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吴大正-信号与系统公式

吴大正-信号与系统公式
吴大正-信号与系统公式

第一章 信号与系统

信号的分类

确定信号 周期信号 连续时间信号 能量信号 随机信号

非周期信号

离散时间信号

功率信号

信号的时域运算

(1)移位

()为常数00,t t t f +

00>t ,()0t t f +为()t f 波形在t 轴上左移0t ; 00

(2)反转

()t f -

()t f -波形为()t f 波形以0=t 为轴反转。

(3)尺度变换

()at f ,a 为常数

1>a ,()at f 波形为()t f 的波形在时间轴上压缩为原来的a 1

10<

1

(4)微分运算 )(t f dt

d

(5)积分运算 ττd f t

?

-)(

(6)相加 )()()(21t f t f t f += (7)相乘

)()()(21t f t f t f ?=

奇异信号

(1)阶跃函数

0,0

=)(t ε

2

1

,0=t 1,0>t

(2)冲激函数

0,0)(≠=t t δ

Dirac 定义

1)(=?

-dt t δ

(3)阶跃函数与冲激函数的关系

()dt

t d t εδ=

)( dx x t t

?∞

-=)()(δε

(4)阶跃函数的积分)(t r

斜坡函数===

?

-)()()(t t dx x t r t

εε

,0,0>

(5)冲激函数的导数和积分

)(t δ'称为冲激偶

)(1

)(='=?

?∞

-∞

∞-dt t dt t δδ

(6)冲激函数的性质 1.相乘性质

)()(0t t t f -δ=)()(00t t t f -δ

)()()()()()(00000t t t f t t t f t t t f -'--'=-'δδδ

2.抽样性质

)()()(00t f dt t t t f =-?

)()()(00t f dt t t t f '-=-'?

3、尺度变换性

)(1

)(t a

at δδ=

)(11)()

()(t a a at n n

n δδ?=

4.偶对称性

)()(t t -=δδ

第二章 连续系统的时域分析

2.1 L TI 连续系统的响应

n 阶常系数线性微分方程的全解由齐次解)(t y h 和特解)(t y p 组成,即

)()()(t y t y t y p h +=

齐次解(二阶

0=+'+''qy y p y )

1)21λλ≠时,x x

e C e C y 2121λλ+=

2)21λλ=时,x

e

x C C y 1)(21λ+=

3)i βαλ+=21、时,)sin cos (21x C x C e y x

ββα+=

特解(二阶

)(x f qy y p y =+'+'')

(1)kx n e x P x f )()(=

① :若k 非特征值,令kx

n n e x a x a x a a y )(22100+++=

x e b ax y )(0+=

② :若k 与一个特征值相同,令kx

n n e x a x a x a a x y )(22100+++= 如

x e b ax x y )(0+=

③ :若k 与两个特征值都相同,令kx

n n e x a x a x a a x y )(221020+++=

x e b ax x y )(20+=

(2)]sin )(cos )([)(x x P x x P e x f s l x ββα+=

令},max{s l n =

① :若βαi +不是特征值,令]sin )(cos )([)()

2()

1(0x x Q x x Q e x y n

n x

ββα+=

② :若βαi +是特征值,令]sin )(cos )([)()

2()1(0x x Q x x Q xe x y n

n x ββα+=

如]sin )(cos )[()(0x d cx x b ax xe x y x

ββ+++=

2.3 卷积积分

一般而言,两个函数)()(21t f t f 和卷积

τττd t f f t f t f t f )()()()()(2121-=*=?∞

-

LTI 系统的零状态响应)(t y zs 是激励)(t f 与冲激响应)(t h 的卷积积分。

()()τττd t h f t y zs -=?

-)(

)()()(t t t t εεε=*

)(2

1

)()(2t t t t t εεε=*

2.4卷积积分的性质

一、卷积的代数运算 交换律

)()()()(1221t f t f t f t f *=*

分配律

)()()()()]()([)(3121321t f t f t f t f t f t f t f *+*=+*

结合律

)]()([)()()]()([321321t f t f t f t f t f t f **=**

二、函数与冲激函数的卷积

)()()()()(t f t f t t t f =*=*δδ

推广:

)()()()()(111t t f t f t t t t t f -=*-=-*δδ

)()()()()(211221t t t t t t t t t t t --=-*-=-*-δδδδδ

)()()()()(211221t t t f t t t t f t t t t f --=-*-=-*-δδ )()()()()(2112212211t t t f t t f t t f t t f t t f --=-*-=-*-

三、函数与阶跃函数的卷积

()ττεd f t t f t

?∞

-=*)()(

()()ττττεd t f d f t t t f t t t ??

-∞

--==-*0

)()(0

四、卷积的微分与积分

导数:)()()()()()

1(212)1(1)

1(t f t f t f t f t f *=*=

积分:)()()()()()

1(2

12)

1(1)

1(t f t f t f t f t f

---*=*=

微分积分性质:

)()()

()()()(212121t f t f dt

t df d f d f dt t df t t *=*=*??∞-∞-ττττ 推广:

)()()()

(2

)(1)(t f t f t f j i j i -*=

五、相关函数

dt t f t f dt t f t f R )()()()()(212112??∞

∞-∞

∞-+=-=τττ dt t f t f dt t f t f R )()()()()(212121τττ+=-=?

?

-∞

∞-

)()(2112ττ-=R R )()(1221ττ-=R R

自相关函数:

dt t f t f dt t f t f R )()()()()(?

?

-∞

-+=-=τττ

)()(ττ-=R R

若)(1t f 和)(2t f 均为实偶函数,则卷积与相关完全相同。 相关与卷积的关系:

)()()()()(212112t f t f t f t f R -*=*=

τ

奇异信号的相关:

)()()(t f t t f =*δ

)()()(t f t f t -=*

δ

ττεd f t t f t ?∞=*)()()(

ττεd f t f t t ?∞

--=*)()()(

第三章 离散系统的时域分析

3.1 LTI 离散系统的响应

一、差分与差分方程

一阶前向差分定义为:)()1()(k f k f k f -+=? 一阶后向差分定义为:)1()()(--=?k f k f k f

差分运算具有线性性质:[])()()()(22112211k f a k f a k f a k f a ?+?=+?

二、差分方程经典解

n 阶常系数线性差分方程:

)()1()()()1()(0101m k f b k f b k f b n k y a k y a k y m m n -++-+=-++-+--

特解

齐次解

)()()(k y k y k y p h +=

齐次解:

齐次方程0)()1()(01=-++-+-n k y a k y a k y n 的解称为齐次解。

特征方程0011

1=++++--a a a n n n λλλ

单实根:k

C λ r 重实根:k r r r r C k C k C k

C λ)(01221

1+++---- 如二重实根:()k C k C λ01+

一对共轭复根βρλj e jb a ±=±=2,1:)]sin()cos([k D k C k

ββρ+ 特解:

激励

不等于特征根时当a Pa k ,

k a

是特征单根时,当a a P Pk k )(0+

重特征根时是,当r a a P k P k P k P k

r r r r ][0111++++--

m k

)sin()cos(k k ββ或

βββj e k Q k P ±+,所有特征根不等于)sin()cos(

全解:

若方程特征根均为单根,全解为)()()()(1

k y C k y k y k y p n

j k j

j

p h +=

+=∑=λ

对于n 阶差分方程,用给定的n 个初始条件)1()1()0(-n y y y 、可确定全部待定系数

j C 。

)1()1()0()0(221121p n n p n y C C C y y C C C y +++=+++=λλλ

三、零输入响应

0)(0

=-∑=-n

j zi j

n j k y a

一般设定激励是在k=0时接入系统的,在k<0时,几个初始状态满足:

)

()()2()2()1()1(n y n y y y y y zi zi zi -=--=--=-

四、零状态响应

满足

)()2()1()

()(0

=-==-=--=-∑∑=-=-n y y y i k f b j k y a zs zs zs m

i i m n

j zs j

n

如果系统激励)(k f 是在0=k 时接入系统的,根据零状态响应的定义,有

0,0)(<=k k y zs 0),()(<=k k y k y zi

时,所有特征根均不等于1

0111P k P k P k P m m m m ++++-- 的特征根重等于,当有1]

[0111r P k P k P k P k m m m m r ++++--

3.2单位序列和单位序列响应

一、单位序列和单位阶跃序列

单位序列定义为=)(k δ

00

1≠=k k ,,

单位序列的取样性质:)()()()(i k i f i k k f -=-δδ

单位阶跃序列的定义:=)(k ε 010

0≥

=-=0

)()(j j k k δε

3.3卷积和

一、卷积和

LTI 系统对于任意激励的零状态响应是激励)(k f 与系统单位序列响应)(k h 的卷积和。

∑∞

-∞

=-=

*=i zs i k h i f k h k f k y )()()()()(

一般而言,若有两个序列)(1k f 和)(2k f ,其卷积和为

∑∞

-∞

=-=

*=i i k f

i f k f k f k f )()()()()(2

1

21

求和上下限有三种情况: 1.)(1k f 为因果序列

∑∞

=-=*0

2121)()()()(i i k f i f k f k f

2.)(2k f 为因果序列

∑-∞

=-=

*k

i i k f

i f k f k f )()()()(2

1

21

3.)(1k f 、)(2k f 均为因果序列

∑=-=*k

i i k f i f k f k f 0

2121)()()()(

三、卷积和的性质

1、交换律 )()()()(1221k f k f k f k f *=*

2、结合律 )()]()([)]()([)(321321k f k f k f k f k f k f **=**

3、分配律

)()()()()]()([)(3121321k f k f k f k f k f k f k f *+*=+*

4、)()(k k f δ与的卷积和

)

()()()

()()(00k k f k k k f k f k k f -=-*=*δδ

5、)()(k k f ε与的卷积和 ∑∞

=-=*0

)()()(m m k f k k f ε

6、卷积和的延迟

)

()()()()

()()()(2121221112212211k k k f k f k f k k k f k k f k k f k k f k k f --*=*--=-*-=-*- 7、其他 )()1()()(k k k k εεε+=*

第四章 傅立叶变换和系统的频域响应

4.1信号分解为正交函数

一、正交函数集 三角型

=ΩΩ?

+dt t n t m T

t t )cos()cos(00

02

0==≠=≠n m T n m T

n

m ,当,当,当

=ΩΩ?

+dt t n t m T

t t )sin()sin(00

02

0≠=≠n m T

n

m ,当,当 0)(cos )(sin 00

=ΩΩ?

+dt t n t m T

t t ,对于所有的m 和n

指数型

()

==?

?

+Ω-+*

ΩΩdt e dt e e T

t t t n m j T

t t t jn t jm 00

00

)(

n

m T n m =≠,当,当0

4.2傅里叶级数

周期信号)(t f 在区间),(00T t t +可以展开成完备正交信号空间中的无穷级数。 一、周期信号的分解

设有周期信号)(t f ,它的周期T ,角频率T

F ππ22=

=Ω )(sin )cos(2)2sin()sin()2cos()cos(2

)(1

1021210

t n b t n a a t b t b t a t a a t f n n n n Ω+Ω+=+Ω+Ω+Ω+Ω+=

∑∑∞

=∞

= 傅里叶系数

21)(sin )(2210)(cos )(222

22,,,=Ω=

=Ω=?

?--n dt t n t f T b n dt t n t f T a T T n T

T n

在)(t f 一个周期积分,积分区间不唯一。

同频率项合并可写成:

)(cos 2)2cos()cos(2

)(1

022110

n n n t n A A t A t A A t f ???+Ω+=++Ω++Ω+=

∑∞=

其中

)

arctan(,2,12

2

0n

n n n n n a b n b a A a A -==+==? ,

n

n n n n n A b n A a A a ??sin 2,1cos 0

0-====

二、奇、偶函数的傅里叶级数

(1))(t f 为偶函数

2

10)cos()(420==Ω=?n T

n b n dt t n t f T

a

,, (2))(t f 为奇函数

?=Ω==2

021)sin()(40

T

n n n dt t n t f T

b a

2)

()()(2)

()()(t f t f t f t f t f t f ev od -+=

--=

(3))(t f 为奇谐函数(半波对称函数)

)2

()(T

t f t f ±-=

前半周期波形移动

2

T

后与后半周期波形相对于横轴对称,傅里叶展开式只含有奇次谐波分量而不含偶次谐波分量,即0642420======= b b b a a a

三、傅里叶级数的指数形式

∑∞

-∞

=Ω=

n t

jn n

e

F t f )(

其中

n n j n j n T T t jn n e A e F n dt e t f T

F ??2

1

1,0)(122

==±==

?

-Ω-

4.3周期信号的频谱

二、周期矩形脉冲

幅度为1,脉冲宽度为τ,周期为

T

)2

(

τ

τ

Ω=

n Sa T

F n 三、周期信号的功率

∑?∞

-∞

=-=

=n n

T

T F dt

t f T P 2

22

2)(1归一化平均功率:

4.4非周期信号的频谱

一、傅里叶变换

ω

ωπ

ωωωd e j F t f dt

e t

f j F t

j t j ?

?∞

-∞

--=

=)(21)()()(

的奇函数

的偶函数ωωωωω?)

()()(j e j F j F =

=)(t g τ

2

,021τ

τ>

<

t t ,

)2

(

)(ωτ

τωSa j F =

二、奇异函数的傅里叶变换

(1)冲激函数的频谱

1)()]([==?∞

--dt e t t F t j ωδδ

(2)冲激函数导数的频谱

()

n

n j t F j t F ωδ

ωδ==')]([)]([)

(

(3)单位直流信号的频谱

)(2]1[ωπδ=F

(4)符号函数的频谱

)sgn(t 0

,10,01>=-t t t

ω

j t F 2)][sgn(=

(5)阶跃函数的频谱

ω

ωπδεj t F 1)()]([+

= 4.5傅里叶变换的性质

一、线性

)()()()(22112211ωωj F a j F a t f a t f a +?+

二、奇偶性

若)()()(ωωωjX R j F +=

(1))()()()()()()()(ω?ω?ωωωωωω--=-=--=-=,,,j F j F X X R R (2))()()(ωωj F j F t f *

=-?- (3)当)(t f 为 )

()()()(ωωωωjX j F R j F ==函数,实奇函数,实偶

三、对称性

)(2)(ωπ-?f jt F

如:

函数)(t Sa 及其频谱:==)()]([2ωπg t Sa F

1

1

><ωωπ,,

)sgn(1

)(2)()(2ωπωδπωπj t

j t g t Sa -?'??

四、尺度变换

??

? ???

a j F a at f ω1)( ()1)(-=-?-a j F t f 令ω

五、时移特性

()?

?

? ???-?±-±a j F e a b at f j F e t t f a b

j t j ωωωω1)()(00

六、频移特性

()[]00)(ωωω j F e t f t j ?±

()[]()[]()[]()[]2)sin()(2

)cos()(000000ωωωωωωωωωω--+?

-++?

j jF j jF t t f j F j F t t f

七、卷积定理

时域卷积定理

)()()()(2121ωωj F j F t f t f ?*

频域卷积定理

)()(21

)()(2121ωωπ

j F j F t f t f *?

2

2

2

1

)()(ωωωδπε-

?-'?t j t t

八、时域微分和积分

时域微分:()()ωωj F j t f n

n ?)()(

时域微分:()()ω

ωωδπj j F F t f +

?-)(0)()1( 九、频域微分和积分

频域微分:())()()

(ωj F

t f jt n n

?-

频域积分:()())()(0)1(ωδπj F jt

t f t f -?-+

十、相关定理

[][][]2

21212112)

()()()()()

()()(ωτωωτωωτj F R F j F j F R F j F j F R F ===*

*

能量密度谱

4.7周期信号的傅里叶变换

一、正、余弦函数的傅里叶变换

)

(2][)(2][)

(2]1[0000ωωπδωωπδωπδωω+=-==-t j t j e F e F F ()

[]()

[]

)()(]21[)][sin()()(]2

1[

)][cos(0000000000ωωδωωδπωωωδωωδπωωωωω--+=-=-++=+=--j e e j F t F e e F t F t

j t j t j t

j

二、一般周期函数的傅里叶变换

[]

∑∑∑∞

-∞

=Ω∞

-∞

=Ω∞

-∞

=Ω-=?=

=n n

t

jn n n

t jn n n T n F e F F e F F t f F )

(2]

[)]([ωδπ

当对周期函数进行傅里叶变换时,得到的是频谱密度;而将该函数展开为傅里叶级数时,

得到的是傅里叶系数,它代表虚指数分量的幅度和相位。

三、傅里叶系数与傅里叶变换

(应用:利用周期信号内单周期傅里叶变换求周期信号的傅里叶系数n F )

周期信号)(t f T 的傅里叶系数n F 与其第一个周期的单脉冲信号频谱)(0ωj F 的关系为

Ω==Ω=

n n j F T

jn F T F ωω|)(1

)(100 4.8LTI 系统的频域分析

一、频率响应

)

()()

()()(ω?ωωωωj e j H j F j Y j H ==

相频响应(奇函数)

幅频响应(偶函数))()()()()

()(ωθωθω?ωωωf y j F j Y j H -==

二、无失真传输

)

()()()(ωωωj F Ke j Y t t Kf t y d t j d -=-=

d t j K

e H ωω-=)(

d

t K

j H ωω?ω-==)()(

)()(d t t K t h -=δ

无失真传输系统的冲激响应是输入冲激函数的K 倍并延时t d

三、理想低通滤波器的响应

幅频特性:1)(=ωH

相频特性:d t ωω?-=)(

=)(ωH

c

c t j

d

e ωωωωω><-,0,()ωωωc d g e t j 2-=

频域中宽度为c ω2的门函数

4.9取样定理

一、信号的取样

s T :取样周期

s

s T f 1

=

:取样频率 s

s s T f π

πω22=

=:取样角频率 冲激取样

[]∑∞

-∞

=-=

=n s

s

s s n j F T j F t f F )(1

)()][ωωω

取样信号)(t f s 的频谱由原信号频谱)(ωj F 的无限个频移项组成,其频移的角频率分别为)2,1,0( ±±=n n s ω,幅值为原谱的

s

T 1. 矩形脉冲取样

二、时域取样定理

一个频谱在区间),(m m ωω-以外为零的频带有限信号)(t f ,可唯一地由其在均匀间隔

???? ?

?

为了能从取样信号)(t f s 中恢复原信号)(t f ,需满足 1.)(t f 必须为带限信号,其频谱函数m ωω>各处为零; 2.取样频率不能过低,必须满足m s f t f 2)(>

m s f f 2=称为奈奎斯特频率(Nyquist )

m

s f T 21

=

称为奈奎斯特间隔 第五章 连续系统的s 域分析 5.1拉普拉斯变换

二、收敛域(Region of Covergence ,ROC )

三、(单边)拉普拉斯变换

dt e t f t f L s F st ?∞

--==0

)()]([)(

==-)]([)(1s F L t f

)(210

0>

-t ds e s F j t j j st

,,σσπ 仅在有限区间∞<<<≤b t a 0不等于零,而在此区间外为零(即当tb ,f(t)=0)的可积信号(即为可积的时间有限信号),其象函数在全s 平面收敛。

常用拉普拉斯变换:

-∞

>?'-∞>?]Re[)(]Re[1)(s s t s t ,,δδ

若0s 为实数,令)0(0>±=ααs

]Re[]Re[1

)(00

0s s s s t e t s >-?

,ε 若0s 为虚数,令)0(0>±=αβj s

α

αεααεαα->+?>-?

-]Re[,1

)(]Re[,1

)(s s t e s s t e t t 0

]Re[,1

)(0]Re[,1

)(>+?>-?

-s j s t e s j s t e t j t j βεβεββ对于因果信号,仅当

α

σ>=][e s R ,其拉

普拉斯变换存在。

对反因果信号,仅

β

σ<=]Re[s 时积分收敛。

双边函数象函数的收敛域为

β

α<<]Re[s 的带状

区域。

0]Re[1

)(0

]Re[1)(2

>?

>?s s t t s s

t ,,εε

5.2拉普拉斯变换的性质

一、线性

若111]Re[)()(σ>?s s F t f ,

,222]Re[)()(σ>?s s F t f ,,则 ),max(]Re[)()()()(2122112211σσ>+?+s s F a s F a t f a t f a , 适用于有限个函数之和

注:如果是两个函数之差,其收敛域可能扩大。

0]Re[)()cos(0

]Re[)()sin(2

22

2

>+?>+?

s s s

t t s s t t ,,β

εββ

β

εβ

二、尺度变换

若0]Re[)()(σ>?s s F t f ,

且有实常数0>a ,则 0]Re[)(1)(σa s a

s

F a at f >?

三、时移(延时)特性

000]Re[)()()(0σε>?---s s F e t t t t f st ,

如果)()(t t f ε既延时又变换时间的尺度,则有

0]Re[)(1)()(σεa s a

s F e a b at b at f s a b

>?---,

四、复频移(s 域平移)特性

a a t s s s s F e t f a σσ+>-?0]Re[)()(,

五、时域微分特性(定理)

)

0()()()0()0()()()

0()()()(1

1)

()1(2)2()1(--=-----∑-?--?-?m n m m n n

n f s s F s t f

f sf s F s t f f s sF t f

上面各象函数收敛域至少是0]Re[>s

如果)(t f 是因果函数,那么)(t f 及其各阶倒导数的值)2,1,0(0

)0()( ==-n f n ,

0)(]Re[)()(σ>?s s F s t f n n ,

六、时域积分特性(定理)

)(1)(0s F s

dx x f n n t ???? ???- ∑???

=--+-∞--∞-∞

--+???? ??=+?=-

n m m m n n n t n t

f s

s F s dx x f t f

dx

x f s s F s dx x f t f

1)(1)

(0)

1()0(1)(1)()()(1)(1)()(

若)(t f 是因果函数,显然)(t f 及其积分在-=0t 时为零,即)1,0(0)0()

( ±==-n f n

1!)(+?

n n s

n t t ε 七、卷积定理

时域卷积定理

)()()()(2121s F s F t f t f ?*

收敛域至少是)(1s F 与)(2s F 收敛域的公共部分

复频域卷积定理

21212121]Re[,]Re[)()(21)()(σσσσηηηπ-<<+>-?

?∞

+∞

-s c s d s F F j t f t f j c j c ,

八、s 域微分和积分

信号与线性系统分析吴大正_第四版习题答案

1-1画出下列各信号的波形【式中)()(t t t r ε=】为斜升函数。 (2)∞<<-∞=-t e t f t ,)( (3))()sin()(t t t f επ= (4))(sin )(t t f ε= (5))(sin )(t r t f = (7))(2)(k t f k ε= (10))(])1(1[)(k k f k ε-+= 解:各信号波形为 (2)∞<<-∞=-t e t f t ,)( (3))()sin()(t t t f επ= (4))(sin )(t t f ε= (5))(sin )(t r t f = (7))(2)(k t f k ε= (10))(])1(1[)(k k f k ε-+= 1-2 画出下列各信号的波形[式中)()(t t t r ε=为斜升函数]。 (1))2()1(3)1(2)(-+--+=t t t t f εεε (2))2()1(2)()(-+--=t r t r t r t f (5))2()2()(t t r t f -=ε (8))]5()([)(--=k k k k f εε (11) )]7()()[6sin()(--=k k k k f εεπ (12))]()3([2)(k k k f k ---=εε 解:各信号波形为 (1))2()1(3)1(2)(-+--+=t t t t f εεε (2))2()1(2)()(-+--=t r t r t r t f

(5) )2()2()(t t r t f -=ε (8))]5()([)(--=k k k k f εε (11) )]7()()[6sin()(--=k k k k f εεπ (12))]()3([2)(k k k f k ---=εε 1-3 写出图1-3所示各波形的表达式。 1-4 写出图1-4所示各序列的闭合形式表达式。 1-5 判别下列各序列是否为周期性的。如果是,确定其周期。 (2))6 3cos()443cos()(2ππππ+++=k k k f (5))sin(2cos 3)(5t t t f π+= 解: 1-6 已知信号)(t f 的波形如图1-5所示,画出下列各函数的波形。 (1))()1(t t f ε- (2))1()1(--t t f ε (5) )21(t f - (6))25.0(-t f (7)dt t df ) ( (8)dx x f t ?∞-)( 解:各信号波形为 (1))()1(t t f ε- (2) )1()1(--t t f ε (5))21(t f -

《信号与系统要点复习》吴大正第四版

一、信号的傅里叶变换对 ?傅氏正变换 ?傅氏反变换 二、欧拉公式 三、常用信号傅里叶变换 1、第1组---时域:模拟单频信号 ?傅里叶变换: ) (ω δ πA A ? t t f F t d e)( ) (jω ω- ∞ ∞ - ?= ω ωωd e) ( 2 1 )(j t F t f?∞∞-π = 00 00 j j j j 1 cos(e e) 2 1 sin(e e) 2j t t t t t t ωω ωω ω ω - - =+ =- []) ( ) ( cos ω ω δ ω ω δ π ω- + + ? t 1 t )(t δ ω t )(t δ 时域单位冲激函数及频谱 t ω t ) (ω δ ) ( 2ω δ πA 时域直流函数及频谱 正弦、余弦函数及频谱

? 频谱图: ? 物理含义:类似于直流信号,都是只含某一个频率的频率分量,所以它们 的密度频谱都是冲激函数。 2、第2组 时域: 数字信号 ? 单位冲激序列函数 为 周期且 波形图 频谱图 ? 单脉冲信号 波形图 频谱图 [] )()(sin 000ωωδωωδπω--+ ?j t t e 0j ωt 0cos ω t 0sin ω∑∞ -∞=-=n T nT t t ) ()(δδ0 2ωπ=T T ∑∑∞ -∞ =∞ -∞=-=-?n n T n n T t ) ()(12)(000ωωδωωωδπδ()a () b ) 2 ( Sa )()(00ωτ τω=?F t f

周期矩形脉冲( 幅度为 1 、宽度为τ、周期为 T ) 的傅立叶变换。 波形图 四、傅里叶变换的几个重要结论(性质) (1)带宽受限于无限 时域受限 频域无限 频域受限 时域无限 (2)时域卷积与频域卷积 )()()()(2121ωωF F t f t f ??* )()()()(2121t f t f F F ??*ωω (3)尺度展缩 ∑∑∞ -∞=∞ -∞=-=-? n n T n n n n T t f )()2(Sa )()2(Sa 2)(00000ωωδτωτωωωδτωπτ 2 τ 2 -2 2

吴大正-信号与系统公式

第一章 信号与系统 信号的分类 确定信号 周期信号 连续时间信号 能量信号 随机信号 非周期信号 离散时间信号 功率信号 信号的时域运算 (1)移位 ()为常数00,t t t f + 00>t ,()0t t f +为()t f 波形在t 轴上左移0t ; 00a ,()at f 波形为()t f 的波形在时间轴上压缩为原来的a 1 ; 10<

0,0t (2)冲激函数 0,0)(≠=t t δ Dirac 定义 1)(=? ∞ ∞ -dt t δ (3)阶跃函数与冲激函数的关系 ()dt t d t εδ= )( dx x t t ?∞ -=)()(δε (4)阶跃函数的积分)(t r 斜坡函数=== ? ∞ -)()()(t t dx x t r t εε ,0,0>

信号与线性系统分析吴大正复习题答案

专业课习题解析课程 第2讲 第一章 信号与系统(二) 1-1画出下列各信号的波形【式中)()(t t t r ε=】为斜升函数。 (2)∞<<-∞=-t e t f t ,)( (3))()sin()(t t t f επ= (4))(sin )(t t f ε= (5))(sin )(t r t f = (7))(2)(k t f k ε= (10))(])1(1[)(k k f k ε-+=

解:各信号波形为 (2)∞<<-∞=-t e t f t ,)( (3))()sin()(t t t f επ= (4))(sin )(t t f ε=

(5)) t f= r ) (sin (t (7)) f kε = t ) ( 2 (k

(10))(])1(1[)(k k f k ε-+= 1-2 画出下列各信号的波形[式中)()(t t t r ε=为斜升函数]。 (1))2()1(3)1(2)(-+--+=t t t t f εεε (2))2()1(2)()(-+--=t r t r t r t f

(5))2()2()(t t r t f -=ε (8))]5()([)(--=k k k k f εε (11))]7()()[6 sin()(--=k k k k f εεπ (12))]()3([2)(k k k f k ---=εε 解:各信号波形为 (1))2()1(3)1(2)(-+--+=t t t t f εεε (2))2()1(2)()(-+--=t r t r t r t f

信号与线性系统分析吴大正第四版第一章习题答案

专业课习题解析课程 第1讲 第一章信号与系统(一)

专业课习题解析课程 第2讲 第一章 信号与系统(二) 1-1画出下列各信号的波形【式中)()(t t t r ε=】为斜升函数。 (2)∞<<-∞=-t e t f t ,)( (3))()sin()(t t t f επ= (4))(sin )(t t f ε= (5))(sin )(t r t f = (7))(2)(k t f k ε= (10))(])1(1[)(k k f k ε-+=

解:各信号波形为 (2)∞<<-∞=-t e t f t ,)( (3))()sin()(t t t f επ= (4))(sin )(t t f ε=

(5)) t f= r ) (sin (t (7)) f kε = t ) ( 2 (k

(10))(])1(1[)(k k f k ε-+= 1-2 画出下列各信号的波形[式中)()(t t t r ε=为斜升函数]。 (1))2()1(3)1(2)(-+--+=t t t t f εεε (2))2()1(2)()(-+--=t r t r t r t f

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(完整版)信号与线性系统分析_(吴大正_第四版)习题答案

1-1画出下列各信号的波形【式中)()(t t t r ε=】为斜升函数。 (2)∞<<-∞=-t e t f t ,)( (3))()sin()(t t t f επ= (4))(sin )(t t f ε= (5))(sin )(t r t f = (7))(2)(k t f k ε= (10))(])1(1[)(k k f k ε-+= 解:各信号波形为 (2)∞<<-∞=-t e t f t ,)( (3))()sin()(t t t f επ= (4))(sin )(t t f ε=

(5)) f= r t ) (sin (t (7)) t = (k f kε ( 2 ) (10)) f kε k = (k + - ( ( ] )1 ) 1[

1-2 画出下列各信号的波形[式中)()(t t t r ε=为斜升函数]。 (1))2()1(3)1(2)(-+--+=t t t t f εεε (2))2()1(2)()(-+--=t r t r t r t f (5))2()2()(t t r t f -=ε (8))]5()([)(--=k k k k f εε (11))]7()()[6sin()(--=k k k k f εεπ ( 12))]()3([2)(k k k f k ---=εε 解:各信号波形为 (1))2()1(3)1(2)(-+--+=t t t t f εεε (2))2()1(2)()(-+--=t r t r t r t f

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信号与线性系统分析习题答案_(吴大正_第四版__高等教育出版社)

第一章 信号与系统(二) 1-1画出下列各信号的波形【式中)() (t t t r ε=】为斜升函数。 (2)∞<<-∞=-t e t f t ,)( (3))()sin()(t t t f επ= (4))(sin )(t t f ε= (5))(sin )(t r t f = (7))(2)(k t f k ε= (10))(])1(1[)(k k f k ε-+= 解:各信号波形为 (2)∞<<-∞=-t e t f t ,)(

(3))()sin()(t t t f επ= (4))(sin )(t t f ε=

(5)) t f= r ) (sin (t (7)) f kε = t ) ( 2 (k

(10))(])1(1[)(k k f k ε-+= 1-2 画出下列各信号的波形[式中)()(t t t r ε=为斜升函数]。 (1))2()1(3)1(2)(-+--+=t t t t f εεε (2))2()1(2)()(-+--=t r t r t r t f (5) )2()2()(t t r t f -=ε (8))]5()([)(--=k k k k f εε

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信号与线性系统分析吴大正习题答案

请浏览后下载,资料供参考,期待您的好评与关注! 专业课习题解析课程 第2讲 第一章 信号与系统(二) 1-1画出下列各信号的波形【式中)()(t t t r ε=】为斜升函数。 (2)∞<<-∞=-t e t f t ,)( (3))()sin()(t t t f επ= (4))(sin )(t t f ε= (5))(sin )(t r t f = (7))(2)(k t f k ε= (10))(])1(1[)(k k f k ε-+=

请浏览后下载,资料供参考,期待您的好评与关注! 解:各信号波形为 (2)∞<< -∞=-t e t f t ,)( (3)) ()sin()(t t t f επ= (4))(sin )(t t f ε=

(5)) t f= r ) (sin (t (7)) t = f kε (k ( 2 ) 请浏览后下载,资料供参考,期待您的好评与关注!

请浏览后下载,资料供参考,期待您的好评与关注! (10))(])1(1[)(k k f k ε-+= 1-2 画出下列各信号的波形[式中)()(t t t r ε=为斜升函数]。 (1))2()1(3)1(2)(-+--+=t t t t f εεε (2))2()1(2)()(-+--=t r t r t r t f

请浏览后下载,资料供参考,期待您的好评与关注! (5))2()2()(t t r t f -=ε (8))]5()([)(--=k k k k f εε (11) )]7()( )[6 sin( )(--=k k k k f εεπ (12) )]()3([2)(k k k f k ---=εε 解:各信号波形为 (1))2()1(3)1(2)(-+--+=t t t t f εεε (2) )2()1(2)()(-+--=t r t r t r t f

(完整版)信号与系统(吴大正)--完整版答案--纠错修改后版本

第一章 信号与系统 1-1画出下列各信号的波形【式中)()(t t t r ε=】为斜升函数。 (2)∞<<-∞=-t e t f t ,)( (3))()sin()(t t t f επ= (4))(sin )(t t f ε= (5))(sin )(t r t f = (7))(2)(k t f k ε= (10))(])1(1[)(k k f k ε-+= 解:各信号波形为 (2)∞<<-∞=-t e t f t ,)( (3))()sin()(t t t f επ=

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信号与系统吴大正--完整版答案详解--纠错修改后版本

第一章信号与系统 1-1画出下列各信号的波形【式中)( )(t t t rε =】为斜升函数。 (2)∞<< -∞ =-t e t f t, )((3))() sin( )(t t t fε π = (4)) (sin )(t t fε=(5)) (sin )(t r t f= (7))(2)(k t f kε =(10))(])1( 1[ ) (k k f kε - + = 解:各信号波形为 (2)∞ < < -∞ =-t e t f t, )( (3))( ) sin( )(t t t fε π = 精彩文档

精彩文档 (4))(sin )( t t f ε= (5))(sin )(t r t f = (7))(2)(k t f k ε=

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信号与系统教学大纲 吴大正 四版

信号与系统教学大纲 课程编号:13017 课程名称:信号与线性系统分析 英文名称:Signals and Linear System Analysis 学分:3 总学时:51 适用年级专业(学科类):二年级电气类 一、课程说明 (一)编写本大纲的指导思想 本课程是通信类专业的一门专业基础课,通过本课程的学习,使学生掌握“信号” 与“系统”的基本概念、基本理论和基本分析方法,从而为后继课的学习打下良好的基础。本课程在培养学生严肃认真的科学作风方面、在增强思维能力方面以及提高分析计算、总结归纳能力方面将起重要的作用。 (二)课程目的和要求 通过本课程的学习,使学生掌握“信号”与“系统”的基本概念、基本理论和基本分析方法,培养学生严肃认真的科学作风,提高学生的分析计算、总结归纳能力。 (三)教学的重点、难点 本课程的教学重点放在分析系统的基本方法上,主要介绍分析连续系统和离散系统的时域法和变换法。时域分析法中的重点是卷积法,变换法中主要有用于连续系统的傅立叶变换法和拉普拉斯变换法以及用于离散系统的Z变换法。另外,还介绍了系统函数和适用于多输入—多输出系统的状态变量法。 学习本课程的难点在于连续系统的时域分析方法中求解微分方程时用到的初始条件的确定,以及卷积法中卷积积分上下限和卷积和上下限的确定,连续系统的时域分析方法中频谱函数的概念及应用,尤其是取样定理的概念和应用。 (四)知识范围及与相关课程的关系 本课程的先行课程有《普通物理》、《电路》和《工程数学》,后继课程是《通信原理》和《自控原理》以及《数字信号处理》等专业课。 (五)教材及教学参考书的选用 1、教材:信号与线性系统分析(第五版),吴大正主编,高等教育出版社 2、《信号与线性系统分析》,管致中等编,高等教育出版社 3、《信号与系统》,郑君里等编,人民教育出版社 二、课程内容 第一章信号与系统 教学目的和要求:掌握信号的波形变换,能够根据给出的时间函数式画出相应的图形。理解冲激信号及其导数的性质。 主要内容: 1-1信号

期末考试信号与系统课程要点(吴大正)

信号与线性系统复习提纲 第一章 信号与系统 1.信号、系统的基本概念 2.信号的分类,表示方法(表达式或波形) 连续与离散;周期与非周期;实与复信号;能量信号与功率信号 3.信号的基本运算:加、乘、反转和平移、尺度变换。 图解时应注意仅对变量t 作变换,且结果可由值域的非零区间验证。 4.阶跃函数和冲激函数 极限形式的定义;关系;冲激的Dirac 定义 阶跃函数和冲激函数的微积分关系 冲激函数的取样性质(注意积分区间) )()0()()(t f t t f δδ?=?;? ∞ ∞ -=?)0()()(f dt t t f δ )()()()(111t t t f t t t f -?=-?δδ;? ∞∞ -=-?)()()(11t f dt t t t f δ 5.系统的描述方法 数学模型的建立:微分或差分方程 系统的时域框图,基本单元:乘法器,加法器,积分器(连),延时单元(离) 由时域框图列方程的步骤。 6.系统的性质 线性:齐次性和可加性;分解特性、零状态线性、零输入线性。 时不变性:常参量 LTI 系统的数学模型:线性常系数微分(差分)方程(以后都针对LTI 系统) LTI 系统零状态响应的微积分特性 因果性、稳定性(可结合第7章极点分布判定)

第二章 连续系统的时域分析 1. 微分方程的经典解法:齐次解+特解(代入初始条件求系数) 自由响应、强迫响应、瞬态响应、稳态响应的概念 0— ~0+初值(由初始状态求初始条件):目的,方法(冲激函数系数平衡法) 全响应=零输入响应+零状态响应;注意应用LTI 系统零状态响应的微积分特性 特别说明:特解由激励在t>0时或t>=0+的形式确定 2. 冲激响应)(t h 定义,求解(经典法),注意应用LTI 系统零状态响应的微积分特性 阶跃响应)(t g 与)(t h 的关系 3. 卷积积分 定义及物理意义 激励)(t f 、零状态响应)(t y f 、冲激响应)(t h 之间关系)()()(t h t f t y f *= 卷积的图示解法(了解) 函数与冲激函数的卷积(与乘积不同) )()()(t f t t f =*δ;)()()(11t t f t t t f -=-*δ 卷积的微分与积分 复合系统冲激响应的求解(了解)

信号与线性系统分析-(吴大正-第四版)习题答案 (3)

下载可编辑复制 第一章 信号与系统(一) 1-1画出下列各信号的波形【式中)() (t t t r ε=】为斜升函数。 (2)∞<<-∞=-t e t f t ,)( (3))()sin()(t t t f επ= (4))(sin )(t t f ε= (5))(sin )(t r t f = (7))(2)(k t f k ε= (10))(])1(1[)(k k f k ε-+= 解:各信号波形为 (2)∞<<-∞=-t e t f t ,)( (3))()sin()(t t t f επ=

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下载可编辑复制 1-2 画出下列各信号的波形[式中)()(t t t r ε=为斜升函数]。 (1))2()1(3)1(2)(-+--+=t t t t f εεε (2))2()1(2)()(-+--=t r t r t r t f (5) )2()2()(t t r t f -=ε (8))]5()([)(--=k k k k f εε (11))]7()()[6 sin()(--=k k k k f εεπ (12) )]()3([2)(k k k f k ---=εε 解:各信号波形为 (1) )2()1(3)1(2)(-+--+=t t t t f εεε

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信号与系统(吴大正)完整版纠错修改后版本

第一章 信号与系统 1-1画出下列各信号的波形【式中)()(t t t r ε=】为斜升函数。 (2)∞<<-∞=-t e t f t ,)( (3))()sin()(t t t f επ= (4))(sin )(t t f ε= (5))(sin )(t r t f = (7))(2)(k t f k ε= (10))(])1(1[)(k k f k ε-+= 解:各信号波形为 (2)∞<<-∞=-t e t f t ,)( (3))()sin()(t t t f επ= (4))(sin )(t t f ε=

(5)) f= r t ) (sin (t (7)) t = (k f kε ( 2 ) (10)) f kε k = (k + - ( ( ] )1 1[ )

1-2 画出下列各信号的波形[式中)()(t t t r ε=为斜升函数]。 (1))2()1(3)1(2)(-+--+=t t t t f εεε (2))2()1(2)()(-+--=t r t r t r t f (5))2()2()(t t r t f -=ε (8))]5()([)(--=k k k k f εε (11))]7()()[6sin()(--=k k k k f εεπ (12) )]()3([2)(k k k f k ---=εε 解:各信号波形为 (1))2()1(3)1(2)(-+--+=t t t t f εεε (2))2()1(2)()(-+--=t r t r t r t f

(5))2()2()(t t r t f -=ε (8))]5()([)(--=k k k k f εε (11))]7()()[6 sin()(--=k k k k f εεπ

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