信號與係統 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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薛蓮，周茉，劉少敏 編

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
• Z變換
• 濾波器設計
• 控製係統
• 通信原理
• 數字信號處理

齣版社： 華中科技大學齣版社

ISBN：9787568011280

版次：1

商品編碼：11826279

包裝：平裝

叢書名： 普通高等教育“十三五”規劃係列教材

開本：16開

齣版時間：2015-12-01

用紙：膠版紙

頁數：312

字數：570000

正文語種：中文

內容簡介

　　《信號與係統》由湖北省民辦高校信息學科聯盟編寫，華中科技大學齣版社齣版，全書深入淺齣，強調數學概念與物理概念並重，力求實現原理、方法與應用的三結閤，使讀者能夠比較容易地看明白、學得懂。
　　全書共分為8章，包括：信號、係統的基本概念，連續時間係統的時域分析方法，連續時間係統的頻域分析方法，連續時間係統的s域分析，離散時間係統的時域分析，z變換及z域分析，係統函數，係統的狀態變量分析，每章最後介紹瞭與該章內容相關的MATLAB的內容。書中有較豐富的例題與習題，書後附有參考答案。
　　本書敘述通俗易懂、條理清晰，可作為高等院校通信工程、電子信息工程、自動控製及計算機等專業的信號與係統課程的教材，也可供有關科技人員參考。

目錄

第一章 信號與係統
1.1 緒論
一、 信號
二、 係統
1.2 信號
一、 連續信號和離散信號
二、 周期信號和非周期信號
三、 確定信號和隨機信號
四、 能量信號和功率信號
五、 實信號和復信號
六、 一維信號和多維信號
1.3 信號的基本運算
一、 加法
二、 乘法
三、 翻褶
四、 位移
五、 尺度變換
六、 微分和積分
1.4 典型信號
一、 典型連續時間信號
二、 典型離散時間信號
1.5 係統的描述及特性
一、 係統數學模型的建立
二、 係統的框圖描述
三、 綫性時不變係統
四、 因果係統和穩定係統
1.6 連續信號的MATLAB描述與運算
一、常用連續信號的MATLAB錶示
二、連續信號的基本運算
本章小結
習題一
第二章 連續時間係統的時域分析方法
2.1 用時域經典法求解微分方程
2.2 從時域求解起始點的跳變問題
2.3 零輸入響應、零狀態響應和全響應
2.4 衝激響應和階躍響應
一、衝激響應
二、階躍響應
三、衝激響應和階躍響應的關係
2.5 捲積積分
一、捲積的定義
二、捲積的計算
三、捲積的性質
2.6 利用捲積求解LTI連續時間係統的零狀態響應
2.7 LTI連續時間係統的時域仿真
本章小結
習題二
第三章 連續時間係統的頻域分析方法
3.1 周期信號的傅裏葉級數
一、三角形式的傅裏葉級數
二、指數形式的傅裏葉級數
3.2 周期信號的頻譜
一、周期信號頻譜的定義
二、典型周期信號的頻譜
三、周期信號頻譜的特點
3.3 非周期信號的頻譜
一、非周期信號頻譜的定義
二、典型非周期信號的頻譜
三、非周期信號頻譜的特點
3.4 傅裏葉變換的性質
3.5 周期信號的傅裏葉變換
一、正餘弦信號的傅裏葉變換
二、一般周期信號的傅裏葉變換
三、傅裏葉係數和傅裏葉變換
3.6 從頻域分析LTI連續時間係統
一、頻率響應
二、無失真傳輸
三、理想低通濾波器的響應
3.7 抽樣定理
一、抽樣的基本概念
二、時域抽樣定理
三、頻域抽樣定理
3.8 連續信號頻域分析的MATLAB實現
一、周期信號傅立葉級數的MATLAB仿真
二、非周期信號傅立葉變換的MATLAB仿真
本章小結
習題三
4.1 拉普拉斯變換
一、拉普拉斯變換的定義
二、拉普拉斯變換的收斂域
三、典型信號的拉普拉斯變換
4.2 拉普拉斯變換的基本性質
4.3 拉普拉斯逆變換
4.4 從S域分析LTI連續時間係統
一、從S域求解微分方程
二、係統函數
三、係統的S域框圖
四、電路的S域模型
4.5 連續LTI係統復頻域分析的MATLAB實現
本章小結
習題四
第五章 離散時間係統的時域分析方法
5.1 LTI離散係統的響應
一、差分方程的求解
二、零輸入響應、零狀態響應和全響應
5.2 單位序列響應和單位階躍響應
5.3 捲積和
一、捲積和的定義
二、捲積和的計算
三、捲積和的性質
5.4 利用捲積和求解LTI離散時間係統的零狀態響應
5.5 LTI離散時間係統的MATLAB分析
本章小結
習題五
第六章 離散時間係統的Z域分析方法
6.1 Z變換
一、Z變換的定義
二、Z的收斂域
三、典型信號的Z變換
6.2 Z變換的基本性質
6.3 逆Z變換
6.4 從Z域分析LTI離散時間係統
一、從Z域求解差分方程
二、係統函數
三、係統的Z域框圖
6.5 LTI離散係統Z域分析的MATLAB實現
本章小結
習題四
第七章 係統函數
7.1 係統函數與係統特性
一、係統函數的零點與極點
二、係統函數與時域響應
三、係統函數與頻域響應
7.2 係統的因果性與穩定性
7.3 信號流圖
一、信號流圖
二、梅森公式
7.4 係統的結構
一、直接實現
二、級聯型結構
三、並聯型結構
7.5係統函數的MATLAB仿真
本章小結
習題七
第八章 係統的狀態變量分析
8.1 狀態變量與狀態方程
8.2 連續時間係統狀態方程的建立
8.3 連續時間係統狀態方程的求解
8.4 離散時間係統狀態方程的建立
8.5 離散時間係統狀態方程的求解
8.6 狀態矢量的綫性變換
本章小結
習題八
附錄一 常用周期信號的傅裏葉係數錶
附錄二 常用信號的傅裏葉變換錶
附錄三 拉普拉斯變換錶
附錄四 序列的Z變換錶
習題答案

前言/序言

　　隨著信息技術的不斷發展和信息技術應用領域的不斷擴展，信號與係統已經從電子信息工程類專業的專業基礎課程擴展成為電子信息工程、自動控製、電子科學與技術、電氣工程、計算機技術、生物醫學工程等眾多電類專業的專業基礎課程，甚至在很多非電專業中也開設瞭這門課程。該課程的先導課程是高等數學、電路理論、復變函數與積分變換，後續課程是通信原理、數字信號處理、自動控製、數字圖像處理等，是電子學科研究生入學考試的一門重要課程。
　　“信號與係統”是一門理論性很強的課程。為瞭加強學生對課程內容的理解，本教材適當增加瞭一些相關的實驗環節，在每章最後一節安排瞭Matlab與該章內容相關的實驗，方便學生在課下或信號與係統的實驗課中學習，讓讀者通過MATLAB仿真加深對相關知識點的印象，通過實驗取得良好的學習效果。
　　該教材係統論述瞭確定性信號與綫性時不變係統的基本概念、基本理論與分析方法。按照從信號分析到係統分析、從連續到離散、從時域到變換域、從輸入輸齣分析到狀態變量分析的結構體係，內容上突齣基本理論、基本概念和基本方法，強化計算技巧，簡練計算過程，引入MATLAB作為信號與係統分析的工具，注重實例分析，增編瞭工程性和綜閤設計性的例題和習題。
　　全書共分8章，第1章主要介紹信號、係統的概念，概述信號與係統的分析方法；第2章主要介紹連續時間係統的時域分析，建立係統的零輸入響應、零狀態響應和全響應的概念；第3章主要介紹連續時間信號的頻譜與傅裏葉變換，建立信號頻譜的概念，掌握傅裏葉變換及其性質；第4章主要介紹連續時間係統的復頻域分析，建立復頻域的概念，掌握拉普拉斯變換及其性質，掌握復頻域的分析方法，同時瞭解傅裏葉變換和拉普拉斯變換之間的關係；第5章主要介紹離散時間係統的時域分析，建立離散時間信號和離散時間係統的概念，掌握離散時間係統的時域分析方法；第6章主要介紹Z變換與離散時間係統的z域分析，建立z域的概念，掌握Z變換及其性質，掌握離散時間係統的z域分析方法；第7章主要介紹連續時間係統的係統函數，建立係統頻率特性和穩定性的概念，掌握係統頻率特性的錶示法和穩定性的判定方法；第8章主要介紹綫性係統的狀態變量分析，建立狀態變量的概念，掌握綫性係統的狀態變量分析方法。
　　本教材由湖北省民辦高校信息學科聯盟編寫，武漢工商學院的薛蓮、湖北工業大學工程技術學院的周茉、武漢工商學院劉少敏擔任主編，武昌工學院的梁莉娟、江漢大學文理學院的袁誌偉、湖北工業大學工程技術學院的柯丹擔任副主編。最後由薛蓮統稿，梁莉娟、薛蓮編寫瞭第一章，劉少敏、薛蓮編寫瞭第二章，周茉編寫瞭第三章，薛蓮編寫瞭第四章，袁誌偉編寫瞭第五章、第八章，柯丹編寫瞭第六章，薛蓮、劉少敏編寫瞭第七章。
　　由於不同的學校和不同的專業信號與係統課程學時數不盡一緻，一般課堂講授的學時數為34-68學時。因此，教師可根據實際學時數，選擇不同章節來進行講授。為瞭使讀者能較好的理解基本概念和分析方法，精選瞭不少例題和習題。習題的數量較多，請酌情選用，書末附有部分習題答案僅供參考。
　　本教材由武漢大學霍泰山教授審閱，他對本教材的修改工作給予瞭許多指導和幫助；許多兄弟院校的老師也提齣瞭許多寶貴意見，在此一並錶示誠摯的謝意。
　　限於作者的水平有限，書中難免有不妥和錯誤之處，懇請廣大讀者批評指正。
　　編者
　　2015年6月

《現代設計方法論：概念、工具與實踐》 前言 在信息爆炸、技術革新日新月異的時代，設計已不再局限於視覺的呈現，而是深入到産品、服務、體驗乃至社會係統的方方麵麵。一個優秀的設計，能夠深刻洞察用戶需求，巧妙整閤技術資源，並最終帶來積極的社會價值。然而，如何在紛繁復雜的設計挑戰中，構建一套係統、高效且富有創造力的工作流程？《現代設計方法論：概念、工具與實踐》旨在係統梳理並呈現一套貫穿設計全流程的科學方法體係，幫助讀者理解設計的本質，掌握前沿的設計理念，並熟練運用各類設計工具，最終在實踐中創造齣真正 impactful 的設計作品。本書不僅麵嚮專業的工業設計師、交互設計師、服務設計師，也麵嚮産品經理、創新工程師、市場研究人員，以及任何對如何係統性地解決復雜問題、創造獨特價值感興趣的讀者。 第一部分：設計思維的基石——理解問題與用戶 本部分將深入探討設計流程的起點：如何準確地識彆和定義問題，以及如何深入理解目標用戶。 第一章：洞察與定義：問題的本質 1.1 問題的多維度審視： 我們將首先破除對“問題”的錶麵化認知，認識到問題可能隱藏在用戶痛點、市場空白、技術瓶頸、社會議題等多個層麵。本書將提供一係列方法，幫助讀者從宏觀到微觀，多角度地審視和界定設計所要解決的核心問題。 1.2 利益相關者分析： 任何設計都存在於一個復雜的生態係統中，涉及用戶、客戶、開發者、運營者等多種利益相關者。理解他們的需求、期望、限製和潛在衝突，是構建成功設計不可或缺的一環。本章將介紹利益相關者畫像構建、影響力/興趣度分析等工具。 1.3 定義設計任務（Design Brief）： 如何將模糊的問題轉化為清晰、可操作的設計目標？我們將詳細闡述設計任務書的構成要素，包括背景信息、目標用戶、核心功能需求、性能指標、限製條件、成功標準等，並提供模闆和範例，指導讀者撰寫一份高質量的設計任務書。 1.4 設問與假設： 設計過程本身就是一個不斷提齣問題、檢驗假設的過程。本章將鼓勵讀者運用批判性思維，提齣有深度的問題，並基於現有信息形成初步假設，為後續的探索打下基礎。 第二章：用戶研究的藝術與科學 2.1 用戶研究的價值與倫理： 強調以人為本的設計原則，深入剖析用戶研究在減少設計風險、提升用戶滿意度和市場接受度方麵的重要作用。同時，討論用戶研究中的數據隱私、知情同意等倫理問題。 2.2 定性研究方法： 2.2.1 訪談技巧： 從開放式提問到深度挖掘，本書將提供結構化、半結構化和非結構化訪談的技巧，以及如何進行有效傾聽、追問和記錄。 2.2.2 觀察法： 介紹現場觀察（Ethnography）、用戶日記、行為記錄等方法，讓讀者學會“身臨其境”地理解用戶在真實場景中的行為模式和未被錶達的需求。 2.2.3 可用性測試（初步）： 探討在早期階段如何通過觀察用戶完成特定任務來發現潛在問題。 2.3 定量研究方法： 2.3.1 問捲設計： 講解量錶設計、問題類型選擇（單選、多選、開放題）、樣本抽取等原則，確保問捲數據的有效性和可靠性。 2.3.2 數據分析基礎： 介紹描述性統計（均值、中位數、頻率等）和基礎推斷統計（如T檢驗、卡方檢驗）在用戶研究數據分析中的應用。 2.4 用戶畫像（Persona）與同理心地圖（Empathy Map）： 將研究成果轉化為直觀、易於理解的用戶模型。Persona 細緻描繪用戶的目標、動機、行為和痛點；Empathy Map 則從“說什麼”、“做什麼”、“想什麼”、“感覺如何”四個維度，幫助團隊建立對用戶的共情。 2.5 用戶旅程圖（User Journey Map）： 描繪用戶在使用産品或服務過程中的完整體驗，識彆關鍵觸點、痛點和機會點，是發現服務設計和體驗優化關鍵環節的有力工具。 第二部分：創意的生成與形態化——從概念到原型 本部分將聚焦於設計過程中的核心環節：如何激發創意，將抽象的概念轉化為具體的設計方案，並進行初步的驗證。 第三章：創意思維與激發 3.1 創意理論概覽： 簡要介紹大腦的聯想機製、發散性思維與聚閤性思維的辯證關係，以及各種創意激發理論（如六頂思考帽、SCAMPER法則）的核心思想。 3.2 頭腦風暴（Brainstorming）與改良： 詳細講解頭腦風暴的規則、流程及常見的誤區。我們將介紹小組頭腦風暴、個體頭腦風暴，以及如“反嚮頭腦風暴”、“故事闆頭腦風暴”等變體，提高創意産齣的效率和質量。 3.3 類比與隱喻： 學習如何從不同領域、不同事物中尋找靈感，通過類比和隱喻來打開新的設計思路，例如從自然界、藝術作品或他人行業中藉鑒解決方案。 3.4 意嚮圖（Mind Mapping）： 一種強大的可視化思維工具，用於組織想法、梳理關係、拓展思路。本書將講解如何有效繪製意嚮圖，捕捉和發展初步創意。 3.5 限製條件下的創意： 探討如何在明確的約束（技術、成本、時間、法規等）下，通過創新的方式突破局限，實現最優解。 3.6 創意評估與篩選： 創意産生後，如何對其進行理性評估？本章將介紹基於用戶需求、可行性、創新性、商業價值等維度的初步篩選方法。 第四章：概念設計與可視化 4.1 概念構思（Ideation）的深化： 將初步的創意轉化為更具體的設計概念。我們將介紹如何通過故事闆（Storyboarding）、場景描繪（Scenarios）等方式，將抽象的概念具象化，讓團隊成員和利益相關者能夠理解。 4.2 草圖（Sketching）與綫框圖（Wireframing）： 4.2.1 草圖的重要性與技巧： 強調草圖作為快速傳遞想法的有效工具，教授不同類型的草圖（如速寫、透視圖、流程圖）的繪製方法。 4.2.2 綫框圖的結構與信息層級： 講解如何繪製低保真綫框圖，聚焦於布局、內容結構和功能流程，而非視覺細節。 4.3 模型（Mockup）與視覺風格探索： 4.3.1 高保真模型： 介紹如何通過設計工具創建接近最終産品外觀和交互的模型，探索色彩、排版、圖標等視覺元素。 4.3.2 風格指南（Style Guide）與設計語言（Design Language）： 闡述建立統一視覺風格的重要性，並介紹風格指南的關鍵組成部分。 4.4 原型（Prototyping）的類型與製作： 4.4.1 低保真原型： 如紙質原型、卡片分類等，用於快速驗證流程和結構。 4.4.2 中保真原型： 使用交互設計工具（如Figma, Sketch, Axure等）製作可點擊的原型，模擬用戶交互流程。 4.4.3 高保真原型： 接近最終産品的視覺和交互效果，用於更精確的用戶測試和演示。 4.4.4 原型工具介紹： 簡要介紹市麵上主流原型工具的功能和適用場景。 第三部分：設計的迭代與優化——驗證、反饋與精進 本部分將關注設計流程的持續優化過程，即如何通過有效的驗證手段，收集反饋，並基於反饋進行迭代改進，最終達到設計的最佳狀態。 第五章：設計驗證與評估 5.1 驗證的重要性與時機： 強調在設計早期介入驗證，可以最大程度地降低後期修改成本，避免方嚮性錯誤。 5.2 可用性測試（Usability Testing）： 5.2.1 測試準備： 如何製定測試計劃，招募閤適的測試用戶，設計測試任務，以及準備測試場景。 5.2.2 測試執行： 講解“思考 aloud”（用戶邊操作邊說齣想法）等核心測試技巧，以及記錄和觀察的要點。 5.2.3 測試結果分析： 如何從測試數據中提煉可用性問題，並對問題進行優先級排序。 5.3 用戶反饋收集： 5.3.1 A/B 測試： 介紹如何通過比較不同設計方案的效果，來做齣數據驅動的決策。 5.3.2 問捲反饋與評分： 在用戶體驗後收集用戶滿意度、易用性等方麵的評價。 5.3.3 用戶訪談（驗證性）： 在原型測試後，通過訪談進一步瞭解用戶反饋和潛在需求。 5.4 啓發式評估（Heuristic Evaluation）： 由專傢根據一係列既定的可用性原則（如尼爾森十大可用性原則）對設計進行審查，是一種成本較低但效果顯著的評估方法。 5.5 專傢評審（Expert Review）： 邀請領域內的專傢對設計方案進行評審，提供專業的意見和建議。 第六章：迭代設計與優化 6.1 基於反饋的迭代策略： 如何根據用戶研究、可用性測試和專傢評審的結果，製定有效的迭代計劃。 6.2 優先級排序與資源分配： 在麵對大量反饋和改進建議時，如何依據影響範圍、實現成本、業務價值等因素進行優先級排序。 6.3 版本管理與追蹤： 強調對設計變更的記錄和管理，確保團隊成員之間信息同步，並能夠迴溯曆史版本。 6.4 敏捷設計（Agile Design）： 介紹將敏捷開發理念應用於設計過程，強調小步快跑、快速反饋、持續迭代的模式。 6.5 設計的持續改進： 即使産品發布後，設計也並非終點。本章將討論産品上綫後的數據分析、用戶反饋收集，以及如何進行持續的優化和演進。 第四部分：設計的落地與協同——工具、協作與未來 本部分將從實踐層麵，探討設計過程中的工具支持、團隊協作模式，以及設計的未來發展趨勢，幫助讀者將所學方法論轉化為實際的設計産齣。 第七章：設計工具與技術棧 7.1 核心設計工具概覽： 7.1.1 概念設計與草圖工具： 如Procreate, Sketchbook等。 7.1.2 綫框圖與原型工具： 如Figma, Sketch, Adobe XD, Axure RP等。 7.1.3 視覺設計與模型工具： 如Adobe Photoshop, Illustrator, Affinity Designer等。 7.1.4 協作與管理工具： 如Miro, Mural, Jira, Confluence等。 7.2 技術實現考量： 簡要介紹前端開發基礎（HTML, CSS, JavaScript）、響應式設計、跨平颱設計等概念，強調設計師與開發人員的有效溝通。 7.3 新興設計技術： 探討3D設計、AR/VR設計、AI輔助設計等前沿技術在設計領域的應用前景。 第八章：跨職能團隊的協作與溝通 8.1 設計師在團隊中的角色： 強調設計師作為用戶代言人、創新驅動者和問題解決者的多重角色。 8.2 與産品經理的協作： 如何協同定義産品願景、優先級和路綫圖。 8.3 與開發人員的協作： 如何清晰地傳遞設計規範，解決技術實現中的問題，並理解技術限製。 8.4 與市場營銷/銷售團隊的協作： 如何確保設計能夠準確傳達産品價值，並滿足市場需求。 8.5 有效的溝通與會議技巧： 講解如何組織高效的設計評審會議，進行清晰的設計匯報，以及處理團隊內的衝突。 8.6 設計評審（Design Critique）的實踐： 教授如何進行建設性的設計評審，提供可執行的反饋，並從中學習成長。 第九章：設計的倫理、包容性與可持續性 9.1 設計的社會責任： 探討設計如何影響社會，以及設計師應承擔的倫理責任。 9.2 包容性設計（Inclusive Design）： 如何設計能夠服務於更廣泛用戶群體，包括殘障人士、不同年齡、文化背景的用戶。介紹通用設計原則（Universal Design）。 9.3 可持續設計（Sustainable Design）： 思考設計對環境的影響，以及如何通過材料選擇、生命周期管理等方式，創造更加環保可持續的産品和服務。 9.4 數據隱私與安全設計： 在設計過程中如何保護用戶數據，並體現對隱私的尊重。 結論 《現代設計方法論：概念、工具與實踐》提供瞭一個係統性的框架，幫助讀者從理解問題到創造解決方案，再到不斷優化和落地。本書所倡導的以用戶為中心、以迭代為驅動、以協作共贏為目標的設計理念，將賦能讀者在日益復雜的設計挑戰中，遊刃有餘地創造齣有價值、有意義、有溫度的設計。設計是一門藝術，更是一門科學，它需要感性與理性的結閤，直覺與方法的支撐。願本書能成為您在設計旅程中的良伴，助您不斷探索、創新，並最終成就卓越。