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信号与系统第一章(精)

信号与系统第一章(精)

信号与系统第一章(精)

湖南工业大学(河西)计通学院

2015年3月

0 绪论

0.1 信号与系统课程的重要性:

是一门专业基础课

其概念、方法是今后从事通信及控制系统理论和工程技术研究的必备工具和基础。

0.2 信号、系统及相互关系

信号:

“符号”,包含某些物理现象的行为或本质的信息,

可以表示为一个或多个独立变量的函数

系统:

对特定信号作出响应,以产生其它信号或某些行为

信号与系统:

信号

系统信号/行为

0 绪论

0.3 信号与系统的应用领域

应用领域广泛:

通信系统、航空航天、电路设计、电

子测量、声学、地

震学、生物工程、

能源产生与分配、

化学过程控制、语

音处理等通信系统的发展:

古老通信方式:烽火、旗语、信号灯

近代通信方式:电报、电话、无线通信

现代通信方式:计算机网络通信、视频电视传播、卫星传输、移动通信

0 绪论

0.4 信号与系统的应用举例 信号与系统的分析

电路系统对各种输入信

号的响应

信号与系统的设计

提取某些特定信号(心

电图中估计心率)

电路

V(t)、I(t)R(t)

诊断心电图

的处理程序

心电图数据诊断估值结果

0.5 本课程的基本任务

?主要研究信号分析及系统分析的方法 信号分析:信号中含有的特征分析 (信息、特征提取)

系统分析:系统如何响应各种输入信号,如电路分析

0 绪论

0.6 本课程研究范围

讨论确定性信号的时域和频域分析

讨论线性时不变系统的描述与特性

讨论确定性信号通过线性时不变系统的时域分析和变换域分析

讨论连续时间信号与系统和离散时间信号与系统

0 绪论

07 课程具体内容

●第1、2、7章:时域分析

●第3、4、8章:变换域分析

●第5、6章:应用分析

●第9章:状态变量分析,为复杂系统的计算机分析打下基础

0 绪论

0.8 课程特点

信号分解与系统分析相结合

◆根据连续信号的不同分解方法,对应推导出线性

系统的分析方法分别是时域分析、频域分析和复频

域分析。离散信号也类似。

连续与离散相结合

◆自然界中两类现象都存在

◆用离散信号描述和处理连续信号是发展趋势

理论与实践相结合

◆通过实验课加深理解课程内容,Matlab

0 绪论

09 课程授课安排

教材:《信号与系统》赵淑清李绍滨 2008

参考1:《信号与系统第二版》郑君里等,2000

参考2:《Signals & Systems》 Oppenheim, 2nd Edition 1997

实验:上机实验,使用Matlab编程

上课:注重基本概念的理解、掌握分析工具和分析方法

作业:每次课后留作业,每章结束后交一次作业

考试成绩=平时成绩20%(作业+点到)+实验成绩10%+期末考试成绩70%

第一章信号的时域分析●1.1 信号

●1.2 信号的分类

● 1.3 信号的运算

1.4 双边时间信号

1.5 单边时间信号及有限长信号 1.6 离散时间序列

1.7 信号的时域分解

第一章信号的时域分析1.1 信号

信号是信息的物理表现形式,或说是传递信息的函数,而信息则是信号的具体内容。例如,交通红绿灯是信号,它传递的信息是:红—停止,绿—通行。

根据载体的不同,信号可以是电的、磁的、声的、光的、机械的、热的等各种信号。

信号虽然可以有各种形式,在目前阶段,由电子系统大量处理并广泛应用的仍然是电信号。我们这里所说的信号也限定在电流信号或电压信号的范畴。

第一章信号的时域分析

1.1.1信号与信息

信号作为载体来传输信息,并不是说信息与信号的表现形式完全不同。

当信息为文字时,首先对文字编码,然后将数字载入信号并对含有信息的信号传输。在接收端,先将数字从信号中提取出来,再将数字译成文字信息。这是一个完整信息传输过程。

就整个信息传输过程过程而言,信息和信号可以清晰地区别,而当传输过程只是一部分时,我们经常用原始信号、传输信号和处理后信号来区别。

1.1.1 信号与信息

电信号的传输始于19世纪,1837年发明的莫尔斯电报和1876年发明的贝尔电话被认为是电信号传输的里程碑。

电信号传输的研究和发明以及相关的理论和技术的发展在经历两次世界大战后,得到了迅速的发展。

电信号的传输指标主要表现在快速、准确、有效,因此避免不了将信息转换成便于传输和处理的信号。

信号的数学形态是变量为时间的函数

◆ 一方面可以用描述函数的方法来描述信号,包括数学表达式和函数图像。

◆ 另一方面,我们还可以将时间函数进行某些变换,在变换域中用表达式和函数图像来表示。

信号的描述:

◆数学表达式 时间的函数

◆函数的图象 波形

1.1.1 信号与信息

?基带信号、窄带信号

?调制信号

?载波信号

?

已调信号 其 它 信号分类: ◆实际信号与理想信号 ◆连续时间信号与离散时间信号 ◆确定信号与随机信号 ◆一维信号与多维信号 ◆周期信号与非周期信号 ◆能量型信号与功率型信号 1.2 信号的分类

第一章 信号的时域分析

1.2.1 实际信号与理想信号

?实际信号是用数学表达式或波形表示、在真实世界中存在的信号。?理想信号虽然也可以用数学表达式或波形表示,但是在实际系统中并不存在的信号。

?引入理想信号的目的是对实际信号的近似,为的是数学处理方便。

1.2.2 连续时间信号与离散时间信号

除有限不连续点外,对于任意t (a,b) 都可给出确定的函

数值,这样定义在(a,b)上

的函数就称为连续信号。如果一个函数是离散信号,那么除了t=nT外,它的其他函数值没有意义。

离散信号也称为序列

n

5

4

3

2

1

t

用圆点和连线表示

1.2.3周期信号与非周期信号

周期信号与非周期信号对应周期函数与非周期函数。

但是在实际信号中,真正的周期信号是不存在的,充其量只能是在相当长时间内按周期重复的信号。只有理想信号才可能是周期信号,因为它可以定义在t∈(-∞,∞),并周而复始的重复。

任意整数=+=±±…

f t f t nT n

()()0,1,2()

信号与系统第一章(精)

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