信号与系统教学课件概述

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1、信号与系统概述下一页开始结束前言一.广义信号与系统1.信号总是一个或几个独立变量的函数，该函数一般都包含了关于某些现象性质的信息。2.系统总是能对给定信号作出响应而产生出另外的信号的装置。二.地位与应用1.信号传输：远距离不失真传送消息是无线电通信的主要任务，通信也就是信号的传输。2.信号处理：对信号进行某种加工、变换。目的是为了更好的传输、分析信号。三．信号与系统的分析是信号传输、处理的理论基础。它是研究信号特性和信号传输或处理的一般规律（方法论）—信号通过系统后的响应问题。下一页开始结束概论内容信号的概念消息、信息及信

2、号的关系信号的分类信号的表示几种重要的信号信号的基本运算信号的分解和信号分析系统的概念系统的定义系统的分类系统的描述线性系统的分析方法概述输入输出法状态变量法本章说明建立信号与系统的概念了解信号与系统的分类及特性掌握常用基本信号及特性和信号的基本运算从实际系统建立系统的概念掌握线性时不变系统的定义和特性开始上一页下一页结束一.信号的概念1.消息、信息和信号的概念及关系1.信息—指受信者预先不知道的新内容2.消息—用来表示信息的物理形式如：声音、文字、图象、编码、数据等等真正要传送的是包含在消息中的信息。3.信号—是消息的表

3、现形式。它是带有消息的随时间变化的物理量。电压、电流光、声、电磁波。其三者关系为——借助与某种信号形式，传送各种消息，使受信者获取消息中的信息。2.信号的分类开始上一页下一页结束确定性信号—可写成确定的时间函数的信号，给定一个时间可有一个相应的函数值。随机信号—只能知道其取某一数值的概率，写不出确定的函数表达式。连续信号—在连续时间范围内定义的信号，幅值可以有若干个不连续点，但其他都有确定的函数值。离散信号—在某些不连续时间给出函数数值的信号，时间不连续、幅值可连续也可不连续。时间、幅值均连续的信号称模拟信号时间离散、幅值

4、连续的信号称抽样信号时间离散和幅值离散（具有二值）的信号称数字信号开始上一页下一页结束周期信号—始终重复着某一变化规律的信号正弦信号—正弦函数的信号，这里包括正弦和余弦函数信号非正弦信号—除正弦函数以外的连续周期函数信号非周期信号—无一定规律的连续信号除以上划分的信号以外，信号还可分为：调制信号、载波信号、已调信号等等以后用到时再介绍，我们在本课程中仅涉及连续和离散的确定性信号。开始上一页下一页结束3.信号的表示函数表示：信号可以表示成一个或几个变量的函数波形表示：可以表示成随时间变化的图形4.几种重要的基本信号［1］单位

5、阶跃信号（1）定义：（2）物理产生过程：理想开关把直流电压或电流在t=0时刻接入一端口电路开始上一页下一页结束（3）特点：利用阶跃信号表示的信号延迟的单位阶跃信号利用阶跃信号与任意信号的相乘来起始该信号使该信号具有单边性开始上一页下一页结束［2］单位冲激信号（１）定义（２）物理产生过程直流电源对RC串联电路的充电过程，R→０的极限过程。面积为１的矩形脉冲，宽度减小的变化过程（３）特点（４）性质偶函数：选择性：比例性：乘积性：单位冲激偶　　为奇函数开始上一页下一页结束［3］其他信号指数信号正弦信号衰减的正弦信号增长的正弦信号

6、直流信号—复指数信号概括了以上多种信号斜坡信号单位斜坡信号其导数抽样信号门信号及门信号的获得复指数信号任何无时限信号均可以通过乘以门信号来变成一个时限信号开始上一页下一页结束5.信号的基本运算［1］信号相加减—同时刻函数值相加减［2］信号相乘除—同时刻函数值相乘除［3］信号的微分—信号在各瞬时的变化［4］信号的积分—信号在区间内的面积开始上一页下一页结束［5］信号反转（折）：f(t)以Y轴为对称轴反转180度，波形的形状不变。［6］信号的平移：f(t)沿时间轴向左移t0得f(t+t0),向右移t0得f(t-t0)[7]信号

7、的尺度变换f(at)：a>1沿时间轴压缩成原来的a倍，f(at)：a<1沿时间轴扩展成原来的a倍[8]信号的综合变换f(at±b)平移－反折－压扩；反折—平移—压扩开始上一页下一页结束反折－压扩－平移压扩－反折－平移6.信号的分解———复杂信号是可以分解成许多基本信号的。即：可以用许多简单信号组成各种复杂信号。f(t)可以由许多冲激信号构成f(t)可以由许多阶跃信号构成f(t)可以由许多冲激信号构成f(t)可以由许多阶跃信号构成开始上一页下一页结束7.信号的分析———研究信号的时域或频域特性二.系统的概念1.系统的定义：在

8、给定激励（输入）作用下，完成某种功能以得到所需要的响应（输出）的某些部件的组合体。通信系统—为了传送信息由各种不同的单元电路组成的装置（或用来加工处理或传输各种信号的装置）。信号总是与系统相伴存在，信号经系统才能传输，系统中存在信号才有意义开始上一页下一页结束2.系统分类：线性系统—全部由线性元件组成。