信号与系统习题精解及应试指导 9787030431431 科学出版社有限责任公司 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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杨晓非，李强，何丰 著

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出版社： 科学出版社有限责任公司

ISBN：9787030431431

商品编码：29589764712

包装：平装

出版时间：2018-01-01

基本信息

书名：信号与系统习题精解及应试指导

定价：49.80元

作者：杨晓非,李强,何丰

出版社：科学出版社有限责任公司

出版日期：2018-01-01

ISBN：9787030431431

字数：474

页码：320

版次：2

装帧：平装

开本：

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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《信号与系统习题精解及考研应试指导》涵盖了“信号与系统”课程的主要内容,是科学出版社出版的普通高等教育电子通信类***特色专业系列规划教材《信号与系统(第二版)》的配套辅助教材.全书共6章,内容包括信号与系统概论？LTI系统的时域分析法？信号与系统的频域分析？连续信号与系统的复频域分析？离散信号与系统的z域分析？状态变量分析法,*后附有信号与系统考研应试例题释解和两套模拟试题.前6章包括主要知识点？重要公式摘要和习题全解.

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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信号与系统：理论基础、分析方法与应用探索 《信号与系统》作为电子信息科学、通信工程、自动控制等众多工程技术领域的核心基础课程，其重要性不言而喻。它不仅为理解和掌握更高级的专业知识奠定了坚实的理论基石，更是分析和设计各种信号处理系统、通信系统、控制系统等不可或缺的工具。本书旨在深入浅出地剖析信号与系统的基本概念、理论框架和核心分析方法，并引导读者探索其在实际工程中的广泛应用，以期帮助学习者建立全面而深刻的认识。 第一部分：信号的本质与描述 信号是信息传输和处理的基本载体，其形式多样，涵盖了声音、图像、电脉冲、温度变化等一切可以被量化并携带信息的物理量。本书将从信号的分类入手，详细阐述连续时间信号与离散时间信号、周期信号与非周期信号、能量信号与功率信号、偶信号与奇信号等基本类型。每一种信号类型都将通过具体的实例进行说明，帮助读者建立直观的理解。 连续时间信号与离散时间信号： 探讨信号在时间轴上的连续性与离散性，以及它们在数学模型上的差异。例如，连续时间信号可以用 $x(t)$ 表示，而离散时间信号则用 $x[n]$ 表示。理解这种区别对于后续的信号分析至关重要。 周期信号与非周期信号： 介绍周期信号具有重复性，其基本周期是其核心特征。而非周期信号则没有这种规律性。本章将讲解如何判断信号的周期性，并介绍傅里叶级数作为分析周期信号的强大工具。 能量信号与功率信号： 区分信号的能量和功率，这对于理解信号的传输和处理能力至关重要。能量信号的总能量是有限的，而功率信号在单位时间内消耗的功率是有限的。 偶信号与奇信号： 讲解信号的对称性，即偶信号满足 $x(t) = x(-t)$（或 $x[n] = x[-n]$），奇信号满足 $x(t) = -x(-t)$（或 $x[n] = -x[-n]$）。对称性在信号分析中具有重要意义，可以简化分析过程。 在理解了信号的基本分类后，我们将深入探讨信号的表示方法。 基本信号单元： 重点介绍阶跃信号（unit step function）、冲激信号（unit impulse function，狄拉克冲激）、指数信号（exponential function）、正弦信号（sinusoidal function）等基本信号单元。这些基本信号单元可以看作是构成复杂信号的“积木”，理解它们的性质是掌握更复杂信号分析的基础。例如，狄拉克冲激函数 $delta(t)$ 的重要特性是 $int_{-infty}^{infty} x(t)delta(t-a)dt = x(a)$，这使得冲激函数在信号采样和系统响应分析中扮演着至关重要的角色。 信号的运算： 详细介绍信号的基本运算，包括时移（time shifting）、尺度变换（scaling）、翻转（reversal）以及相加、相乘等。这些运算在信号变换和系统分析中频繁出现，理解它们的操作方式和效果是至关重要的。例如，信号 $x(t-a)$ 表示将信号 $x(t)$ 向右平移 $a$ 个单位；信号 $x(at)$ 表示对信号 $x(t)$ 进行时间尺度压缩（如果 $|a|>1$）或扩展（如果 $|a|<1$）。 信号的分解： 介绍如何将复杂的信号分解为基本信号单元的组合，这为后续的系统分析奠定了基础。例如，任何信号都可以通过冲激函数的加权和来表示。 第二部分：系统的特性与数学模型 系统是处理信号的实体，它可以是硬件电路、软件算法、或者自然界的各种物理过程。本书将系统视为一个“黑箱”，关注输入信号如何被处理以产生输出信号，并重点研究系统的基本特性及其数学描述。 系统的定义与分类： 明确系统的概念，即一个从输入信号到输出信号的映射关系。根据系统处理信号的时间特性，我们将系统分为连续时间系统和离散时间系统。 线性系统： 深入分析线性系统的叠加原理，即系统对多个输入信号之和的响应等于各输入信号分别响应之和，并且对输入信号乘以常数后的响应等于原响应乘以该常数。线性系统是信号与系统理论中最重要的一类系统，其分析方法也最为成熟。 时不变系统： 阐述时不变系统的特性，即系统的输入和输出之间的关系不随时间而改变。这意味着，如果我们将输入信号延迟一段时间，输出信号也会相应地延迟相同的时间。 因果系统： 讨论因果系统的概念，即系统的当前输出仅取决于当前和过去的输入，而不取决于未来的输入。在实际工程中，大多数物理系统都是因果的。 稳定性系统： 探讨系统稳定性的概念，即当输入信号是有界的，输出信号也是有界的。稳定系统是工程设计中必须考虑的关键因素，不稳定的系统可能导致灾难性的后果。 记忆系统与无记忆系统： 区分具有记忆（输出依赖于过去输入）和无记忆（输出仅依赖于当前输入）的系统。 LTI系统（线性时不变系统）的描述： LTI系统是信号与系统理论研究的核心对象。本书将重点介绍LTI系统的两种重要数学描述： 微分方程/差分方程： 对于连续时间LTI系统，常使用常系数线性微分方程来描述输入输出关系；对于离散时间LTI系统，则使用常系数线性差分方程。这些方程直接反映了系统的动态行为。 单位冲激响应（Unit Impulse Response, UIR）： 单位冲激响应是描述LTI系统最重要的内在特征。系统的任何输入信号都可以看作是无数个延迟的冲激信号的加权叠加，因此，系统的输出信号就可以看作是输入信号的冲激响应的加权叠加。本书将详细推导和阐述卷积积分（对于连续时间系统）和卷积和（对于离散时间系统）的概念，它们是利用单位冲激响应求解系统输出的关键数学工具。 第三部分：信号与系统的分析方法 理解了信号和系统的基本概念以及数学模型后，本书将重点介绍分析信号与系统的各种强大工具和方法。 傅里叶分析： 傅里叶分析是信号与系统分析中最核心、最广泛应用的工具之一。 傅里叶级数： 用于分析周期信号的频谱特性，将周期信号分解为一系列不同频率的正弦和余弦分量的叠加。这使得我们能够从频率域理解信号的组成。 傅里叶变换： 将傅里叶级数推广到非周期信号，从而分析非周期信号的频谱。本书将详细介绍傅里叶变换的定义、性质（如线性性、时移性、尺度变换性、卷积定理等）以及逆傅里叶变换。 傅里叶变换的意义： 强调傅里叶变换揭示了信号的频率成分，使得我们能够分析信号的带宽、功率谱密度等重要信息，为滤波器设计、频谱分析等应用奠定基础。 帕斯瓦尔定理： 介绍帕斯瓦尔定理，它表明信号的总能量可以通过其时域表示或频域表示计算得出，这在能量分析和功率谱密度计算中非常有用。 拉普拉斯变换（Laplace Transform）： 拉普拉斯变换是分析连续时间LTI系统，特别是稳定性分析和暂态响应分析的强大工具。 定义与性质： 介绍拉普拉斯变换的定义，以及收敛域（ROC）的概念。强调拉普拉斯变换将微分方程转化为代数方程，大大简化了系统分析。 与傅里叶变换的关系： 阐述拉普拉斯变换与傅里叶变换之间的联系，当收敛域包含虚轴时，拉普拉斯变换退化为傅里叶变换。 应用： 重点介绍拉普拉斯变换在求解微分方程、系统稳定性判断、频率响应分析等方面的应用。 Z变换（Z-Transform）： Z变换是分析离散时间LTI系统，特别是离散系统稳定性和频率响应的有力工具。 定义与性质： 介绍Z变换的定义，以及收敛域（ROC）的概念。强调Z变换将差分方程转化为代数方程。 与傅里叶变换的关系： 阐述Z变换与离散时间傅里叶变换（DTFT）之间的联系。 应用： 重点介绍Z变换在求解差分方程、系统稳定性判断、频率响应分析等方面的应用，以及在数字信号处理中的重要地位。 卷积（Convolution）： 再次强调卷积是LTI系统分析的核心。 卷积定理： 强调卷积定理在时域和频域之间的转换关系，即卷积在时域对应乘积在频域，反之亦然。这为系统分析提供了极大的灵活性。 计算方法： 详细讲解连续时间卷积积分和离散时间卷积和的计算方法，并通过实例进行说明。 第四部分：信号与系统的应用探索 本书的最后一个部分将引导读者将所学的理论知识应用于实际的工程领域，展现信号与系统在现代科技中的重要作用。 滤波器设计： 介绍滤波器在信号处理中的作用，如何利用傅里叶分析、拉普拉斯变换和Z变换来设计各种类型的滤波器，如低通、高通、带通、带阻滤波器等，以去除噪声、提取有用信息。 通信系统： 探讨信号与系统在通信系统中的应用，包括信号的调制与解调、信道传输、噪声抑制等。理解信号在不同通信媒介中的传播特性和失真，是设计高效可靠通信系统的基础。 控制系统： 分析信号与系统在自动控制系统中的应用，如系统建模、稳定性分析、控制器设计等。例如，PID控制器就是基于信号与系统理论设计的。 数字信号处理（DSP）： 重点介绍离散时间信号和离散时间系统在数字信号处理中的核心地位，如采样、量化、数字滤波、快速傅里叶变换（FFT）等。这是现代电子产品和通信技术不可或缺的部分。 其他应用领域： 简要介绍信号与系统在图像处理、语音识别、生物医学工程、经济学等领域的应用，拓宽读者的视野。 通过对这些内容的深入学习和实践，读者将能够： 1. 掌握信号的本质和分类： 能够准确识别和描述各种类型的信号。 2. 理解系统的特性和模型： 能够分析和建立各种系统的数学模型。 3. 熟练运用分析工具： 能够灵活运用傅里叶分析、拉普拉斯变换、Z变换等工具分析信号和系统。 4. 解决实际工程问题： 能够将所学知识应用于设计和分析各种工程系统。 本书力求通过清晰的逻辑、详实的讲解和丰富的实例，引导读者逐步深入地理解信号与系统的精髓，为未来的学习和工程实践打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格，如果用一个词来形容，那就是“沉稳的激情”。虽然是理工科的教材，但通篇读下来，丝毫没有那种公式堆砌的枯燥感。作者在引言和总结部分，会偶尔穿插一些关于信号与系统在现代通信、图像处理中应用的宏观思考，这极大地激发了我对这门学科更深层次的兴趣。它不仅仅是在教你如何解题，更是在潜移默化中培养你作为一名工程师的系统化思维。比如，在讨论卷积积分时，作者会将其与现实世界中的“影响叠加”过程相类比，这种类比非常巧妙，既保持了数学的严谨性，又赋予了抽象运算以生动的物理意义。这种行文上的张弛有度，让阅读体验变得十分愉悦，长时间阅读也不会产生强烈的疲劳感。它像一位经验丰富、学识渊博的导师，在知识的殿堂中，既为你指明最坚实的路径，又不忘提醒你驻足欣赏沿途的风景。

评分☆☆☆☆☆

这本书的逻辑构建和知识点的组织方式，简直是为应对考试而生的教科书。它的叙事风格非常严谨，从最基础的傅里叶级数讲起，每一步推导都力求完整和无懈可击，绝不跳跃性地抛出结论。我发现作者在处理一些经典难题时，会先从理论的源头回顾相关的定义和性质，然后才展开解题步骤。这种“先立后破”的结构，让读者不仅学会了“怎么做”，更明白了“为什么这么做”，这对于真正理解信号与系统的精髓至关重要。更难能可贵的是，它对不同解题方法的比较分析做得非常到位。比如，在处理一个特定的积分问题时，作者会并列展示拉普拉斯变换法和直接积分法，并清晰地指出各自的优缺点和适用范围，这极大地拓宽了读者的思路，避免了死记硬背公式的弊端。这种多角度的审视，使得原本枯燥的数学推导过程，变成了一场思维的探索之旅。对于那些希望在考试中取得高分的同学，这本书无疑提供了非常扎实的理论基石和灵活的应试技巧指导。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计很有意思，封面采用了深邃的蓝色调，配合着简洁的几何图形，给人一种既专业又充满智慧的感觉。拿到手里，纸张的质感相当不错，拿在手里沉甸甸的，一看就是那种用心打磨出来的教材。内页的排版也做得非常清晰，公式和图表的展示都让人一目了然，即便是初次接触这个领域的人，也能很快找到重点。我特别喜欢它在章节介绍部分做的导读，寥寥数语就能勾勒出本章的核心思想和学习路径，这对于自学或者时间紧张的读者来说，简直是福音。而且，书中的插图部分，比如那些系统框图和波形示意图，绘制得细致入微，线条流畅，色彩搭配也合理，使得那些抽象的概念变得具体可感，这在很多同类书籍中是很难得的。翻阅的过程中，我注意到一些关键的定理和定义都被加粗或用特殊颜色标记出来，出版社在细节处理上真的下了大功夫，体现出对读者学习体验的尊重。总的来说，从视觉和触觉上，这本书都成功地建立了一种权威而又亲切的阅读氛围，让人愿意沉下心来仔细研读其中的每一个知识点。

评分☆☆☆☆☆

我个人认为，这本书最大的价值在于其对“难点”的处理方式，简直是教科书级别的拆解艺术。像Z变换的收敛域分析、LTI系统的因果性与稳定性判定这些常让学生感到头疼的部分，作者的处理方法简直是化繁为简的典范。他们并没有用大段艰涩的文字去解释，而是设计了一系列循序渐进的小例子，每一个小例子都针对性地考察了某个特定的边界条件或者特殊情况。例如，在讲解如何判断一个系统的稳定性时，它不是简单地给出一个判据公式，而是通过改变系统零点和极点的位置，直观地展示出这些几何位置如何影响最终的系统响应是否会发散。这种“可视化”的教学思路，使得那些抽象的代数和复平面上的概念，瞬间变得形象起来。我感觉作者仿佛就在旁边，拿着小黑板，耐心地为你扫清每一个逻辑上的障碍，让人有一种“原来如此”的豁然开朗之感，这种教学的温度是冰冷的公式集所无法比拟的。

评分☆☆☆☆☆

从实战应用的角度来看，这本书的“应试指导”部分做得非常贴合实际需求，它绝对不是那种纸上谈兵的理论大全。我留意到，在每套模拟题的解析中，作者都会非常细致地标注出每个考点在历年真题中出现的频率，这对于把握考试的重点和热点是非常有帮助的。而且，它对错误选项的分析也做得极为精妙。很多习题解析只告诉我们正确答案的推导过程，但这本书会专门辟出篇幅，讲解为什么其他三个选项是错的，以及这些错误选项通常是由于哪种常见的思维误区造成的。这简直是“反向学习”的绝佳材料，它不仅教会你如何避开陷阱，更深层次地帮你诊断出自己思维中的漏洞。对于那些经常做题但成绩总徘徊不前的同学来说，这种对错误源头的精准打击，比单纯刷题一百遍都管用得多，它真正做到了授人以渔，而非仅仅授人以鱼。