信号与线性系统分析 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:北京蓝色畅想图书发行有限公司（原高等教育出版社）

作者:王松林

出品人:

页数:494

译者:

出版时间:2007-12

价格:38.90元

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isbn号码:9787040186789

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《穿越时空的旋律：从乐器共鸣到宇宙脉动》 这是一本带领读者踏上一段奇妙旅程的书。我们将从最熟悉的乐器共鸣声开始，探索声音的本质，然后逐步深入，触及构成我们宇宙万物最基本规律的奥秘。这本书并非一本枯燥的理论教科书，而是一次充满发现的冒险，一次用直观理解和生动类比去揭示复杂现象的探索。 第一章：乐器里的数学魔法——共鸣与谐波 想象一下，当你拨动吉他弦，或者按下钢琴键，悦耳的音符便会随之响起。这背后隐藏着怎样的秘密？本章将带你走进乐器的世界，从一把简单的吉他，到复杂的管风琴，我们会一一剖析它们产生美妙声音的原理。你会惊奇地发现，那些我们听到的丰富音色，并非单一的频率在工作，而是由一个基频和一系列不同强度的倍频（谐波）叠加而成。我们会用形象的比喻，比如将弦的振动看作水波的涟漪，将谐波比作波纹中不同大小的同心圆，来解释这种“和弦”式的声音构成。 你将了解，为什么不同乐器演奏同一个音符，声音听起来如此不同？这是因为它们产生谐波的“比例”和“强度”各不相同，这就像是乐器独特的“声音指纹”。我们会探讨弦乐器、管乐器和打击乐器在发声机制上的差异，以及它们各自遵循的物理定律。你甚至会发现，古老的奥林匹克运动会中，人们利用建筑的声学特性进行表演，这背后也是共鸣原理的应用。 第二章：信号的语言——从波形到信息 声音只是宇宙中众多“信号”的一种。信号，简单来说，就是传递信息的东西。它可以是电磁波，比如无线电信号；可以是数字信号，比如你手机里传输的数据；甚至可以是生物信号，比如我们大脑里的神经脉冲。本章将为你揭示这些信号的通用语言——波形。 我们将从最基本的正弦波开始，理解它的振幅、频率和相位这三个关键要素。你会发现，任何复杂的信号，无论多么扭曲，都可以被分解成无数个简单的正弦波的叠加，就像用不同颜色的颜料可以调配出任何一种颜色一样。我们将通过生动的图示和类比，帮助你直观地理解傅里叶级数和傅里叶变换这两个强大的数学工具，它们能够将“信号”这个复杂的概念“翻译”成我们更容易理解的“频率成分”。 你将学会如何“看懂”一个信号的波形，并从中提取出关键信息。比如，一个通信信号的波形会告诉你它传输的是语音还是数据，它的信号强度如何，以及是否存在干扰。我们会讨论模拟信号和数字信号的区别，以及它们各自的优缺点，让你理解为什么我们在生活中越来越依赖数字化的世界。 第三章：线性世界的规则——因果与叠加 并非所有的“信号”和“系统”都遵循简单的数学规律。在本书中，我们将重点关注一类非常重要且普遍存在的“线性系统”。什么是线性系统？简单来说，它就是一种“公平”的系统。如果给它输入两倍的信号，它会输出两倍的结果；如果给它输入信号A和信号B，它对信号A的反应和对信号B的反应是独立的，并且总的反应等于分别对A和B的反应之和。 我们将用很多现实生活中的例子来解释“线性”的概念。比如，一个简单的弹簧，你施加多大的力，它就会被拉伸多长，并且拉伸的长度和力的关系是线性的。再比如，一根电阻均匀的导线，通过它的电流和导线两端的电压成正比，这也是一个典型的线性关系。 本章将深入探讨“因果律”和“叠加原理”这两个线性系统的核心特性。因果律意味着系统的输出只取决于过去的输入，而不会受到未来输入的影响，这符合我们对现实世界的直观理解。叠加原理则让我们能够将复杂的输入信号分解成简单的部分，分别处理，然后再将输出叠加起来，大大简化了分析过程。 第四章：系统之声——响应与滤波 了解了信号和线性系统的基本概念后，我们就可以开始分析“系统”是如何处理“信号”的了。一个“系统”可以是一个滤波器，它可以滤掉信号中不需要的频率成分；可以是一个通信信道，它可以将信号从一个地方传输到另一个地方；甚至可以是一个生物体内的神经网络，它可以处理和传递神经信号。 我们将引入“系统响应”的概念，即当给系统输入一个特定的信号时，系统会产生什么样的输出。你会学习如何用“冲激响应”来表征一个线性系统。冲激响应就像是给系统一个“瞬间的冲击”，然后观察它如何“恢复”和“传播”这个冲击。一旦我们知道了系统的冲激响应，我们就可以预测它对任何输入信号的响应，无论这个输入信号多么复杂。 本章将重点讲解“滤波”的概念。滤波器是信号处理中非常重要的工具，它们可以帮助我们去除噪声、增强有用信号，或者提取特定的频率信息。我们会介绍不同类型的滤波器，比如低通滤波器（只允许低频信号通过）、高通滤波器（只允许高频信号通过）和带通滤波器（只允许特定频率范围的信号通过）。你将了解，为什么收音机可以调谐到不同的电台，或者为什么你的手机可以区分不同的通信信道，这都离不开滤波器的功劳。 第五章：时域与频域的舞蹈——理解信号的全景 我们已经分别探讨了信号在“时域”（随时间变化的视图）和“频域”（由频率成分构成的视图）的表现。本章将把这两者联系起来，让你理解在不同域之间切换的强大能力。 我们会用一个简单的例子，比如一个随时间变化的声波，在时域上它是一个起伏的曲线，而在频域上，它则会显示出它包含的所有频率成分以及它们的强度。你会发现，在某些情况下，频域的分析比时域更加直观和有力。比如，要判断一个信号是否包含特定频率的噪声，在频域上一目了然。 本章将深入探讨“卷积”这个在信号处理和系统分析中至关重要的概念。卷积操作就是将一个信号的时域表示和另一个信号（通常是系统的冲激响应）的时域表示进行一种特殊的“加权求和”，从而得到它们的相互作用。你会发现，通过卷积，我们可以将系统对输入信号的响应描述得淋漓尽致。 第六章：从微观粒子到宏观宇宙——线性世界的普适性 我们已经从乐器共鸣、通信信号、滤波器等具体例子中学习了信号与线性系统的原理。现在，我们将把目光放得更远，看看这些原理是如何在更广阔的领域中发挥作用的。 你会惊讶地发现，即使在微观的量子力学世界，许多现象也可以用线性方程来描述。比如，粒子的波函数传播就遵循一种线性演化方程。而在宏观的宇宙学中，天体的运动、引力波的传播，甚至宇宙的膨胀，都可以用一系列的线性方程来近似描述。 本书将通过一些引人入胜的例子，展示线性系统理论在物理学、工程学、经济学甚至社会科学中的应用。你会了解到，为什么物理学家可以用数学模型来预测天体的运行轨迹，为什么工程师可以设计出高效的通信系统，甚至为什么经济学家可以尝试用模型来分析市场波动。 第七章：超越线性——非线性世界的奇妙 虽然线性系统具有强大的分析能力，但现实世界中，许多现象并非严格遵循线性规律。本章将简要触及“非线性系统”，让你对更复杂的世界有一个初步的认识。 我们会用一些简单的例子，比如摩擦力、空气阻力，来说明非线性现象。当一个系统表现出非线性时，它的行为会变得更加复杂和难以预测。一个微小的输入变化，可能会导致输出产生巨大的差异，这就是所谓的“蝴蝶效应”。 尽管非线性系统更难分析，但它们恰恰是许多自然现象和复杂系统（如天气模式、生物神经网络、金融市场）的核心。我们将简要介绍一些研究非线性系统的方法，并鼓励读者在掌握了线性系统的基础后，继续探索这个更加广阔和迷人的领域。 结语：连接万物的旋律 从一根弦的振动到宇宙的脉动，从简单的声波到复杂的数据流，我们都在不断地探索和理解“信号”与“系统”之间千丝万缕的联系。这本书试图为你搭建一座桥梁，让你能够用一种更深刻、更系统的方式去理解我们周围的世界。 希望在读完这本书后，你能够用全新的视角去聆听风的声音，去感受电流的流动，去理解信息的传递，甚至去欣赏宇宙的宏大交响曲。因为，万物皆有其“旋律”，而理解这旋律的语言，就是理解这个世界的钥匙。

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我必须称赞一下这本书在介绍经典电磁场理论时的那种古典而严谨的美感。作者对麦克斯韦方程组的阐述简直是教科书级别的典范。他不仅仅是简单地罗列出微分形式和积分形式，而是花费了大量篇幅去追溯这些方程的历史发展脉络，以及它们是如何从法拉第的实验观察和安培的定律中一步步被系统化的。这种历史的视角，让读者在学习抽象的矢量分析时，能感受到物理直觉的力量。特别是在处理边界条件和求解亥姆霍兹方程时，作者展现了极高的教学技巧，他细致地分析了每一种坐标系（直角、柱面、球坐标）适用的物理情境，并详细演示了分离变量法的每一步操作，几乎没有遗漏任何代数细节。这本书的价值在于，它传达了一种“慢工出细活”的治学精神，让你明白电磁学的美，不仅仅在于其预测能力，更在于其内在的数学和谐与逻辑的严密性。读完后，我对电磁波的传播有了前所未有的清晰认知。

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坦白说，我是在寻找一本关于通信原理的入门读物时买到这本的，结果发现它走上了一条极其理论化、甚至有些“晦涩”的道路。书中的重点似乎完全放在了随机过程的概率密度函数及其矩的数学特性上，虽然这些内容确实是理论的基石，但对于想要了解调制解调器是如何工作的普通读者来说，信息密度实在太高，且缺乏直观的例子支撑。例如，关于香农公式的推导，虽然严谨，但作者几乎没有用任何类比或生活化的场景来帮助读者建立感性认识。读起来就像是在阅读一篇长篇的数学证明，思维很容易被各种希腊字母和积分符号所困住，从而错失了对通信系统核心思想的把握。我更期待看到不同调制方式（如QAM, PSK）在实际信道中的性能曲线和它们背后的工程权衡，而不是仅仅停留在抽象的数学框架内。这本书更适合理论研究者，对于工程实践导向的学习者来说，可能需要配合大量的辅助材料才能真正消化吸收。

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这本书的排版和内容的组织方式简直是灾难性的。我拿起这本书时，满怀期待地想系统学习一下现代控制理论的核心思想，结果发现，内容之间的逻辑跳跃大得惊人。比如，在讲解李雅普诺夫稳定性分析时，前一页还在讨论线性系统的状态空间表示，下一页突然就跳到了非线性系统的奇点分析，中间完全缺少必要的过渡和解释。更别提那些公式推导了，简直是让人摸不着头脑，很多关键的中间步骤被草草略去，好像作者认为读者已经具备了研究生级别的数学直觉。我不得不经常停下来，翻阅其他参考书来弥补这本书留下的知识断层。这根本不适合初学者，甚至对于有一定基础的人来说，阅读过程也充满了挫败感。如果说好的教材是引导者，那么这本书更像是一个固执的向导，只顾自己往前冲，完全不顾及身后跟随者的步速和方向感。我花了大量的时间在尝试理解“为什么”而不是“是什么”，这极大地影响了学习效率和学习乐趣。

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这部关于数字图像处理的专著，其深度和广度令人叹为观止。它不仅仅是一本教科书，更像是一本研究参考手册。作者对于卷积在空间域和频率域的等效性进行了极其详尽的阐述，并且特别强调了在有限精度计算环境下，如何权衡算法的计算复杂度和最终图像质量之间的矛盾。我尤其欣赏作者对小波变换在图像压缩和去噪领域的应用所花费的笔墨，他不仅给出了严格的数学推导，还配以大量的对比图例，直观地展示了不同小波基函数对纹理细节的保留差异。这本书的难点在于，它要求读者对线性代数和概率论有非常扎实的功底，因为很多高级算法的理解都建立在这些基础之上。但对于那些希望在图像处理领域深耕的人来说，这本书是不可或缺的宝藏。它强迫你去思考：在实际应用中，完美的数学模型往往是无法企及的，我们如何在高维复杂性中找到最优的工程近似解。

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天哪，我刚刚读完这本关于时间序列分析的巨著，简直是醍醐灌顶！这本书的作者似乎对信息论有着极其深刻的理解，他不仅清晰地阐述了如何从纷繁复杂的数据流中提取出有意义的模式，更重要的是，他提供了一套近乎艺术性的方法论，教我们如何用数学的语言去“雕刻”数据。我尤其欣赏其中关于傅里叶变换在非平稳信号处理中的应用那一章，作者并没有停留在基础概念的罗列，而是深入探讨了窗口函数选择对频谱泄漏的实际影响，这一点在很多教科书中都被一带而过。更让我印象深刻的是，书中穿插了大量的工程实例，比如雷达信号处理和生物医学信号去噪，这些实例的复杂度和贴近实际的程度让人拍案叫绝。感觉作者在每一个转折点都设置了巧妙的“陷阱”，引导读者去思考那些隐藏在表面公式背后的物理意义和局限性。读完后，我感觉自己对“信息”这个抽象概念有了具象化的认知，仿佛推开了一扇通往数据本质的大门，那些曾经模糊不清的概念，现在都变得清晰而锐利起来。这本书的阅读体验，与其说是学习，不如说是一场智力上的探险。

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