信号与系统（第二版）（英文版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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Simon，Haykin（加）（西蒙，赫金），Barry，Van ... 著，Simon，Haykin（加）（西蒙，赫金） 译

图书标签:

• 信号与系统
• 电路分析
• 线性系统
• 傅里叶变换
• 拉普拉斯变换
• 控制系统
• 通信系统
• 信号处理
• 系统分析
• 工程数学

出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121185946

版次：01

商品编码：11798748

包装：平装

丛书名： 国外电子与通信教材系列

开本：16开

出版时间：2012-10-01

页数：820

正文语种：英文

内容简介

本书全面系统地介绍了信号与系统的基本概念、理论、方法及应用。全书共10章。第1章介绍了信号与系统的基本概念；第2章讨论了线性非时变系统的时域分析方法；第3、4章分别讨论了离散时间周期与非周期信号、连续时间周期与非周期信号，以及线性非时变系统的傅里叶描述以及傅里叶描述在混合信号类型中的应用；第6、7章分别讨论了连续时间信号与离散时间信号的复指数描述；第5、8、9章分别介绍了信号与系统在通信系统、滤波器与均衡器以及线性反馈系统中的应用；第10章简要说明若干关于非稳定信号以及非线性与时变系统的课题。

目录

Preface

CHAPTER 1 Introduction
1．1 What Is a Signal?
1．2 What Is a System?
1．3 Overview of Specific Systems
1．4 Classification of Signals
1．5 Basic Operations on Signals
1．6 Elementary Signals
1．7 Systems Viewed as Interconnections of Operations
1．8 Properties of Systems
1．9 Noise
1．10 Theme Examples
1．11 Exploring Concepts with MATLAB
1．12 Summary
Further Reading
Additional Problems

CHAPTER 2 Time-Domain Representations of Linear Time-Invariant Systems
2．1 Introduction
2．2 The Convolution Sum
2．3 Convolution Sum Evaluation Procedure
2．4 The Convolution Integral
2．5 Convolution Integral Evaluation Procedure
2．6 Interconnections of LTI Systems
2．7 Relations between LTI System Properties and the Impulse Response
2．8 Step Response
2．9 Differential and Difference Equation Representations of LTI Systems
2．10 Solving Differential and Difference Equations
2．11 Characteristics of Systems Described by Differential and Difference Equations
2．12 Block Diagram Representations
2．13 State-Variable Descriptions of LTI Systems
2．14 Exploring Concepts with MATLAB
2．15 Summary
Further Reading
Additional Problems

CHAPTER 3 Fourier Representations of Signals and Linear Time-Invariant Systems
3．1 Introduction
3．2 Complex Sinusoids and Frequency Response of LTI Systems
3．3 Fourier Representations for Four Classes of Signals
3．4 Discrete-Time Periodic Signals： The Discrete-Time Fourier Series
3．5 Continuous-Time Periodic Signals： The Fourier Series
3．6 Discrete-Time Nonperiodic Signals： The Discrete-Time Fourier Transform
3．7 Continuous-Time Nonperiodic Signals： The Fourier Transform
3．8 Properties of Fourier Representations
3．9 Linearity and Symmetry Properties
3．10 Convolution Property
3．11 Differentiation and Integration Properties
3．12 Time- and Frequency-Shift Properties
3．13 Finding Inverse Fourier Transforms by Using Partial-Fraction Expansions
3．14 Multiplication Property
3．15 Scaling Properties
3．16 Parseval Relationships
3．17 Time?Bandwidth Product
3．18 Duality
3．19 Exploring Concepts with MATLAB
3．20 Summary
Further Reading
Additional Problems

CHAPTER 4 Applications of Fourier Representations to Mixed Signal Classes
4．1 Introduction
4．2 Fourier Transform Representations of Periodic Signals
4．3 Convolution and Multiplication with Mixtures of Periodic and Nonperiodic Signals
4．4 Fourier Transform Representation of Discrete-Time Signals
4．5 Sampling
4．6 Reconstruction of Continuous-Time Signals from Samples
4．7 Discrete-Time Processing of Continuous-Time Signals
4．8 Fourier Series Representations of Finite-Duration Nonperiodic Signals
4．9 The Discrete-Time Fourier Series Approximation to the Fourier Transform
4．10 Efficient Algorithms for Evaluating the DTFS
4．11 Exploring Concepts with MATLAB
4．12 Summary
Further Reading
Additional Problems

CHAPTER 5 Application to Communication Systems
5．1 Introduction
5．2 Types of Modulation
5．3 Benefits of Modulation
5．4 Full Amplitude Modulation
5．5 Double Sideband-Suppressed Carrier Modulation
5．6 Quadrature-Carrier Multiplexing
5．7 Other Variants of Amplitude Modulation
5．8 Pulse-Amplitude Modulation
5．9 Multiplexing
5．10 Phase and Group Delays
5．11 Exploring Concepts with MATLAB
5．12 Summary
Further Reading
Additional Problems

CHAPTER 6 Representing Signals by Using Continuous-Time Complex Exponentials： the Laplace Transform
6．1 Introduction
6．2 The Laplace Transform
6．3 The Unilateral Laplace Transform
6．4 Properties of the Unilateral Laplace Transform
6．5 Inversion of the Unilateral Laplace Transform
6．6 Solving Differential Equations with Initial Conditions
6．7 Laplace Transform Methods in Circuit Analysis
6．8 Properties of the Bilateral Laplace Transform
6．9 Properties of the Region of Convergence
6．10 Inversion of the Bilateral Laplace Transform
6．11 The Transfer Function
6．12 Causality and Stability
6．13 Determining the Frequency Response from Poles and Zeros
6．14 Exploring Concepts with MATLAB
6．15 Summary
Further Reading
Additional Problems

CHAPTER 7 Representing Signals by Using Discrete-Time Complex Exponentials： the z-Transform
7．1 Introduction
7．2 The z-Transform
7．3 Properties of the Region of Convergence
7．4 Properties of the z-Transform
7．5 Inversion of the z-Transform
7．6 The Transfer Function
7．7 Causality and Stability
7．8 Determining the Frequency Response from Poles and Zeros
7．9 Computational Structures for Implementing Discrete-Time LTI Systems
7．10 The Unilateral z-Transform
7．11 Exploring Concepts with MATLAB
7．12 Summary
Further Reading
Additional Problems

CHAPTER 8 Application to Filters and Equalizers
8．1 Introduction
8．2 Conditions for Distortionless Transmission
8．3 Ideal Low-Pass Filters
8．4 Design of Filters
8．5 Approximating Functions
8．6 Frequency Transformations
8．7 Passive Filters
8．8 Digital Filters
8．9 FIR Digital Filters
8．10 IIR Digital Filters
8．11 Linear Distortion
8．12 Equalization
8．13 Exploring Concepts with MATLAB
8．14 Summary
Further Reading
Additional Problems

CHAPTER 9 Application to Linear Feedback Systems
9．1 Introduction
9．2 What Is Feedback
9．3 Basic Feedback Concepts
9．4 Sensitivity Analysis
9．5 Effect of Feedback on Disturbance or Noise
9．6 Distortion Analysis
9．7 Summarizing Remarks on Feedback
9．8 Operational Amplifiers
9．9 Control Systems
9．10 Transient Response of Low-Order Systems
9．11 The Stability Problem
9．12 Routh?Hurwitz Criterion
9．13 Root Locus Method
9．14 Nyquist Stability Criterion
9．15 Bode Diagram
9．16 Sampled-Data Systems
9．17 Exploring Concepts with MATLAB
9．18 Summary
Further Reading
Additional Problems

CHAPTER 10 Epilogue
10．1 Introduction
10．2 Speech Signals： An Example of Nonstationarity
10．3 Time?Frequency Analysis
10．4 Nonlinear Systems
10．5 Adaptive Filters
10．6 Concluding Remarks
Further Reading
APPENDIX A Selected Mathematical Identities
APPENDIX B Partial-Fraction Expansions
APPENDIX C Tables of Fourier Representations and Properties
APPENDIX D Tables of Laplace Transforms and Properties
APPENDIX E Tables of z-Tansforms and Properties
APPENDIX F Introduction to MATLAB
Index

前言/序言

《信号与系统：洞悉信息传递的本质》 在浩瀚的信息洪流中，我们每日都被各种各样的信号所包围——从手机传递的语音，到无线电广播的乐章，再到医学影像中的生命迹象，甚至是地震波的低语。而支撑这一切能够被理解、被处理、被传递的，正是“信号与系统”这门学科所揭示的深刻原理。本书，正是引领读者进入这一迷人领域的权威指南。 一、 信号：信息传递的语言 本书将信号视为信息的载体，深入剖析其多样性和构成要素。我们将从信号的最基本形式——连续时间信号和离散时间信号——开始，理解它们在时间和幅度上的连续与离散的区别，以及它们在现实世界中的不同体现。例如，模拟信号如温度计读数、麦克风接收到的声音，是连续变化的；而数字信号如计算机中的数据、CD中的音频，则以离散的数值表示。 我们还将探讨信号的分类：周期信号与非周期信号，能量信号与功率信号，以及奇信号与偶信号。理解这些分类有助于我们更好地分析信号的特性，例如周期信号的重复性使其可以用傅里叶级数来分解，而能量和功率信号的概念则为信号的传输和处理提供了量化依据。 进一步地，本书将深入分析构成信号的基本元素——指数信号和复指数信号。这些看似简单的数学形式，却是许多复杂信号的基石。通过理解复指数信号的性质，我们可以巧妙地将三角函数分解为指数形式，为后续的傅里叶分析奠定坚实的基础。 当然，信号的产生和变换也是本书不可或缺的一部分。我们将探讨如何通过对基本信号进行平移、缩放、翻转等操作来生成新的信号，以及这些操作如何影响信号的性质。例如，时间平移使得我们能够观察同一事件在不同时刻的表现，而幅度缩放则让我们能够调整信号的强度。 二、 系统：信息处理的机制 如果说信号是信息传递的语言，那么系统就是理解和处理这些语言的机制。本书将系统定义为对输入信号进行某种变换，产生输出信号的实体。从简单的电阻电容电路，到复杂的数字信号处理器，再到我们的大脑处理视觉和听觉信息，都可视为系统。 本书将详细介绍系统的基本性质，这是理解和分析系统行为的关键。我们将重点关注以下几个核心概念： 线性：线性系统遵循叠加原理，即多个输入信号的输出之和等于各输入信号单独作用时的输出之和。这是许多系统分析方法的基础，因为它允许我们将复杂信号分解为简单信号的组合，然后分别处理。 时不变性：时不变系统意味着其特性不随时间变化。无论何时施加相同的输入，系统都会产生相同的输出。这大大简化了系统的分析，因为我们可以用一套通用的规则来描述系统的行为。 因果性：因果系统是指其输出仅取决于当前和过去的输入，而不取决于未来的输入。在现实世界中，大多数物理系统都是因果的，因为事件总是按照时间顺序发生。 稳定性：稳定系统是指当输入有界时，输出也保持有界。一个不稳定的系统可能会产生无界或失控的输出，这在实际应用中是不可接受的。 基于这些基本性质，我们将深入探讨各种重要的系统模型和分析工具。 三、 频域分析：信号的另一双眼 将信号从时域（时间域）转换到频域（频率域）是理解信号特性的强大方法。本书将引入一系列革命性的工具，使我们能够“看见”信号所包含的频率成分。 傅里叶级数：对于周期信号，傅里叶级数将它们分解为一系列正弦和余弦波（或复指数）的叠加。这揭示了周期信号由哪些基本频率组成，以及每个频率的强度。例如，一段语音信号的傅里叶级数分析可以揭示其中包含的基频和泛音，这些是音色形成的决定性因素。 傅里叶变换：对于非周期信号，傅里叶变换将其分解为连续的频率成分。这为我们分析更广泛的信号提供了工具。例如，通过傅里叶变换，我们可以看到一张JPEG图片的频率构成，高频成分对应着细节和边缘，而低频成分则代表着整体的亮度变化。 拉普拉斯变换：拉普拉斯变换是傅里叶变换的推广，它引入了复频率的概念，使得我们可以更方便地分析包含指数增长或衰减的信号，以及更广泛的系统。它在分析控制系统和电路中尤为重要。 Z变换：对于离散时间信号和系统，Z变换扮演着与拉普拉斯变换相似的角色。它将离散信号和系统映射到复平面上的一个区域，为分析离散系统提供了强大的代数工具。 通过频域分析，我们能够理解信号的带宽、频谱特性，以及系统对不同频率信号的处理方式，这对于滤波、调制、解调等应用至关重要。 四、 卷积：系统的核心运算 卷积是信号与系统理论中最核心的概念之一。它描述了一个线性时不变系统如何响应一个输入信号。本书将详细解释卷积的数学定义，并提供直观的几何解释。 卷积定理：卷积定理指出，在时域中的卷积运算相当于在频域中的乘法运算。这个定理极大地简化了许多系统的分析，使得我们能够通过在频域中进行简单的乘法来获得时域的卷积结果。 系统冲激响应：冲激响应是线性时不变系统对单位冲激信号的响应。它完全表征了一个系统的特性。通过卷积输入信号与系统的冲激响应，我们可以得到系统的输出信号。理解冲激响应，就如同了解一个系统的“指纹”，能够预测它对任何输入的反应。 五、 采样：从连续到离散的桥梁 在数字时代，将连续信号转换为离散信号是信息处理的关键一步，而采样是实现这一转变的手段。本书将深入探讨采样定理（奈奎斯特定理），解释如何才能无损地从连续信号中恢复出原始信息。 采样定理：根据采样定理，只有当采样频率大于信号最高频率的两倍时，才能在采样后完全重构原始信号。本书将通过丰富的例子和图示，帮助读者理解这一原理的重要性，以及违背采样定理可能带来的混叠失真。 重构：一旦信号被采样，我们需要通过插值等方法将其重构回连续信号。本书将介绍不同的重构技术，以及它们在实际应用中的局限性。 六、 应用领域：理论指导实践 本书的理论内容并非空中楼阁，而是紧密联系着广泛的应用领域。我们将通过具体的例子，展示信号与系统理论如何在以下领域发挥关键作用： 通信系统：从无线电、电视广播到移动通信、卫星通信，信号的调制、解调、编码、解码都离不开信号与系统的原理。 控制系统：自动驾驶汽车、工业自动化、飞行控制系统等，都需要对系统进行精确的建模和控制，信号与系统理论是实现这一切的基石。 信号处理：音频和图像的处理（如降噪、压缩、增强）、语音识别、医学信号分析（如心电图、脑电图）等，都依赖于先进的信号处理技术。 其他领域：如经济学中的时间序列分析、地震勘探中的波形处理、生物医学工程中的生理信号分析等等。 本书特点 本书力求理论的严谨性与应用的直观性相结合。通过清晰的数学推导、丰富的图示以及贴近实际的例子，帮助读者建立对信号与系统概念的深刻理解。书中循序渐进的讲解方式，使得初学者能够轻松入门，而对于有一定基础的读者，也能从中获得更深入的洞见。我们相信，掌握了信号与系统的原理，就如同掌握了洞悉信息传递本质的钥匙，能够更好地理解我们所处的这个信息时代，并为未来的科技发展贡献力量。

评分☆☆☆☆☆

让我感到意外和惊喜的是，这本《信号与系统》（第二版，英文版）在实际学习过程中，竟然能够如此地“贴心”。它不是一本仅仅摆在那里，等着你去翻阅的工具书，而更像是一位时刻准备着解答你疑惑的良师益友。书中的示例非常丰富且贴合实际，涵盖了从通信系统、控制系统到图像处理等多个领域，这些真实的案例让我深刻地认识到信号与系统理论的广泛应用价值。每一次学习一个新的概念，书中都会紧接着提供相关的实际应用，让我能够立即将理论与实践联系起来，从而加深理解和记忆。举个例子，在讲解Z变换时，书中就引用了数字滤波器设计和离散系统稳定性分析的例子，这让我一下子就明白了Z变换在数字信号处理中的核心地位。此外，这本书在对一些比较抽象的数学工具进行讲解时，也特别注重提供直观的几何解释和物理意义，比如在讲解傅里叶变换时，书中就花了很大篇幅去阐述其在频域上的意义，以及如何从时域信号中提取频率成分。这一点对于很多初学者来说，绝对是福音。让我印象深刻的是，书中在介绍完某个重要定理之后，都会引导读者去思考这个定理的应用范围和局限性，这种批判性思维的培养，对于一个工程师来说是极其宝贵的。这本书的附录部分也非常实用，包含了常用的数学公式、表格和一些编程示例，这些都为我的进一步学习提供了极大的便利。总而言之，这是一本真正从读者出发，考虑到学习过程中可能遇到的各种问题，并提供了有效解决方案的优秀教材。

评分☆☆☆☆☆

这本《信号与系统》（第二版，英文版）绝对是我近期最满意的一次教材购书体验。拿到书的那一刻，我就被它厚实、扎实的质感所吸引，封面设计简洁大气，透着一股严谨的学术范儿。翻开目录，每一个章节的标题都清晰明了，从最基础的信号分类、系统特性，到傅里叶变换、拉普拉斯变换、Z变换等核心概念，再到卷积、采样、以及一些更进阶的专题，编排得井井有条，逻辑性非常强。我尤其欣赏的是，作者并没有一开始就陷入繁复的数学推导，而是循序渐进，从直观的理解入手，通过大量的图示和实例，将抽象的数学工具生动地展现出来。比如，在讲解卷积时，书中用到了一个非常形象的比喻，让我一下子就抓住了“滑窗”和“积分”这两个核心思想，而不是死记硬背公式。而且，每一章后的习题设计也十分考究，有概念性的问题，也有需要综合运用知识的计算题，更有一些开放性的思考题，能够真正地引导我去深入理解和消化所学内容。这本书的排版也堪称一绝，字体大小适中，行距合理，关键公式都用醒目的方式标注出来，阅读起来一点也不费力。即使是英文原版，其语言风格也相当地道且易于理解，对于非母语的读者来说，这是一个非常友好的设计。总之，这本书不仅仅是一本教科书，更像是一位经验丰富的老师，能够耐心地引导你一步步跨越信号与系统这座知识的高峰。

评分☆☆☆☆☆

坦白讲，当我拿到这本《信号与系统》（第二版，英文版）时，我的期待值并没有特别高，毕竟市面上的相关书籍不在少数。然而，事实证明我的顾虑完全是多余的。这本书的魅力在于其独特的叙事方式和深度。作者在编写过程中，似乎非常清楚一个初学者乃至有一定基础的学习者在面对信号与系统这个学科时可能遇到的困惑。因此，他巧妙地设计了一个“对话式”的学习路径。每一章的开头，都会提出一些引人入胜的问题，然后通过层层递进的讲解，最终引导读者找到答案。这种方式让我感觉像是与一位博学的导师在进行一场精彩的学术讨论，而不是枯燥地阅读一本说明书。书中的数学推导严谨而不失灵动，每一个步骤都经过深思熟虑，逻辑清晰，非常容易跟随。即使遇到一些复杂的傅里叶变换推导，书中也会提供一些“小技巧”或者“备忘录”，帮助读者更好地理解和记忆。更令我惊喜的是，书中对不同变换（如傅里叶变换、拉普拉斯变换、Z变换）之间的联系和区别做了非常细致的比较和归纳，这对于我理解它们在不同场景下的适用性至关重要。让我印象深刻的是，书中对周期信号和非周期信号在傅里叶分析上的差异的讲解，通过表格和对比图，让我一目了然。这本书不仅帮助我掌握了信号与系统的理论知识，更培养了我分析和解决问题的能力，这才是真正的学习价值所在。

评分☆☆☆☆☆

作为一名多年来接触过不少技术类书籍的读者，我不得不承认，这本《信号与系统》（第二版，英文版）在内容呈现的艺术性上达到了一个新的高度。它不像某些教材那样，只注重知识的堆砌，而是更侧重于构建一个完整的知识体系，并在这个体系中赋予每个概念以生命。书中的语言风格非常精准且富有启发性，即使是相对晦涩的数学概念，在作者的笔下也变得鲜活起来。例如，在讲解系统的因果性和稳定性时，作者并没有简单地给出定义，而是通过类比生活中的一些场景，比如“过去影响未来”来解释因果性，通过“不会失控地增长”来阐述稳定性。这种通俗易懂的类比，极大地降低了学习的门槛。同时，书中对一些关键公式的推导，也都附带了详细的文字解释，说明了每一步的意义和目的，这对于我这样的读者来说，避免了“知其然不知其所以然”的窘境。让我特别喜欢的是，这本书在介绍一些高级概念，比如状态空间表示法时，并没有直接抛出复杂的矩阵方程，而是先从低阶系统入手，逐步引导读者理解其精髓。这本书的图表设计也充满了智慧，很多图都经过精心设计，能够有效地将抽象的数学关系可视化，让我能够更容易地把握事物的本质。总的来说，这本书的编排和内容设计，体现了作者深厚的教学功底和对学科的深刻理解，是一本值得反复阅读和珍藏的佳作。

评分☆☆☆☆☆

我必须说，这本《信号与系统》（第二版，英文版）给我带来了前所未有的学习体验。作为一个对信号处理领域充满好奇但又深感其复杂性的学生，我尝试过不少教材，但总觉得差点意思。直到我接触到这本，我才真正体会到什么叫做“深入浅出”。作者在内容的组织上，可谓是匠心独运。他没有简单地堆砌公式和定理，而是巧妙地将理论与实际应用相结合。例如，在介绍离散时间傅里叶变换（DTFT）时，书中不仅详细推导了其数学形式，还通过一个实际的音频信号滤波例子，生动地展示了DTFT在频谱分析中的作用。这让我深刻理解到，我们学习的这些抽象概念，并非空中楼阁，而是解决现实问题的强大工具。书中的插图质量极高，色彩鲜明，线条流畅，很多图示都能够非常直观地帮助我理解复杂的概念，比如系统的频率响应曲线，以及不同卷积操作的示意图，都让我豁然开朗。而且，这本书在一些关键概念的阐述上，反复强调了其物理意义和工程含义，避免了死记硬背公式的弊端。让我印象深刻的是，书中关于采样定理的讲解，不仅给出了严谨的数学证明，还特别指出了一些实际应用中可能遇到的陷阱，比如混叠现象，并提供了相应的解决方法。这体现了作者深厚的实践经验和对学生学习难点的深刻洞察。这本书就像一本宝藏，每一次翻阅都能发现新的惊喜和深刻的理解。