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信号与系统(第3版)

发布时间: 2010-09-05 03:24:06 作者: kind887

 信号与系统(第3版)


基本信息出版社:电子工业出版社
页码:564 页
出版日期:2009年02月
ISBN:7121080869/9787121080869
条形码:9787121080869
版本:第3版
装帧:平装
开本:16
正文语种:中文
丛书名:普通高等教育"十一五"国家级规划教材,电子信息与电气学科规划教材电子电气基础课程

内容简介 《信号与系统》以信号分析为基础、连续与离散并重,着力阐明信号与系统分析的基本原理、方法及其运用。全书共12章,分四篇:第一篇,导论;第二篇,确定信号分析与应用;第三篇,线性系统分析与应用;第四篇,随机信号与系统的分析和应用。
《信号与系统》通过优化知识结构,强调物理概念、数学概念与工程概念三并重,原理、方法与应用三结合.全书以问题为纲,由表层到深层逐步展开,与以往相比,在深度与广度上均有明显提高,力求通过教学活动达到思路清晰、概念清楚、方法明了,从而为今后发展奠定良好基础,发挥主干技术基础课应有的作用,以适应培养素质人才的需求。
《信号与系统》可作为电子信息与电气学科,特别是以通信、控制、电子和信息处理类为主体的有关专业的理工科本科生教材,部分内容可供研究生教学参考,也适于IT领域的广大科技工作者及报考研究生者作为自学参考书。
编辑推荐 《信号与系统(第3版)》是在1999年出版的《信号,系统与信号处理》一书的基础上修订而成的,原书分为上、下两册,本次修订将其合二为一。书中对原有的内容进行了增加、调整、删减。主要特性如下:
重视理论基础
突出数字化与时俱进
原理、方法与应用三结合
按科学系统性和认识规划,实现吐故纳新、优化组合
以问题为纲,重在启发引导
教学内容选择有较大的灵活性
目录
第一篇 导论
第1章 信号与信息系统的基本知识
1.1 消息与信息信号与噪声
1.1.1 消息与信息的内涵是什么
l_1.2 信号与噪声及信号、信息、消息三者的关系
1.2 信息系统与信息技术
1.2.1 何谓系统及什么是信息系统
1.2.2 信息技术及其技术特征是什么
1.3 信息系统的基本构成
1.3.1 组成信息系统的四个功能块
1.3.2 信息系统的构成模型
1.4 一个具有代表性的信息系统
1.4.1 何谓数字通信及数字能携带信息吗
1.4.2 数字形式的序列是如何进行传输的
l.4.3 数字化的优点在哪里
1.5 如何对数字信息系统进行评价
1.5.1 几个数字化最常用的术语
1.5.2 衡量现代信息系统性能的主要指标
1.6 有关信息度量与信息传输的理论基础知识
1.6.1 一个信源究竟能产生多少信息量
1.6.2 信息的最大传输速率受什么限制:奈奎斯特准则
1.6.3 信道传输信息的能力与什么有关:信息容量定理
第2章 “信号与系统”课程的教与学
2.1 为什么学
2.2 学什么
2.3 怎么学
2.4 如何教
2.4.1 对“信号与系统”教学的几点认识
2.4.2 教学内容进行吐故纳新,优化组合几点做法的说明
2.4.3 对使用本书的几点建议

第二篇 确定信号分析与应用
第3章 信号的分类描述与基本运算
3.1 信号的分类
3.1.1 连续信号与离散信号(模拟信号与数字信号)
3.1.2 确定信号与随机信号
3.1.3 能量信号与功率信号
3.2 连续确定信号的基本运算
3.2.1 尺度变换
3.2.2 翻转(尺度倒置)
3.2.3 时移
3.2.4 相加与相乘
3.3 基本连续信号
3.3.1 正弦型信号
3.3.2 指数型信号
3.3.3 单位阶跃信号
3.3.4 单位冲激信号(函数)
3.4 离散信号的基本运算
3.4.1 离散信号的表示
3.4.2 离散信号的基本运算
3.5 基本离散信号
3.5.1 正弦型序列
3.5.2 复指数序列
3.5.3 单位脉冲序列
3.5.4 单位阶跃序列
3.6 基于MATLAB实现信号的基本运算
小结
思考题
习题
第4章 连续时间确定信号的时域分析
4.1 什么是时域分析,为什么要进行时域分析
4.2 信号时域分析的常用方法
4.2.1 周期信号的时域分析
4.2.2 非周期信号的时域分析及其在系统分析中的应用
4.3 利用正交函数分析信号
4.3.1 向量正交展开的内涵是什么
4.3.2 信号能在信号空间做正交展开吗
4.3.3 如何应用正交函数对信号进行分析
4.3.4 为什么强调在空间(空域)研究信号
4.3.5 傅里叶级数收敛问题的讨论与帕斯瓦尔公式
小结
思考题
习题
第5章 连续时间确定信号的频域分析
5.1 什么是信号的频域分析(傅里叶分析)
5.2 周期信号的频域分析
5.2.1 周期信号幅度频谱、相位频谱及其计算
5.2.2 周期信号频谱的特点
5.2.3 简化频域分析的途经与方法——傅里叶级数的几个基本性质及应用
5.3 周期信号的功率与功率谱密度
5.3.1 周期信号的功率
5.3.2 周期信号的功率谱密度
5.4 非厨期信号的频域分析
5.4.1 从傅里叶级数到傅里叶变换
5.4.2 常见信号的频域分析
5.4.3 连续时间傅里叶变换的基本性质与应用
5.4.4 傅里叶变换的卷积性质和应用
5.5 频域分析中的几个重要问题
5.5.1 非周期信号的能量、能量谱密度与帕斯瓦尔定理
5.5.2 何谓有效带宽及如何确定有效带宽
5.5.3 研究脉宽与带宽乘积的大小有何意义及如何确定
5.5.4 非周期信号能用傅里叶级数展开吗
小结
思考题
习题
第6章 离散信号的傅里叶分析
6.1 连续时间信号能用它的样点来替代吗
6.1.1 连续时间信号离散化过程和存在的问题
6.1.2 连续周期信号如何从样点唯一地恢复原来信号
6.1.3 非周期信号如何从样点唯一无失真地恢复原来信号
6.1.4 能否从连续频谱的样点无失真地恢复原频谱——频域取样定理
6.2 离散时间周期信号(周期序列)的傅里叶分析
6.2.1 周期序列的时域分析
6.2.2 周期序列的频域分析
6.2.3 离散时间周期信号与连续时间周期信号频谱之间的内在联系)——DFS与CTFS之间的关系
6.2.4 频谱混叠与功率泄漏对周期信号频谱分析的影响
6.3 离散时间非周期信号的傅里叶分析
6.4 四类典型信号傅里叶分析的内在联系
6.5 怎样才能实现用计算机对信号直接进行分析计算
6.5.1 离散傅里叶变换(DFT)的提出
6.5.2 如何运用DFT计算信号的频谱
6.5.3 功率泄漏对非周期信号频谱分析的影响
6.5.4 关于频率分辨率的讨论
6.6 离散傅里叶变换的性质
6.6.1 DFT与其他傅里叶变换有所不同的基本性质
6.6.2 DFT的基本性质
小结
思考题
习题
第7章 信号分析中几个实际问题的讨论与解决
7.1 如何提高频谱分析过程的运算速度(FFT快速算法)
7.1.1 FFT算法的基本思想
7.1.2 FFT算法的基本形式
7.1.3 基于MATLAB的FFT软件实现
7.2 有关DFT参数f,L,N选取的进一步讨论
7.2.1 在不同情况下如何确定f,L和N
7.2.2 频率分辨率与窗函数的选择
7.2.3 在欠取样情况下,能从样点重建原模拟信号吗
7.3 如何实现取样率变换:抽取与内插及其谱分析
7.3.1 何谓欠取样、过取样,抽取与内插
7.3.2 取样率变换如何通过序列抽取与内插来实现
7.4 信号的重建
小结
思考题
习题

第三篇 线性系统分析与应用
第8章 连续系统分析
第9章 离散系统分析
第10章 系统的状态变量分析

第四篇 随机信号与系统的分析和应用
第11章 随机信号的描述与分析
第12章 随机信号通过线性系统的分析与应用
附录A实践教学有关实验
后记
参考文献
……
序言 “信号与系统”是一门电子信息学科相关领域有关专业的主干技术基础课程,对理工科大学生的知识、能力及综合素质的培养有着重要和深远的影响,在教育计划中处在比较重要的地位。它的教学内容随着学科的发展以及技术的进步,不断变化和更新,在相当程度上反映了理论与技术的结合、基础与专业的统一,因此是一类理论性与技术性都比较强的课程。所以,以“信号与系统”为主体的有关课程的设置,其重要性如同20世纪电气化时代的“电工基础”,并被喻为是21世纪信息时代打开信息科学殿堂的一把钥匙。为了通过本课程的教学活动,培养适应我国社会主义现代化建设所需要的、具有创新能力的人才奠定良好基础,本书力求以科学发展观为指导,在长期改革实践的基础上,对传统“信号与系统”的知识结构与知识水平进行改造、更新与理顺。也就是说,对教学内容做了吐故纳新和优化组合,从而构成新的课程体系,具有以下几方面的特点。
1.抓住基础理论,奠定必要基础
信号分析是信号理论的重要组成部分,它把信号作为函数,通过数学物理方法对信号进行描述,提取特征。本书以信号分析为基础,以傅里叶分析方法为重点,强调系统分析有赖于信号分析。因而,着重从理论上讨论利用正交函数对信号进行分析,阐明长期以来傅里叶分析方法以及正交变换之所以得到广泛应用的理论依据和原因。同样,对从连续到离散、从离散到连续这个涉及信号分解与重建的取样定理,也做了比较严格的证明;对在不同实际情况下有关参数的选取,做了比较系统和深入的讨论。力求把重要的基本理论学习,在以往知识的基础上向前推进一步,引向深人。
此外,本书充分重视在发展过程中行之有效且具有生命力内容的介绍。为了适应信息学科的飞速发展,引入了集合、信号空间、内积空间和时一频域分析等基本概念,初步阐述为什么要在信号空间研究信号与系统,为进一步深入学习奠定必要基础。
文摘 插图:


“信号与系统”是一门技术基础课,设置在理论基础先修课与后续专业课程的中间。所以从传授知识的观点,该课程起着承上启下的作用。其教学内容着重阐明和讨论信息学科各技术领域具有共同规律性的原理与方法问题,因此是一门理论性与技术性都比较强的课程。显然,要掌握该门课的内容必须具备良好的数理基础和本学科领域相关专业的基本知识,如调制、解调、多路复用、有效性、可靠性、稳定性、随机性等,均不可或缺。教学规律可概括为三并重、三结合和三统一,即讲课时强调物理概念、数学概念与工程概念三并重,教学内容必须贯彻原理、方法与应用三结合,力求引导学生有心带着问题想,用心带着问题学,决心带着问题去实践,把讲、练、做(实践)三者统一在教学的全过程。“信号与系统”由于概念多、方法多、公式多,长期以来普遍存在难学、难懂又难用的问题。其中一个重要的原因,在于读者缺少或没有专业知识使得理论联系实际比较困难,往往停留在脱离实际地从数学到数学,导致数学模型多、抽象难懂,甚至学完了课程还不知道什么叫系统,公式多难记忆;脱离应用难理解。由此可见,主干技术基础课,是研究从专业实际中抽象出来具有共性和规律性的问题,所以联系专业应用实际是这类课程的共同特点,否则将失去它应有的生命力。所以把贯彻原理、方法与应用三结合作为“信号与系统”的教学规律提出来。只有遵循这个规律才能克服和改变老大难的局面,掌握基本而重要的内容。信号与系统由于所处的地位及作用与专业课不同,这里强调理论联系实际,其主要目的在于结合实际应用,在分析问题与解决问题的过程中有利于启发学生思路,加深对原理、方法所依据的理论的理解,培养应用知识的能力和独立思考能力,从而使读者学到的不是一堆僵化而是有用的活知识。作者深深感到做练习固然重要,但结合实际的例题和综合练习,哪怕数量不多,对读者的启发引导作用往往较习题更为深刻,取得更好的效果。
后记 本书从提出什么是信号分析,为什么要进行信号分析开始,到最后举一典型的实际应用例子说明如何通过信号分析,综合设计一个线性系统,实现从接收到的信号中排除干扰,提取有用信号,得到最佳接收的效果而告终。内容既涉及连续与离散信号与系统的分析,同时又包含确定与随机信号通过线性系统的各种分析方法所依据的原理,以及方法在实际中的应用。人们不禁要问这些内容是否已经全面地涵盖了信号与线性系统学科的范畴、是否当今“信号与系统”课程应该讲,也必须学的教学内容?作者认为作为主干课程的教材不该是,也不可能是全面地反映该学科领域所涉及的内容,而应该是把其中最基本、最重要和最具有生命力的原理、方法与应用,比较系统和完整地介绍给读者。与此同时,在内容上还必须具有一定的深广度,否则就会失去主干技术基础课程应有的生命力。因为没有深度就无法抓住事物的本质,也就不可能有所发展。例如,最近我国神舟7号载人飞船之所以能按既定的轨道在太空中飞行,又按预定的轨迹顺利地降落到目的地,而取得圆满成功。这一切都说明这是一次在理论指导下伟大科学实践的成功。与此同时,表明中国广大航天科技工作者在战胜航天器在太空中遭受各种干扰的征途中,其测控技术、通信技术等方面有了新的技术创新和新的突破。可以肯定,这次科学实践从总体到每一环节都必定要经过严密的设计和精确的计算。试想,如果这些科技工作者,对信号与系统、控制原理、通信原理等专业基础知识,只停留在知其然不知其所以然的粗浅水平上,不具备深厚坚实的基础和系统的专业知识,显然在科技发展的征途上势必无所建树。
由此可见,本书虽然只侧重讨论单输入与单输出的系统分析,只研究线性非时变系统,只介绍在平稳随机信号作用下稳定系统的分析,但如果抓住事物的本质就可以在这样的基础上,经过适当的数学处理不难发展为解决多输入与多输出的系统分析;线性时变系统的分析和在非稳定随机信号作用下的系统分析。这说明本书比较系统地和完整地抓住了本学科领域最基本和最重要的内容且具有一定的深广度,基本上满足作为当前信号与系统这一主干技术基础课程教学内容的要求。为了具体阐明上述的结论,下面将用三个例子说明如何通过抓住事物的本质,就能在已有知识的基础上去解决新的问题,既发展了知识水平又培养了创新能力。
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