信号与系统-陈后金-北京交通大学-全-课件new

《信号与系统-陈后金-北京交通大学-全-课件new》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、信号与系统信号与系统SignalsandSystems陈后金，胡健，薛健北京交通大学国家电工电子教学基地hjchen@public.bta.net.cnhttp://col.njtu.edu.cn/jingpinke/xhyxt/dianzijiaoan/navigation.htm参考教材：北京市精品立项教材《信号与系统》.主编：陈后金,胡健,薛健,清华大学出版社,2003年.信号与系统分析导论•信号的描述及分类•系统的描述及分类•信号与系统分析概述信号的描述与分类•信号的基本概念•信号的分类•确定信号与随机信号•连续信号和离散信号•周期信号与非周期信号•能量信号与功率信

2、号一、信号的基本概念•1.定义•广义:信号是随时间变化的某种物理量。•严格:信号是消息的表现形式与传送载体。•电信号通常是随时间变化的电压或电流。•2.表示数学解析式或图形语音信号：空气压力随时间变化的函数00.10.20.30.4语音信号“你好”的波形静止的单色图象：亮度随空间位置变化的信号f(x,y)。静止的彩色图象：三基色红(R)、绿(G)、蓝(B)随空间位置变化的信号。⎡IR(x,y)⎤⎢⎥I(x,y)=I(x,y)⎢G⎥⎢I(x,y)⎥⎣B⎦二、信号的分类二、信号的分类•1确定信号与随机信号确定信号是指能够以确定的时间函数表示的信号。随机信号也称为不确定信号，不是

3、时间的确定函数。确定信号随机信号的一个样本tt2.连续信号和离散信号连续信号：在观测过程的连续时间范围内信号有确定的值。允许在其时间定义域上存在有限个间断点。通常以f(t)表示。模拟信号：取值是连续的连续信号。离散信号：信号仅在规定的离散时刻有定义。通常以f[k]表示。数字信号：取值为离散的离散信号。连续时间信号离散时间信号f(t)13f[k]221k-2-1012t−3π−2π−π0π2π3πf(t)离散信号的产生11)对连续信号抽样f[k]=f(kT)2)信号本身是离散的t−2033)计算机产生连续时间信号与离散时间信号波形3周期信号与非周期信号*连续时间周期信号定义:

4、,∀t∈R存在非零T，使得f(t+T)=f(t)成立，则f(t)为周期信号。*离散时间周期信号定义:∀k∈I,存在非零N，使得f[k+N]=f[k]成立，则f[k]为周期信号。满足上述条件的最小的正T、正N称为信号的基本周期。*不满足周期信号定义的信号称为非周期信号。*周期信号每一周期内信号完全一样故只需研究信号在一个周期内的状况。4能量信号与功率信号•能量信号:0

5、m∑f[k]P=lim∑f[k]N→∞N→∞2N−N−N直流信号与周期信号都是功率信号。注意:一个信号，不可能既是能量信号又是功率信号。系统的描述及其分类•系统的描述•系统的数学模型•系统的方框图表示•系统的分类•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•稳定系统与不稳定系统系统是指由相互作用和依赖的若干事物组成的、具有特定功能的整体。输入信号输出信号信息源传感发送接收传感有用信息信道器设备设备器电视广播通信系统框图防混迭数字处平滑滤输入f(t)A/DD/A输出滤波器理系统波器信号处理系统一、系统的描述一、系统的描述1.数

6、学模型di(t)L+Ri(t)=f(t)dt•输入输出描述：N阶微分方程或N阶差分方程•状态空间描述：N个一阶微分方程组或N个一阶差分方程组2.方框图表示L+i'(t)f(t)∑1/Li(t)f(t)i(t)R--R/LRL串联电路描述系统的基本单元方框图连续时间系统tf1(t)∑y(t)=f1(t)+f2(t)f(t)∫y(t)=∫f(τ)dτ−∞f(t)2f(t)Ay(t)=Af(t)离散时间系统f1[k]∑y[k]=f1[k]+f2[k]f[k]Dy[k]=f[k-1]f[k]2f[k]Ay[k]=Af[k]二、系统的分类二、系统的分类1．连续时间系统与离散时间系统•

7、连续时间系统：•系统的输入激励与输出响应都必须为连续时间信号•离散时间系统：•系统的输入激励与输出响应都必须为离散时间信号•连续时间系统的数学模型是微分方程式。•离散时间系统的数学模型是差分方程式。f(t)连续系统y(t)f[k]离散系统y[k]2．线性系统与非线性系统•线性系统：具有线性特性的系统。线性特性包括均匀特性与叠加特性。(1)均匀特性：若f(t)⎯⎯⎯⎯→y(t)11则Kf(t)⎯⎯⎯⎯→Ky(t)11(2)叠加特性：若f(t)⎯⎯⎯⎯→y(t),f(t)⎯⎯⎯⎯→y(t)1122则f(t)+f(t)⎯