信号与线性系统习题详解 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:华中科技大学出版社

作者:刘泉 编

出品人:

页数:387

译者:

出版时间:2002-4

价格:16.80元

装帧:简裝本

isbn号码:9787560929224

丛书系列:

图书标签:

• 自控
• 信号与系统
• 线性系统
• 电路分析
• 信号处理
• 通信工程
• 电子工程
• 高等数学
• 工程数学
• 习题详解
• 考研

穿梭时空的声纹：探索信号与系统的奥秘 在这纷繁复杂的世界里，万物皆在不停地变化，从清晨鸟儿婉转的啼鸣，到夜晚城市流光溢彩的霓虹，再到我们每一次心跳的起伏，乃至宇宙深处遥远的星辰闪烁，无一不与“信号”和“系统”紧密相连。它们是构成我们感知世界、理解自然、乃至创造未来的基石。本书并非简单地罗列枯燥的公式和证明，而是试图带领读者走进一个充满魅力和逻辑的殿堂，去深入探寻信号与系统那令人着迷的本质，理解它们是如何在时间的长河中交织、演化，最终塑造我们所见所闻、所思所感的一切。 想象一下，我们接收到的信息，无论是眼前的景象，耳畔的声响，还是手中触摸的触感，都可以被抽象为“信号”。信号是信息的载体，它携带了关于某个事物状态、变化或事件的种种信息。它们可以是连续的，如同绵延的山峦，在时间或空间上不间断地变化；也可以是离散的，如同散落的珍珠，只在特定的时刻或位置显现。声音的起伏跌宕，图像的明暗色彩，数据的流动，电磁波的传播，甚至是我们基因序列的排列，都是信号的生动体现。理解信号，就是理解信息的原始形态。 然而，信号本身孤立存在，往往难以直接揭示其深层含义。它们需要经过“系统”的处理、转换或影响，才能被我们所理解和利用。系统，则是对信号进行操作或响应的实体。它可以是一个简单的开关，控制着电流的通断；也可以是一个复杂的通信网络，承载着全球的信息交流；它还可以是人体的感官系统，将外界的信号转化为我们能感知的大脑指令；甚至是地球的气候系统，响应着来自太阳的能量信号而产生季节更迭。系统就像一个加工厂，接收原材料（信号），经过一系列的工艺流程（系统特性），产出加工后的产品（输出信号）。 本书的魅力，恰恰在于它揭示了信号与系统之间那如影随形的联系。我们不会孤立地看待信号，也不会简单地将系统视为一个黑箱。相反，我们将深入探究系统如何作用于信号，以及信号如何表征系统的行为。我们将从最基本的信号类型入手，如单位冲激信号、单位阶跃信号、指数信号等，理解它们的数学特性和物理意义。然后，我们将进一步探索信号的分解与合成，例如傅里叶级数和傅里叶变换，它们如同神奇的“万花筒”，可以将复杂的信号拆解成最简单的正弦波成分，让我们窥探信号的频率构成，就像音乐的谱写，将和谐的音符编织成动人的乐章。 系统的分类与描述，是理解其行为的关键。我们将探讨线性系统和非线性系统，理解线性系统的叠加性与齐次性，它们带来分析上的便利。我们将深入研究时不变系统和时变系统，区分系统特性是否随时间而改变。而“卷积”，这个在信号与系统中扮演核心角色的运算，将被细致地剖析。它描述了系统如何响应输入信号，以及在任何时刻的输出信号，都是过去所有输入信号与系统脉冲响应加权累加的结果，如同一个记忆的链条，将系统的过去与现在紧密相连。 本书还将带领读者领略时域分析与频域分析的精妙。在时域中，我们关注信号和系统在时间轴上的变化，理解瞬时的行为。而在频域，我们则将视角转移到信号的频率成分上，理解系统对不同频率信号的“偏好”或“抑制”，就像滤波器一样，有的允许高频通过，有的则让低频畅行无阻。傅里叶变换、拉普拉斯变换、Z变换等强大的数学工具，将成为我们跨越时域与频域的桥梁，让我们从不同的角度审视信号与系统的特性，获得更深刻的洞察。 系统的稳定性，是衡量系统是否能够“正常工作”的关键指标。我们将学习如何通过系统的极点位置来判断其稳定性，理解那些看似微小的变化，如何可能导致系统走向失控的边缘。而系统的频率响应，则描绘了系统在不同频率下对信号的“放大”或“衰减”程度，如同一个“声音染色器”，赋予信号不同的音色。 此外，本书还会触及一些更广泛的概念和应用。我们将探讨离散时间系统，它们在数字信号处理、计算机科学中扮演着至关重要的角色。差分方程将成为描述离散时间系统的语言，而Z变换则是分析这些系统的有力武器。反馈控制系统，将是我们进一步拓展的领域，从简单的恒温器到复杂的航空航天系统，反馈机制无处不在，它通过“听取”系统的输出，并将其与期望值进行比较，然后调整输入，以达到预期的目标，如同一个聪明的“自我调节”机制。 这本书的独特之处，在于它不仅仅是理论的陈述，更强调的是对这些抽象概念的直观理解和实际应用。它会通过生动的例子，将数学公式与现实世界中的现象联系起来。例如，我们将学习如何用信号与系统的理论来分析音频压缩算法，理解它如何巧妙地去除人耳不易察觉的声音信息，从而减小文件大小；如何解释通信系统中噪声的产生与抑制，确保信息的可靠传输；如何设计滤波器，用于去除图像中的干扰，或提取特定的信息。 无论是对通信工程、电子工程、计算机科学、自动控制，还是生物医学工程等领域的研究者和学生而言，信号与系统都是一门基础且核心的课程。它为我们理解和解决工程问题提供了强大的理论框架和分析工具。本书旨在帮助读者建立扎实的理论基础，培养严谨的逻辑思维，并激发他们对信号与系统在现实世界中无限可能性的探索。 告别对复杂数学公式的畏惧，让我们一同踏上这段精彩的旅程，用全新的视角去观察这个由信号与系统编织而成的美妙世界。在这里，每一段声音、每一道光影、每一次脉动，都将不再是孤立的现象，而是遵循着严谨的规律，等待着我们去发现、去理解、去驾驭。本书，正是您探索这些奥秘的最佳向导。

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这本书的编排逻辑，简直是教科书级别的范本。它似乎完全站在一个初学者的角度来构思内容的展开顺序，难度梯度设置得极其科学合理。从最基础的线性时不变系统定义、冲激响应的求解，到后面复杂的频率响应分析、Z变换的应用，每部分的知识点都衔接得天衣无缝。特别是对一些容易混淆的概念，比如连续时间和离散时间系统的处理差异，书中会特意设置对比性的例题进行强化练习，这种对比学习法极大地巩固了我的记忆。我发现，当我做完某一章节的所有习题后，那种对该知识体系的掌握程度，已经不是停留在“会做”的层面，而是达到了“融会贯通”的境界。它不仅解决了学习中的“卡点”，更重要的是，它帮助我构建了一个完整、无漏洞的知识框架，这对于长期性的学术研究或工程实践都有着深远的益处。

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这本书的装帧设计倒是挺别致，封面采用了比较沉稳的深蓝色调，配上简洁的白色字体，给人一种专业而严谨的感觉。拿到手里掂量了一下，纸张的质感相当不错，摸起来光滑细腻，印刷清晰，即便是细小的公式和图表也毫无模糊之感，这对于一本涉及大量数学推导和图形分析的教材来说，无疑是个加分项。内页的排版布局也做得十分用心，章节之间的过渡自然流畅，阅读起来不会有那种信息过载的压迫感。尤其是那些复杂的系统框图和波形图，它们的呈现方式既准确又直观，很大程度上减轻了理解抽象概念时的认知负担。初翻阅时，就能感受到作者在细节处理上的匠心，比如目录的层级划分清晰明了，让人可以迅速定位到自己需要查阅的部分，这在查阅特定习题或知识点时效率极高。整体来看，从物理触感和视觉体验上，这本书无疑达到了一个相当高的水准，让我在学习之余，也能享受到阅读的愉悦。

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我是在准备一个重要的专业考试时接触到这本书的，坦白说，一开始我对“习题详解”这类书籍抱有一定的怀疑态度，总担心它们不过是标准答案的堆砌。然而，这本书彻底颠覆了我的看法。它真正的价值，恰恰在于它对解题思路的深度挖掘和多角度剖析。它不像很多参考书那样只是简单地给出“因为A所以B”的结论，而是会非常耐心地将一个看似复杂的信号处理过程，拆解成一系列逻辑严密的步骤，每一步背后的基本原理和适用的定理都会被清晰地阐述。尤其是一些经典的卷积、傅里叶变换的应用题，作者不仅提供了标准的解法，还会引导读者思考是否有更简洁、更优雅的替代方案，这对于培养灵活的分析能力至关重要。对我而言，这本书更像是一位循循善诱的导师，它教会我的不是“怎么做这道题”，而是“为什么应该这么做”，这种深层次的理解，远比死记硬背公式要有价值得多。

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坦率地说，这本书的语言风格非常朴实、直接，没有太多花哨的修饰词，完全是工程师的思维模式——直击问题核心。这对于我们这些工科背景的学生来说，无疑是最受欢迎的。它不会用晦涩难懂的哲学语言来包装简单的数学概念，而是用最精确的数学符号和清晰的逻辑陈述来阐述原理。我特别欣赏它在解释一些非标准解法时的严谨性。比如，在处理某些非周期信号的频谱分析时，书里会详细探讨使用矩形窗函数引入的旁瓣和栅栏效应，并给出如何通过调整窗口形状来优化结果的实践建议。这种从理论到实践、从理想模型到真实世界局限性的过渡，让书本内容不再是高悬于空的理论，而是可以直接应用于实际工程问题的工具箱。这种实用主义的写作态度，让人感觉作者是真正了解读者在学习和工作中会遇到哪些实际困难的。

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这本书的附加价值，体现在它对于解题过程中常见“陷阱”的警示上。在很多习题的详细步骤解析中，作者会穿插一些“注意”、“易错点”的提示，这些小小的提醒，往往是过来人血的教训总结。例如，在进行拉普拉斯逆变换时，它会特别强调分母多项式的因式分解必须保证精度，否则后续的留数计算会产生巨大偏差；又或者，在处理系统稳定性判断时，它会提醒读者不仅要看零极点位置，还要注意系统的因果性假设。这些点滴的经验汇集在一起，形成了一种强大的“防呆”机制，极大地降低了我在独立解题时犯低级错误的概率。这种注重细节、强调鲁棒性的教学方式，无疑是培养一个合格信号处理工程师不可或缺的一环，它教会我不仅要追求正确的结果，更要追求过程的无懈可击。

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