，而相頻特性則描述瞭係統對不同頻率分量的相位偏移。我們將通過繪製幅頻特性麯綫和相頻特性麯綫，直觀地理解係統對信號的頻率選擇性。 本章還將深入探討頻率響應在係統分析和設計中的重要作用。例如，濾波器設計的核心就是設計具有特定頻率響應特性的係統。我們將學習如何利用頻率響應來預測係統輸齣信號的頻譜，以及如何分析係統的穩定性。 第七章：拉普拉斯變換——更廣泛的係統分析工具 雖然傅裏葉變換在分析周期和非周期信號方麵錶現齣色，但對於不穩定係統或瞬態響應的分析，其存在一定的局限性。拉普拉斯變換作為傅裏葉變換的推廣，提供瞭一個更強大、更通用的工具。 本章將介紹單邊拉普拉斯變換和雙邊拉普拉斯變換。我們將學習拉普拉斯變換的定義，以及如何計算常見信號的拉普拉斯變換。與傅裏葉變換類似，拉普拉斯變換也具有一係列重要的性質，包括綫性性、時移性、積分性質、微分性質以及捲積性質。 拉普拉斯變換的引入，使得我們可以分析復頻率 s，而不僅僅是純虛數頻率 jω。這將使我們能夠更好地處理係統中的衰減和振蕩現象，特彆是對於求解微分方程和分析係統穩定性。 我們將重點關注拉普拉斯變換在係統分析中的應用，包括利用拉普拉斯變換將微分方程轉化為代數方程，從而簡化求解過程。我們還將介紹係統函數（傳輸函數）的概念，它是在s域中描述LTI係統的輸入輸齣關係。理解係統函數，對於分析係統的極點和零點，進而判斷係統的穩定性、響應速度和瞬態行為至關重要。 第八章：Z變換——離散時間係統的頻率與復頻率分析 對於離散時間係統，我們同樣需要一套與拉普拉斯變換相對應的工具。Z變換便是處理離散時間信號和係統的強大數學工具。本章將介紹Z變換的定義，以及如何計算常見離散時間信號的Z變換。 我們將深入研究Z變換的性質，包括綫性性、時移性、捲積性質、微分性質等。這些性質與拉普拉斯變換和傅裏葉變換的性質有著密切的聯係，掌握它們將能極大地簡化離散時間係統的分析。 本章的核心在於Z變換在離散時間係統分析中的應用。我們將學習如何利用Z變換將離散時間係統的差分方程轉化為代數方程，從而方便地求解係統的響應。我們還將引入係統函數（傳遞函數）的概念，它是在z域中描述離散時間LTI係統的輸入輸齣關係。 通過分析係統函數的零點和極點，我們可以直觀地判斷離散時間係統的穩定性、頻率響應特性以及瞬態行為。本章將為您構建起一套完整的離散時間係統分析方法論。 結論 通過對時域和頻域的深入剖析，本書記載瞭分析和理解動態係統的核心理論和方法。從信號的基本屬性到係統的內在性質，從時域的捲積運算到頻域的傅裏葉分析，再到更廣泛的拉普拉斯變換和Z變換，本書為您提供瞭一個貫穿始終的分析框架。我們希望本書能夠成為您在信號與係統領域學習和研究的可靠夥伴，激發您對這一迷人領域的持續探索。

评分☆☆☆☆☆

這本書的齣版質量非常高，紙張的質感很好，印刷清晰，圖錶精美，閱讀體驗非常舒適。翻閱過程中，我注意到書中對一些重要的數學公式和定理都做瞭加粗或者框注，非常醒目，便於快速定位和記憶。而且，書中齣現的圖錶都非常規範，尺寸比例協調，綫條流暢，沒有任何模糊不清的地方，這對於理解復雜的信號波形和係統結構至關重要。在一些關鍵步驟的推導過程中，作者還特意用不同顔色標注瞭中間過程，使得整個推導流程一目瞭然。這種對細節的精益求精，體現瞭齣版社嚴謹的學術態度，也大大提升瞭本書作為一本學習資料的實用性和易讀性。整體而言，這是一本兼具內容深度和齣版品質的優秀教材。

评分☆☆☆☆☆

收到一本新書，封麵設計簡潔大氣，厚度適中，給人一種專業嚴謹的感覺。迫不及待地翻開，首先映入眼簾的是目錄，條理清晰，章節劃分閤理，從最基礎的概念講起，逐步深入到更復雜的理論和應用。內容覆蓋瞭信號的時域和頻域分析，係統的時域和頻域響應，以及傅裏葉變換、拉普拉斯變換、Z變換等核心工具。每一個概念都配有詳細的解釋和生動的圖示，即使是初學者也能很快理解。作者在舉例時也非常用心，選擇瞭許多工程實際中常見的場景，比如音頻處理、通信係統等，讓抽象的理論變得觸手可及。書中的例題和習題設計也很有代錶性，既有鞏固基礎的練習，也有激發思考的難題，有助於讀者檢驗學習效果，加深理解。總的來說，這本書就像一位循循善誘的老師，帶領讀者一步步探索信號與係統的奧秘，是一本值得反復研讀的經典教材。

评分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格非常學術化，充滿瞭嚴謹的數學推導和符號。開篇就以一係列定義和公理作為基礎，構建瞭一個堅實的理論框架。作者對於數學公式的運用可謂齣神入化，每一個推導都力求嚴密，邏輯鏈條完整。對於我這種對數學推導過程比較看重的讀者來說，這本書無疑是量身定做的。它不僅僅停留在概念的介紹，更注重對原理的深入剖析，讓你理解“為什麼”是這樣，而不是僅僅記住“是什麼”。書中大量的公式和定理，雖然初看有些壓迫感，但仔細品味，卻能感受到其中蘊含的深刻智慧。作者對於不同變換方法之間的聯係與區彆也進行瞭細緻的闡述，幫助讀者建立起宏觀的認識。對於那些希望在信號與係統領域打下堅實理論基礎，能夠獨立進行復雜問題分析的讀者，這本書的價值不言而喻。

评分☆☆☆☆☆

這本書給我最深刻的印象是其在內容組織上的獨特性。它並沒有按照傳統教材的順序來展開，而是彆齣心裁地將一些看似獨立的知識點巧妙地串聯起來。例如，在講解傅裏葉級數的時候，作者就引入瞭周期信號的能量概念，為後續非周期信號的傅裏葉變換做瞭鋪墊。這種“跳躍式”的講解方式，雖然可能需要讀者具備一定的預備知識，但一旦掌握，便會發現思路豁然開朗。書中對於一些關鍵概念的闡釋，也充滿瞭個人見解，而非簡單的羅列。作者似乎更傾嚮於從物理意義上去解釋數學工具的含義，讓你感受到理論背後的直觀理解。對於那些對傳統教學模式感到厭倦，渴望通過新穎視角來學習的讀者，這本書或許能帶來意想不到的驚喜。

评分☆☆☆☆☆

不得不說，這是一本非常“硬核”的書籍。它的篇幅不算特彆厚重，但內容密度極高，幾乎每一頁都充滿瞭信息量。作者在處理一些難點問題時，會提供多種不同的解釋方法，或者從不同的角度去分析，力求讓讀者徹底弄懂。比如，在解釋捲積的意義時，書中就通過圖示、文字描述以及數學公式，多維度地進行瞭闡釋。對於那些需要深度鑽研，對知識細節要求極高的讀者來說，這本書無疑是寶藏。它會讓你在學習過程中不斷遇到挑戰，但也正是這種挑戰，纔能真正提升你的分析能力和解決問題的能力。看完這本書，你會覺得自己的“信號與係統”知識體係更加紮實和完整。