《信号与系统第1章 1.1-1.2-new》由会员分享，可在线阅读，更多相关《信号与系统第1章 1.1-1.2-new（34页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、马碧云Email: Tel: 18664801330华南理工大学电信学院 逸夫科学馆416,信号与系统,总学时：80；其中课内学时64；实验学时16；,三个重要问题,第一章 信号与系统,引言,考核: 平时成绩20%30%，期末考试70%80%,课程特点 (3个),学习目的 （2个）,使用教材： Signals and Systems，A.V.Oppenheim 等著（第二版），刘树棠译，西安交通大学出版社，1998年3月,主要参考书： 1 吴大正等，信号与线性系统分析，第4版，高等教育出版社，2008。 2 陈后金，胡健等，信号与系统，高等教育出版社， 2007。 3 陈后金，胡健等，信号与系
2、统学习指导与习题精解，清华大学出版社，2004。,第一章 信号与系统1 基本概念 1.1 信号的概念 （1）消息（message） 人们常把来自外界的各种报道称为消息。 消息反应知识状态的改变。 （2） 信息（information） 信息论中的一个术语。通常把消息中有意义的内容称为信息。,？什么是信号？什么是系统？为什么将他们连接起来？,第一章 信号与系统 1 基本概念 1.1 信号的概念 （3） 信号（signal） 信号是信息的载体，信息通过信号来传递。 信号总是作为一个或几个独立变量（自变量）的函数而出现，并携带着某些物理现象的相关信息。例如，在电子信息系统中，常用的电压、电流、电荷或
3、磁通等电信号可以理解为是时间t或其他变量的函数。 如果信号是单个独立变量的函数，称这种信号为一维信号。一般情况下，信号为n个独立变量的函数时，就称为n维信号。本课只讨论一维信号。,第一章 信号与系统1 基本概念 1.2 系统（system) 信号的产生、传输和处理需要一定的物理装置，这样的物理装置通常称为系统。,第一章 信号与系统1 基本概念 1.2 系统（system) 系统总会对给定的信号作出响应，产生另一个信号或另外的几个信号。,第一章 信号与系统 1 基本概念 1.2 系统（system),第一章 信号与系统 1 基本概念 1.2 系统（system) 系统是由若干相互作用和相互依赖的
4、事物组合而成的具有特定功能的整体。它是一个非常广泛的概念。系统可以是物理的，也可以是非物理的。系统可以很简单，也可以很复杂。,如果系统只有单个输入和单个输出信号，则称为单输入单输出系统，如图所示。如果含有多个输入、输出信号， 就称为多输入多输出系统 。,第一章 信号与系统 2 本课程所涉及的内容 （1）两大板块： 信号分析：研究信号的基本性能，如信号的描述、性质等。以信号分解为核心思想，研究确知信号的分析方法：时域分析；频域分析；变换域分析（包括S域和Z域）； 系统分析：给定系统，研究系统对于输入激励所产生的输出响应。以信号分析为基础，建立分析LTI系统的相应方法：时域分析；频域分析；变换域分
5、析（包括S域和Z域） （2）研究对象： 确定信号 线性时不变系统 （Linear Time- Invariant System ),第一章 信号与系统 3 信号与系统分析的主要应用领域 （1）研究系统对给定输入信号所产生的输出响应。 （2）研究为了使给定输入信号经过系统后，其输出响应符合人们的希望或要求，系统应该具有什么样的特性，进而设计出该系统。,第一章 信号与系统 4 学习信号与系统课程的目标与要求 （1）掌握信号与系统分析的基本概念、基本理论与分析方法，灵活应用所学习的理论与方法解决各种相关的问题。 （2）理解概念、掌握方法、多做多练、融会贯通。为此，必须认真地完成一定数量的习题。 （3
6、）认真做好相关的教学实验。认真把握各个教学环节，充分利用习题课与答疑时间，及时解决学习中的疑难问题。,第一章 信号与系统 5 -1 信号描述信号是信息的一种物理体现，它是随时间或变量变化的物理量。 信号的物理属性分：电信号、非电信号（可以互相转换），其中电信号容易产生、便于控制、易于处理，本课程讨论电信号，简称“信号”。电信号的基本形式：随时间变化的电压或电流。描述常用方法：1）表示为时间函数 2）信号的图形表示-“波形”信号=函数,第一章 信号与系统 5-2 信号的分类 （1）确定信号与随机信号： 任一由确定时间函数描述的信号，称为确定信号或规则信号。对于这种信号，给定某一时刻后，就能确定一
7、个相应的信号值。如果信号是时间的随机函数，事先将无法预知它的变化规律，这种信号称为不确定信号或随机信号。,第一章 信号与系统 5-2 信号的分类 （2）连续信号与离散信号： 自变量连续可变的信号称为连续时间信号，简称连续信号。 仅在离散时刻点上有定义的信号称为离散时间信号，简称离散信号。 等间隔的离散信号 也常称为序列。其中n称为序号,数字信号：时间和幅值均为离散 的信号。,模拟信号：时间和幅值均为连续 的信号。,抽样信号：时间离散的，幅值 连续的信号。,量化,抽样,第一章 信号与系统 5-2 信号的分类 （3）周期信号与非周期信号： 周期信号是每隔一个固定的时间间隔重复变化的信号。 连续周期
8、信号 f(t)=f(t+nT), n=1,2,-t 离散周期信号 fk=fk+nN, n=1,2,-k,满足此关系的正实数T（正整数N）中最小的一个，称为信号的基波周期 （ ）。,第一章 信号与系统 5-2 信号的分类 （3）周期信号与非周期信号：,可视为周期信号，但它的基波周期没有确定的定义。,可以视为周期信号，其基波周期 。,第一章 信号与系统 6 信号的能量与功率 （1）连续时间信号在 区间的能量定义为： 连续时间信号在 区间的平均功率定义为：,第一章 信号与系统 6 信号的能量与功率 （2）离散时间信号在 区间的能量定义为： 离散时间信号在 区间的平均功率定义为：,第一章 信号与系统
9、6 信号的能量与功率 （3）无限区间上的总能量和平均功率可以分别定义为连续： 离散：,第一章 信号与系统 7 三类重要信号 （1）能量信号信号具有有限的总能量，即： （2）功率信号信号有无限的总能量，但平均功率 有限。即： （3）信号的总能量和平均功率都是无限的,如x(t)=t。即：,第一章 信号与系统 8 自变量变换:信号的特性相应地改变。 （Transformations of the Independent Variable),当 时，信号向右平移,时，信号向左平移,当 时，信号向右平移,时，信号向左平移,(1). 时移变换：Shift of Signals,(2). 反转变换：Refl
10、ection of Signals,信号以 为轴呈镜像对称。,与连续时间的情况相同。,(3). 尺度变换： Scaling,时, 是将 在时间上压缩a倍，,时, 是将 在时间上扩展1/a倍。,实例： 照片放大。,由于离散时间信号的自变量只能取整数值，尺度变换可能会使信号丢失，因而离散信号一般不作尺度。,2,2,2,0,1,2,3,例如：,显然 是从 中依次抽出自变量取偶数时的各点而构成的。这一过程称为对信号 的抽取（decimation）。,综合示例： 由,做法一：,做法二 ：,如果有 则称该信号是偶信号。,（镜像偶对称）,对实信号而言：,第一章 信号与系统 9 奇信号与偶信号： odd Signals and even Signals,如果有 则称该信号为奇信号 （镜像奇对称）,如果有 则称该信号为共轭偶信号。,如果有 则称为共轭奇信号。,对复信号而言：,任何信号都能分解成一个偶信号与一个奇信号之和。,对实信号有：,其中,其中,对复信号有：,其中：,其中：,例1：,例2. 信号的奇偶分解：,作业： 1.21 c 1.23 b 1.25 a 1.26 e,
