基本信息
書名：信號與係統復習及習題
定價：26.00元
作者：張維璽著
齣版社：科學齣版社
齣版日期：2008-09-01
ISBN：9787030221292
字數：
頁碼：
版次：1
裝幀：平裝
開本：16開
商品重量：0.4kg
編輯推薦
全書共十三章。**章是緒論；第二至六章集中討論瞭連續時間信號的分解理論；第七至十章給齣瞭連續時間係統傳統的和近代的分析方法，其中第七至九章內容是與第三至六章內容相對應的。第十一至十三章討論瞭離散時間信號的分析理論和離散時間係統的分析方法。其結構、體係與《信號與係統》一書基本一緻。 本書選編習題的來源主要是曆年教學中積纍的習題、思考題和試題，以及近年來招考研究生的試題。其中既有概念題，又有證明題和運算題，也有實際應用題，力求體現“信號與係統”課程的主要內容和基本要求。在每章的開始都歸納瞭本章的重點，列齣瞭本章的主要公式。每章習題給齣詳細的解題步驟，對結果進行必要的分析，力圖闡明本章的重點和基本分析方法，並澄清某些易於齣現的錯誤概念。為瞭培養學生綜閤解決問題的能力，還選編瞭部分難度較大、靈活性較強的綜閤習題。
內容提要
本書是在《信號與係統》（張維璽編著）一書基礎上編寫的課外教材。全書共13章。章是緒論，介紹瞭信號與係統的一般概念和特性；第二至六章集中討論瞭連續時間信號的分解理論，將傳統的捲積積分、傅裏葉變換、拉普拉斯變換統一歸結為實現信號分解的數學工具；第七至十章給齣瞭連續時間係統傳統的和近代的分析方法，其中第七至九章內容是與第三至六章內容相對應的。第十一至十三章討論瞭離散時間信號的分析理論和離散時間係統的分析方法。
本書可作為電氣信息、通信、自動控製、信息工程、電子工程等專業的教材，也可供有關專業師生和工程技術人員使用，也可作為廣大自學者學習“信號與係統”課程的輔導材料。
目錄
作者介紹
文摘
序言
《信號與係統：基礎理論與工程應用》 內容概要： 本書旨在為讀者提供一套全麵而深入的信號與係統理論學習框架，重點在於梳理該領域的核心概念、基本方法和實際應用。本書並非一本習題集，而是專注於理論體係的構建與闡釋，旨在幫助讀者構建紮實的理論基礎，並理解這些理論如何驅動工程實踐。 第一部分：信號的數學描述與分類 本部分將從最基礎的信號概念入手，詳細介紹信號的數學錶示方法。我們將涵蓋連續時間信號與離散時間信號兩大類，並深入探討它們的特性。 基本信號單元： 指數信號： 討論實指數信號、復指數信號及其在係統分析中的作用，包括其衰減、增長和振蕩特性。 正弦信號： 深入分析正弦信號的幅值、頻率、相位等參數，以及它們在周期性信號分解中的重要性，例如傅裏葉級數。 單位衝激信號（Dirac Delta Function）： 詳細闡述其采樣特性、積分特性以及在綫性係統分析中的關鍵地位，包括其作為“理想脈衝”的應用。 單位階躍信號（Heaviside Step Function）： 探討其纍積特性，以及它如何描述係統的啓動和開關行為。 信號的分類： 周期信號與非周期信號： 區分兩者的數學定義，並介紹周期信號的傅裏葉級數展開，非周期信號的傅裏葉變換。 能量信號與功率信號： 定義能量和功率的概念，並介紹如何判斷一個信號屬於哪一類，以及它們在係統響應分析中的意義。 奇信號與偶信號： 講解信號的對稱性及其在傅裏葉變換中的簡化作用。 因果信號與非因果信號： 區分信號的因果性，這對於理解和構建實際係統至關重要。 信號的基本運算： 翻轉（Reflection）： 討論信號關於時間軸的翻轉操作。 延時與預示（Time Shifting）： 講解信號在時間軸上的平移，以及其在捲積運算中的作用。 伸縮（Scaling）： 探討信號在時間軸上的拉伸與壓縮，以及其對信號頻率特性的影響。 幅度縮放（Amplitude Scaling）： 介紹信號幅度的乘法運算。 第二部分：綫性時不變（LTI）係統的基本理論 本部分將聚焦於信號與係統理論的核心——綫性時不變（LTI）係統。我們將詳細闡述LTI係統的定義、性質以及其分析的關鍵工具。 LTI係統的定義與性質： 綫性（Linearity）： 嚴格定義綫性係統的疊加原理和齊次性原理，並給齣判斷係統是否綫性的方法。 時不變性（Time-Invariance）： 定義時不變係統，即係統的行為不隨時間的推移而改變，並解釋其重要性。 因果性（Causality）： 強調因果係統是指係統的輸齣僅依賴於當前和過去的輸入，這符閤物理實現的約束。 捲積（Convolution）： 連續時間LTI係統的捲積： 詳細推導並解釋捲積積分的數學公式，說明其作為LTI係統輸入-輸齣關係的根本錶示。我們將通過圖形法和代數法來闡述捲積的計算過程。 離散時間LTI係統的捲積： 介紹捲積和（Convolution Sum）的數學形式，並闡述其在離散係統分析中的地位。 捲積的性質： 討論捲積的交換律、結閤律、分配律等，並分析它們在係統組閤分析中的應用。 衝激響應（Impulse Response）： 衝激響應的定義與意義： 闡述衝激響應 $h(t)$ (或 $h[n]$) 是LTI係統的“係統指紋”，它完全錶徵瞭該係統。 利用衝激響應求解係統輸齣： 演示如何通過輸入信號與衝激響應的捲積來獲得係統的輸齣。 因果性與穩定性與衝激響應的關係： 討論衝激響應的特性如何決定係統的因果性和穩定性。 第三部分：係統分析的頻域方法 本部分將介紹將信號和係統從時域轉換到頻域進行分析的方法，這極大地簡化瞭許多復雜問題的處理。 傅裏葉級數（Fourier Series）： 周期信號的傅裏葉級數展開： 詳細推導指數形式和三角形式的傅裏葉級數，介紹它們的係數計算方法（傅裏葉係數）。 傅裏葉級數的收斂性： 簡要提及狄利剋雷條件。 傅裏葉級數與係統響應： 說明如何利用傅裏葉級數來分析周期信號通過LTI係統後的輸齣。 傅裏葉變換（Fourier Transform）： 非周期信號的傅裏葉變換： 將傅裏葉級數推廣到非周期信號，推導傅裏葉變換的定義及其逆變換。 傅裏葉變換的性質： 詳細闡述綫性、時移、頻移、捲積與乘積的關係（重要的頻域捲積定理）、微分、積分等性質，並分析它們在信號處理和係統分析中的應用。 帕斯瓦爾定理（Parseval's Theorem）： 介紹該定理，它將信號的能量與頻譜聯係起來。 傅裏葉變換在係統分析中的應用： 討論如何利用傅裏葉變換分析LTI係統的頻率響應，以及輸入信號的頻譜如何通過係統頻譜進行變換。 頻率響應（Frequency Response）： 頻率響應的定義： 介紹係統頻率響應 $H(omega)$ (或 $H(e^{jomega})$) 是LTI係統在不同頻率下的增益和相位變化。 頻率響應與衝激響應的關係： 演示頻率響應是衝激響應的傅裏葉變換。 理解頻率特性： 通過頻率響應可以直觀地瞭解係統對不同頻率分量的放大或衰減作用，這對於設計濾波器等至關重要。 第四部分：係統的拉普拉斯變換分析 本部分將引入更強大的分析工具——拉普拉斯變換，尤其適用於非周期信號和不穩定係統的分析。 拉普拉斯變換的定義： 單邊拉普拉斯變換： 介紹其數學定義，以及它如何將時域函數轉換為復頻率域（s域）的函數。 收斂域（Region of Convergence, ROC）： 詳細闡述收斂域的概念，它是拉普拉斯變換存在的前提，並且與係統的因果性和穩定性密切相關。 拉普拉斯變換的性質： 綫性、時移、尺度變換、微分、積分、捲積性質： 介紹這些基本性質，並說明它們在s域計算中的便利性。 初始值定理與終值定理： 介紹這兩個定理，它們可以用來求解係統在初始時刻和穩態時的響應。 拉普拉斯變換在係統分析中的應用： 傳遞函數（Transfer Function）： 定義傳遞函數 $H(s)$ 為輸齣的拉普拉斯變換與輸入的拉普拉斯變換之比，它完全錶徵瞭LTI係統。 利用傳遞函數分析係統： 闡述如何通過傳遞函數分析係統的穩定性（極點位置）、頻率響應（令 $s=jomega$）、以及零輸入響應和零狀態響應。 係統函數的構成： 討論傳遞函數與係統衝激響應之間的關係。 第五部分：係統的Z變換分析（針對離散時間係統） 本部分將介紹離散時間LTI係統分析的核心工具——Z變換。 Z變換的定義： 雙邊Z變換與單邊Z變換： 介紹Z變換的數學定義，以及它將離散時間序列轉換為復變量z的函數。 收斂域（ROC）： 強調Z變換收斂域的重要性，以及它與係統因果性、穩定性之間的對應關係。 Z變換的性質： 綫性、時移、尺度變換、微分、積分、捲積性質： 介紹這些性質，並展示它們在z域計算中的優勢。 Z變換在離散係統分析中的應用： 係統函數（System Function）： 定義係統函數 $H(z)$ 為離散時間LTI係統的輸齣Z變換與輸入Z變換之比。 利用係統函數分析離散係統： 闡述如何通過係統函數分析係統的穩定性（單位圓判據）、頻率響應（令 $z=e^{jomega}$）、以及零輸入響應和零狀態響應。 差分方程與係統函數的關係： 演示如何從差分方程直接得到係統的係統函數。 第六部分：係統穩定性與頻率響應的進一步探討 本部分將對係統的穩定性和頻率響應進行更深入的分析，並聯係實際工程應用。 係統穩定性判據： 連續時間係統： 討論LTI係統的穩定性與傳遞函數極點位置的關係（所有極點都在s平麵的左半平麵）。 離散時間係統： 討論LTI係統的穩定性與係統函數極點位置的關係（所有極點都在z平麵的單位圓內）。 頻率響應的工程意義： 濾波器設計基礎： 講解低通、高通、帶通、帶阻等濾波器的頻率響應特性，以及如何根據所需特性設計濾波器。 幅頻特性與相頻特性： 深入分析幅頻麯綫和相頻麯綫，它們提供瞭係統對不同頻率信號處理行為的全麵視圖。 相位失真與幅度失真： 討論信號通過係統時可能産生的失真類型。 實際工程應用舉例（概念性介紹）： 通信係統： 信號的調製解調、濾波、編碼譯碼中的應用。 控製係統： 係統穩定性分析、控製器設計、反饋補償。 信號處理： 音頻、圖像處理中的濾波器設計、降噪、特徵提取。 本書通過嚴謹的數學推導和清晰的邏輯結構，為讀者構建起一座通往信號與係統深刻理解的橋梁。本書強調理論的係統性和內在聯係，緻力於讓讀者掌握分析和設計各類信號處理和係統問題的核心方法。
這本書的裝幀和排版確實讓人眼前一亮，那種教科書特有的嚴謹感在每一個細節中都得到瞭體現。內頁的紙張質量上乘，印刷字跡清晰，即便是長時間閱讀也不會感到眼睛疲勞，這對於需要反復翻閱的專業書籍來說至關重要。我尤其欣賞它在結構上的精心設計，目錄清晰地勾勒齣瞭整個知識體係的脈絡，讓人可以迅速定位到自己感興趣或需要加強的部分。內容組織上，作者顯然花費瞭大量心血，邏輯推導層層遞進，環環相扣，從基礎概念的引入到復雜定理的闡述，都做到瞭循序漸進，沒有齣現生硬的跳躍感。例如，在講解傅裏葉變換那一章節時，作者不僅給齣瞭數學公式，還輔以瞭大量的物理意義解釋，使得抽象的理論變得具體可感。對於初學者來說，這種詳盡的鋪陳無疑是極大的幫助，它不僅僅是知識的堆砌，更像是一份精心繪製的思維導圖，引導讀者深入理解背後的原理。