信号与系统教学课件作者王丽娟第1章节绪论课件

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1、1第1章绪论1.1信号与系统的概念1.2信号的描述与分类1.3连续时间信号的基本运算与变换1.4典型信号1.5连续时间信号的奇偶分解1.6系统模型、分类和基本连接方式1.7线性时不变系统2机械工业出版社1.1信号与系统的概念1.1.1信号的概念1、什么是信号及电信号？信号是携带了信息的运载工具，或说是携带和传播信息的物理载体。根据载体不同，分光信号、声信号、电信号等。2、不同信号之间可相互转换不同物理形态的信号通过相关器件或装置可以相互转换。电信号容易产生、处理和控制，所以应用最广泛。3机械工业出版社3、信号理论的研究方向包括信号分析和信号传输与处理。(1)什么是信号

2、分析？研究信号的描述、分解、变换和检测方法，信号的性质与特征，以及信号各种特征（时域特征和频域特征）之间的对应关系。(2)信号传输与处理探讨按需要对信号进行加工和传输的技术与方法。信号处理涉及的领域非常广泛，包括噪声抑制、干扰滤除、信号平滑、信号增强、信号编码、信号调制解调、信号加密与解密、信号识别等。4机械工业出版社1.1.2系统的概念1、什么是系统及电系统？(1)什么是系统？由若干相互联系和相互作用的事物按一定规律组合而成的、具有特定功能的整体。比如，生物系统、计算机操作系统、通信系统、自动控制系统及社会经济系统等。(2)什么是电系统？从硬件角度看，是若干相互作用

3、和相互联系的电路按一定规律组合而成、具有特定功能的整体。从软件角度定义，系统是处理信号的一种算法。5机械工业出版社2、系统理论的研究方向包括系统分析和系统综合两个方面。(1)系统分析给定系统和激励，求系统响应；侧重分析与了解系统的特性和功能。(2)系统综合（又称系统设计）给定系统功能和指标要求，设计系统。3、信号与系统的关系信号是系统的输入和输出，系统则是对信号进行传输、处理的物理装置或者算法。6机械工业出版社4、本课程学习什么？学习信号分析和单输入/输出系统分析。1-4章：连续时间信号与系统的基本概念和一系列分析方法；5-6章：离散时间信号与系统的概念和分析方法。学

4、习过程中可以把连续时间信号与系统的相关概念、分析方法和结论移植到离散时间信号与系统的分析中去，进而提高学习效率。7机械工业出版社1.2信号的描述与分类1.2.1信号的描述1．数学表达式具有某一确定的规律，能用数学表达式描述的信号是最理想和完美的信号。如2．波形图携带信息的信号通常具有随机性，无法用确定的时间函数来表示，但可以画出波形。3．数据串信号是一系列的数据，这样的信号则用数据串描述。8机械工业出版社1.2.2信号的分类按载波的物理形态分类电信号、声信号、光信号、磁信号等。按占用频段分类低频信号、高频信号、微波信号、短波信号等。按用途分类通信信号、广播信号、

5、雷达信号、电视信号、遥测信号、控制信号等。按携带消息的类型分类语音信号、图像信号、数据信号等。9机械工业出版社从数学描述的特点上，对信号进行以下划分：•连续时间信号与离散时间信号•能量信号与功率信号•周期信号与非周期信号•因果信号与非因果信号•随机信号与确定信号10机械工业出版社1．连续时间信号与离散时间信号按自变量是否能连续取值来划分。(1)连续时间信号在某个区域里，除有限不连续点外，自变量都连续取值。在连续时间信号中，把自变量和因变量都能连续取值的信号称为模拟信号，比如，sin0t，e–at。11机械工业出版社(2)离散时间信号自变量只能离散取值的信号。按因变

6、量取值的连续性，离散时间信号又细分为：1)抽样信号自变量取值离散，因变量取值连续的信号。见图a。2)数字信号自变量和因变量都离散取值的信号，见图b。12机械工业出版社2、周期信号与非周期信号(1)周期信号在(−∞，∞)时间里，每隔时间T，信号波形按相同的规律重复，称这类信号为周期信号。在实际应用中，只要在我们关注的时间范围内，信号具有周期性，就可以当成周期信号去分析。(2)非周期信号非周期信号可视为周期无穷大的周期信号，其函数值没有周而复始的重复变化规律。13机械工业出版社例判断信号是否为周期信号？若是，请确定其周期。分析：周期信号是在–∞≤t≤∞整个时间域周而复始变

7、化的函数，本题信号f(t)仅在t>0区间具有周期性，故f(t)不是周期信号。14机械工业出版社从能量角度观察信号，有能量信号和功率信号之分。（1）能量信号若实数信号f(t)满足则f(t)为能量信号。积分值是信号f(t)的能量。3．能量信号与功率信号15机械工业出版社3、能量信号与功率信号(1)能量信号如果信号f(t)的积分有界,则称f(t)为能量信号。(2)功率信号如果信号f(t)满足则称f(t)为功率信号。对于周期信号，有16机械工业出版社说明：*能量信号的功率为零；功率信号的能量为无穷。一个信号不可能既是能量信号，又是功率信号，二者必居其一。*有