信号与系统B讲稿-1

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1、《信号与系统B》讲稿2015课程代码：E0100340学时数:64学分数：4本课程理论授课60学时，共30次课，实验4学时。学时分配:引言与数学复习2学时第一章信号的时域表达8学时第二章LTI系统的时域表达8学时第三章连续时间信号的频谱分析--CTFS6学时第四章连续时间信号的频谱分析一CTFT6学时第五章滤波系统对信号的作用6学时第七章采样与离散时间信号的分析4学时第九章拉普拉斯变换与模拟系统设计12学时第十章z变换与离散时间系统设计第1次课引言和数学复习引言当前的时代称为信息时代，信息的交流对社会的发展发挥着及其重耍的作用。作为信息载体的信号，以及信息

2、处理工具的系统，在信息交流中扮演着关键作用。本课程主要学习信号与系统的基本分析和表达方式，介绍信号的测量、信号的分析、信息的处理、系统的分析、系统的设计等基本概念及方法，为今后各类信息系统的分析和设计建立基础。信号与信息大千世界自然现象千变万化，人们通过观察这些变化，可以感受到这些变化帯给我们的的信息人们社会通过语言、文字、声音、图形交流信息，这些信息依托于声波、光线、电磁场等物理量的变化进行表达。所谓信号就是这些变化屮的物理量，通过其变化的不同方式带给人们不同的信息。信号表现为具体的物理量，可以直接为人们所感受所测量，而信息则是信号通过英变化表现出的意义

3、，不能直接测量，只能通过对信号进行分析而获取。因此对信息的收集、存储、传输、处理都需要通过对信号进行相应操作來实现，由此信号被称为信息的载体。信号与信息互为表里，信号是信息的外在表现，信息是信号内在含义。在各类信号的表现中，时间信号具有突出的意义；很多自然现象的变化都体现为随时间而变，在电子技术中，可以采用传感器将其转换为随时间变化的电压（模拟信号），采用电路系统进行分析处理；即使是体现为二维或三维分布的空间变化图像，在传输和存储时，也通常采用逐点采样方式将其转化为数据流，变成时间函数进行处理。考虑到吋间信号的重要性和普遍代表性，本课程仅针对随吋间变化的信

4、号进行讨论，这些信号的取值随时间发生变化，可以视为时间的函数x（t）。信号与系统在信息处理过程中，需要对信号进行各种处理运算，这些处理运算通过系统实现；系统対输入信号进行处理，产生输出信号，从这个意义上说，系统表达了信号之间的相互关系，通常称为输入输出关系。当信号采用时间函数进行表达时，系统则体现为对输入其屮的时间函数进行运算，产生新的时间函数。系统的运算可以采用数学表达式表现，也可以采用软件编程方式实现其运算，这通常称为系统的软件实现；而在电路中，这些运算可以由电路器件单元的连接实现，这称为系统的硬件实现。在本课程中，主要针对一般系统的普遍表达方式及其规

5、律进行讨论，不会涉及具体的软件或硬件系统设计。本课程的特点信号与系统是信息技术领域重要的基础课程，其中表现的表达与分析方法广泛应用于信息技术的各领域，不仅在自然科学屮得到应用，在社会科学的研究屮也成为一种重要的工具；信号与系统也是一门难以理解的课程。从数学表达的角度，信号可以看着是一种数学函数，系统则表现対函数的数学运算，这使得本课程看上去像是数学的分支；而从工程的角度，信号与系统又需要随时关注测量与设计的可行性。在信号与系统中，可以看到理想与现实的差距，看到理论的不完善和实践手段的局限性。这样的一些矛盾和差异可以帮助我们更好地从书本世界走向现实世界，为我

6、们将来的学习和工作打下基础。考虑到本课程的普遍适用性，本课程不针对任何具体信号与系统进行讨论，而是讨论众多信号与系统的表达、分析、处理和设计中存在的普遍问题。为了实现这一目标，信号与系统遵循的基本思路是：任何复杂的信号都是由简单基本信号单元组合构成的，任何复杂系统都是由简单基本系统连接形成的；只要掌握了这些基本单元的特性，了解了组合连接带来的影响，就能够对任何信号进行表达分析，对任何系统进行分析设计。为了学习的循序渐进，本课程内容大体分为三部分：1从信号的观测角度讨论信号的表达，以及对测暈值进行运算给信号带来的变化；通过这部分的学习，可以理解信号的测量表达

7、要点、一些基本信号的性质、基本的系统性质及运算规则；这部分内容也称为时域分析。2从信号变化分类的角度，将信号中信息的基本单元与频率建立联系，从而采用信号频谱表达信号中的信息分布，在此基础上，讨论各种运算对信息分布的影响，建立起信息处理系统一滤波器的表达概念；这部分内容称为频域分析。3针对现实工程中有限系统表达与设计的需求，引入特殊的变换表达工具（拉普拉斯变换、z变换），以系统的零极点表达将系统频域性能和时域运算构架对应连接起来，形成对信息处理系统有效的表达和设计方法；这部分内容也称为复频域分析。由于本课程釆用双语教学形式，使用原文教材，为了学习好本课程，需

8、要将数学推导、工程概念、英语阅读三者结合，这也增加了课程学习的难度