信号与系统信号与系统的基本概念

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1、1信号与系统(Signal&system)教师：徐昌彪xucb@cqupt.edu.cn2005-3-1电路基础教学部2教材及主要参考书籍刘永健编，《信号与线性系统》，人民邮电出版社，1994年吴大正主编，《信号与线性系统》（第三版），高等教育出版社，2002年吴湘淇编著，《信号、系统与信号处理》，电子工业出版社，1999年电路基础教学部2005年3月1日10时13分3课程任务及主要内容课程任务研究信号与线性系统的基本理论和基本分析方法主要内容信号运算与变换卷积／卷积和傅里叶变换拉普拉斯变换Z变换系统分析时域卷积分析傅里叶变换分析法（频域分析）拉

2、普拉斯变换分析法（复频域分析）Z变换分析法（Z域分析）电路基础教学部2005年3月1日10时13分4第一章信号与系统的基本概念1.1信号及其分类1.2系统及其分类1.3系统的模型1.4系统的模拟1.5线性时不变系统分析方法概述电路基础教学部2005年3月1日10时13分51.1信号及其分类(1)消息（Message）指人或事物情况的客观报道。信息（Information）指对于接收者来说事先不知道的消息。信号（Signal）是随时间变化的某种物理量。信号是消息的表现形式，是消息的载体。信号的基本特性时域（间）特性频域（率）特性电路基础教学部200

3、5年3月1日10时13分61.1信号及其分类(2)1.1.1信号分类1.1.2常见基本信号1.1.3连续信号的一些基本运算电路基础教学部2005年3月1日10时13分71.1.1信号分类(1)确定信号(Determinatesignal)是时间t的确定函数。随机信号(Randomsignal)不是时间t的确定函数。常表现出一定的统计规律。电路基础教学部2005年3月1日10时13分81.1.1信号分类(2)连续信号(Continuoussignal)除不连续点外，任何其它时刻有定义。离散信号(Discretesignal)仅在离散时刻有定义。电路

4、基础教学部2005年3月1日10时13分91.1.1信号分类(3)周期信号(Periodicsignal)每隔一定时间T（称为周期）重复变化。f(t+T)=f(t)非周期信号(Aperiodicsignal)无周期性f(t+T)≠f(t)电路基础教学部2005年3月1日10时13分21T→∞101.1.1信号分类(4)能量信号(Energysignal)：E为有限值，P＝0功率信号(Powersignal)：P为有限值，E→∝非功非能信号(Non-power&non-energysignal)E→∝；P→∝E=lim∫−TTf(t)dtP=lim

5、T→∞2T∫−TTf2(t)dt电路基础教学部2005年3月1日10时13分U(t)=⎨111.1.2常见基本信号(1)单位阶跃信号U(t)（Unitstepsignal）⎧0t<0⎩1t>0电路基础教学部10U(t)t2005年3月1日10时13分δ(t)=⎨∫且121.1.2常见基本信号(2)单位冲激信号δ(t)（Unitimpulsesignal）工程定义:⎧0t≠0⎩∞t=0(1)δ(t)+∞δ(t)dt=1−∞0电路基础教学部t2005年3月1日10时13分⎪∆t131.1.2常见基本信号(3)几何含义：δ(t)可以看成是门函数g∆(t

6、)的极限⎧1g∆(t)=⎨⎪0⎩

7、t

8、<

9、t

10、>∆2∆2−∆/20电路基础教学部g∆(t)1/∆∆/22005年3月1日10时13分141.1.2常见基本信号(4)复指数信号（Complexexponentialsignal）est其中s=σ+jω称s为复频率s=0时，为直流信号；ω＝0时，est＝eσt为单调增长或衰减的实指数信号；σ＝0时，est＝ejωt=cosωt+jsinωt电路基础教学部2005年3月1日10时13分151.1.3连续信号的一些基本运算(1)信号的相加与相乘两个信号在同一瞬间的值相加（相乘）例：如图示两信号，试画出f1

11、(t)+f2(t),f1(t)-f2(t),f1(t)f2(t)的波形。f1(t)12f2(t)-101t-202t电路基础教学部2005年3月1日10时13分161.1.3连续信号的一些基本运算(2)f1(t)+f2(t)3f1(t)-f2(t)12-11-2-10112t-20-1-22t电路基础教学部2005年3月1日10时13分171.1.3连续信号的一些基本运算(3)f1(t)f2(t)21-2-1012t电路基础教学部2005年3月1日10时13分181.1.3连续信号的一些基本运算(4)信号的时移f(t)f(t+t0)将f(t)沿横

12、轴向左移t0单位f(t)f(t-t0)将f(t)沿横轴向右移t0单位f(t)1f(t＋1)1f(t-1)1-101t-2-10t012t