信号与系统引论_课件_郑君里_第1章_绪论.ppt

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1、第一章绪论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1.1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”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

2、、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。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。系统(System)信号理论信号理论信号分析：研究信号的基本性能，如信号的描述、性质等。信号处理信号

3、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。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

4、前景。光纤通信带来了更加宽广的带宽。信号传输系统理论系统理论系统分析：给定系统，研究系统对于输入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1.2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。确定性信

5、号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．周期信号和非周期信号瞬态信号：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）。用t表示连续时间变量离散时间信号：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，其他时间没有定义。用n表示离散时间变量nO12f(n)tf(t)O4．模拟信号、抽样信号、数字信号数字信号：时间和幅值均为离散的信号。主要讨论确定性信号先连续，后离散；先周期，后非

6、周期模拟信号：时间和幅值均为连续的信号。抽样信号：时间离散的，幅值连续的信号。量化抽样5．一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5.钟形脉冲函数(高斯函数)1.指数信号2.正弦信号3.复指数信号(表达具有普遍意义)4.抽样信号(SamplingSignal)信号的表示函数表达式波形重要特性：其对时间的微分和积分仍然是指数形式。1．指数信号单边指数信号通常把称为指数信号的时间常数，记作,代表信号衰减速度，具有时间的量纲。l指数衰减l指数增长l直流(常数)

7、KO2．正弦信号振幅：K周期：频率：f角频率：初相：衰减正弦信号：欧拉(Euler)公式3．复指数信号讨论4．抽样信号(SamplingSignal)性质①②③④⑤⑥5．钟形脉冲函数(高斯函数)在随机信号分析中占有重要地位。1.3信号的运算信号的自变量的变换平移　反褶　尺度一般情况微分和积分两信号相加或相乘一．信号的自变量的变换(波形变换)1.信号的移位2.信号的反褶3.信号的尺度变换4.一般情况1．信号的位移例：>0，右移(滞后)<0，左移(超前)宗量相同，函数值相同，求新坐标f(t+1)的波形？2．反褶以纵轴为轴折叠，把信号的过去与未来对调

8、。例：没有可实现此功能的实际器件。数字信号处理中可实现此概念，例如堆栈中的“后进先出”。3．信号的尺度变换波形的压缩与扩展