基本信息
内容简介
通信书籍
《信号与系统分析》论述了信号与系统的基本理论和基本分析方法,内容符合教育部高等学校电子电气基础课程教学指导分委员会新制定的“信号与系统”课程教学基本要求。叙述方式从易到难,即从系统分析到信号分析。《信号与系统分析》共分九章,包括:信号与系统的概念、连续系统的时域分析、连续系统的拉普拉斯变换分析、离散系统的时域分析、离散系统的X变换分析、连续信号的傅里叶级数分析、连续信号的傅里叶变换分析、采样信号的傅里叶分析和系统的状态变量分析。
《信号与系统分析》的特点是淡化数学推导,注重概念的物理内涵;介绍涉及多个学科的工程应用实例;并强调MATLAB的应用。
《信号与系统分析》简明易懂、风格独特、资料丰富、面向应用,可作为电气信息类专业本科生的教材,也可供相关人员学习参考。
目录
第1章信号与系统的概念
1.1信号的概念
1.2基本连续信号
1.3冲激函数
1.4信号的运算
1.5信号的时域分解
1.6系统的概念
1.7系统的性质
1.8系统举例
本章小结
思考题
习题1
第2章连续系统的时域分析
2.1系统模型的建立
2.2微分方程的经典解法
2.3零输入响应和零状态响应
2.4冲激响应和阶跃响应
2.5卷积积分(简称卷积)
2.6系统的互联
前言
随着我国高等教育的不断发展以及生产结构的进一步调整,我国正处在工业转型的关键时期。国家制定了《国家中长期教育改革与发展规划纲要(2010—2020)》,高等教育也从数量发展进入到质量提高的阶段。建立我国高校分类体系,实行分类管理,引导高校合理定位,克服同质化倾向,是高等教育提出的新课题。同时教育部高等学校电子电气基础课程教学指导分委员会也制定了“信号与系统”课程教学基本要求,确定了“信号与系统”课程的基本内容。
经过30年改革开放,我国高等学校形成了研究型大学(985,211大学)、应用型大学和技能型大学(高职学院)的多层次大学分类体系。因此,教材编写要与学校分类相配合。
本书是根据最新制定的“信号与系统”课程教学基本要求编写的。使用对象是应用型大学本科学生。由于经过30多年的教学实践和教学改革,逐步形成了自己对课程相关内容的独特理解,应用型本科大学教师和学生都希望编写一本符合他们实际情况、既满足教学基本要求又有加深拓宽的内容、加强工程实践能力培养的教材。本书就是本着这一基本思路编写的。其编写的指导思想是“立足基础,精选内容,突出应用,利于教学,便于自学”。在编写的过程中尽量参考国外优秀教材,选用其中的习题,使之与国际接轨。读者将会看到本书结构和习题都比较新颖。
“信号与系统”课程在大学电气信息类专业中的重要性
“信号与系统”是电气信息类各专业的平台课程,也是学习通信原理、数字信号处理和自动控制原理等课程的先修课程。信号与系统的概念出现在范围广泛的各种领域中,与这些概念有关的思想和方法在很多科学和技术领域起着重要的作用,例如在通信、航空与宇航、电路设计、声学、地震学、生物工程、能源产生与分配系统、化学过程控制及语音处理等方面。虽然在各个不同的领域中所出现的信号与系统的物理性质是很不相同的,但是信号与系统的原理、分析方法和工具在这些领域中都是适用的。因此,本书与其他同类教材不一样,是为学习电气信息类各专业核心课奠定基础,而不仅仅是以电子信息或通信工程专业为应用背景。
本书的组织结构与学时安排
在讲授本课程中,比较通行的有两种方法。一种是先讲授连续信号与系统后讲授离散信号与系统;另一种则是连续和离散并行讲授。本书编写采用第一种,因为这样更符合人们的思维方式,毕竟人们在日常生活中遇到的模拟信号多些。另外,一般同类教材编写顺序是先讲授信号分析后讲授系统分析。本书则是在介绍了信号与系统的基本概念之后就进行系统分析,然后再进行信号分析。选用这种讲授顺序的主要原因是:根据教学中先易后难的原则。在傅里叶变换、拉普拉斯变换和z变换三大变换中,傅里叶变换是最难的,而拉普拉斯变换则最容易。教学实践证明学生往往学到有关傅里叶级数和变换的内容时,就有畏难情绪,以至有的同学学后面内容时就失去了信心。先易后难比较符合认知规律。
本书可划分为5部分:
1.导论(第1章)
2.连续系统分析(第2,3章)
3.离散系统分析(第4,5章)
4.信号分析(第6,7,8章)
5.系统的状态变量分析(第9章)
本书每章以学习目标开始,学习目标列写了这一章主要的学习知识点以及掌握的程度。每章末都有小结和思考题,有助于学生总结出在这一章所得到的主要结论,并对这一章的主要问题进行思考,以便加深对课程内容的理解。
讲授全书内容约需64学时。本书标有“*”号内容为选讲内容,这些内容往往比较深入。另外,书中有关MATLAB的内容可以让学生自学,由于学时有限可在课外讨论。跳过这些内容并不影响本书的连续性。对于后续课程没有“数字信号处理”课程的专业,建议将第8章有“*”号内容讲授完,这需要再加8学时,共72学时,以便这些学生了解快速傅里叶变换(FFT)的原理与应用。
本书特点
在编写本书的过程中,编者力争体现知行统一、双向互动的教学理念,试图将信号与系统这种理论型课程转变为应用型课程,以实现因材施教,突出应用型大学的教材特色。
1.淡化数学推导,注重数学运算的物理内涵
理论联系实际,淡化数学的严密推导和证明,强调各种概念的物理内涵。引导学生从不同的角度观察同一信号或系统,使信号与系统在时域、频域、复频域和z域的关系得到清晰的论述。并用各种比喻或简单的应用说明其数学原理,使课程通俗易懂。