基本信息
书名：信号与系统全程导学及习题全解(下册)(第二版)
定价：13.50元
作者：李华
出版社：中国时代经济出版社
出版日期：2010-09-01
ISBN：9787802212435
字数：220000
页码：
版次：1
装帧：平装
开本：12k
商品重量：0.222kg
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内容提要
本书主要是根据高教出版社出版、郑君里编写的教材《信号与系统》（第二版）的课后习题解答，分上下册，分别对应教材的上下册。上册共分六章：绪论、连续时间系统的时域分析、傅里叶变换、拉普拉斯变换、滤波、调制与抽样、信号的矢量空间分析；下册也为六章：离散时间系统的时域分析、Z变换、离散傅里叶变换、模拟与数字滤波器、反馈系统、状态变量分析。每章分三部分，分别为概要总结、经典例题和教材的详细课后习题解答。本书可以作为电子信息、通信、控制、电气信息专业、自动化、计算机等专业高职高专、函授和成人教育的配套教材，也可供研究生入学考试辅导。
目录
第七章 离散时间系统的时域分析
本章学习重点
典型例题讲解
习题全解
第八章 z变换、离散时间系统的z域分析
本章学习重点
典型例题讲解
习题全解
第九章 离散傅里叶变换以及其他离散正交变换
本章学习重点
典型例题讲解
习题全解
第十章 模拟与数字滤波器
本章学习重点
典型例题讲解
习题全解
第十一章 反馈系统
本章学习重点
典型例题讲解
习题全解
第十二章 系统的状态变量分析
本章学习重点
典型例题讲解
习题全解
作者介绍
文摘
序言
《数字信号处理：理论与实践》 内容简介 本书旨在系统深入地介绍数字信号处理（DSP）的基本原理、核心理论及其在工程实践中的应用。全书结构清晰，从基础概念入手，逐步推进至高级主题，力求为读者提供一个扎实而全面的DSP知识体系。本书不仅关注理论的严谨性，更强调实践操作的指导性，通过丰富的例证和习题，帮助读者将理论知识转化为解决实际问题的能力。 第一部分：数字信号与系统基础 本部分将构建读者理解数字信号处理的基石。我们将从离散时间信号和连续时间信号的概念出发，详细阐述信号的分类（如周期信号、非周期信号、偶信号、奇信号等）及其基本运算。接着，我们将深入探讨离散时间系统的基本性质，包括线性、时不变性、因果性、稳定性等，并引入卷积运算作为描述线性时不变（LTI）系统的核心工具。 离散时间信号： 信号的采样、量化过程，以及离散时间信号的表示形式（序列）。 连续时间信号与离散时间信号的联系： 采样定理（奈奎斯特定理）的详细讲解，理解为何需要特定采样率以避免混叠。 信号的基本运算： 信号的加法、乘法、时移、尺度变换、翻转等。 离散时间系统： 系统的定义，输入输出关系，差分方程的引入。 系统性质： 线性、时不变性、因果性、稳定性等概念的辨析和判断方法。 卷积： 离散卷积的定义、计算方法（直接卷积、图解法），以及其在LTI系统分析中的重要性。 第二部分：傅里叶变换与频率域分析 频率域分析是数字信号处理的核心之一。本部分将详细介绍离散时间傅里叶变换（DTFT）、傅里叶级数（DFS）和离散傅里叶变换（DFT）。我们将深入理解这些变换的数学原理，以及它们如何揭示信号的频率成分。此外，还将介绍快速傅里叶变换（FFT）算法，这是实现DFT高效计算的关键，并探讨其在实际应用中的意义。 离散时间傅里叶变换（DTFT）： 将离散时间信号映射到频率域，理解信号的频谱特性。DTFT的性质（线性、时移、尺度变换、卷积性质等）及其应用。 傅里叶级数（DFS）： 分析周期性离散时间信号的频率成分，将信号分解为一系列复指数信号的叠加。 离散傅里叶变换（DFT）： 针对有限长序列的傅里叶分析，DFT是DTFT在时间和频率上的离散化。DFT的定义、性质以及与DTFT的关系。 快速傅里叶变换（FFT）： 讲解各种FFT算法（如Cooley-Tukey算法），强调其在降低计算复杂度方面的突破性贡献。 频率域滤波： 利用傅里叶变换实现信号的滤波，例如低通滤波、高通滤波、带通滤波等，解释滤波器的作用原理。 第三部分：Z变换与系统分析 Z变换是分析离散时间系统，特别是因果和稳定性分析的有力工具。本部分将系统介绍Z变换的定义、性质，并重点讲解收敛域（ROC）的概念及其对系统稳定性和因果性的判断作用。通过Z变换，我们可以将差分方程转化为代数方程，简化系统的分析和设计过程。 Z变换： Z变换的定义，复指数序列的Z变换。 收敛域（ROC）： 解释ROC的概念，以及ROC如何决定序列的唯一性。 Z变换的性质： 线性、时移、尺度变换、卷积性质、微分性质等。 逆Z变换： 求解逆Z变换的方法（部分分式展开法、长除法、留数法）。 系统函数： 利用Z变换将LTI系统的差分方程表示为系统函数H(z)，理解H(z)与系统响应的关系。 零极点分析： 通过分析H(z)的零点和极点来判断系统的稳定性、因果性以及频率响应特性。 频率响应： H(e^(jω))的计算及其与系统幅频和相频特性的关系。 第四部分：数字滤波器设计 数字滤波器是DSP中最常见的应用之一，用于改变信号的频率成分。本部分将详细介绍两种主要的数字滤波器类型：无限冲激响应（IIR）滤波器和有限冲激响应（FIR）滤波器。我们将探讨它们的特性、设计方法以及各自的优缺点，并通过具体设计实例展示如何根据工程需求选择和设计合适的滤波器。 数字滤波器概述： 滤波器的基本概念、分类（IIR和FIR）及其在信号处理中的作用。 无限冲激响应（IIR）滤波器： IIR滤波器的特性：利用反馈实现，冲激响应无限长。 IIR滤波器设计方法： 模拟原型法：Butterworth、Chebyshev（Type I/II）、Elliptic滤波器等经典模拟滤波器的设计及其到数字域的转换（脉冲不变法、双线性变换法）。 直接设计法（较少）。 IIR滤波器的实现结构：直接形式、级联形式、并联形式等。 IIR滤波器的优缺点分析：设计复杂度低、过渡带陡峭，但可能存在相位失真。 有限冲激响应（FIR）滤波器： FIR滤波器的特性：无反馈，冲激响应有限长，通常具有线性相位。 FIR滤波器设计方法： 窗函数法：选择不同的窗函数（Rectangular, Hanning, Hamming, Blackman, Kaiser等）来近似理想滤波器。 频率采样法。 最优设计法（Parks-McClellan算法）：用于设计具有特定幅频特性的最优FIR滤波器。 FIR滤波器的实现结构：无反馈结构，实现简单。 FIR滤波器的优缺点分析：易于实现线性相位，稳定性好，但设计可能需要更高的阶数。 滤波器性能评估： 频响、相响、幅度衰减、通带纹波、阻带衰减等指标的理解与计算。 第五部分：傅里叶变换在信号处理中的应用 本部分将深入探讨傅里叶变换在解决实际信号处理问题中的具体应用。我们将分析采样过程中的混叠现象及其解决方法，并介绍FFT在谱分析、相关分析等方面的强大能力。此外，还将涉及音频信号处理、图像处理等领域中DSP技术的应用实例。 频谱分析： 利用DFT/FFT分析信号的频率成分，识别信号的周期性、谐波等。 相关分析： 信号的自相关和互相关函数，用于模式识别、信号检测、时延估计等。 功率谱估计： 估计信号的功率在不同频率上的分布。 信号重构与插值： 在已知离散点的情况下，如何近似重构连续信号。 混叠效应与抗混叠滤波： 详细解释混叠产生的原因，并介绍如何通过抗混叠滤波器来避免。 应用实例： 音频信号处理：降噪、回声消除、语音识别基础。 通信系统：调制解调中的频谱分析。 图像处理：图像滤波、边缘检测、图像压缩基础。 第六部分：先进主题与工程实践 为了使读者能够更好地应对更复杂的工程挑战，本部分将介绍一些先进的DSP主题，并提供工程实践方面的指导。这包括自适应滤波器、多速率信号处理等。同时，本书也将强调在实际应用中，如何选择合适的算法、考虑计算资源的限制以及进行系统级的集成。 自适应滤波器： 基本概念：能够根据输入信号的统计特性自动调整其参数的滤波器。 LMS（最小均方）算法：最常用的自适应滤波算法之一，详细讲解其工作原理和收敛性。 应用：噪声消除、回声抵消、信道均衡等。 多速率信号处理： 抽取（Decimation）与插值（Interpolation）：改变信号的采样率。 滤波器组（Filter Banks）：用于将信号分解到不同的频率子带，如QMF（正交镜像滤波器）等。 应用：语音编码、数据压缩。 DSP处理器与硬件实现： DSP芯片的特点：专门为DSP运算设计的硬件，如DSPs、FPGA等。 算法的硬件化考量：如何将DSP算法高效地映射到硬件上。 实时性要求与资源优化。 工程实践建议： 算法选择的权衡：计算复杂度、精度、内存需求。 数值稳定性问题。 仿真工具的使用：MATLAB/Simulink、Python等在DSP设计中的应用。 实际系统集成中的挑战。 学习方法与本书特色 本书采用“理论先行，实例佐证”的学习模式。每章都从理论基础讲起，循序渐进，力求概念清晰、逻辑严谨。随后，通过大量的数学推导和图示，帮助读者深入理解理论。书中穿插了丰富的实际应用例证，使得抽象的理论概念与具体的工程问题紧密结合。 为了巩固学习效果，本书在每章之后都精心设计了习题，涵盖了从概念理解到计算分析的各个层面，并提供了部分习题的详细解答，帮助读者检查自己的理解程度，并学习解题思路。 本书适合于电子工程、通信工程、自动化、计算机科学等专业的本科生、研究生，以及从事相关领域工作的工程师和研究人员。无论您是初学者还是希望深化DSP知识的专业人士，本书都将是您宝贵的学习资源。通过系统学习本书，您将能够深刻理解数字信号处理的本质，并具备运用DSP技术解决工程实际问题的能力。
这本书的排版和装帧设计着实让人眼前一亮，拿在手里沉甸甸的，感觉内容一定很充实。内页纸张的质量上乘，墨色印刷清晰，即便是长时间阅读也不会感到视觉疲劳。尤其值得称赞的是，书中大量的图表和公式推导部分，绘制得极为精细和规范，这对于理解抽象的信号处理概念至关重要。很多教材在图示上总是敷衍了事，导致我们不得不花费额外的精力去猜测作者的意图，但此书在这方面做得非常到位，每一个波形、每一个傅里叶变换的步骤都力求精确无误。封面设计上，那种简洁中透露着学术深度的风格，也符合我个人对专业书籍的审美偏好。翻阅时，那种纸张与指尖摩擦的质感，配合着清晰的字体，极大地提升了学习的愉悦感，让人愿意主动去翻开它，而不是将其视为一项枯燥的任务。从整体的制作水准来看，出版方在细节处理上确实下了不少功夫，这不仅仅是一本工具书，更像是一件值得收藏的艺术品。