本書在保留第一版內容的基礎上,在原有的信號與系統(tǒng)、線性時不變系統(tǒng)、周期信號的傅里葉級數(shù)表示、連續(xù)時間傅里葉變換、離散時間傅里葉變換、抽樣、拉普拉斯變換和Z變換這八章內容的基礎上,新增加狀態(tài)變量表示一章。每章均包括學習要點、典型例題、思維導圖和習題解答三部分。此外,為了有利于學生學習,每章通過掃描二維碼的形式還增加了客觀題線上作業(yè),實現(xiàn)隨時隨地的用手機進行線上作業(yè)。書后還附有3~5套期末考試題和考研真題,供學生復習備考之用。
目前國內很多高校的信號與系統(tǒng)教學采用奧本海姆的教材,2012年編寫出版的《信號與系統(tǒng)輔導與題解》一書很受學生的歡迎,成為一本暢銷書,到目前為止已重印了16次,印數(shù)44000冊,說明其質量高。第二版將在第一版的基礎上新增狀態(tài)變量表示一章,在每章增加了思維導圖,以便于學生學習,此外為了有利于學生學習,結合當下互聯(lián)網的發(fā)展,在全書每章都采用二維碼的方式提供各章自測題,方便學生能用手機進行線上作業(yè)。不僅如此,還提供*近幾年若干套信號與系統(tǒng)課程期末考試試題和信號與系統(tǒng)考研真題,這對于考研學子很有價值。
第二版前言奧本海姆教授主編的《信號與系統(tǒng)》(第2版)是信號與系統(tǒng)課程眾多優(yōu)秀教材之一,國內很多高校指定這本經典教材作為參考書。2012年我們應華中科技大學出版社之邀,結合我們的教學內容,編寫了該教材的輔導書,對教材中大部分章節(jié)的知識點進行歸納總結,并對基礎題做了詳細解答。輔導書一經出版就成為當年的暢銷書,迄今為止陪伴莘莘學子已有十余載。十余年間教育改革風起云涌,隨著互聯(lián)網技術的發(fā)展,微課、慕課、電子教材等新型教學形式不斷涌現(xiàn),由此帶來了教學方式的改變。現(xiàn)在教師授課不再一味地滿堂灌輸所有知識點,而是利用網上共享的優(yōu)秀教學資源,采用線上線下相結合的教學方式。華中科技大學電信學院的信號與線性系統(tǒng)課程緊跟時代步伐,不斷革新。2018年在中國大學慕課平臺上線了信號與線性系統(tǒng)慕課,2020年被評為湖北省線上一流課程;在微助教教學輔助平臺上建設了課程資源;教學內容上增加了系統(tǒng)的狀態(tài)變量表示。為了將課程建設成果分享給學生,我們決定編寫《信號與系統(tǒng)輔導與題解》(第二版)。與《信號與系統(tǒng)輔導與題解》第一版相比,第二版有三個變化:第一是在每章后添加了自測題,自測題都來自我們的慕課和微助教資源庫,可以通過掃描書中二維碼的方式獲得;第二是附加了三套期末考試題及三套考研真題,供讀者在學完課程之后進行自我檢測;第三是在第一版原有8章的基礎上增加系統(tǒng)狀態(tài)變量表示一章,即第二版總共9章。由于奧本海姆教材不包含狀態(tài)模型的內容,因此選取Edward W. Kamen和Bonnie S. Heck所著《應用Web和MATLAB的信號與系統(tǒng)基礎》(第二版)一書的第13章作為教學內容,這一章介紹現(xiàn)代控制理論采用的系統(tǒng)狀態(tài)變量表示法,以及用時域方法表征和控制系統(tǒng)。在《信號與系統(tǒng)輔導與題解》(第二版)第9章中,典型例題和習題解答兩個部分的題目均來自該教材第13章的課后習題!缎盘柵c系統(tǒng)輔導與題解》(第二版)的第1~4章由陸三蘭老師編寫,第5~8章由宋琪老師編寫,第9章由宋琪和陸三蘭老師共同編寫,全書由宋琪老師統(tǒng)稿。值得一提的是,我們在編寫第二版時對第一版第1~8章的內容做了很多修訂工作,希望給讀者提供更好的學習體驗。由于編者水平有限,書中難免有不妥和錯誤之處,懇請讀者批評指正。編者2024年7月于華中科技大學前言信號與系統(tǒng)課程一般被認為是電子信息、通信及電氣類專業(yè)的專業(yè)基礎課程,但本領域權威專家奧本海姆教授認為,該課程中的一些核心的基本概念和基本方法,對于所有工科專業(yè)都是非常重要的。由美國國家工程院院士奧本海姆教授主編的《信號與系統(tǒng)》(第2版),是美國麻省理工學院(MIT)電氣工程與計算機科學系的本科教材。該教材*早在1999年由清華大學出版社與Prentice Hall公司合作推出的大學計算機教育叢書(影印版)項目中被首次引入國內,21世紀初又由電子工業(yè)出版社與Pearson Education北亞洲有限公司合作出版。雖然電子工業(yè)出版社也引進了其他一些信號與系統(tǒng)教材,但這本教材很經典,不僅內容豐富,條理清楚,習題數(shù)量多,而且實際應用介紹很多,習題按照由易到難,由理論到實際,有層次地合理地安排。不僅有利于教師教學,也有利于學生自學。華中科技大學自2002年首次在提高班的信號與系統(tǒng)課程中使用這本教材,2005年開始在電子與信息工程系的信號與系統(tǒng)雙語教學中使用這本教材。由于學時所限,我們一般只講解了教材的第1~5章,第7章的前3節(jié),第9章和第10章。通過這些年的教學,我們非常了解學生在學習這門課程,以及使用這本教材中的一些普遍性的問題。為了幫助學生學好這門課程,掌握本課程的基本理論和基本方法,深入理解物理意義,我們總結了教學經驗,編寫了這本輔導教材和習題解答。本書第1~4章由陸三蘭老師編寫,第5~8章由宋琪老師編寫,全書由宋琪老師統(tǒng)稿。感謝華中科技大學出版社的大力支持。由于編者水平有限,書中難免有不妥和錯誤之處,懇請讀者批評指正。編者2012年3月于華中科技大學
宋琪,副教授,華中科技大學電信系,信息課程組組長。1988.9~1992.6:西南交通大學,計算機科學及其應用專業(yè),學士學位1992.9~1995.6:華中理工大學,電子與信息工程系,碩士學位1995.7~迄今:留校任教,其中1999.9~2005.10: 華中科技大學電子與信息工程系,博士學位 主持完成校教學改革研究項目:學科平臺課程信號與系統(tǒng)的建設與研究,2009.6 2014.3~2015.12:主持校自主創(chuàng)新基金:數(shù)字水印技術在移動支付中的應用研究2013~2014:主持一般縱向項目:無人xx紅外成像對地觀測設備研究2011~2012:主持省基金項目:電子商務平臺系統(tǒng)中的數(shù)字水印應用研究2010~2011:主持橫向項目:無線控制器、以太網交換機自動化測試腳本研究開發(fā)2008~2010:參與國基金項目:聯(lián)合基圖像稀疏表示理論研究及其應用
信號與系統(tǒng)輔導與題解(第二版)目錄目錄第1章信號與系統(tǒng)1.1學習要點1.1.1信號1.1.2幾種基本信號1.1.3系統(tǒng)1.1.4系統(tǒng)的性質1.2典型例題1.3習題解答第2章線性時不變系統(tǒng)2.1學習要點2.1.1離散時間LTI系統(tǒng)2.1.2連續(xù)時間LTI系統(tǒng)2.1.3線性時不變系統(tǒng)的性質2.1.4用微分方程描述的LTI系統(tǒng)2.1.5用差分方程描述的LTI系統(tǒng)2.1.6奇異函數(shù)2.2典型例題2.3習題解答第3章周期信號的傅里葉級數(shù)表示3.1學習要點3.1.1LTI系統(tǒng)對復指數(shù)信號的響應3.1.2連續(xù)時間周期信號的傅里葉級數(shù)表示3.1.3連續(xù)時間傅里葉級數(shù)(CTFS)性質3.1.4離散時間周期信號的傅里葉級數(shù)表示3.1.5離散時間傅里葉級數(shù)(DTFS)性質3.1.6傅里葉級數(shù)與LTI系統(tǒng)3.2典型例題3.3習題解答第4章連續(xù)時間傅里葉變換4.1學習要點4.1.1非周期信號的表示:連續(xù)時間傅里葉變換4.1.2周期信號的傅里葉變換4.1.3連續(xù)時間傅里葉變換(CTFT)的性質4.1.4連續(xù)時間LTI系統(tǒng)的頻率響應4.1.5濾波4.1.6帶寬4.2典型例題4.3習題解答第5章離散時間傅里葉變換5.1學習要點5.1.1離散時間傅里葉變換5.1.2離散時間傅里葉變換(DTFT)與連續(xù)時間傅里葉變換(CTFT)的區(qū)別5.1.3離散時間傅里葉變換的收斂性5.1.4周期序列的傅里葉變換5.1.5離散時間傅里葉變換的性質5.1.6由線性常系數(shù)差分方程所描述的離散LTI系統(tǒng)5.2典型例題5.3習題解答第6章采樣6.1學習要點6.1.1沖激串采樣6.1.2采樣定理6.1.3利用內插由采樣點重建信號6.1.4連續(xù)時間信號的離散時間處理6.2典型例題6.3習題解答第7章拉普拉斯變換7.1學習要點7.1.1拉普拉斯變換及其與CTFT的關系7.1.2拉普拉斯變換的收斂域(ROC)7.1.3拉普拉斯逆變換7.1.4拉普拉斯變換的性質7.1.5用幾何作圖法由極零點分布圖求傅里葉變換7.1.6用拉普拉斯變換表征和分析LTI系統(tǒng)7.1.7連續(xù)時間系統(tǒng)的方框圖表示7.1.8單邊拉普拉斯變換7.2典型例題7.3習題解答第8章z變換8.1學習要點8.1.1z變換及其與DTFT的關系8.1.2z變換的收斂域(ROC)8.1.3逆z變換8.1.4z變換的性質8.1.5用幾何作圖法由極零點分布圖求傅里葉變換8.1.6用z變換表征和分析LTI系統(tǒng)8.1.7離散時間系統(tǒng)的方框圖表示8.1.8單邊z變換8.2典型例題8.3習題解答第9章系統(tǒng)狀態(tài)變量表示9.1學習要點9.1.1狀態(tài)模型9.1.2狀態(tài)模型的建立及與輸入輸出模型之間的轉換9.1.3連續(xù)時間系統(tǒng)狀態(tài)方程的求解9.1.4離散時間系統(tǒng)狀態(tài)方程的求解9.1.5等效的狀態(tài)表示9.2典型例題9.3習題解答期末考試題(一)期末考試題(二)期末考試題(三)考研真題(一)考研真題(二)考研真題(三)參考文獻