信号与系统》课程讲义

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1、信号与系统SignalsandSystems哈尔滨工业大学自动化测试与控制系联系方式魏国（教授、博导）电机楼30035-7室86413621-81313904631891Email:wg_weiguo@sina.com课程学习要求严格遵守上课纪律（随机抽查3次旷课或6次迟到、早退取消考试资格）认真完成课后作业（作业缺1/3取消考试资格）积极完成实验教学内容（实验缺1/3取消考试资格）主要讲述章节第1章第2章第3章第4章第5章第6.2、6.3、6.4小节第7章第8章第12章参考文献http://hitee.hit.edu.cn，电气工程及自动化学院--课

2、程建设-信号与系统讲义Alanv.Oppenheim（刘树棠译）.信号与系统，西安交通大学出版社王宝祥.信号与系统.哈尔滨工业大学出版社陆哲明，赵春晖，孙圣和.信号与系统学习与考研指导.科学出版社学习目的和意义后续课程(通信、控制和数字信号处理)基础实际工程(IT行业，股票分析、医学，航天航空，地质)基础应用基础研究(图像处理、语音处理、数据挖掘)先导课程考研：专业基础课，复试课程第一章绪论本章主要研究内容：信号与系统研究内容信号描述与信号运算信号分解§1.1信号与系统研究内容一、信号1.概念①消息、信号、信息、函数/图像MessageSignalIn

3、formationFunction具体内容、表现形式、消息有效成分、信号表达式（单值函数）信号:消息的运载工具和表现形式②消息传递方式的历史光信号，声信号，电信号，现代：GPS，网络③信号：信号传输、信号交换、信号处理§1.1信号与系统研究内容2.分类①信号函数表达式确定性确定信号：能表示成时间确定函数，用在控制系统中随机信号：不能表示成时间确定函数，只能知道其概率分布，用在通信系统中②周期性周期信号：非周期信号：伪随机信号：T很大的周期信号混沌信号(ChaosSignal)§1.1信号与系统研究内容③时间函数取值连续性抽样模拟抽样量化数字A/D转换信

4、号信号信号连续时间模拟：连续幅度离散幅度离散时间抽样：连续幅度数字：离散幅度§1.1信号与系统研究内容[例1]：判断信号类型（习题1-1）tf(t)（a）4321(只取4,3,2,1)tf(t)（b）连续时间信号模拟信号连续时间信号离散幅度§1.1信号与系统研究内容[例1]：判断信号类型（习题1-1）离散时间信号数字信号离散时间信号抽样信号123只取(3,2,1)tf(t)（c）tf(t)（d）§1.1信号与系统研究内容[例1]：判断信号类型（习题1-1）离散时间信号数字信号离散时间信号数字信号（e）（f）1只取(0,1)nx(n)1只取(-1,1)n

5、x(n)-1§1.1信号与系统研究内容④自变量个数一维：语音f(t)多维二维：图像f(x,y)三维：视频f(x,y,t)四维：电磁波f(x,y,z,t)§1.1信号与系统研究内容⑤信号的能量和功率特性能量：功率：非能量非功率：能量为有限值功率为有限值*周期信号？*有限时间内信号？*非周期信号？*实际应用中信号？§1.1信号与系统研究内容⑥调制系统中调制信号载波信号已调信号低频信号(调制信号)已调信号信道接收端解调载波信号低频信号调制§1.1信号与系统研究内容3.信号分析：信号描述、运算、分解、频谱分析、相关分析、信号检测4.信号变换(源自信号的正交分解

6、)：傅氏变换、拉氏变换、Z变换、DTFT、DFT5.信号处理(信号变换是其中一部分，服务于信号传输)：变换、滤波、压缩、增强、分割6.信号传输：媒质—光纤、电话、电报、网络；涉及编码、调制、解调、解码；关心保密性、有效性、可靠性7.信号交换：如电子数据交换、程控交换机等8.信号检测：信号分析重要分支二、系统1.概念①系统：若干相互作用和相互依赖的事物所组成的具有特定功能的整体②系统、电路（网络）i)系统强调功能与特性，关心全局；ii)电路强调结构与参数，关心局部③广义系统分类物理、非物理；自然、人工§1.1信号与系统研究内容e(t)r(t)利用系统完成

7、信号的传输、交换和处理§1.1信号与系统研究内容2.信号与系统关系：相辅相成①离开信号，系统无存在必要②信号必须通过系统得以传输和处理连续时间系统离散时间系统混合系统r(t)x(n)x(n)y(n)e(t)y(n)e(t)r(t)微分方程差分方程①3.分类、数学模型表示§1.1信号与系统研究内容L、C、寄存器记忆电路—记忆系统即时系统：输出决定于同时刻输入--代数方程动态系统：输出与历史输入有关--微分、差分方程R--无记忆系统②③集总参数：只含集总参数元件—常微分方程分布参数：含有分布参数元件--偏微分方程R、L、C传输线、波导（时间函数）（时间函数

8、、空间位置）§1.1信号与系统研究内容⑤时变：参数随时间变化时不变：参数不随时间变化？e1(t