《信号与系统》习题解答手册(Oppenheim 第二版)

Signals & Systems — Solutions Manual, Second Edition Alan V. Oppenheim · Alan S. Willsky · with S. Hamid Nawab Prentice Hall Signal Processing Series

基本信息

属性值
书名Signals & Systems Solutions Manual(《信号与系统》习题解答手册)
版本第二版(2nd Edition)
作者Alan V. Oppenheim, Alan S. Willsky, S. Hamid Nawab
出版社Prentice Hall(普伦蒂斯·霍尔)
丛书Prentice Hall Signal Processing Series(系列编辑:Alan V. Oppenheim)
页数464 页(PDF 扫描版)
文件大小10.34 MB
语言英文
配套教材《Signals and Systems》第二版(Oppenheim & Willsky)

内容概述

本手册是 Oppenheim & Willsky 经典教材《信号与系统》(第二版)的官方配套习题解答,覆盖教材全部 11 章的课后习题,逐题给出完整解答过程,包含推导步骤、公式演算和必要的图示说明。

手册结构与教材章节完全对应,习题编号从 1.x 到 11.x,涵盖从信号与系统基础到线性反馈系统的全链路内容。每题解答均标注有 Sx.yy-# 编号(S = Solution),便于与教材习题对照。

章节结构(共 11 章)

章节起始页(正文)主题核心习题方向
Chapter 1p.1信号与系统基础信号分类(连续/离散、确定/随机、周期/非周期)、基本信号(冲激、阶跃、复指数)、系统性质(线性、时不变、因果、稳定、记忆)
Chapter 2p.30线性时不变系统离散时间卷积和、连续时间卷积积分、LTI 系统性质(交换律/结合律/分配律)、冲激响应与阶跃响应、奇异函数
Chapter 3p.86周期信号的傅里叶级数表示连续时间傅里叶级数(CTFS)、离散时间傅里叶级数(DTFS)、傅里叶级数性质、LTI 系统的频率响应
Chapter 4p.129连续时间傅里叶变换傅里叶变换定义与收敛条件、常用变换对、傅里叶变换性质(时移/频移/尺度/卷积/微分)、卷积与相乘特性、二维傅里叶变换
Chapter 5p.168离散时间傅里叶变换DTFT 定义、常用变换对、DTFT 性质、频率响应、离散时间系统的频域分析
Chapter 6p.213信号与系统的时域与频域特性相位与群时延、幅度/相位响应、理想与非理想频率选择滤波器、一阶/二阶系统、全通系统与最小相位系统
Chapter 7p.260采样采样定理、冲激串采样与零阶保持、采样的频域解释、混叠与抗混叠滤波、离散时间信号的采样与内插、多速率信号处理
Chapter 8p.291通信系统幅度调制(AM)、抑制载波调制、单边带/双边带、角度调制(FM/PM)、脉冲幅度调制(PAM)、频分复用/时分复用、超外差接收机
Chapter 9p.322拉普拉斯变换拉普拉斯变换定义与收敛域(ROC)、常用变换对、拉普拉斯变换性质、逆变换(部分分式展开)、系统函数与微分方程、方框图与信号流图、单边拉普拉斯变换
Chapter 10p.367z 变换z 变换定义与收敛域、常用 z 变换对、z 变换性质、逆 z 变换(部分分式/幂级数展开)、系统函数与差分方程、单边 z 变换
Chapter 11p.413线性反馈系统反馈系统的基本结构与性质、根轨迹法、奈奎斯特稳定判据、增益与相位裕度、反馈系统的稳态误差、灵敏度分析

特点与价值

1. 官方解答,质量可靠

由教材原作者团队编写,解答思路与教材讲解体系完全一致,推导步骤严谨,是学习 Oppenheim 教材的标准配套参考。

2. 覆盖全面,难度分层

每题都有完整解答,既有基础概念题(信号分类、系统性质判定),也有综合应用题(系统设计、滤波器、反馈稳定性分析),难度从入门到进阶全覆盖。

3. 推导详尽,配图辅助

复杂题目(如卷积计算、傅里叶变换推导、根轨迹绘制、奈奎斯特图)配有示意图(标注为 Sx.yy 系列),直观展示解题过程和信号波形变化。

4. 与教材习题一一对应

习题编号体系与教材完全匹配,便于逐章练习时对照检查。

使用建议

学习路径推荐

  1. 先做后看:先独立完成教材习题,再对照本手册检查思路和答案,重点关注推导过程的差异
  2. 按章推进:学完一章做一章习题,及时巩固。建议顺序:Ch1-2(基础)→ Ch3-5(傅里叶体系)→ Ch6(特性分析)→ Ch7-8(采样与应用)→ Ch9-10(复频域)→ Ch11(反馈系统)
  3. 重点突破:
    • 卷积(Ch2):亲手计算几道典型题,掌握图解法和解析法
    • 傅里叶变换对(Ch4-5):熟记常用变换对,熟练运用性质
    • 收敛域(Ch9-10):拉普拉斯变换和 z 变换的 ROC 是难点,需多练
    • 反馈稳定性(Ch11):根轨迹和奈奎斯特判据是核心考点

与其他资源的配合

典型题示例(按知识点索引)

知识点所在章节典型习题类型
信号周期性判定Ch1判断连续/离散信号是否周期,计算基波周期
系统性质判定(线性/时不变/因果/稳定)Ch1给定输入输出关系,逐条验证系统性质
卷积和/卷积积分计算Ch2已知输入和冲激响应,求输出;图解法卷积
LTI 系统互联Ch2级联/并联/反馈连接的等效冲激响应
傅里叶级数系数计算Ch3周期信号的 FS 展开,谐波分析
傅里叶变换性质应用Ch4-5利用时移/频移/卷积/微分性质求变换
频率响应分析Ch4-5-6由微分/差分方程求频率响应,Bode 图
采样定理与混叠Ch7确定奈奎斯特频率,分析混叠效应
幅度调制解调Ch8AM 信号的时域/频域表示,同步检波
拉普拉斯变换与 ROCCh9求信号的拉普拉斯变换及收敛域
系统函数与稳定性Ch9-10由系统函数判断因果性、稳定性
z 变换与逆变换Ch10部分分式展开求逆 z 变换
根轨迹法Ch11绘制反馈系统根轨迹,分析参数变化影响
奈奎斯特判据Ch11用奈奎斯特图判断闭环系统稳定性
相位裕度与增益裕度Ch11计算系统稳定裕度

备注

  • 本手册为扫描版 PDF,无文字层,需配合纸质或电子版教材使用
  • 解答以推导过程为主,部分仅给出最终答案的简单题可能步骤较简略
  • 第 4 章包含二维傅里叶变换的扩展习题(如 4.53 题),是教材进阶内容
  • 第 2 章末有关于卷积结合律失效条件的深入讨论(如 2.71 题),涉及冲激导数等奇异函数,值得注意
  • 建议与教材的 Problem 章节逐题对照使用,确保题号对应正确