信号与系统/导论
这本书的目的是开始踏上漫长而曲折的电气工程之路。之前的关于电子电路的书籍已经奠定了基础,但再说一遍:这不是电气工程师通常所做的事情。大多数应用都存在非常复杂的集成电路,这些电路可以在当地电路商店或爱好商店以几美分的價格买到,因此没有必要重新创建新的电路。因此,这本书可能不会花太多时间讨论任何讨论的结构的实际电路实现。此外,本书也不会深入讨论复杂的数学,而是选择简单地指出和列出相关结果。然而,这本书将尝试提供对大多数外行人认为非常陌生和神秘的研究领域的洞察。这本书将成为未来书籍的基础理论。这本书可能不会讨论任何具体的实现(没有电路、收发器、滤波器等),因为这些材料将在之后的书籍中更好地处理。
这本书旨在作为大学电气工程二年级学习的补充教材。然而,目前没有参加电气工程课程的学生也可能在这里找到一些有价值和有趣的信息。本书要求读者具备微积分的先修知识,并假设读者熟悉积分学。如果缺乏先修知识,可以与阅读本书同步学习积分学,但效果可能会参差不齐。利用拉普拉斯变换,本书将完全避免微分方程,因此不需要对该主题有任何先修知识。
具备其他学科(如物理学(波动力学、能量、力、场))的先修知识将有助于更深入地理解该主题,但这并非必需。此外,具备概率、统计学或随机变量的数学背景将有助于更深入地理解噪声信号的机制,但这也不是必需的。
本书将涵盖线性时不变 (LTI) 系统和信号的理论。该主题将构成其他几个研究领域的根本基础,包括信号处理、数字信号处理、通信系统和控制系统.
本书将提供 LTI 系统的基本理论和信号的数学建模。我们还将介绍随机过程的概念。随机过程,如噪声或干扰,在这些系统的研究中非常常见,因此在讨论滤波器的实际应用之前,必须先讨论噪声过程。
后面的部分将介绍一些更高级的主题,如数字信号和系统,以及滤波器。然而,本书不会详细讨论这些主题,而是建议读者参考有关这些主题的更全面的书籍。
本书将尽可能地不仅提供材料,还讨论这些材料的重要性及其相关性。因为本书中的信息在为读者准备其他书籍的更深入讨论方面发挥着基础性作用。
一旦掌握了信号和系统的基本知识,读者就可以选择多条学习路径。
- 对使用 LTI 系统来控制系统更感兴趣的读者会更感兴趣控制系统。这本书将主要关注“系统”。
所有三条学习路径都将共享某些技术和基础,因此许多读者可能会发现同时尝试遵循不同的路径是有益的。