信号与系统教学课件-第一章_信号与系统

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1、信号与系统(Signal&System)参考书郑君里《信号与系统》（第二版）Oppenheim《SignalsAndSystems》后续课程通信——微波技术、通信原理信息——数字信号处理、信息论控制——优化原理，自动调节原理动力——电（热）力系统自动化、水利系统自动化、原子能系统本章主要内容：信号与系统的基本概念信号的分类及运算阶跃函数和冲激函数的概念系统的描述方法系统的特性第一章信号与系统一、信号的概念本课程中对“信息”和“消息”两词不加严格区分。1.1绪论第一章信号与系统思考——什么是信号？什么是系统？为什么把这两个概念连在一起？消息信息信号来自外界的各

2、种报道消息中有意义的内容信号是信息的载体1.1绪论上课铃声十字路口的红绿灯电视机天线接收的电视信息广告牌信号举例—声信号，表示该上课了；—光信号，指挥交通；—电信号；—文字、图象信号，等等。二、系统的概念(如手机、电视机、通信网、计算机网等都可以看成系统)信号的产生、传输和处理需要一定的物理装置，这样的物理装置常称为系统。系统的基本作用是对输入信号进行加工和处理，将其转换为所需要的输出信号。1.1绪论输入信号激励输出信号响应系统系统基本作用输入信号（滤波前信号）输出信号（滤波后信号）信号与系统关系举例（滤波器滤波处理）生物医学原始信号输出信号滤波器1.1绪论

3、1.2信号的描述和分类第一章信号与系统一、信号的描述“信号”与“函数”两词常相互通用。本课程讨论电信号---简称“信号”信号是信息的一种物理体现，信息则是信号的具体内容。DescriptionofSignal物理上：分为电信号和非电信号,可相互转换；数学上：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；自变量：时间、位移、周期、频率、幅度、相位信号描述举例—单边指数信号数学函数图形表示1t0f(t)1.2信号的描述和分类描述信号的常用方法（1）数学函数，一般为时间的函数（2）图形表示，通常称为波形1.2信号的描述和分类二、信号的分类Classifi

4、cationofSignal信号的分类方法很多，可以从不同的角度对信号进行分类。确定性信号和随机信号连续时间信号和离散时间信号周期信号和非周期信号实信号和复信号能量信号和功率信号一维信号和多维信号因果信号和反因果信号可以用确定时间函数表示的信号，称为确定信号或规则信号。如正弦信号。1.2信号的描述和分类不能用确定时间函数表示的信号，只能用统计特性描述，如一些噪声和干扰。研究确定信号是研究随机信号的基础。本课程只讨论确定信号。确定性信号随机信号{1.确定性信号和随机信号举例确定信号随机信号1.2信号的描述和分类2.连续信号和离散信号1.2信号的描述和分类在连续

5、的时间范围内(-∞

6、序列。其中k称为序号。1.2信号的描述和分类或简写为f(k)={…，0，1，2，-1.5，2，0，1，0，…}↑k=0写成闭合形式：通常将对应某序号m的序列值称为第m个样点的“样值”。1.2信号的描述和分类3.周期信号和非周期信号周期信号(periodsignal)是定义在(-∞，∞)区间，每隔一定时间T(或整数N），按相同规律重复变化的信号。连续周期信号f(t)满足:f(t)=f(t+mT)，m=0,±1,±2,…离散周期信号f(k)满足:f(k)=f(k+mN)，m=0,±1,±2,…满足上述关系的最小T(或整数N)称为该信号的周期。1.2信号的描述和分

7、类例1判断正弦序列f(k)=sin(βk)是否为周期信号，若是，确定其周期。解:f(k)=sin(βk)=sin(βk+2mπ)当2π/β为整数时，正弦序列具有周期:N=2π/β；当2π/β为有理数时(如2π/β=N/M，N和M均为无公因子的整数)，正弦序列仍具有周期性，其周期为N；当2π/β为无理数时，正弦序列为非周期序列。m=0,±1,±2,…判断序列是否为周期信号，若是，则求其周期。练习解：即：该信号是周期信号，周期为4。1.2信号的描述和分类1.2信号的描述和分类4.实信号和复信号函数（或序列）值均为实数的信号为实信号，如正弦信号函数（或序列）值为复

8、数的信号为复信号，最常用的是复指数信号。连续时间的复