信号与系统复习及习题

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出版者:
作者:张维玺
出品人:
页数:269
译者:
出版时间:2008-9
价格:26.00元
装帧:
isbn号码:9787030221292
丛书系列:
图书标签:
  • fx
  • 信号与系统
  • 电路分析
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具体描述

《应用型本科人才培养创新教材出版工程•信号与系统复习及习题》共十三章。第一章是绪论;第二至六章集中讨论了连续时间信号的分解理论;第七至十章给出了连续时间系统传统的和近代的分析方法,其中第七至九章内容是与第三至六章内容相对应的。第十一至十三章讨论了离散时间信号的分析理论和离散时间系统的分析方法。其结构、体系与《信号与系统》一书基本一致。

《应用型本科人才培养创新教材出版工程•信号与系统复习及习题》选编习题的来源主要是历年教学中积累的习题、思考题和试题,以及近年来招考研究生的试题。其中既有概念题,又有证明题和运算题,也有实际应用题,力求体现“信号与系统”课程的主要内容和基本要求。在每章的开始都归纳了本章的重点,列出了本章的主要公式。每章习题给出详细的解题步骤,对结果进行必要的分析,力图阐明本章的重点和基本分析方法,并澄清某些易于出现的错误概念。为了培养学生综合解决问题的能力,还选编了部分难度较大、灵活性较强的综合习题。

《信号与系统:理论精粹与应用探索》 在现代工程与科学的广阔图景中,信号与系统作为连接数学工具与物理现实的桥梁,扮演着至关重要的角色。无论是通信、控制、图像处理,还是生物医学工程、经济学分析,我们无时无刻不被各种信号所包围,并处于各种动态系统中。理解和掌握信号与系统理论,是深入探索这些领域、解决复杂工程问题的基石。 本书旨在为读者构建一个坚实而全面的信号与系统理论框架,并引导大家将其应用于实际的分析与设计之中。我们从最基本的信号概念出发,详细阐述了连续时间和离散时间信号的分类、性质以及重要的数学表示方法,如傅里叶级数、傅里叶变换、拉普拉斯变换和Z变换。这些变换工具如同打开理解系统行为的钥匙,使我们能够从时域转向频域,揭示信号的内在规律和系统的频率响应特性。 本书将重点介绍线性时不变(LTI)系统,这是信号与系统理论中最核心、最普遍的概念之一。我们将深入探讨LTI系统的基本性质,如因果性、稳定性、结合性、交换律和分配律。卷积运算作为LTI系统分析的灵魂,我们将通过多种方式进行讲解,包括图形法、代数法以及利用积分和求和的数学定义,确保读者对其有深刻的理解。系统的零输入响应和零状态响应的分解,以及它们与全响应的关系,也将得到详尽的阐释。 为了更好地掌握系统特性,我们引入了系统函数的概念,并详细讲解了如何利用系统函数进行系统的时域和频域分析。通过分析系统的极点和零点,我们可以直观地了解系统的行为,例如其对不同频率分量的衰减或放大作用。此外,本书还将介绍系统在频域中的表现,如幅频特性和相频特性,这些特性对于设计滤波器、分析系统稳定性至关重要。 离散时间信号和系统是数字信号处理领域的核心,本书将投入大量篇幅阐述离散时间信号的采样、量化和重构过程,以及离散时间LTI系统的分析方法。Z变换作为处理离散时间系统的重要工具,其性质、收敛域以及与傅里叶变换的联系将得到详细剖析。我们还将探讨差分方程的表示方法,以及如何利用Z变换求解差分方程,从而分析和设计数字滤波器。 除了理论讲解,本书还注重理论与实践的结合。我们将通过丰富的示例,展示信号与系统理论在各种工程领域的应用,例如: 通信系统: 信号的调制、解调、滤波以及多路复用等技术,都离不开信号与系统理论的支撑。我们将分析幅度调制、频率调制、相位调制等基本调制方式,并探讨其在实际通信中的应用。 控制系统: 自动控制理论的核心是分析和设计反馈控制系统,以实现对各种物理过程的精确控制。本书将介绍反馈系统的基本构成,以及如何利用信号与系统工具分析系统的稳定性、瞬态响应和稳态响应。 数字信号处理: 数字滤波器的设计与应用是数字信号处理的核心内容。我们将介绍FIR滤波器和IIR滤波器的基本原理,并展示如何根据系统性能要求设计滤波器。 其他领域: 信号与系统理论的触角还延伸到许多其他领域,如图像处理中的滤波和边缘检测,音频信号分析中的频谱分析,以及经济学中的时间序列分析等。 为了帮助读者巩固所学知识,本书在每个章节后都配有精心设计的习题,涵盖了从基础概念的理解到复杂问题的分析与求解。这些习题旨在引导读者主动思考,熟练运用理论工具,并培养解决实际工程问题的能力。 本书不仅适合于高等院校电子工程、通信工程、自动化、计算机科学等专业本科生和研究生学习使用,也可以作为从事相关领域研究与开发的工程师和技术人员的参考书籍。希望通过本书的学习,读者能够深刻理解信号与系统的核心概念,掌握分析和设计各种系统的强大工具,并能够将这些知识灵活应用于解决实际工程挑战,推动技术进步。

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读后感

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用户评价

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这本书的习题部分,我最欣赏的是它的多样性。除了基本的计算和概念题,书中还包含了不少需要分析和推理的题目。例如,在学习了状态空间表示之后,书中就设计了一些题目,要求我们根据给定的传递函数,写出其多种状态方程表示形式,并分析不同形式的优劣。还有一些题目,会给出系统的输入和输出波形,要求我们反推出系统的传递函数或者冲激响应。这些题目对于锻炼我们的逆向思维能力和对系统整体的把握能力非常有帮助。我特别喜欢其中一些题目,是将信号与系统中的不同知识点巧妙地结合起来,比如要求我们利用傅里叶变换分析系统的频率响应,然后根据频率响应来判断系统的滤波特性。

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拿到这本《信号与系统复习及习题》,我最先被它的排版和印刷质量吸引。纸张厚实,触感舒适,黑白分明的印刷清晰度很高,即使是细小的公式和图表也能看得一清二楚,这对长时间阅读的我来说,无疑是一个巨大的福音。封面设计也相当简洁大气,没有过多的装饰,直接点明了主题,让人一眼就能明白这是一本专注于信号与系统知识的学习辅导材料。翻开目录,条理清晰的章节划分,从最基础的信号概念、系统特性,到傅里叶变换、拉普拉斯变换,再到Z变换和状态空间分析,几乎涵盖了信号与系统课程的全部重要内容。我一直觉得信号与系统这门课概念比较抽象,尤其是傅里叶变换和拉普拉斯变换,初次接触时总有一种云里雾里的感觉,希望这本书的复习部分能给我带来更深刻的理解。而且,看到后面大量的习题,我更加期待它能帮助我巩固知识、检验学习效果。

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作为一名正在准备相关考试的学生,这本书的复习内容安排得非常合理。它遵循了大学教材的教学逻辑,但又对重点难点进行了更深入的阐释和补充。我特别喜欢书中对一些易混淆概念的辨析,比如系统是线性还是非线性,是时不变还是时变,这些都需要仔细判断。书中给出的判别方法和一些特殊情况的分析,都非常实用。而且,在每个章节的结尾,都会有一些小结,帮助我们回顾本章的重要知识点。这些小结就像一个导航,让我清楚地知道自己掌握了哪些内容,还有哪些地方需要加强。

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这本书的章节组织方式非常贴合我的学习习惯。它没有一股脑地堆砌概念,而是先从基础信号入手,比如单位冲激信号、单位阶跃信号等,然后逐步引入系统的概念,比如线性、时不变性等。这种循序渐进的教学方法,让我能够更好地理解不同概念之间的关联。尤其是在复习傅里叶级数和傅里叶变换部分,作者并没有直接抛出公式,而是先从周期信号的分解入手,解释了为什么需要引入傅里叶级数,以及它在表示周期信号中的作用。然后,通过傅里叶级数的极限过程,自然而然地引出了非周期信号的傅里叶变换。这种逻辑推导的过程,让我感觉不是在死记硬背公式,而是真正理解了其背后的原理。我特别喜欢书中对一些关键概念的比喻和类比,例如将傅里叶变换比作“信号的频谱分析仪”,将拉普拉斯变换比作“更广义的信号分析工具”,这些生动的比喻大大降低了抽象概念的理解门槛。

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在阅读过程中,我发现这本书的语言风格非常统一且专业,但又不失严谨性。作者在解释抽象概念时,会尽量使用通俗易懂的语言,但当涉及到数学推导和公式证明时,则会保持高度的严谨性。这种风格让我感觉既轻松又可靠。而且,书中对一些历史背景和发展脉络的介绍,也让我对信号与系统这门学科有了更深的认识。知道这些理论是如何一步步发展起来的,对于理解它们的本质非常有帮助。例如,在介绍傅里叶变换时,书中提到傅里叶最初是为了解决热传导方程的边界值问题而引入的,这让我明白这些看似纯粹的数学工具,往往源于解决实际物理问题的需求。

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这本书的习题难度设置也考虑得很周全。最前面是一些基础性的填空题和选择题,用来巩固基本概念。接着是大量的计算题,让我们熟练掌握各种变换和运算。然后是分析题,要求我们运用所学知识来分析系统的特性。最后是综合应用题,将多个知识点结合在一起,考察我们的整体能力。这种由浅入深、层层递进的习题设计,让我非常有成就感。每完成一个阶段的习题,我都能感觉到自己在知识上的进步。而且,书中习题的答案也提供了详细的解题过程,即使遇到困难,通过参考答案也能学到如何解题。

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书中对于拉普拉斯变换和Z变换的讲解,我个人觉得处理得非常到位。在讲解拉普拉斯变换时,作者先复习了傅里叶变换的局限性,即它只适用于绝对可积的信号,而很多工程中遇到的信号并不满足这个条件。然后,通过引入复指数函数e^(-st)来扩展傅里叶变换,从而得到了拉普拉斯变换。书中对收敛域(ROC)的概念也解释得很清晰,并强调了它在判断系统性质和进行反变换时的关键作用。我尤其喜欢书中关于传递函数和零极点分析的部分,通过零极点在s平面上的位置来判断系统的稳定性,这是一个非常强大的分析工具。同样,在Z变换部分,对于离散时间信号的处理,书中也做了详细的讲解,包括离散时间傅里叶变换(DTFT)和Z变换之间的关系,以及收敛域在离散系统分析中的意义。

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总的来说,这本书为我提供了一个非常系统和全面的信号与系统复习框架。从基础概念的梳理,到核心定理的讲解,再到大量的习题练习,它几乎满足了我对一本复习资料的所有期待。它不仅仅是一本练习册,更是一本能够帮助我深刻理解信号与系统精髓的教材。我相信通过这本书的复习和练习,我一定能在信号与系统这门课上取得更好的成绩,并且能够更好地将这些知识运用到未来的学习和实践中。这本书绝对是信号与系统学习者不可或缺的伙伴。

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对于书中给出的例题,我只能用“翔实”来形容。每一个例题都不仅仅是给出答案,而是包含了详细的解题步骤和思考过程。作者在讲解过程中,会穿插一些“提示”和“注意”的地方,指出常见的错误和需要特别注意的细节。例如,在进行拉普拉斯反变换时,书中会提醒我们要根据收敛域来唯一确定时域信号,避免出现多种可能性。在讲解卷积定理时,书中不仅展示了如何直接计算卷积,还演示了如何利用傅里叶变换将时域卷积转化为频域乘积,大大简化了计算。这些细致入微的讲解,让我在学习过程中少走了很多弯路,也加深了我对公式和定理的理解。我感觉作者真的是站在读者的角度,去思考如何才能让学习过程更顺畅、更有效。

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让我印象深刻的是书中习题的覆盖面和难度梯度。它不仅仅提供了最基本的概念检验题,还有大量的计算题和应用题。比如,在复习了卷积的计算之后,书中就有好几道需要运用卷积定理求解系统输出的题目,这些题目不仅考验了我们对公式的掌握,更重要的是对计算的准确性要求很高。另外,我还看到了不少分析题,需要我们分析系统的稳定性、因果性等性质,这需要我们对系统描述的数学模型有深入的理解。最让我感到兴奋的是,书中还包含了一些结合实际工程背景的应用题,比如在通信系统或者控制系统中,如何利用信号与系统的知识来分析和设计。虽然我目前还没有深入去做这些应用题,但光是看到它们,就让我对信号与系统这门课程在实际中的重要性有了更直观的认识。

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