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訊號與系統/導論

來自華夏公益教科書,開放的書籍,開放的世界

這本書的目的是什麼?

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這本書的目的是開始踏上漫長而曲折的電氣工程之路。之前的關於電子電路的書籍已經奠定了基礎,但再說一遍:這不是電氣工程師通常所做的事情。大多數應用都存在非常複雜的積體電路,這些電路可以在當地電路商店或愛好商店以幾美分的價格買到,因此沒有必要重新建立新的電路。因此,這本書可能不會花太多時間討論任何討論的結構的實際電路實現。此外,本書也不會深入討論複雜的數學,而是選擇簡單地指出和列出相關結果。然而,這本書將嘗試提供對大多數外行人認為非常陌生和神秘的研究領域的洞察。這本書將成為未來書籍的基礎理論。這本書可能不會討論任何具體的實現(沒有電路、收發器、濾波器等),因為這些材料將在之後的書籍中更好地處理。

這本書適合誰?

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這本書旨在作為大學電氣工程二年級學習的補充教材。然而,目前沒有參加電氣工程課程的學生也可能在這裡找到一些有價值和有趣的資訊。本書要求讀者具備微積分的先修知識,並假設讀者熟悉積分學。如果缺乏先修知識,可以與閱讀本書同步學習積分學,但效果可能會參差不齊。利用拉普拉斯變換,本書將完全避免微分方程,因此不需要對該主題有任何先修知識。

具備其他學科(如物理學(波動力學、能量、力、場))的先修知識將有助於更深入地理解該主題,但這並非必需。此外,具備機率、統計學或隨機變數的數學背景將有助於更深入地理解噪聲訊號的機制,但這也不是必需的。

這本書將涵蓋哪些內容?

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本書將涵蓋線性時不變 (LTI) 系統和訊號的理論。該主題將構成其他幾個研究領域的根本基礎,包括訊號處理、數字訊號處理通訊系統控制系統.

本書將提供 LTI 系統的基本理論和訊號的數學建模。我們還將介紹隨機過程的概念。隨機過程,如噪聲或干擾,在這些系統的研究中非常常見,因此在討論濾波器的實際應用之前,必須先討論噪聲過程。

後面的部分將介紹一些更高階的主題,如數字訊號和系統,以及濾波器。然而,本書不會詳細討論這些主題,而是建議讀者參考有關這些主題的更全面的書籍。

本書將盡可能地不僅提供材料,還討論這些材料的重要性及其相關性。因為本書中的資訊在為讀者準備其他書籍的更深入討論方面發揮著基礎性作用。

下一步去哪裡

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一旦掌握了訊號和系統的基本知識,讀者就可以選擇多條學習路徑。

  • 對訊號分析和處理更感興趣的讀者可能會更感興趣閱讀有關訊號處理數字訊號處理的書籍。這些書籍將主要關注“訊號”。
  • 對使用 LTI 系統來控制系統更感興趣的讀者會更感興趣控制系統。這本書將主要關注“系統”。

所有三條學習路徑都將共享某些技術和基礎,因此許多讀者可能會發現同時嘗試遵循不同的路徑是有益的。

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