《信号与系统》是由著名学者郑君里编写的经典教材第二版的完整PDF版本。这本书深入浅出地介绍了信号和系统的理论及其应用,是学习电子工程、通信技术等领域的必备参考书。
《信号与系统》是郑君里教授的经典教材,第二版在第一版的基础上进行了全面的修订和完善,旨在深入浅出地介绍信号与系统的基本概念、理论和应用。这本书是电子工程、通信工程、自动化控制等领域的核心课程教材,对于理解系统的分析和设计至关重要。
1. **信号的基本概念**:
- 信号:信息的载体,可以表示为时间或空间上的函数,描述系统状态或变化。书中涵盖了连续时间和离散时间信号,包括周期性、非周期性、能量信号和功率信号等。
2. **系统的基本性质**:
- 线性时不变系统(LTI):对任意输入的加权求和以及输入的时间平移保持输出特性不变。
- 系统稳定性:通过分析系统的冲激响应和频率响应来判断其是否稳定。
- 因果性:实际系统通常需要满足因果性的要求,即当前时刻的输出仅依赖于过去的输入。
3. **傅里叶变换**:
- 连续时间傅里叶变换(CTFT):用于将信号从时域转换为频域,分析其频率成分。
- 离散时间傅里叶变换(DTFT):对应离散信号的频谱分析。
- 快速傅里叶变换(FFT):一种计算傅里叶变换的有效算法,在信号处理中广泛应用。
4. **拉普拉斯变换与Z变换**:
- 拉普拉斯变换:适用于线性常系数微分方程系统的求解,用于确定系统传输函数。
- Z变换:在离散时间信号分析中的等价于连续时间的拉普拉斯变换,用于描述和分析离散系统的动态行为。
5. **系统分析方法**:
- 微分方程模型:通过物理定律建立系统的微分方程来表示其行为特征。
- 传递函数:一种数学工具,用来表征输入与输出之间的关系,并可用于评估系统性能。
- 状态空间描述法:利用一组状态变量描绘高阶系统的动态特性。
6. **滤波器设计**:
包括低通、高通、带通和带阻等不同类型的滤波器的设计方法(如巴特沃斯滤波器、切比雪夫滤波器)以及数字信号处理技术在离散时间系统中的应用,以实现对信号的过滤与整形。
7. **系统辨识与控制**:
- 系统辨识:通过观测系统的输出来估计其参数并建立相应的数学模型。
- 控制理论:涵盖PID控制器设计、稳定性分析、根轨迹法及状态反馈控制等技术手段。
8. **信号处理应用**:
涉及图像增强、去噪和压缩在内的图像处理;调制解调与信道编码的通信系统;以及机器人控制系统和飞行器自动导航系统的自动化领域。
郑君里的《信号与系统》第二版以其清晰而详尽的内容阐述,辅以丰富的实例解析,帮助读者更好地理解和掌握相关核心知识点,并为后续深入学习及研究打下坚实的基础。