信号与线性系统分析习题全解

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出版者:湖北华中科技大学
作者:宋琪 编
出品人:
页数:478
译者:
出版时间:2007-2
价格:22.80元
装帧:
isbn号码:9787560939315
丛书系列:
图书标签:
  • @蓝晶
  • 信号与系统
  • 线性系统
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具体描述

本书是对由吴大正主编的、高等教育出版社出版的《信号与线性系统分析》(第4版)一书的习题解答。

本书针对原教材中各章不同层次的习题,给出了详细的解答过程,对于较难的题目,一般都给出了分析。本书在解答过程中,注重知识点的体现和技巧的运用。为了方便学生学习,在每章习题解答之前,对该章进行了简要和系统的总结。

本书可作为高等学校学生的辅导教材,也可作为报考电子、通信类专业及其他相关专业硕士研究生的考生的复习参考用书。

《现代通信原理导论》 本书旨在为读者提供对现代通信系统设计与分析所必需的坚实理论基础。我们将深入探讨信号的本质、线性系统的特性及其在信息传输中的关键作用,为理解日益复杂的通信技术铺平道路。 第一部分:信号的数学描述与分析 我们首先从信号的数学定义入手,介绍各种常见信号的类型,包括周期信号、非周期信号、能量信号和功率信号。通过傅里叶级数和傅里叶变换,我们将揭示信号在频率域的内在规律,理解信号的频谱特性是分析和处理信号的关键。我们将详细讲解如何通过傅里叶变换将信号从时域转换到频域,以及其在信号滤波、调制解调等方面的应用。此外,拉普拉斯变换作为一种更广泛的分析工具,将帮助我们处理更复杂的信号和系统,尤其是在系统稳定性分析和瞬态响应研究中发挥重要作用。互相关和自相关函数将引导我们理解信号的相似性,为信号检测、模式识别和系统辨识提供理论依据。 第二部分:线性时不变(LTI)系统的分析 线性时不变系统是通信系统中最基本也是最重要的模型。我们将从系统的基本性质——叠加性(线性)和时移不变性(时不变性)——出发,深入分析LTI系统的行为。卷积积分是描述LTI系统输入-输出关系的通用方法,我们将详细讲解其计算方法和物理意义,理解系统如何通过卷积运算“塑造”输入信号。传递函数作为LTI系统在频率域的另一种重要描述,将是我们分析系统频率响应、幅频特性和相频特性的重要工具。我们将探讨如何利用传递函数来设计滤波器,以满足特定的信号处理需求,例如去除噪声、提取特定频率成分等。零输入响应和零状态响应的概念,将帮助我们理解系统的内部状态变化以及外部输入对系统输出的影响。 第三部分:采样理论与数字信号处理基础 在将模拟信号转换为数字信号的过程中,采样是至关重要的一步。我们将详细阐述奈奎斯特-香农采样定理,揭示采样频率与信号带宽之间的关键关系,并讨论欠采样和过采样的后果。我们将探讨理想采样和实际采样之间的差异,并介绍零阶保持和一阶保持等保持器的作用。脉冲采样和乘法采样将帮助我们理解采样过程的数学模型。离散时间傅里叶变换(DTFT)和离散傅里叶变换(DFT)是分析离散时间信号和系统的核心工具,我们将深入学习它们的应用,以及快速傅里叶变换(FFT)在加速计算中的重要性。Z变换作为离散时间LTI系统分析的有力工具,将帮助我们理解离散系统的稳定性、频率响应和系统设计。 第四部分:通信系统模型与基本原理 在本部分,我们将把前面学到的信号与系统分析工具应用于实际通信系统。我们将介绍各种调制技术,如调幅(AM)、调频(FM)和调相(PM),以及它们在信号频谱上的影响。我们将深入分析线性调制和角度调制的原理,并探讨它们的优缺点。我们将讨论信号的解调过程,如何从接收到的信号中恢复原始信息。此外,我们将简要介绍数字调制技术,为读者后续深入学习数字通信打下基础。随机信号理论的基础,例如随机过程的均值、方差、自相关函数和功率谱密度,将为我们分析噪声和干扰对通信系统性能的影响提供必要的工具。 第五部分:噪声与干扰分析 任何通信系统都不可避免地会受到噪声和干扰的影响。我们将详细分析各种类型的噪声,如高斯白噪声,并探讨它们在信号传输过程中对系统性能造成的劣化。我们将学习信噪比(SNR)的概念,并理解它是衡量通信系统性能的关键指标。我们将研究在存在噪声的情况下,如何设计更鲁棒的系统,以及如何通过滤波等技术来抑制噪声。干扰的来源和类型也将被提及,并讨论相应的对抗方法。 本书特色: 理论与实践结合: 内容紧密围绕通信系统的基本理论,同时融入了大量实际应用场景的分析。 循序渐进的讲解: 从基础的信号与系统概念,逐步深入到复杂的通信系统模型。 深入的数学推导: 提供了清晰、严谨的数学推导过程,帮助读者理解概念的形成。 分析工具的广泛应用: 涵盖了傅里叶变换、拉普拉斯变换、Z变换等核心分析工具,并展示了它们在不同场景下的应用。 为进阶学习奠定基础: 为读者深入学习数字通信、信息论、编码理论等高级通信领域打下坚实的基础。 通过学习本书,读者将能够深刻理解现代通信系统的核心原理,掌握分析和设计通信系统的必备工具,为投身通信工程或相关领域的研究与实践做好充分准备。

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读后感

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这本《信号与线性系统分析习题全解》在我学习过程中扮演了至关重要的角色,简直是我攻克这门课程的“秘密武器”。在我拿到它之前,对信号与线性系统的理解可以说是一团糟,每次做习题都像是在大海捞针,找不到方向,更别提融会贯通了。直到我翻开了这本书,那种豁然开朗的感觉至今记忆犹新。书中对每一个知识点的讲解都深入浅出,而且最关键的是,它提供的习题解析详尽得令人发指。不仅仅是给出答案,而是事无巨细地分析了得出答案的每一步,甚至连一些容易混淆的概念、易错点都一一点破。我记得有一次,我卡在一道关于卷积的题目上好久,自己尝试了各种方法都不得其解。最后翻到这本书的习题解析,才发现原来自己对卷积的理解存在一个非常微妙的误区。作者用了一个非常形象的比喻,加上一步步的图示推导,让我瞬间茅塞顿开。从那以后,我对待每一个习题都秉持着“不弄懂就不过”的态度,而这本书就成了我最坚实的后盾,总能在我遇到困难时,给我最及时的指引和最有效的帮助。它不仅提升了我的解题能力,更重要的是,它让我真正理解了信号与线性系统背后的深刻原理,不再是死记硬背,而是能够举一反三,灵活运用。

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不得不说,这本书的编写真的是站在学生的角度出发的,这一点从它细致入微的习题解答就能看得出来。很多市面上的参考书,题目解答要么过于简略,要么就是直接给出公式推导,让人看了依旧一头雾水。但《信号与线性系统分析习题全解》不同,它似乎深谙学生在学习过程中的每一个“卡点”和“疑难杂症”。拿傅里叶变换这部分来说,一开始接触的时候,虚部、实部、幅度和相位,各种概念交织在一起,简直让人头晕。我尤其记得一道涉及周期信号傅里叶级数展开的题目,书中的解析就详细地演示了如何一步步求解直流分量、基波分量以及更高次谐波的系数,并且特别指出了在计算过程中容易忽略的共轭对称性,以及由此带来的计算简化。不仅仅是数学推导,书中还辅以图示,直观地展示了信号的时域和频域特性,这对于我这种视觉型学习者来说,简直是福音。每次遇到一道复杂的题目,我都会先尝试自己解决,如果实在解决不了,就会翻到这本书的对应习题解析,然后带着问题去对照,常常能在其中找到解决问题的关键线索。这本书不是简单地告诉你答案,而是教你如何思考,如何分析,如何一步步构建出完整的解题思路。

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这次的信号与线性系统课程,对我来说是一个不小的挑战,尤其是在那些需要综合运用多个概念的题目上。幸运的是,《信号与线性系统分析习题全解》这本书的出现,让我找到了克服困难的“金钥匙”。它的习题解析,绝不仅仅是简单的罗列计算步骤,而是充满了“教学”的智慧。比如说,对于一些涉及系统冲击响应和阶跃响应的题目,书中的解答不仅仅是求出响应函数,更会分析这个响应函数所反映出的系统的动态特性,比如上升时间、超调量等等,并解释这些参数与系统稳定性、瞬态响应之间的关系。这种分析方法,远比单纯的数学计算更有启发性。而且,书中对于一些关键定理的应用,也做得非常到位,比如如何利用卷积定理来简化系统的输出计算,或者如何通过状态空间方程来分析系统的可控性和可观性。每次遇到我搞不懂的题目,我都会先尝试自己思考,然后对照这本书的解析,从中学习它的解题思路和分析方法,然后尝试用同样的方法去解决其他类似的问题。久而久之,我发现自己对信号与线性系统的理解变得更加透彻,解题也越来越得心应手。

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说实话,我之前对信号与线性系统这门课一直抱着一种“敬而远之”的态度,觉得它理论性太强,又加上大量的数学推导,实在是让人望而生畏。直到我入手了这本《信号与线性系统分析习题全解》,我的看法才发生了翻天覆地的改变。这本书就像一位经验丰富的老教授,它不仅能给你标准答案,更能教你如何“思考”问题,如何“拆解”问题。举个例子,关于拉普拉斯变换和Z变换的题目,刚开始接触的时候,我常常分不清两者之间的联系和区别,以及在不同场景下的适用性。这本书在解答这类习题时,会详细分析为什么要选择拉普拉斯变换而不是Z变换,或者反之,并且会把相关的性质和定理都串联起来讲解。更难能可贵的是,它还会指出一些常见的解题陷阱,比如在求逆变换时,是否需要考虑收敛域,这一点就非常关键。通过阅读这些详细的解析,我不仅学会了如何解题,更重要的是,我开始真正理解了这些变换的物理意义和工程应用,这让我对这门课程的兴趣也大增。

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坦白讲,这本《信号与线性系统分析习题全解》算是我这次期末大战役中,最得力的“军师”了。在学习信号与线性系统的过程中,很多同学都面临着一个普遍的问题:理论学得稀里糊涂,一到实际做题就抓瞎。这本书恰恰弥补了这一块的巨大空白。它不仅仅是提供了一堆习题答案,更重要的是,它把那些晦涩难懂的定理、公式,通过实际的例题,变得生动形象起来。我印象最深的是,关于LTI系统稳定性的判断,课本上讲的各种充要条件,听起来总是有点抽象。但是书中的习题解答,通过求解特征方程、分析极点位置,一步步地演示了如何判断系统的稳定性,并且还举了稳定、临界稳定和不稳定系统各自的例子,让我对这些概念有了非常直观的认识。而且,这本书的章节编排也相当合理,紧密结合了课程的教学进度,让我可以在学习完某个章节后,立刻通过习题来巩固和检验自己的学习效果。这种“学-练-测”的循环,极大地提升了我的学习效率,也让我对这门课程的掌握程度有了显著的提升。

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