高等學校教材：信號與係統分析 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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金波，張正炳 著

圖書標籤:

• 信號與係統
• 電路分析
• 綫性係統
• 傅裏葉變換
• 拉普拉斯變換
• 高等教育
• 教材
• 工程數學
• 通信原理
• 控製理論

出版社： 高等教育出版社

ISBN：9787040315165

版次：1

商品编码：10620272

包装：平装

开本：16开

出版时间：2011-04-01

页数：473

內容簡介

《信號與係統分析》論述瞭信號與係統的基本理論和基本分析方法，內容符閤教育部高等學校電子電氣基礎課程教學指導分委員會新製定的“信號與係統”課程教學基本要求。敘述方式從易到難，即從係統分析到信號分析。《信號與係統分析》共分九章，包括信號與係統的概念、連續係統的時域分析、連續係統的拉普拉斯變換分析、離散係統的時域分析、離散係統的X變換分析、連續信號的傅裏葉級數分析、連續信號的傅裏葉變換分析、采樣信號的傅裏葉分析和係統的狀態變量分析。
《信號與係統分析》的特點是淡化數學推導，注重概念的物理內涵；介紹涉及多個學科的工程應用實例；並強調MATLAB的應用。
《信號與係統分析》簡明易懂、風格獨特、資料豐富、麵嚮應用，可作為電氣信息類專業本科生的教材，也可供相關人員學習參考。

目錄

第1章 信號與係統的概念
1.1 信號的概念
1.1.1 信號
1.1.2 信號的分類
1.1.3 按持續時間對信號的分類
1.2 基本連續信號
1.2.1 分段直綫的信號
1.2.2 實指數信號
1.2.3 復指數信號
1.2.4 正弦信號與諧波信號
1.2.5 內插函數
1.3 衝激函數
1.3.1 衝激函數的極限形式
1.3.2 衝激函數與階躍函數的關係
1.3.3 衝激函數的性質
1.3.4 衝激偶
1.3.5 衝激偶的性質
1.4 信號的運算
1.4.1 信號的相加與相乘
1.4.2 信號的導數與積分
1.4.3 信號的平移和反褶
1.4.4 信號的尺度變換
1.5 信號的時域分解
1.5.1 任意信號的衝激函數錶示
1.5.2 信號分解為直流分量fD(t)與交流分量fA(t)之和
1.5.3 信號分解為偶分量fe(t)與奇分量fo(t)之和
1.6 係統的概念
1.6.1 係統
1.6.2 係統描述
1.6.3 係統的分類
1.7 係統的性質
1.7.1 綫性性質
1.7.2 分解性質
1.7.3 非時變性質
1.7.4 綫性非時變係統的性質
1.7.5 綫性非時變係統
1.7.6 因果性
1.8 係統舉例
1.8.1 通信係統
1.8.2 控製係統
1.8.3 雷達測距係統
本章小結
思考題
習題
第2章 連續係統的時域分析
……
第3章 連續係統的拉普拉斯變換分析
第4章 離散係統的時域分析
第5章 離散係統的z變換分析
第6章 連續信號的傅裏葉級數分析
第7章 連續信號的傅裏葉變換分析
第8章 采樣信號的傅裏葉分析
第9章 係統的狀態變量分析
附錄A MATLAB的基本知識及常用函數
附錄B 三大變換的性質和常用變換對
附錄C 常用周期信號的傅裏葉級數
附錄D 常用數學公式
部分習題答案
參考文獻

高等院校教材：信號與係統分析 教材簡介 《信號與係統分析》作為一本麵嚮高等院校的專業教材，旨在為通信工程、電子信息工程、自動化、計算機科學與技術等相關專業的學生係統地介紹信號與係統的基本理論、分析方法和應用。本書以清晰的邏輯結構、豐富的例題和習題，輔以適度的數學推導，力求幫助讀者深刻理解信號與係統的核心概念，並能夠運用所學知識解決實際工程問題。 內容梗概 本書的內容設計緊扣信號與係統課程的教學大綱，分為以下幾個主要部分： 第一部分：信號與係統的基本概念與描述 本部分首先引入信號與係統的基本概念，明確信號的定義、分類（如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，偶信號與奇信號等）以及係統的定義、分類（如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，穩定係統與不穩定係統等）。 信號的錶示方法： 詳細介紹信號的數學錶示，包括時間域錶示、幅度錶示、相頻錶示等。重點講解基本信號的性質，如衝激信號（單位衝激函數）、階躍信號、指數信號、正弦信號、矩形脈衝信號等，並闡述它們在工程中的意義和應用。 係統的描述： 引入係統作為對信號進行變換或處理的“黑盒子”概念。通過輸入-輸齣關係來描述係統行為，重點介紹綫性時不變（LTI）係統作為信號與係統分析的核心，並探討其重要性。 第二部分：連續時間信號與係統的時域分析 本部分聚焦於連續時間信號與係統的時域分析方法，這是理解信號與係統行為的基礎。 捲積積分： 深入講解捲積的概念及其在LTI係統分析中的核心地位。詳細闡述捲積積分的數學推導、計算方法以及幾何意義。通過大量例題演示如何利用捲積來求解LTI係統的零狀態響應，即係統在初始狀態為零時，由輸入信號産生的輸齣。 衝激響應： 強調衝激響應是描述LTI係統的關鍵，是係統自身特性的直接體現。解釋如何通過係統的衝激響應來完全錶徵一個LTI係統，以及如何利用衝激響應和輸入信號的捲積來獲得係統的輸齣。 信號的分解與係統響應： 介紹將任意信號分解為基本信號（如衝激信號）之和的方法，從而將復雜係統的輸齣計算轉化為一係列基本響應的疊加，這正是捲積的本質。 傅裏葉級數與傅裏葉變換： 傅裏葉級數： 講解周期信號的傅裏葉級數展開，將周期信號分解為一係列不同頻率的正弦（或餘弦）分量的疊加。詳細介紹傅裏葉級數的係數計算方法，以及周期信號的幅頻譜和相頻譜。 傅裏葉變換： 將傅裏葉級數推廣到非周期信號，引齣傅裏葉變換的概念。詳細推導傅裏葉變換的定義，講解傅裏葉變換的性質（如綫性性、時移性、頻移性、對稱性、捲積性質、微分性質等），以及傅裏葉反變換。通過傅裏葉變換，可以分析信號的頻域特性，瞭解信號在不同頻率上的能量分布。 帕斯瓦爾定理： 講解帕斯瓦爾定理，該定理在能量信號的分析中具有重要意義，能夠計算信號的總能量。 應用： 演示傅裏葉級數和傅裏葉變換在信號濾波、頻譜分析、調製解調等工程問題中的應用。 第三部分：拉普拉斯變換及其在LTI係統分析中的應用 本部分引入拉普拉斯變換，它是一種比傅裏葉變換更通用的分析工具，能夠處理更廣泛的信號，尤其是瞬態信號和不穩定信號。 拉普拉斯變換的定義與性質： 詳細介紹單邊拉普拉斯變換的定義，以及其收斂域的概念。深入講解拉普拉斯變換的各種重要性質，如綫性性、時移性、積分性質、微分性質、捲積性質、初始值定理、終值定理等。 反拉普拉斯變換： 講解如何通過部分分式展開、留數定理等方法進行反拉普拉斯變換，從而從拉普拉斯域的函數迴到時域的信號。 LTI係統的係統函數（傳遞函數）： 引入係統函數的概念，即LTI係統輸齣的拉普拉斯變換與輸入拉普拉斯變換之比。係統函數是描述LTI係統內在特性的重要工具。 零輸入響應與零狀態響應： 利用拉普拉斯變換，可以方便地計算LTI係統的零輸入響應（由初始狀態引起）和零狀態響應（由輸入信號引起），以及全響應。 穩定性分析： 利用係統函數的極點位置來判斷LTI係統的穩定性。 應用： 演示拉普拉斯變換在電路分析、控製係統設計、濾波器設計等領域的應用。 第四部分：離散時間信號與係統的分析 本部分將信號與係統分析的思想擴展到離散時間領域，這對於數字信號處理和數字控製係統至關重要。 離散時間信號與係統： 介紹離散時間信號的定義、分類（如單位采樣序列、單位階躍序列、指數序列等）以及離散時間係統的基本性質（綫性、時不變、因果、穩定性等）。 捲積和： 講解離散時間LTI係統的分析核心——捲積和。詳細介紹捲積和的計算方法、性質以及在求解係統零狀態響應中的應用。 Z變換： 引入Z變換作為離散時間信號與係統分析的主要工具，類比於連續時間的拉普拉斯變換。詳細介紹Z變換的定義、收斂域以及重要的性質。 逆Z變換： 講解如何進行逆Z變換，恢復時域的離散時間信號。 離散時間LTI係統的係統函數： 討論離散時間LTI係統的係統函數，以及如何利用它來分析係統的特性，如穩定性、頻率響應等。 離散傅裏葉變換（DFT）與快速傅裏葉變換（FFT）： 介紹DFT的概念，它是對有限長離散時間信號進行頻譜分析的工具。簡要介紹FFT算法，它是一種高效計算DFT的方法。 應用： 闡述離散時間信號與係統在數字濾波、語音處理、圖像處理等領域的應用。 第五部分：狀態空間分析法（可選，根據課程深度而定） 對於更深入的課程，本部分可能會介紹狀態空間分析法，這是一種更為通用的係統分析方法，尤其適用於多輸入多輸齣（MIMO）係統和時變係統。 狀態變量和狀態方程： 介紹狀態變量的概念，以及用一組一階微分（或差分）方程來描述係統動態行為的狀態方程。 輸齣方程： 引入輸齣方程，描述係統輸齣與狀態變量和輸入之間的關係。 狀態嚮量的演化： 分析狀態方程的解，理解係統狀態如何隨時間演變。 係統特性的分析： 利用狀態空間錶示來分析係統的可控性、可觀測性、穩定性等。 應用： 討論狀態空間方法在現代控製理論、係統辨識等領域的應用。 本書特色 體係完整，邏輯清晰： 本書按照從基本概念到具體分析工具，再到時域、頻域分析方法的順序展開，結構嚴謹，便於讀者循序漸進地學習。 數學推導嚴謹，物理意義明確： 在進行數學推導的同時，注重闡述概念的物理含義和工程意義，幫助讀者建立直觀理解。 例題豐富，覆蓋麵廣： 提供瞭大量來自通信、電子、控製等領域的典型例題，涵蓋瞭信號與係統分析的各種應用場景。 習題設計閤理： 課後習題包括概念理解題、計算題和綜閤應用題，有助於鞏固所學知識，提升解決實際問題的能力。 語言精煉，易於閱讀： 采用清晰、準確的學術語言，避免晦澀難懂的錶達，力求使教材通俗易懂。 適用對象 本書適用於高等院校通信工程、電子信息工程、自動化、計算機科學與技術、電氣工程及其自動化等專業的本科生和研究生，也可作為相關領域工程師和研究人員的參考書。 通過學習本書，讀者將能夠： 掌握信號與係統的基本理論和分析方法。 熟練運用傅裏葉變換、拉普拉斯變換、Z變換等工具進行信號與係統的分析。 理解LTI係統的特性，並能夠分析其穩定性、頻率響應等。 初步瞭解係統在時域和頻域的響應規律。 為後續的數字信號處理、通信原理、控製係統等課程打下堅實的基礎。

评分☆☆☆☆☆

我一直覺得，學習信號與係統，就像是學習一門新的語言，而這本書，無疑為我提供瞭一套非常完整的詞匯和語法。它循序漸進地介紹瞭我從前完全陌生的概念，比如捲積、衝激響應、係統函數等等，讓我能夠慢慢地構建起對這個世界的理解。尤其是在理解瞭如何用係統函數來描述一個綫性時不變係統的動態特性後，我感覺自己像是獲得瞭一把解鎖各種復雜係統行為的鑰匙。書中的圖示雖然不算特彆精美，但卻非常關鍵，它們幫助我直觀地看到瞭信號在不同運算下的變化，以及係統對信號的處理過程。而且，它在推導各種變換域的性質時，邏輯性非常強，即使公式很復雜，也能跟著作者的思路一步一步地理解。這本書讓我明白，信號與係統並非是雜亂無章的，而是存在著深刻的內在規律。

评分☆☆☆☆☆

坦白說，這本書的實用性方麵，我覺得還有很大的提升空間。雖然它在理論上講得很透徹，但很多時候，我感覺它更像是一本“純理論”的書籍，與實際工程應用之間隔著一道看不見的牆。書中的例子大多是數學上的抽象模型，對於如何在真實的電子設備、通信係統或者數據處理場景中應用這些理論，並沒有給齣足夠多的指導。我希望作者能在其中加入更多的實際案例分析，比如如何利用傅裏葉變換來分析音頻信號的頻譜，或者如何用Z變換來設計數字濾波器。如果能結閤一些具體的編程實現或者仿真演示，那就更好瞭。這樣，我們這些學生在學習理論的同時，也能更直觀地感受到這些知識的價值，也能為未來的工程實踐打下更堅實的基礎。

评分☆☆☆☆☆

這本書給我的感覺就像是那位教導我們的老師，永遠帶著一種沉穩、嚴肅的學術腔調。它不會花哨地去羅列那些時髦的技術名詞，也不會試圖用一些生動形象的比喻來“討好”讀者。相反，它直接、有力地將信號與係統的核心概念擺在眼前，然後用一套嚴謹的數學語言進行構建。我承認，有時候閱讀起來確實需要極大的耐心和專注力，感覺就像是在攀登一座陡峭的山峰，每一步都必須踏實。但是，當你翻越過那些復雜的公式和證明，最終領會到其背後的深刻含義時，那種成就感是無與倫比的。這本書的魅力在於它的“硬核”——它迫使你去思考，去理解，而不是簡單地記憶。它教會我的不僅僅是信號與係統的知識，更是如何去進行嚴謹的科學研究。

评分☆☆☆☆☆

我必須說，這本書在理論深度上是無可挑剔的，它提供瞭一個非常紮實且全麵的信號與係統分析的理論框架。作者的敘述邏輯清晰，循序漸進，從最基礎的概念齣發，逐步深入到復雜的係統建模和分析方法。我特彆欣賞它在數學推導上的嚴謹性，每一個定理的證明都詳盡而清晰，這對於想要深入理解信號與係統本質的學生來說，是極其寶貴的財富。雖然有些地方的數學公式確實需要花一些時間去消化，但一旦理解瞭，就會豁然開朗。書中涵蓋的各種變換（如傅裏葉變換、拉普拉斯變換、Z變換）以及它們在時域和頻域的應用，都講解得非常到位。而且，它還引入瞭一些現代信號處理的概念，為讀者打開瞭更廣闊的視野。盡管它的理論性很強，但我認為，對於那些緻力於在信號與係統領域深耕的學生來說，這本書絕對是不可多得的經典之作。

评分☆☆☆☆☆

這本書簡直是我在大學四年裏遇到的最頭疼的教材之一。從拿到手那天起，我就知道我的苦日子要開始瞭。第一章就開始讓人抓狂，各種抽象的定義和符號，感覺像是看天書一樣。更要命的是，例題的講解總是那麼簡略，很多關鍵的推導步驟都被省略瞭，留給學生的就隻有一臉懵逼。我記得有一次為瞭搞懂一個傅裏葉變換的性質，我查閱瞭三本其他參考書，再加上教授的講解，纔勉強理解瞭其中的一二。更彆提那些練習題瞭，有些題目難度簡直逆天，感覺齣題人就是想讓我們這些菜鳥知難而退。而且，這本書的排版也相當不友好，公式和文字擠在一起，閱讀起來費勁得很。每次翻開它，都感覺自己的腦細胞正在經曆一場殘酷的洗禮，精疲力盡。總而言之，這本書對我來說，與其說是學習工具，不如說是一場艱難的戰役。

评分☆☆☆☆☆

13年前，我们推“数位典藏国家型科技计划”时，这是全世界唯一的一个。它的极大作用，是学术资源的极大公共化。这个计划光数位典藏部分，就有将近400万件，包括资料、图片以及各式各样的东西。我们有一位研究上古史的学者，透过这个平台发现，原来有一件青铜器物的盖子在瑞典，器身在“中研院”。如果没有数位的方式，你要到仓库里面一个一个填单调出来，那是很困难的。

评分☆☆☆☆☆

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评分☆☆☆☆☆

我们这一代的情况跟他们又不一样，“自由民主”已经相当成熟了，好像已经是一个不正自名的东西。而且，这一代的知识分子基本上都是受西方的影响，已经慢慢形成了专门的学者。但是，我个人认为，适度对社会问题关心还是很有必要的事情。最近这些年，我觉得台湾因为受学术评价标准影响太大，人跟社会抽离开来。抽离开来，对学术发展有好处，很纯，很严谨，可是也应该对社会有所关心。

评分☆☆☆☆☆

胡适、傅斯年这一代虽然没有参加过晚清最后的科举，但他们是旧的“仕”到知识分子过渡期产生的人。他们不是以道自认，他们还要以天下自认。他们对于现实的参与很多，虽然严格说起来，他们也没有做过政府的官。胡适先生从他的日记和书信可以看出来，蒋介石其实到后期，一直很想用各种位置把他拉出来。但是傅斯年他们一直都在阻挡，认为应该坚决地推掉。

评分☆☆☆☆☆

所以，它的作用是非常明显的。比如以前教你织传统的布，出一本书可能要180张图片，告诉你那个针要怎么弄，你还看不太懂，而现在，连录影带都典藏，你打出来就可以看到了。这些不但不用钱，而且学术知识公共化。

评分☆☆☆☆☆

有很多学电脑的人认为，我有这个东西，一个礼拜可以帮你写一篇论文。而历史学家对这个看法不同，毕竟工具就是工具，不能取代人。所以为什么我尽量不去特别接触？因为还要有人没有喝醉酒，记得带大家回家。

评分☆☆☆☆☆

胡适、傅斯年这一代虽然没有参加过晚清最后的科举，但他们是旧的“仕”到知识分子过渡期产生的人。他们不是以道自认，他们还要以天下自认。他们对于现实的参与很多，虽然严格说起来，他们也没有做过政府的官。胡适先生从他的日记和书信可以看出来，蒋介石其实到后期，一直很想用各种位置把他拉出来。但是傅斯年他们一直都在阻挡，认为应该坚决地推掉。

评分☆☆☆☆☆

对于西方研究汉学，我们不要存在任何的偏见。他们的长处是在建构、理论、框架、比较的视野，以及说出某一个东西比较广的意义。西方在训练一个领域的时候，通常都有别的领域的辅助，比如说，你写中国题目可能要学英国史、法国史、日本史等等，在历史之外，可能你还要有文学、人类学、社会学的背景。所以，它是以众学来治一学，就不会坐井观天，这和整个学术界的培养很有关系。另外，它常常不在这个文化的限制里面，有时候跳出来，确实可以看出我们在这里面看不到的东西。

评分☆☆☆☆☆

至于我的老师余英时、许倬云先生，已经完全是现代知识分子的时代了。他们频繁参与论政，尤其是许先生写了很多文章，余先生也写了不少，可是对于政治只有遥远的兴趣。我在猜，胡适、傅斯年先生那个时代如果情况不同，他们说不定也不会进入政府，从他们的信里面也可以看到。