资 源 简 介
说明： 本教材主要阐述确定性信号的时域分析和变换域分析,线性非时变系统的描述与特性以及信号通过线性非时变系统的时域分析与变换域分析;并简要介绍信号与系统的基本理论在生物神经网络和通信系统中的应用。 第1章 信号与系统分析导论 1.1 信号的描述及分类 1.1.1 信号的定义与描述 1.1.2 信号的分类和特性 1.2 系统的描述及分类 1.2.1 系统的数学模型 1.2.2 系统的分类 1.2.3 系统连接 1.3 信号与系统分析概述 1.3.1 信号与系统分析的基本内容与方法 1.3.2 信号与系统理论的应用内容提要本书是1981年出版的信号与系统》(高等教育出版社出版)的修订版。本版与第一菠的结构层次大体相同,仍然是研究确定性信号经线性时仁变系统传翰与处理的堪本概念和基本分析方泫,从时阆域到变换域、从连续到离散,从翰入输出描述到状态空间描述,以通信和控制E程作为主要应用背景,注重实例分析与笃一版相比较,全书内容作了较大幅度更新,以适应当代信息科学与技术发展的最新詬要,上册共六章、包绪论、迕续时间系统的时域分析、傅匪叶变换、拉普扩斯变换滤波、選制与抽样、信号的矢量空间分祈;下册也为六章,包括离散时间系统的时域分析z变换、离散傅!叶变换、馍拟与数序濾波器、反馈系统、状态变量分析本书是普通高等教育“九￡”国家级重点教材,叮作为髙等院校科或理科信号与系统类型课程的教材,也可供科研与1:程扶术人员自学参考图书在版编目(Ctp)数据信号与系统上册/郑君里等著.—2版.一北京:髙等教育出版社,2000(2001重印)普通髙等教育“九五”国家级重点教材1SN7-04-00798]XI.信…Ⅱ.郑…Ⅲ.①信号理论-髙等学校教材②信号系统-高等学校-教材N,TN91.6中国版本图书馆CI数据桉字(1999第56379号信号与系统(第二版冫上册郑君里应启杨为出版发行高等教育出版钍社址北京市东城区沙離后街东5号邮政编码10(9电话Q10~64Q4588传真01(-6401448网址http://www.hep,edu.an经销新华书店北京发行所卬高等鞭育和版印刷厂开787×9601/16应次1981年b月第1版印张26.7520H年5月第2版字数494(H印次200年4月第3次印刷定价3凡购买蒿等教育出版村图书如有缺页倒页、脱等质量问题,请在所购图书销伟部门联系调换煆权所捫彘祝必究内容捉要本书是1981午竹厥的俏号与系统》高等教育出版社H版)修订版。本叛与第一版的结构层次大体相冋,仍然是研究确寇性信号经线性时不变系统传输与处理的基本概念和基本分析占法,从时间域到变换域,从连续绁离散,从输人输出描述到状态空间拖述、以通信和控制工程作为卞要度用背景,注重实例分析。与第版札比较,全书内容作了较大幅度新,以遹应当代信息科学与技术发展的最新需要,上肼共六,包括绪论、连绩时间系统的时域分析、傅甲叶变换、拉普拉斯变预、滤波、凋制与拙样、信号的矢量空间分析;下册也为六单,包括离散时间系统的时城分析、z变换、离散傅卫叶变换、模拟数铲潓波器、反饶系统、状态变量分析。本书是普通高等教育“九H¨国家级重点教材,作为高等院校工科或理科信号与系统类型课程的教材,也可供科研工程技术入员自学参考。图书在版编目(CIP)数据信号与系统上册/郑君里等著.一2版,-北京高等教育出版社,2000(2001重印)普通高等教育‘九五”国家级重点教材IsB、704-0(7981-X.信…Ⅱ.郑…Ⅲ.①信号理论-高等学校教材②信号系统高等学校教材Ⅳ,TN91,6中国版本图书馆CIP数据核字:1999)第568379号信号与系统(第二版)上册郑君里应启珩杨为理出版发行高等教育出版礼社址北京市东城区沙滩后街55号邮政敢编码Ic009电话0l0—6415458传真1u-64C1448网址http://www.hepeduci经销新华书店北京发行所印朋高鸰乾育出版村刷厂开x787×96)16饭次1981年5月第I版印张26,752年5月第2版字t4次21年4月第3次印刷定价31.2元凡购买高等教育出版杜图书,如有缺员、倒页、脱页等质量问题,请在新购图书销售部门联系调换煆拟异有权些兜第二版前1978年撰写本书初稿至今已历经20年,注意到原书的大部分内容仍在有使刑,也由于工作繁忙,因而迟迟未作修订。20年束,这一学科领域的理论与实践酽究迅速发展,分析方法不断更新技术应用范围日益扩展。然而,对国内、外汴多院校的调杏或相互交流表明,就本科生“信号勻系统”课程而言,它的教学耍求和基本内容却相对稳定。虽然在某些方面受到最新技术发展的冲击,但是尚未构求大幅度更新和重组课程体系的屙面。与此相应,十多年来,本书第一版按需求统计而确定的重印册数逐年上升,实际用量供不应求。百对这一现实,我们结合教学实践:在广泛听取并研究教师与学生意氾的基础上,逐步钥确了编写本书第二版的迫求目标,这就是在相对稳定中力求变革,在讲授传统内容的过程中充分体现时代气息,处理好经典理论的论述与最新技术引入的相互融合。以当代信息科学的观点理解、审视,组织和阐述传统内容。本书(也即本课程)的教学目的、要求和体系层次与第一版大体柑同,仍然是研究确定性信号经线性时不变系统传输与处理的基木慨念和基本分析方法,从时间域到变换域,从连续到离欯,从输入輪岀擂述到状态空间描述,以通信和控制工程作为主要应用背景,注重实例分析。在本误程中,连鍥时间信号与系统和离散时间信专与系纳讲投顺序的争执已捋续多年。实践表明,很难说某种烦序显示突出的先进性西代表改革方向从国内、外大量教材情况来看,多种形式并存的局面将长期持续。本书第二版以实际应用为主要依据,.顾离散与连续的选材,前面较多章、节按照先连续后离散的次序卡授,稍后几章则是连续与离散交叉并行硏究。当前,在国际流行的科牧应月软件中,Mtlb具广泛影响。在信号处理技术领垓中,这一歌件的应用也占据重要地位。本课程的计算机练习应帮助学生尽早认识或熟悉 Matlab的应用。与本书相配合,我们将这方面的内容编入了同时出版的另一凇教材之中①,建议将本课程与数字信号处理谍程-考患,从这本教材中选取适当的题目,安排学生的计算机练习。方一方面,由于计算机辅助设计的广泛应用,还需要认真考虑从传约的教￠应启珩主绸《离做时间信号分析科处理》,消华大学出版,200年。2第二版前言学内容中削弱或州除陈旧蚋部分:刿如, SPICH程序的普及促使我們不,要求学生掌握某些复杂电路(或复杂波形)求响应约解杙方法,因而允许大力压缃拉氏交换的存关内容本课程的基本概念和方法并不十分复杂,教学效果成败的关键不在于学生认识和记忆了多定义、定理的糸文,而应注重正确引导学生运用数学工具分析典型的物理问題。所谓课程更新仨住体现在应用领域的演变,而已经成经典理论却仍然适用。第二版特别注重密切结合基本概念介绍通信、控制、信号处埋方面的最新应实例(在止文、例题、刁趣中都会出现),这些实例讨论有助于激发学生的学习志趣和热情,推动学生灵活、深入地掌握基本概念第二版全书共12章,上、下册各6章。前3章包括錯沦、连续系统的时城分析傅里叶变换。各章的主题仍同第一版。第-查增邡了信号波形的近算与系统模型的方框图。第二章对分証函数的性质和应用作了较详尽的补充:第三章着重闪论傅里叶变换的苤本概念,而将一些较深入的闫题移后到第五、六章。第四阜是拉普拉斯变换及其应用,经重新貍织、它涵盖了第-版四、五两章的主要内容,从预使这部分的篇罾有絞大医细。笫五章傳里叶变涣的应用是第三章约继续,结合滤波、调制和抽样三方面的概念增了较貉的应用讨论和实闳分析。第六章是重新编写的,主题是信号的矢量空间分析。这里涉及的基本概念在许多后续课程白需要引用,而按照以住约习惯,很少见到哪和教材戏哪门课程对此作系统的入「∫介绍。为孜变这一状况,我们将正交、相关、帕塞瓦尔定理、柯西一施瓦茨不等式等概念和一些应用实例組织在一赶,以统一的数学与物理方法讲投,使学生对信号理约学习步入更深的层次,为学好后续课程打下基础:第七至元章的内容也与第版大致相同,包括商散时间信号的时域分斫、空变换、离散傅旦叶变换及其快速箅法。在第七辜增补了反卷积(解卷积冫的基本概念:第八章适当护充了序列俾里叶变换性质的讨论,以便于和第九章的内容衡接。第九章增加了商散余弦变换和沃尔什变换肭有关内容。第十章模拟与数字滤波器和第十一章线性反媺系统都是重新编写的。前者初步介绍模拟与数字滤波器的基本原理和设计方法;后者使本书在控工程的应用背景方面适当加强,此外,将信号流图也移入此章。第十二章与第一版最后一章的内容一致,讨论状态空闻分析,在此,注重招宽应用实例的引入给出了一些非电领域应用状态空间方法的例子全书篇握较大,有利于授课教师灵活选杖,也为学生自学开创了较好的条件。可以按照不同章节的选取与组合,构蒇深度和学时有区別的诛程。从前国内多数院校的需要來看,推荐以下两种组课方案供参考(下列数字为輩号):1-234-5-78-72第一种方案讵用于在本课程之后继续学习数字信号处理而不设控制理论课程的第二版前言3情况;第二种方案则适合于在本课程之后专冂开设控制理论而不再学习数字信号处理的有关专业。即使按某些章目织教学,对于每章内各节仍有较大的灵活进取余地,如第-章微分方程的经典分析、b函数的深入讨论,笫四章用拉氏变换解电路的各种拣习以及第七章差分方程蚋时域求解等都可适当删减。在第二方案中,对于第十章建议尺选讲数字滤波器的有关内容(包括逼近函数),删除模拟滤波器等部分.另一方面,有些章目虽末在上述方案申列入,也应介绍其中的要点或个别小节。在第一方案中,讲授状态变量分析之前需补充信号流图的概念,还可姜虑简媐介紹反馈的基本知识(都需要从第十-章选材)。此外,调种方案都可适当选择第六章的要点为学生初步建立信号矢量空间的概念。近年来,我校教学实践表明,以上两种方案都能在一学期内完成,讲课学时不超过64。当然,授课教胛可根据学生的能力以及培养计划的总体要求设计其他多种选材组课方案。一般讲,无论何和方窠都不宜照本宣科授课,书中相当多的内容应当留给学生自学或组织讨论。我们相信,选用本书作为教材脊有助于推动讲课、自学与课堂讨论的蜜切结合。第一版的实践表明,读卡在学完信号与系统课程之后相当长的时洵内仍然装要反复翻闳本书本书除用作高校教材之外,我们期望它对于科研和工程技术人员的在职自学与知识更新能产生一定的积极作用。木书第二版由郑君里辶编,第二章剀应后珩执笔,第十章由应启珩、郑君里执笔,其余各章由郑君里执笔。杨为理与执笔者共同研并校阅了篥三、五、七、八各章,张宇博士协助完成并校核了若于重耍公式的推证。山秀明、刘序明、王文渊、叶大田、乐正友、郑方等分别校阅了各部分初稿或结合投课对订工作提出建议。必须指出,多年来作者与各位司事和众多博士生的经赏妍讨,以及授课过程中与学生的密切交流,对本书写作有狠多重要的启发和帮助。全书承清华大学电子工程系阽大绘教授害阅,提出许多指导性修改意见,保证了书稿质量的进一步提高,作者表示衷心感谢。本书于1997年经国家教育委员会组织专家评审,确定为曾通高等教育“九五”国家级重点教材立项选题。书獨经教育部“电路、信号系统和电磁场课程教学指导小组”阅,同意作为国家级重点教材出版。高等教育出版社各位编辑与作者的渝快合作为本书出版创造了十分有利的条件。从1981年至令,各兄弟院校的老师和同学们以多种方式与作者坦诚交换意见,并对本书修订工作给予很多关小与支持,在此一并深致谢意。眼于水平,书中难免有不妥或锆误之处,恳请读者指正。作者999年l2月于清华大电子工系第版前言近年來,作者为无线电电子学系开设“信号与系统”课程,同时编写了这方面的参考教材。现将该教树整理,扩充,编成本书。本课程的任务在于研究信号与系统理论的基本概念和基本分析方法。初步认识如何建立信号与系统的数学模型,经适当的数学分析求解,对所得结果给以物理解释、赋予物理意义。由于本学科内容的迅速更新与发展,所涉及的概念和方法将十分广泛,而丑还在不断扩充。本书试图在规定的要求与范围之内,使选材适当充实、丰富。在用作教晳时,可以灵选取所需内本书的范固限于确定性信甘〔非随机信髟)经线性、时不变系统传翰与处理的碁本理论。从时间戒到交换城。从连续到离散,从输入一翰出描述到状态描述,力求以统一的观点阐明基本概念和方法为学习本课程,凄者应有-定的数学基础和屯蕗分析基础。求中涉及的数学内容主要包括微分方程、差分方程、级数、复变函数、线性代数等。除对差分方程作适当讲解之外,其他方面将直接引用有关结论。在运用这些数学工具时,注重解泱工程问顯,加强物珥概念的解释。本课程与先摻课“旦路分祈基础”联系密切,虽有某些重复,佔分析问题钓着眼点有所不同。在那里,从电路分析的角度研究问题,而本书则以系统的观点进行分析通过本课程的学习希望激发意学生对信号与系统学科方面的学习志趣和热情,使他们有信心也有能力逐步适应这一领域目新月异发展的需要。首先要适应几门重点后续课程的需要,这课程是:子线路(也可并行学习)、网絡理论、通信系统、控制浬论、数字信号处理,等等全书共包括十-章。·至六章讨论连续时间信导与系统,÷至一章讨论高散时间信号与系统(篤七章时域分祈、第八章z变换与ε域分祈、第九章离散簿里计变换及快速算法、第十章沃尔仁变换),第十一章集中研究系统的状变量分析(包活连续与离救,計戚与变换域)本书篙幅稍大,涉及的问題比较广泛,直接用全书材料红成一门—一学期的课程是不适当的:可以根据先修与后续课约不同情况按以下几种方式(序号表示章号)选择所需部分,組成深度和学时有区别的课:2第--版前六r-65十678-1167--86—7-8-J0-ll在每章内还安排有一加宽加深的内容,标有“共”号,含去这些小节,不影响后续部分的学习:除内容选拯方面有刈动性之外,在讲授顺序上也可以作灵活调整:例如,绎论中的1.5、1.6节可栘至第三章开始时讲搅;又如,论佯氏交换与抆氏变换原理和应用第三空六章,可改3-6-4-5或4-5-3-6约贩序使用(这时要对第6.1、6.,3、6.8戍4、2、4.!3等节作调聱)配合基理论与分析方法的学引,抟中备有一定数量的例题和对题,可卧情选用,部分难度稍大或比繁复约习题标有“*”号,不应作为对学生的般要求。书来附育习题答案,似供参考:在应用计算机方面,专虑到曰前的实际情况,没有给出汁算程序.但在某些基本原理的讲授中,已经注意到为这方面作冖些准备(如卷积歆值计笪、拉普拉坜逆交换、速俾興叶变拽等)本书凼郑君里同志主端笫三、章由杨为理同杰执笔,第十一章由应启珩同志执笔、其余各章由郑君里国志执笔、乐正友同志整理习题笞案,张尊桥同态绘制插图常迴教授指导本书编写工作。冯重副教投对本书编写大纲的拟定提岀宝贵意见。系负责同志以及通信,线路等教研指的有关冏志对本卡编写工作给予许多支持和帮助书犒承高等学校理科及工科基础课程教衬编审委员会电路理论及狺号分祈小组委托南京工学院管致中教投、合肥工业大学灼墙生教授、北京工业学院李瀚荪副教授负责审阌,撾出许多宝贵意见。作者在此表示衷心的感谢。限于水平,书中难免有锆误与不妥之处,恳请读者批评指正作者九八一年兀月于清华大学无线电电子学系责任编辑刘激扬封面设计于文燕责任绘图尹莉版式设计马静如责任校对马桂兰责任印制韩刚
