信号与系统第1章 绪论

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1、第一章第一章第一章第一章绪绪绪绪论论论论1.1信号与系统1.2信号的描述、分类和典型示例1.3信号的运算1.4阶跃信号与冲激信号1.5信号的分解1.6系统模型及分类1.7线性时不变系统1.8系统分析方法1.11.1信号与系统信号与系统•信号(signal)•系统（system）•信号理论与系统理论信号(Signal)•消息（Message）在通信系统中，一般将语言、文字、图像或数据统称为“消息”。•信息（Information）人们得到的“消息”，即原来不知道的知识。•信号（Signal）“消息”或“信息”

2、的表现形式与传送载体。•信号是消息的表现形式与传送载体，消息是信号的传送内容。例如电信号传送声音、图像、文字等。•电信号是应用最广泛的物理量，如电压、电流、电荷、磁通等。系统(System)系统：由若干相互作用和相互依赖的事物组合而成的，具有稳定功能的整体。例如：太阳系、通信系统、控制系统、经济系统、生态系统等。通信系统：为传送消息而装设的全套技术设备。信息发送接收受信信道源设备设备者噪声发送端源接收端消息信号信号消息系统(System)•系统可以看作是变换器、处理器。•电系统具有特殊的重要地位，某个电路的

3、输入、输出是完成某种功能（如微分、积分、放大）也可以称系统。•在电子技术领域中，“系统”、“电路”、“网络”三个名词在一般情况下可以通用。信号理论信号分析：研究信号的基本性能，如信号　　的描述、性质等。信号理论信号处理信号传输信号处理对信号进行某种加工或变换。目的：•消除信号中的多余内容；•滤除混杂的噪声和干扰；•将信号变换成容易分析与识别的形式，便于估计和选择它的特征参量。信号处理的应用已遍及许多科学技术领域。信号传输•通信的目的是为了实现消息的传输。原始的光通信系统——古代利用烽火传送边疆警报；•声音信

4、号的传输——击鼓鸣金。•利用电信号传送消息。1837年，莫尔斯(F.B.Morse)发明电报；1876年，贝尔(A.G.Bell)发明电话。•利用电磁波传送无线电信号。1901年，马可尼(G.Marconi)成功地实现了横渡大西洋的无线电通信；全球定位系统GPS；个人通信具有美好的发展前景。•光纤通信带来了更加宽广的带宽。系统理论系统分析：给定系统，研究系统对于输入系统理论激励所产生的输出响应。系统综合：按照给定的需求设计（综合）系统。重点讨论信号的分析、系统的分析，分析是综合的基础。信号与系统的描述输入信

5、号输出信号系统激励响应1.21.21.21.2信号的描述和分类信号的描述和分类信号的描述和分类信号的描述和分类•信号的分类•典型确定性信号介绍一．信号的分类•信号的分类方法很多，可以从不同的角度对信号进行分类。•按实际用途划分：电视信号、雷达信号、控制信号、通信信号广播信号、……•按所具有的时间特性划分1．确定性信号和随机信号•确定性信号对于指定的某一时刻，可确定一相应的函数值，若干不连续点除外。或者说能用确定的时间函数表示。•随机信号具有未可预知的不确定性。不是确定的时间函数，只能用统计规律来描述。2．周

6、期信号和非周期信号⎧正弦周期信号（简谐信号）））⎧周期信号⎨⎪⎩复杂周期信号（除简谐信号外的周期信号）⎪⎨⎪⎧准周期(频率之比值为无理数)例如sint+sinπt⎪⎩⎪⎩⎪⎩非周期信号⎨⎩瞬态(脉冲,衰减函数)瞬态信号：除准周期信号外的一切可以用时间函数描述的非周期信号。3．连续信号和离散信号连续时间信号：信号存在的时f(t)间范围内，任意时刻都有定义（即都可以给出确定的函数值，可以有有限个间断点）。t用t表示连续时间变量Of(n)离散时间信号：在时间上是离散的，只在某些不连续的规定瞬时给出函数值，其他时间

7、没有定义。n用n表示离散时间变量O124．模拟信号、抽样信号、数字信号•模拟信号：时间和幅值均为连续f(t)抽的信号。样tO•抽样信号：时间离散的，幅值量f(n)连续的信号。化•数字信号：时间和幅值均为离散On的信号。f(n)主要讨论确定性信号nO先连续，后离散；先周期，后非周期55．一维信号和多维信号一维信号：只由一个自变量描述的信号，如语音信号。多维信号：由多个自变量描述的信号，如图像信号。二．几种典型确定性信号1.指数信号信号的表示函数表达式f((t))2.正弦信号波形3.复指数信号(表达具有普遍意义

8、)4.抽样信号(SamplingSignal)5.钟形脉冲函数(高斯函数)1．指数信号f(t)=Keαtf(t)α<0α>0�α=0直流(常数)�������α<0指数衰减α=0K������α>>>0指数增长t单边指数信号O⎧0t<0f(t)(())⎪1ft=⎨t−⎪⎩⎪⎩⎪⎩eτt≥0Ot1通常把称为指数信号的时间常数，记作τ,代表信α号衰减速度，具有时间的量纲。重要特性：其对时间的微分和积分仍然是指数形式。