信号与系统(课件).ppt

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1、第1章信号与系统概述1.1信息、信号和系统1.2信号的分类与描述1.4奇异信号及其基本特性1.5信号的基本运算及波形变换1.6信号的分解1.7系统模型、特性及分类1.8线性时不变系统的性质1.9线性时不变系统的分析方法概述1.3常用的典型信号及其基本特性本章是全书的基础，概括介绍有关信号与系统的基本概念和基本理论。有关信号方面概要介绍了信号的描述、分类、分解、基本运算和波形变换，详细阐述了常用的典型信号、奇异信号的概念及其基本性质，重点描述了冲激信号的物理意义、定义和性质。有关系统方面概要介绍了系

2、统的概念和分析方法，详细阐述了系统的模型及其划分，重点描述了线性时不变系统的性质。§1.1信息、信号和系统信号(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。信号（Signal）：指消息的表现形式与传送载体。信息（Information）：一般指消息中赋予人们的新知识、新概念，定义方法复杂，将在后续课程中研究。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。

3、系统(System)系统（system）：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。如太阳系、通信系统、控制系统、经济系统、生态系统等。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。系统可分为物理系统和非物理系统。如：电路系统、通信系统、自动控制系统、机械系统、光学系统等属于物理系统；而政治体制系统、经济结构系统、生产管理系

4、统等属于非物理系统。信号理论与系统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。信号传输信号处理系统理论系统分析：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。§1.2信号的分类与描述信号的分类方法很多，可以从不同的角度对信号进行分类。1.2.1确定性信号与随机信号确定性信号是对于指定的某一时刻，可确定相应的函数值与之对应（有限个不连续点除外）。具有未可预知的不确定性的信号通常称为随机信

5、号或不确定的信号。1.2.2连续时间信号与离散时间信号按照信号在时间轴上取值是否连续，可将信号分成连续时间信号与离散时间信号。连续时间信号最明显的特点是自变量在其定义域上除有限个间断点外，其余是连续可变的。离散时间信号是指时间（其定义域为一个整数集）是离散的，只在某些不连续的时刻给出函数值，在其它时间没有定义的信号（或称序列）。判断信号性质判断下列波形是连续时间信号还是离散时间信号，若是离散时间信号是否为数字信号？连续信号离散信号离散信号数字信号1.2.3实信号和复信号用物理方法可实现的信号都是时

6、间的实函数，即在各时刻的函数值均为实数，统称为实信号。复信号由实部和虚部组成，虽然在实际中不能产生复信号，但是为了便于理论分析，有时采用复信号来代表某些物理量。连续信号与离散信号可以互相转换:一个连续信号，若对所有t均有则称为连续周期信号。如果两个周期信号和的周期具有公倍数，则它们的和仍然是一个周期信号，其周期是和周期的最小公倍数。1.2.4周期信号与非周期信号1.2.5能量信号与功率信号若将信号设为电压或电流，则加载在单位电阻上产生的瞬时功率为，在一定的时间区间内会消耗一定的能量,如果将时间区间

7、无限扩展，那么信号的能量定义为信号功率等于所有时间段上信号能量的时间平均值，即如果在无限大时间区间内信号的能量为有限值，且平均功率，这类信号称为能量有限信号，简称能量信号。如果在无限大时间区间内，信号的总能量为无穷大，平均功率为有限值，则称此信号为功率有限信号，简称功率信号。(a)能量信号(b)功率信号(c)非功率、非能量信号1.2.6普通信号和奇异信号在信号与系统分析中,经常会遇到一类信号,它本身包含不连续点,或者其导数与积分不存在不连续点,不能以普通函数的概念来定义,只能用“广义函数”的概念来

8、研究，此类信号称为奇异信号。1.2.7一维信号和多维信号一维信号是由一个自变量描述的信号，多维信号是由多个自变量描述的信号，例如语音信号就是一维信号；静止平面图像信号为平面坐标的函数，称为二维信号；运动的平面图像信号是立体坐标的函数，称为三维信号。§1.3常用的典型信号及其基本特性1.3.1正弦型信号余弦信号和正弦信号统称为正弦型信号衰减正弦信号：正弦型信号性质：（1）两个频率相同的正弦型信号相加，即使其振幅和相位各不相同，但相加后结果是原频率的正弦信号。（2）若一个正弦型信号的频