信號與係統習題解答與實驗指導 蘇新紅,等 9787563519422 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

☆☆☆☆☆

蘇新紅 等 著

圖書標籤:

• 信號與係統
• 電路分析
• 通信工程
• 電子工程
• 高等教育
• 教材
• 習題解答
• 實驗指導
• 蘇新紅
• 9787563519422

店铺： 书逸天下图书专营店

出版社： 北京邮电大学出版社有限公司

ISBN：9787563519422

商品编码：29572575811

基本信息

書名：信號與係統習題解答與實驗指導

定價：23.00元

作者：蘇新紅,等

齣版社：北京郵電大學齣版社有限公司

齣版日期：

ISBN：9787563519422

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：

開本：

商品重量：0.322kg

編輯推薦

---

內容提要

---

《信號與係統習題解答與實驗指導》包括兩部分：各章習題解答和18個實驗。實驗部分安排瞭硬件實驗和軟件仿真實驗。其中前5個為硬件實驗，分彆為“50Hz非正弦周期信號的分解與閤成”、“無源和有源濾波器”、“二階網絡函數的模擬”、“二階網絡狀態軌跡的顯示”和“采樣定理”。後13個為軟件仿真實驗，分彆為“熟悉MATLAB環境和基本信號的産生與運算”、“50Hz非正弦周期信號的分解與閤成”、“信號的變換”、“信號的捲積”、“連續係統的時域分析”、“離散係統的時域分析”、“信號的采樣與恢復”、“離散係統的頻域分析”、“連續係統的頻域分析”

目錄

---

部分習題解答
章概論習題解答
第2章LTI連續係統的時域分析習題解答
第3章LTI係統的頻域分析習題解答
第4章LTI離散係統的時域分析習題解答
第5章LTI連續係統的復頻域分析習題解答
第6章LTI離散係統的復頻域分析習題解答
第7章係統函數習題解答
第8章離散傅裏葉變換習題解答
第9章狀態變量分析法習題解答

第二部分實驗指導
實驗一50Hz非正弦周期信號的分解與閤成
實驗二無源和有源濾波器
實驗三二階網絡函數的模擬
實驗四二階網絡狀態軌跡的顯示
實驗五采樣定理
實驗六熟悉MATLAB環境和基本信號的産生與運算
實驗七50Hz非正弦周期信號的分解與閤成
實驗八信號的變換
實驗九信號的捲積
實驗十連續係統的時域分析
實驗十一離散係統的時域分析
實驗十二信號的采樣與恢復（采樣定理）
實驗十三離散係統的頻域分析
實驗十四連續係統的頻域分析
實驗十五模擬濾波器的設計
實驗十六係統的零極點及頻率響應
實驗十七係統的穩定性分析
實驗十八綜閤實驗
參考文獻

作者介紹

---

文摘

---

序言

---

信號與係統：理論精粹與實踐探索 《信號與係統》作為電子信息科學、通信工程、自動化等眾多領域的核心基礎課程，其重要性不言而喻。它不僅是理解和分析現代電子係統、通信網絡、信號處理算法的基石，更是連接理論與實際應用的關鍵橋梁。這門課程旨在幫助學習者深入理解信號的本質、係統的特性，並掌握分析和設計各類信號處理係統的基本方法和工具。 課程核心內容概覽： 本課程的核心內容涵蓋瞭信號與係統的兩大基石——信號和係統，並在此基礎上構建起一套完整的分析框架。 一、 信號的分類與描述： 信號是信息傳遞的載體，理解信號的特性是分析一切的基礎。課程首先會深入探討信號的各種分類方法，幫助學習者建立清晰的認知體係： 按自變量分類： 連續時間信號 (Continuous-Time Signals)： 信號的自變量（通常是時間）是連續的，例如模擬語音、溫度隨時間的變化等。我們將學習描述這類信號的數學工具，如單位衝激函數 ($delta(t)$)、單位階躍函數 ($u(t)$) 等，以及如何通過積分和微分來分析它們的行為。 離散時間信號 (Discrete-Time Signals)： 信號的自變量是離散的，通常是采樣後的結果，例如數字音頻、股市數據等。我們將引入序列的概念，以及諸如單位采樣序列 ($delta[n]$) 和單位階躍序列 ($u[n]$) 等基本離散信號。 按能量/功率分類： 能量信號 (Energy Signals)： 信號在整個時間區間上的能量是有限的。例如，衰減的指數信號。我們將學習如何計算信號的能量，並理解其物理意義。 功率信號 (Power Signals)： 信號在單位時間上的平均功率是有限的。例如，周期信號。我們將學習如何計算信號的平均功率，並理解其在通信係統中的應用。 按奇偶性分類： 偶信號 (Even Signals)： 滿足 $f(t) = f(-t)$ 或 $f[n] = f[-n]$ 的信號。 奇信號 (Odd Signals)： 滿足 $f(t) = -f(-t)$ 或 $f[n] = -f[-n]$ 的信號。 任何信號都可以分解為一個偶信號和一個奇信號的和。 周期信號與非周期信號： 周期信號 (Periodic Signals)： 存在一個最小正時間間隔 $T$（或采樣間隔 $N$），使得信號在每個周期內都重復齣現。我們將深入研究周期信號的傅裏葉級數展開，這是分析周期信號頻率特性的關鍵工具。 非周期信號 (Aperiodic Signals)： 不具有周期性的信號。我們將學習傅裏葉變換來分析非周期信號的頻譜特性。 其他重要信號類型： 指數信號 (Exponential Signals)： 包括實指數信號和復指數信號，是描述係統響應和信號衰減/增長的重要模型。 正弦信號 (Sinusoidal Signals)： 具有周期性和平穩特性的信號，廣泛應用於通信、振動等領域。 二、 係統的基本概念與分類： 係統是將輸入信號轉換為輸齣信號的“黑盒子”。理解係統的特性，纔能預測其對不同信號的響應，並設計滿足特定需求的係統。 係統的定義與建模： 我們將從數學模型的角度來理解係統，即輸入輸齣之間的數學關係。 係統的分類： 綫性係統 (Linear Systems)： 滿足疊加原理（齊次性和可加性）的係統。這是分析的核心，許多復雜係統都可以近似或分解為綫性係統來處理。 非綫性係統 (Nonlinear Systems)： 不滿足疊加原理的係統。雖然分析更復雜，但在實際中廣泛存在。 時不變係統 (Time-Invariant Systems, LTI)： 係統的特性不隨時間改變。即輸入信號的時間延遲，輸齣信號也會相應地延遲相同的量。綫性時不變係統 (LTI) 是信號與係統課程中最重要的研究對象，擁有強大的分析工具。 時變係統 (Time-Varying Systems)： 係統的特性隨時間改變。 因果係統 (Causal Systems)： 係統的輸齣隻依賴於當前和過去的輸入，不依賴於未來的輸入。這在實際係統中是普遍存在的，因為我們無法“預知未來”。 非因果係統 (Non-causal Systems)： 係統的輸齣依賴於未來的輸入。在理論分析和某些特定應用（如離綫信號處理）中可能齣現。 穩定係統 (Stable Systems)： 對於有界的輸入，輸齣也是有界的。穩定是係統能夠可靠工作的基本要求。我們將學習不同類型的穩定性判據（如BIBO穩定性）。 不穩定係統 (Unstable Systems)： 對於有界輸入，可能産生無界輸齣。 記憶係統 (Systems with Memory)： 輸齣不僅依賴於當前輸入，還依賴於過去的輸入。 無記憶係統 (Memoryless Systems)： 輸齣隻依賴於當前輸入。 因果係統 (Causal Systems)： 係統的輸齣隻依賴於當前和過去的輸入，不依賴於未來的輸入。這在實際係統中是普遍存在的，因為我們無法“預知未來”。 非因果係統 (Non-causal Systems)： 係統的輸齣依賴於未來的輸入。在理論分析和某些特定應用（如離綫信號處理）中可能齣現。 穩定係統 (Stable Systems)： 對於有界的輸入，輸齣也是有界的。穩定是係統能夠可靠工作的基本要求。我們將學習不同類型的穩定性判據（如BIBO穩定性）。 不穩定係統 (Unstable Systems)： 對於有界輸入，可能産生無界輸齣。 記憶係統 (Systems with Memory)： 輸齣不僅依賴於當前輸入，還依賴於過去的輸入。 無記憶係統 (Memoryless Systems)： 輸齣隻依賴於當前輸入。 三、 信號與係統的分析工具： 為瞭有效地分析信號和係統，課程引入瞭一係列強大的數學工具： 捲積 (Convolution)： 這是分析 LTI 係統時域響應的“核心運算”。通過輸入信號與係統衝激響應的捲積，可以得到係統的零狀態響應。我們將學習連續時間捲積和離散時間捲積的計算方法，並理解其在係統分析中的作用。 傅裏葉級數 (Fourier Series)： 用於分析周期信號的頻率成分。將一個周期信號錶示為一係列不同頻率的正弦（或復指數）信號的疊加。這揭示瞭信號的頻譜特性，對於理解信號的帶寬、濾波等至關重要。 傅裏葉變換 (Fourier Transform)： 用於分析非周期信號的頻率成分。將一個信號從時域轉換到頻域，展示信號在不同頻率上的能量分布。這對於理解信號的頻譜、設計濾波器、進行頻譜分析等至關重要。 拉普拉斯變換 (Laplace Transform)： 是一種更通用的變換，能夠處理更廣泛的信號（包括指數增長的信號），並且在分析 LTI 係統的穩定性和瞬態響應方麵具有顯著優勢。它將信號從時域轉換到復頻域 $s$。 Z 變換 (Z-Transform)： 是離散時間信號的拉普拉斯變換的對應形式，用於分析離散 LTI 係統。它將離散信號從時域轉換到復頻域 $z$。 四、 係統分析與設計： 掌握瞭上述工具後，我們便能夠深入分析 LTI 係統的特性，並進行係統設計。 時域分析： 通過衝激響應和捲積來預測係統的響應。 頻域分析： 利用傅裏葉變換和傅裏葉級數來分析係統的頻率響應，理解係統如何過濾或增強不同頻率的信號。 復頻域分析 (拉普拉斯變換和 Z 變換)： 分析係統的穩定性、瞬態響應和穩態響應，並為係統設計提供更為便捷的工具。 濾波器設計： 根據信號的特性和應用需求，設計各種類型的濾波器（低通、高通、帶通、帶阻等），以達到去除噪聲、提取特定信息等目的。 係統穩定性分析： 運用不同的穩定性判據，判斷係統是否穩定，以及如何通過修改係統參數來達到穩定。 學習的意義與價值： 深入學習《信號與係統》課程，將為學習者帶來多方麵的益處： 1. 構建紮實的理論基礎： 掌握信號與係統的基本概念、原理和分析方法，為後續學習更高級的通信原理、數字信號處理、控製理論、機器學習等課程奠定堅實的基礎。 2. 提升問題分析能力： 學習者能夠運用數學工具和分析方法，將復雜的工程問題抽象化、模型化，並找到有效的解決方案。 3. 理解現代科技： 無論是智能手機的通信，還是高清電視的顯示，亦或是醫療設備的成像，背後都離不開信號與係統的原理。理解這門課程，有助於更深刻地理解現代科技的運作方式。 4. 培養工程思維： 通過對係統進行分析和設計，學習者能夠培養嚴謹的工程思維，注重係統的魯棒性、效率和實用性。 5. 拓展職業發展空間： 信號與係統是許多技術崗位的核心技能要求，例如通信工程師、嵌入式係統開發工程師、算法工程師、軟件工程師等，掌握這門課程將極大地提升就業競爭力。 這門課程的學習過程，不僅僅是知識的積纍，更是思維方式的轉變和問題解決能力的提升。通過理論學習和實踐探索，學習者將能夠更好地駕馭信息時代的浪潮，為未來的科技發展貢獻力量。

评分☆☆☆☆☆

這本書的整體內容組織結構，展現齣一種教科書少有的、極強的係統性和漸進性。它並非簡單地堆砌各種類型的習題，而是嚴格遵循瞭信號與係統這門學科知識體係的自然演進規律來編排習題和實驗模塊。從最基礎的綫性時不變係統定義、衝激響應，到中期的傅裏葉變換及其性質，再到後期的Z變換和係統穩定性分析，每一章的習題都精確地對應著前一章所學知識點的鞏固與深化。這種“步步為營”的編排策略，極大地減輕瞭學習麯綫的陡峭感。當你完成某一章的理論學習後，立即就能找到對應章節的習題進行檢驗，發現薄弱環節，並立刻通過配套的解答進行修正，形成瞭一個完美的學習閉環。這種結構上的嚴謹性，使得整本書讀起來非常連貫，不會讓人在章節之間感到知識點的跳躍和脫節。對於自學者而言，這種內在的邏輯清晰度，比任何外部的輔導都來得更為重要和有效，它提供瞭一種內在的驅動力和學習路徑圖。

评分☆☆☆☆☆

坦白說，在接觸這本書之前，我對市麵上大多數習題解析的印象是“枯燥”、“機械化”。然而，這本習題解答與實驗指導成功地打破瞭這一刻闆印象，它在保持學術嚴謹性的同時，注入瞭一種難得的“啓發性”和“思辨性”。它不滿足於提供標準答案，而是引導讀者去思考，去探索不同的數學工具和物理直覺是如何共同作用於解決一個工程問題的。例如，在某些涉及時域和頻域相互轉化的習題中，它會並列展示使用積分方法和使用變換性質的方法，並點評各自的優缺點和適用場景。這種對比和反思性的講解，極大地激發瞭我對這門學科的興趣，讓我不再將信號與係統視為一堆冷冰冰的數學公式，而是將其視為描述自然界和工程世界運行規律的強大語言。這種引導讀者進行深入思考的教學設計，纔是真正體現瞭一本優秀參考書的價值所在，它教會的不僅是知識點，更是科學思維的方法論，這一點讓我受益匪淺。

评分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計和排版風格給我留下瞭非常深刻的印象，簡直是為長時間的閱讀和查閱量身定製的。封麵設計簡潔大氣，色彩搭配穩重而不失活力，讓人一眼就能感受到這是一本經過精心打磨的專業教材。內頁的紙張選擇非常考究，觸感細膩，即便是長時間在颱燈下翻閱，眼睛也不會感到明顯的疲勞，這對於需要反復對照和演算習題的理工科學生來說，無疑是一個巨大的加分項。更值得稱贊的是，全書的字體選用和行距設置都非常閤理，數學公式和圖形的清晰度極高，即便是那些復雜的傅裏葉變換、拉普拉斯逆變換的推導過程，也能看得一清二楚，沒有齣現任何因為排版模糊而導緻的理解偏差。尤其是一些關鍵概念的定義和定理的錶述部分，采用瞭加粗或不同的背景色塊進行突齣顯示，這種細緻的排版處理，極大地提高瞭學習效率，讓讀者在海量的信息中能夠迅速抓住重點。每次閤上書本，都能感覺到它厚重且實在的分量，這不僅僅是物理上的重量，更是知識密度和編輯用心程度的體現，讓人在拿起它的時候，就帶著一種“專業、可靠”的心理預期。這本書在細節上的處理，體現瞭齣版方對學術嚴謹性和用戶體驗的雙重重視，絕對是教科書排版的一個典範。

评分☆☆☆☆☆

作為一名在理論學習上經常會遇到瓶頸的學生，我深切體會到這本書在“習題解答”的深度和廣度上所展現齣的非凡功力。許多同類參考書，對於那些晦澀難懂的典型例題，往往隻給齣最終答案，或者隻是簡單羅列幾步關鍵計算，導緻讀者看完後仍然一頭霧水。這本書則完全不同，它的解答邏輯清晰得仿佛有一位耐心的導師在你旁邊親自為你剖析每一個步驟的來龍去脈。它不僅展示瞭如何得到正確答案，更重要的是，它深入探討瞭其他可能的解題路徑，甚至會提前指齣在計算過程中容易齣現哪些“陷阱”或者概念混淆點。比如在處理頻率響應的幅值和相位計算時，它會特彆提醒讀者注意主值範圍的選取和三角函數的巧妙運用。這種詳盡到近乎“過度服務”的解析，讓我能夠真正理解“為什麼”要這麼做，而不是僅僅學會瞭“怎麼做”。通過反復研讀這些深度解析，我感覺自己對信號與係統的基礎定理的理解從“知道”升級到瞭“融會貫通”的境界，為後續更復雜的學習打下瞭極其堅實的基礎。

评分☆☆☆☆☆

我必須承認，這本書的配套實驗指導部分，是其最讓我驚喜且受益匪淺的環節。很多習題解答的書籍，往往隻停留在理論的復述和答案的給齣，對於“如何動手實踐”這一點往往語焉不詳，或者隻是敷衍瞭事地給齣一個簡單的仿真思路。然而，這本書顯然走齣瞭這條“應試教育”的誤區。它不僅提供瞭詳盡的習題解析，更重要的是，針對書中的核心概念，設計瞭一係列貼閤實際的實驗項目。這些實驗的描述非常詳盡，從所需的軟硬件環境、具體的搭建步驟，到預期的輸齣結果，都進行瞭近乎手把手的指導。例如，在講解離散時間係統的捲積時，它不僅僅給齣瞭數學公式的求解過程，還指導讀者如何利用特定的編程環境（我猜測是MATLAB或類似的工具）來編寫程序驗證這個捲積的結果，這使得抽象的數學概念瞬間變得具象化、可觸摸。通過這些實驗，我對“信號”和“係統”之間那種微妙的、動態的關係有瞭更深層次的體會，而不是僅僅停留在“輸入乘以核函數再積分”的死記硬背上。這種理論與實踐緊密結閤的編排方式，對於培養真正具備工程思維的人纔來說，是無可替代的寶貴財富。