《信号与系统(第二版)教学课件周涛信号与系统第1章》由会员分享，可在线阅读，更多相关《信号与系统(第二版)教学课件周涛信号与系统第1章（29页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1,第1章 信号与系统的基本概述,1.1 引言 1.2 信号的描述与分类 1.3 系统的描述与分类,本章基本要求 1掌握信号的概念及分类 2掌握系统的概念及分类,2,本节要求：,熟悉信号与系统研究的主要问题,1.1 引言,掌握什么是信号？什么是系统？,熟悉信号与系统的关系,3,输入端口,输出端口,上图能够干什么？,下面通过一个仿真实验来演示看看,情况一：图中放入一个一阶RC电路。在输 入端加入一个方波信号作为激励，观察输 出端获得什么样的响应？,4,输入端口,输出端口,同样通过一个仿真实验来观察看看,情况二：还是一个一阶RC电路。注意与上 图不同之处！其它都相同。,5,结论：同一个输入信号，电
2、路不同，得到的输出信号也不同。,什么是系统（或电路）？ 系统是由若干相互作用和相互依赖的事物组合而成的具有特定功能的整体。,通过RC的不同连接，电路系统完成了输入信号的不同变换。,什么是信号？ 笼统地说信号是某种事物状态的表现形式，可以用波形曲线来描述。比如：语音、温度、湿度、压力、移位运动等。,6,信号与系统问题无处不在,古老通讯方式：烽火、旗语、信号灯 近代通讯方式：电报、电话、无线通讯 现代通讯方式：计算机网络通讯、广播电视传播、卫星传输、移动通讯,信号与系统相辅相成,无线通讯系统,语音,电信号,高频电波,电信号,语音,信号与系统研究的主要问题是：电信号在电子设备（系统）中的产生、传输、
3、存储、加工与处理。,7,信息、消息和信号之间的关系（见P2的结论）,小 结,信息：事物运动的状态和方式。其实质是未知的、不确定的、有价值的、有意义的。,消息：将收发信息双方共同约定的符号按一定规律组织起来构成的符号组合。其实质是已知的，如语言、文字、图像和数据。,信号：是信息的载体，是消息的表现形式。其实质是信息。,信号与系统相互依存，互为共有。,系统完成对电信号的产生、传输、存储、加工与处理。,8,本节要求： 电信号的表示形式 电信号的特性 信号的主要类型及含义,1.2.1 信号的描述 1.2.2 信号的分类,1.2 信号的描述与分类,9,信号的描述,物理上：信号是信息的载体形式； 数学上：
4、信号是一个或多个变量的函数； 形态上：信号表现为一种波形曲线。,信号的自变量,时间、位移； 周期、频率，幅度，相位。,1.2.1 信号的描述,10,信号的两种特性（见P3）,信号的时间特性：表示为随时间变化的函数。比如幅值的大小、持续时间的长短、变化速率的快慢、波动速度及重复周期的大小等。,信号的频率特性：任何信号在满足一定的条件下可以分解为许多不同频率的正弦分量之和。比如各频率分量所占比重的大小、主要频率分量占有的频率范围等。,信号的时间特性和频率特性有着密切的联系，都包含了信号所承载的全部信息。,11,1.2.2 信号分类,确定性信号和随机信号 一维信号和n维信号 时限信号和非时限信号 连
5、续时间信号和离散时间信号：时间连续、时间离散 周期信号和非周期信号 能量信号和功率信号,12,确定性信号,随机信号,可以表示为确定的时间函数的信号,13,一维信号,14,n维信号,15,时限信号:存在于有限时间范围内的信号,非时限信号:存在于无限时间范围内的信号,16,连续时间信号,离散时间信号,17,周期信号:,18,连续信号的平均功率信号定义：,连续信号的能量定义：,如果信号的能量E有限，且平均功率P=0，则此信号 称为能量信号。一般非周期的脉冲信号都是能量信号。,同样，可以定义离散的能量信号和功率信号，在此 不再赘述。,如果信号的平均功率P有限，且能量E为，则此信号 称为功率信号。一般直
6、流和周期的信号都是功率信号。,19,小 结,确定性的一维信号可以用时间t（或n)为变量的函数表示式或波形图进行描述，称为时域。,同样，也可以用频率f或角频率为变量的函数表示式和波形图进行描述，称为频域。,离散时间信号的幅值一定离散，自变量n也一定离散。,连续时间信号的幅值可以连续，也可以跳变，但自变量时间t一定连续。,20,本节要求： 系统的表示形式 系统的主要类型及其含义,1.3.1 系统的描述 1.3.2 系统的分类,1.3 系统的描述与分类,21,或,1.3.1 系统的描述,系统:一个由若干相互关联的一类事物组成的具有某种特定功能的有机整体。 电系统:对电信号进行产生、传输、加工处理和储
7、存的电路（网络）或设备（包括软硬件设备），简称系统。 连续时间系统表示:,22,1.3.2 系统的分类,动态系统与非动态系统 连续时间系统与离散时间系统 线性系统与非线性系统 时不变系统与时变系统 因果系统与非因果系统,23,动态系统与非动态系统,动态系统：含有储能元件的系统。或系统在某时刻的输出不仅与该时刻的输入有关，还与该时刻的系统状态有关，又称为记忆系统。如由RC、RL组成的电路或计算机系统。,非动态系统：不含储能元件的系统。或系统在某时刻的输出，仅仅与该时刻系统的输入有关，又称即时系统。比如纯电阻电路。,24,连续时间系统与离散时间系统,连续时间系统：传输、处理连续时间信号的系统。或系
8、统的输入与输出都是连续时间信号的系统，如由模拟电路组成的系统。,离散时间系统：传输、处理离散时间信号的系统。或系统的输入与输出都是离散时间信号的系统，如由数字电路组成的系统。,25,线性系统与非线性系统,线性系统：由线性元件组成的系统。如电路课程中介绍的，由RLC元件组成的各种电路。,非线性系统：含有非线性元件的系统。如模拟和数字电路课程中介绍的，含有半导体元件的各种电路。,需要说明的是，在模拟放大器电路中，通常工作在线性区间，可视为线性系统（电路）。,26,时不变系统与时变系统,时不变系统：系统内元器件的参数不随时间变化又称非时变系统或定常系统。如由RLC元件组成的各种电路。,时变系统：系统
9、内元器件的参数随时间而变化，又称参变系统。如含有热敏或压敏电阻电容元件组成的各种电路。,27,因果系统与非因果系统,因果系统：系统在激励信号作用之后才会产生输出响应，激励是产生响应的原因，响应是引入激励的结果。在物理上可以实现的系统。如现实生活中存在的、可见到的一切物理系统，包括自然的和人造的。,非因果系统：系统的响应出现在激励作用之前。在物理上是不可以实现的系统。比如虚拟系统，包括计算机游戏。,本课程只研究线性的、时不变的、因果系统的激励与响应之间的关系。,28,线性时不变连续时间系统激励与响应的对应关系可以用常系数线性微分方程来描述。简单记为,小 结,连续系统与离散系统的主要区别在于输入与输出是什么信号。,线性时不变因果系统的简单判定。,谢谢观看！,敬请提出宝贵意见！,
