对)(t f 的反褶运算。
信号)(b at f ±同时包含了对信号)(t f 的移位、反褶和尺度运算。具体运算步骤可分解如下:(1)改写信号形式
[])/()(a b t a f b at f ±=±
(1-63)
(2)由)(t f 做尺度和反褶运算得)(at f ;(3)由)(at f 做移位运算得
[])(a b t a f ±。在同时包含移位、反褶和尺度运算时,需注意运算步骤,否则会导致
错误。
例1-4 已知信号)(t g ,波形如图1-19(a)所示。求)52(+-t g 的波形。 解 改写信号形式,得[])5.2(2)52(--=+-t g t g 。由)(t g 做尺度运算,得
)2(t g ,波形如图1-19(b)所示。对)2(t g 做反褶运算,得)2(t g -,波形如图1-19(c)
所示。再对)2(t g -右移5.2,得[])5.2(2--t g ,最终波形如图1-19(d)所示。
(
()(t f 满足2211T K T K =,即1221//K K T T =为有理数,则)(t f 为周期信号。如果12/K K 是
既约分数,则)(t f 的周期为11T K 或22T K 。如果21T T 为无理数,则)(t f 为非周期信号。可以看到,周期信号相叠加并不一定是周期信号,只有它们的周期之比为有理数时,叠加后的信号才保持周期性。 1.4.3 信号的周期延拓
已知非周期信号)(t g ,它的周期延拓为
图1-19 信号的移位、反褶与尺度
图1-20 信号周期延拓
∑∞
-∞
=+=
k kT t g t f )()(
(1-66)
其中T 为延拓周期。)(t f 为周期信号,周期等于延拓周期T 。图1-20为信号周期延拓示意图,它包括无混叠周期延拓和有混叠周期延拓两种情况。当信号)(t g 非零值的时间有限(简称时间有限),且)(t g 非零值的时间小于延拓周期T 时,重复移位的)(t g 波形互相不混叠,为无混叠延拓,如图1-20(b)所示。当信号)(t g 非零值的时间无限(简称时间无限),或者)(t g 时间有限,但)(t g 非零值的时间大于延拓周期T 时,重复移位的)(t g 波形互相混叠,为有混叠延拓,如图1-20(c)所示。 1.4.4 信号的抽样
所谓抽样,就是从连续信号)(a t f 中,每隔一定时间间隔抽取一个样本,通常为等间隔抽样,抽样间隔s T 也称抽样周期。信号抽样有脉冲抽样和数值抽样两种方式。
脉冲抽样是用一个周期脉冲信号)(p t s 和被抽样信号)(a t f 相乘,得到抽样信号
)()()(p a s t s t f t f =,此处下标p 表示周期信号,下标a 表示连续信号,下标s 表示脉
冲抽样信号。当抽样用的周期脉冲信号为矩形脉冲时,称为矩形脉冲抽样,图1-21为矩形脉冲抽样的情况。当抽样用的周期脉冲信号为冲激脉冲时,称为冲激脉冲抽样,图1-22为冲激脉冲抽样的情况。脉冲抽样信号)(s t f 仍为连续信号。数值抽样是以s T
下标d
1.5.1 任一信号)(t f 可分解为直流分量和交流分量之和,即 图1-21 信号矩形脉冲抽
样
图1-22 信号冲激脉冲抽样
)()(A t f D t f += (1-67)
其中D 是直流分量,为信号的平均值 ?
-∞→=T
T
T t t f T
D d )(21lim
(1-68)
)(A t f 是交流分量,是原信号中去掉直流分量后的部分。
在信号直流分量和交流分量分解的方式下,原信号的平均功率等于其直流分量的功率与其交流分量的平均功率之和。 1.5.2 偶分量与奇分量
任一信号)(t f 可分解为偶分量和奇分量之和,即
)()()(O E t f t f t f += (1-69)
其中)(E t f 为偶分量,)(O t f 为奇分量,且有
[][]???--=-+=2)()()(2
)()()(O E t f t f t f t f t f t f
(1-70)
在信号偶分量与奇分量分解的方式下,原信号的平均功率等于其偶分量的平均功率与其奇分量的平均功率之和。 1.5.3 实部分量与虚部分量
任一复信号)(t f 可分解为实部信号和虚部信号之和,即
)(j )()(I R t f t f t f += (1-71)
其中)(R t f 为实部分量,)(j I t f 为虚部分量,有
[][
][][]
?????-==+==*
*
2
j )()()(Im )(2
)()()(Re )(I R t f t f t f t f t f t f t f t f (1-72)
)(t f *是)(t f 的共轭。
在信号实部分量和虚部分量分解的方式下,信号平均功率为
?
?
?---+
==
2
/2
/2
/2
/2I 2R 2
/2/2
d )(1d )(1d )(1T T T T T T t
t f T
t t f T
t t f T P
(1-73)
即原信号的平均功率等于其实部分量的平均功率与其虚部分量的平均功率之和。
系统的分类
1.7.1 连续时间系统与离散时间系统
当系统的输入(激励)信号和输出(响应)信号都是连续信号时,称为连续时间系统。我们所熟悉的电路系统即为连续时间系统。连续时间系统通常用微分方程或微分方程组来描述。
当系统的输入信号和输出信号都是离散信号时,称为离散时间系统。离散时间系统可以通过一个软件程序来实现,在数字信号处理中大量使用。例如,在数字电度表中,首先对电压和电流进行抽样,得离散电压和离散电流信号,然后则通过实时的数字计算,获得离散的功率信号和电量信号,还可以分析谐波,计算谐波功率和电量。离散系统通常用差分方程或差分方程组来描述。
存在连续和离散混合的系统,即一个系统中同时包含连续信号和离散信号。例如数字电度表中的模数(A/D )转换系统,抽样前的信号是连续的,抽样后的信号是离散的。
1.7.2 动态系统与即时系统
系统在任意时刻的输出只取决于同时刻的系统输入,和系统过去的状态无关,则称为即时系统。如果系统的输出不仅取决于同时刻的系统输入,还取决于系统过去的状态,则称为动态系统。
即时系统不包含记忆元件。例如,对于电路系统,电感和电容能够储能,属于记忆元件,电阻则属于非记忆元件。因此,一个只包含电源和电阻的系统是即时系统,而包含了电感或电容的系统称为动态系统。动态系统用微分方程或差分方程描述,即时系统用代数方程描述。 1.7.3 线性系统和非线性系统
线性系统需要满足叠加性和均匀性。所谓叠加性,即多个激励信号作用于系统时所产生的响应等于每个激励单独作用时所产生的响应的叠加。所谓均匀性,即激励信号变化某个倍数时,响应也变化相同的倍数。
信号与系统实验指导书
信号与系统实验指导书 通信教研室 辽宁工业大学 2009年8月
目录 实验一时域卷积积分- 1 - 实验二连续系统时域分析- 10 - 实验三离散系统时域分析- 13 - 实验四二阶低通滤波器的响应- 16 -
1 MATLAB 在信号与系统中的应用 1.1.1 实验目的 (1) 练习连续信号的产生。 (2) 练习傅里叶变换的分析。 (3) 练习连续系统分析。 1.1.2 实验仪器 计算机、MATLAB 软件环境。 1.1.3 实验内容 在下面的实验操作中,认真保存、记录每项操作的作用和目的。 (一) 练习连续信号的产生 已知连续信号()()sin()j t x t e t αω+=+。要求编写程序文件siggen.m ,完成以下功能: (1) 在0≤t ≤5之间,产生该信号。其中0.6,5αω=-=。 (2) 在3个子图上分别画出该信号、信号的实部和虚部,并对图形进行标注。 此外, (3) 将(2)中产生的图形文件以bmp 格式保存到桌面。 (二) 练习连续傅里叶变换的分析 已知信号12()sin(2)2cos(2)s t f t f t ππ=+,其中f 1=47Hz ,f 2=88Hz 。要求: (1) 在0≤t ≤5范围内,步长增量为0.001,求出该信号的傅里叶变换; (2) 在2个子图上,分别绘制该信号的波形和幅频、相频响应曲线图。 (三) 练习连续系统分析 某LTI 系统输入信号为信号1110()0 t u t ≤≤?=? ?其它 ,系统的冲激响应为0.2()t h t e -=,
长度为15。要求: (1) 在时间间隔为0.5前提下,完成系统的卷积计算; (2) 在2个子图上,绘出输入信号和输出信号曲线,并进行标注。 1.1.4 实验预习 (1) 读懂各例题实验程序,了解MA TLAB基本操作方法。 (2) 根据实验内容预先编写实验程序。 1.1.5 实验报告 (1) 列写实验内容和已调试通过的实验程序,并按实验记录完成实验报告,打印实验程序产生的曲线图形。 (2) 思考题 ①若通信信号由有用信号和信道噪声组成,该信号该如何产生? ②连续系统分析的方法
数字信号处理知识点总结
《数字信号处理》辅导 一、离散时间信号和系统的时域分析 (一) 离散时间信号 (1)基本概念 信号:信号传递信息的函数也是独立变量的函数,这个变量可以是时间、空间位置等。 连续信号:在某个时间区间,除有限间断点外所有瞬时均有确定值。 模拟信号:是连续信号的特例。时间和幅度均连续。 离散信号:时间上不连续,幅度连续。常见离散信号——序列。 数字信号:幅度量化,时间和幅度均不连续。 (2)基本序列(课本第7——10页) 1)单位脉冲序列 1,0()0,0n n n δ=?=?≠? 2)单位阶跃序列 1,0 ()0,0n u n n ≥?=?≤? 3)矩形序列 1,01 ()0,0,N n N R n n n N ≤≤-?=?<≥? 4)实指数序列 ()n a u n 5)正弦序列 0()sin()x n A n ωθ=+ 6)复指数序列 ()j n n x n e e ωσ= (3)周期序列 1)定义:对于序列()x n ,若存在正整数N 使()(),x n x n N n =+-∞<<∞ 则称()x n 为周期序列,记为()x n ,N 为其周期。 注意正弦周期序列周期性的判定(课本第10页) 2)周期序列的表示方法: a.主值区间表示法 b.模N 表示法 3)周期延拓 设()x n 为N 点非周期序列,以周期序列L 对作()x n 无限次移位相加,即可得到周期序列()x n ,即 ()()i x n x n iL ∞ =-∞ = -∑ 当L N ≥时,()()()N x n x n R n = 当L N <时,()()()N x n x n R n ≠ (4)序列的分解 序列共轭对称分解定理:对于任意给定的整数M ,任何序列()x n 都可以分解成关于/2c M =共轭对称的序列()e x n 和共轭反对称的序列()o x n 之和,即
DDR的基础知识
DDR的基础知识 1.电源 DDR的电源可以分为三类: 主电源VDD和VDDQ, 主电源的要求是VDDQ=VDD,VDDQ是给IO buffer供电的电源,VDD是给但是一般的使用中都是把VDDQ和VDD合成一个电源使用。有的芯片还有VDDL,是给DLL供电的,也和VDD使用同一电源即可。 电源设计时,需要考虑电压,电流是否满足要求,电源的上电顺序和电源的上电时间,单调性等。 电源电压的要求一般在±5%以内。 电流需要根据使用的不同芯片,及芯片个数等进行计算。由于DDR的电流一般都比较大,所以PCB设计时,如果有一个完整的电源平面铺到管脚上,是最理想的状态,并且在电源入口加大电容储能,每个管脚上加一个100nF~10nF的小电容滤波。 参考电源Vref, 参考电源Vref要求跟随VDDQ,并且Vref=VDDQ/2,所以可以使用电源芯片提供,也可以采用电阻分压的方式得到。由于Vref一般电流较小,在几个mA~几十mA的数量级,所以用电阻分压的方式,即节约成本,又能在布局上比较灵活,放置的离Vref管脚比较近,紧密的跟随VDDQ电压,所以建议使用此种方式。需要注意分压用的电阻在100~10K均可,需要使用1%精度的电阻。 Vref参考电压的每个管脚上需要加10nF的点容滤波,并且每个分压电阻上也并联一个电容较好。 用于匹配的电压VTT(TrackingTermination Voltage)
VTT为匹配电阻上拉到的电源,VTT=VDDQ/2。DDR的设计中,根据拓扑结构的不同,有的设计使用不到VTT,如控制器带的DDR器件比较少的情况下。如果使用VTT,则VTT的电流要求是比较大的,所以需要走线使用铜皮铺过去。并且VTT要求电源即可以吸电流,又可以灌电流才可以。一般情况下可以使用专门为DDR设计的产生VTT的电源芯片来满足要求。 而且,每个拉到VTT的电阻旁一般放一个10Nf~100nF的电容,整个VTT电路上需要有uF级大电容进行储能。 一般情况下,DDR的数据线都是一驱一的拓扑结构,且DDR2和DDR3内部都有ODT做匹配,所以不需要拉到VTT做匹配即可得到较好的信号质量。而地址和控制信号线如果是多负载的情况下,会有一驱多,并且内部没有ODT,其拓扑结构为走T点的结构,所以常常需要使用VTT进行信号质量的匹配控制。 2. 时钟 DDR的时钟为差分走线,一般使用终端并联100欧姆的匹配方式,差分走线差分对控制阻抗为100ohm,单端线50ohm。需要注意的是,差分线也可以使用串联匹配,使用串联匹配的好处是可以控制差分信号的上升沿缓度,对EMI可能会有一定的作用。 3. 数据和DQS DQS信号相当于数据信号的参考时钟,它在走线时需要保持和CLK信号保持等长。DQS在DDR2以下为单端信号,DDR2可作为差分信号,也可做单端,做单端时需要将DQS-接地,而DDR3为差分信号,需要走线100ohm差分线。由于内部有ODT,所以DQS不需要终端并联100ohm电阻。每8bit数据信号对应一组DQS信号。 DQS信号在走线时需要与同组的DQS信号保持等长,控制单端50ohm的阻抗。在写数据时,DQ和DQS的中间对齐,在读数据时,DQ和DQS的边沿对齐。DQ信号多为一驱一,并且DDR2和DDR3有内部的ODT匹配,所以一般在进行串联匹配就可以了。
信号与系统基础知识
第1章 信号与系统的基本概念 1.1 引言 系统是一个广泛使用的概念,指由多个元件组成的相互作用、相互依存的整体。我们学习过“电路分析原理”的课程,电路是典型的系统,由电阻、电容、电感和电源等元件组成。我们还熟悉汽车在路面运动的过程,汽车、路面、空气组成一个力学系统。更为复杂一些的系统如电力系统,它包括若干发电厂、变电站、输电网和电力用户等,大的电网可以跨越数千公里。 我们在观察、分析和描述一个系统时,总要借助于对系统中一些元件状态的观测和分析。例如,在分析一个电路时,会计算或测量电路中一些位置的电压和电流随时间的变化;在分析一个汽车的运动时,会计算或观测驱动力、阻力、位置、速度和加速度等状态变量随时间的变化。系统状态变量随时间变化的关系称为信号,包含了系统变化的信息。 很多实际系统的状态变量是非电的,我们经常使用各种各样的传感器,把非电的状态变量转换为电的变量,得到便于测量的电信号。 隐去不同信号所代表的具体物理意义,信号就可以抽象为函数,即变量随时间变化的关系。信号用函数表示,可以是数学表达式,或是波形,或是数据列表。在本课程中,信号和函数的表述经常不加区分。 信号和系统分析的最基本的任务是获得信号的特点和系统的特性。系统的分析和描述借助于建立系统输入信号和输出信号之间关系,因此信号分析和系统分析是密切相关的。 系统的特性千变万化,其中最重要的区别是线性和非线性、时不变和时变。这些区别导致分析方法的重要差别。本课程的内容限于线性时不变系统。 我们最熟悉的信号和系统分析方法是时域分析,即分析信号随时间变化的波形。例如,对于一个电压测量系统,要判断测量的准确度,可以直接分析比较被测的电压波形)(in t v (测量系统输入信号)和测量得到的波形)(out t v (测量系统输出信号),观察它们之间的相似程度。为了充分地和规范地描述测量系统的特性,经常给系统输入一个阶跃电压信号,得到系统的阶跃响应,图1-1是典型的波形,通过阶跃响应的电压上升时间(电压从10%上升至90%的时间)和过冲(百分比)等特征量,表述测量系统的特性,上升时间和过冲越小,系统特性越好。其中电压上升时间反映了系统的响应速度,小的上升时间对应快的响应速度。如果被测电压快速变化,而测量系统的响应特性相对较慢,则必然产生较大的测量误差。 信号与系统分析的另一种方法是频域分析。信号频域分析的基本原理是把信号分解为不同频率三角信号的叠加,观察信号所包含的各频率分量的幅值和相位,得到信号的频谱特性。图1-2是从时域和频域观察一个周期矩形波信号的示意图,由此可以看到信号频域和时域的关系。系统的频域分析是观察系统对不同频率激励信号的响应,得到系统的频率响应特性。频域分析的重要优点包括:(1)对信号变化的快慢和系统的响应速度给出定量的描述。例如,当我们要用一个示波器观察一个信号时,需要了解信号的频谱特性和示波器的模拟带宽,当示波器的模拟带宽能够覆盖被测信号的频率范围时,可以保证测量的准确。(2)
DDR3基本知识
DDR3基本知识 一、DDR3简介 DDR3(double-data-rate three synchronous dynamic random access memory)是应用在计算机及电子产品领域的一种高带宽并行数据总线。DDR3在DDR2的基础上继承发展而来,其数据传输速度为DDR2的两倍。同时,DDR3标准可以使单颗内存芯片的容量更为扩大,达到512Mb至8Gb,从而使采用DDR3芯片的内存条容量扩大到最高16GB。此外,DDR3的工作电压降低为1.5V,比采用1.8V的DDR2省电30%左右。说到底,这些指标上的提升在技术上最大的支撑来自于芯片制造工艺的提升,90nm甚至更先进的45nm制造工艺使得同样功能的MOS管可以制造的更小,从而带来更快、更密、更省电的技术提升。 DDR3的发展实在不能说是顺利,虽然在2005年就已经有最初的标准发布并于2007年应用于Intel P35 “Bearlake”芯片组上,但并没有像业界预想的那样很快替代DDR2,这中间还经历了对SDRAM业界影响深远的金融危机,不但使DDR3占领市场的速度更加减慢,还使DDR3在技术上一度走在世界领先地位的内存大厂奇梦达倒闭,实在是让人惋惜。虽然如此,DDR3现今是并行SDRAM家族中速度最快的成熟标准,JEDEC标准规定的DDR3最高速度可达1600MT/s(注,1MT/s即为每秒钟一百万次传输)。不仅如此,内存厂商还可以生产速度高于JEDEC标准的DDR3产品,如速度为2000MT/s的DDR3产品,甚至有报道称其最高速度可高达2500MT/s。 二、DDR存储器特性 1) 时钟的上升和下降沿同时传输数据 DDR存储器的主要优势就是能够同时在时钟循环的上升和下降沿提取 数据,从而把给定时钟频率的数据速率提高1倍。例如,在DDR200器件中,数据传输频率为200 MHz,而总线速度则为100 MHz。 2) 工作电压低 DDR1、DDR2和DDR3存储器的电压分别为2.5、1.8和1.5V,因此与采用3.3V的正常SDRAM芯片组相比,它们在电源管理中产生的热量更少,效率更高。 3) 延时小 延时性是DDR存储器的另一特性。存储器延时性可通过一系列数字体现,如用于DDR1的2-3-2-6-T1、3-4-4-8或2-2-2-5。这些数字表明存储器进行某一操作所需的时钟脉冲数,数字越小,存储越快。 这些数字代表的操作如下:CL- tRCD – tRP – tRAS – CMD。要理解它们,您必须牢记存储器被内部组织为一个矩阵,数据保存在行和列的交叉点。 ?CL:列地址选通脉冲(CAS)延迟,是从处理器发出数据内存请求到存储
信号与系统课程设计应用MATLAB实现连续信号的采样与重构仿真
设计题目应用MATLAB实现连续信号的采样与重构仿真 1、设计目的 信号与系统课程设计是学习《信号与系统》课程必要的教学环节。由于该课程是专业基础课,需要通过实践了巩固基础知识,为使学生取得最现代化的设计技能和研究方法,课程设计训练也就成为了一个重要教学环节。通过对信号与系统一书的重新认识,我们将学习如何利用MATLAB软件进行仿真与重构并加深对滤波器的理解,这样的课程设计出了对我们的学习起着只关重要的作用,还可以很好的培养我们自己的动手能力。本次课程设计,我们会引入一个模拟的信号,通过MATLAB软件的防真技术来实现对它的分析、理解与学习。 MATLAB软件是今年来比较长用的一种数学软件,它有很强大的功能,主要侧重于某些理论知识的灵活运用。本次课程设计的目的是:增加对仿真软件MATLAB的感性认识,熟悉MATLAB软件平台的使用和MATLAB编程方法及常用语句;、初步掌握MATLAB的编程方法和特点;加深理解采样与重构的概念,应用MATLAB编程实现对信号的采样与重构;分别计算在临界采样、过采样、欠采样三种不同条件下重构信号的误差,并由此总结采样频率对信号重构误差的影响;学生需要自拟题目,根据自己手中的资料独立思考与分析,明确实习内容,制定实习步骤与方案,独立完成作业。 2、原理说明 2.1.1MATLAB MATLAB是美国Math Works公司产品,MATLAB现已被广泛于数学、通信、信号处理、自动控制、神经网络、图形处理等许多不同学科的研究中。并越来越多的应用到我们的学习生活中来,是目前通信工程上最广泛应用的软件之一。最初的MATLAB 只是一个数学计算工具。但现在的MATLAB已经远不仅仅是一个“矩阵实验室”,它已经成为一个集概念设计、算法开发、建模仿真,实时实现于一体的集成环境,它拥有许多衍生子集工具。 沈阳大学
《信号与系统》课程教学大纲
《信号与系统》课程教学大纲 课程编码:A0303051 总学时:64 理论学时:64 实验学时:0 学分:4 适用专业:通信工程 先修课程:电路,高等数学,复变函数与积分变换,线性代数 一、课程的性质与任务 《信号与系统》是电类专业的一门重要的专业课程。它的任务是研究信号和线性非时变系统的基本理论和基本分析方法,要求掌握最基本的信号变换理论,并掌握线性非时变系统的分析方法,为学习后续课程,以及从事相关领域的工程技术和科学研究工作奠定坚实的理论基础。通过本课程的学习,学生将理解信号的函数表示与系统分析方法,掌握连续时间系统和离散时间系统的时域分析和频域分析,连续时间系统的S域分析和离散时间系统的Z域分析,以及状态方程与状态变量分析法等相关内容。通过实验,使学生掌握利用计算机进行信号与系统分析的基本方法,加深对信号与线性非时变系统的基本理论的理解,训练学生的实验技能和科学实验方法,提高分析和解决实际问题的能力。
二、课程学时分配 教学章节理论实践 第一章:信号与系统导论6 第二章:连续系统的时域分析8 第三章:信号与系统的频域分析18 第四章:连续系统的复频域分析10 第五章:系统函数的零、极点分析8 第六章:离散系统的时域分析6 第七章:离散系统的Z域分析8 总计64 三、课程的基本教学内容及要求 第一章信号与系统导论(6学时) 1.教学内容 (1)历史的回顾,应用领域,信号的概念 (2)系统的概念,常用的基本信号 (3)信号的简单处理,单位冲激函数 2.重点及难点 教学重点:信号的描述、阶跃信号与冲激信号;信号的运算;线性时不变系统判据;系统定义 教学难点:信号及其分类,信号分析与处理,系统分析 3.课程教学要求
信号与系统基础知识
第1章 信号与系统的基本概念 1.1 引言 系统是一个广泛使用的概念,指由多个元件组成的相互作用、相互依存的整体。我们学习过“电路分析原理”的课程,电路是典型的系统,由电阻、电容、电感和电源等元件组成。我们还熟悉汽车在路面运动的过程,汽车、路面、空气组成一个力学系统。更为复杂一些的系统如电力系统,它包括若干发电厂、变电站、输电网和电力用户等,大的电网可以跨越数千公里。 我们在观察、分析和描述一个系统时,总要借助于对系统中一些元件状态的观测和分析。例如,在分析一个电路时,会计算或测量电路中一些位置的电压和电流随时间的变化;在分析一个汽车的运动时,会计算或观测驱动力、阻力、位置、速度和加速度等状态变量随时间的变化。系统状态变量随时间变化的关系称为信号,包含了系统变化的信息。 很多实际系统的状态变量是非电的,我们经常使用各种各样的传感器,把非电的状态变量转换为电的变量,得到便于测量的电信号。 隐去不同信号所代表的具体物理意义,信号就可以抽象为函数,即变量随时间变化的关系。信号用函数表示,可以是数学表达式,或是波形,或是数据列表。在本课程中,信号和函数的表述经常不加区分。 信号和系统分析的最基本的任务是获得信号的特点和系统的特性。系统的分析和描述借助于建立系统输入信号和输出信号之间关系,因此信号分析和系统分析是密切相关的。 系统的特性千变万化,其中最重要的区别是线性和非线性、时不变和时变。这些区别导致分析方法的重要差别。本课程的内容限于线性时不变系统。 我们最熟悉的信号和系统分析方法是时域分析,即分析信号随时间变化的波形。例如,对于一个电压测量系统,要判断测量的准确度,可以直接分析比较被测的电压波形)(in t v (测量系统输入信号)和测量得到的波形)(out t v (测量系统输出信号),观察它们之间的相似程度。为了充分地和规范地描述测量系统的特性,经常给系统输入一个阶跃电压信号,得到系统的阶跃响应,图1-1是典型的波形,通过阶跃响应的电压上升时间(电压从10%上升至90%的时间)和过冲(百分比)等特征量,表述测量系统的特性,上升时间和过冲越小,系统特性越好。其中电压上升时间反映了系统的响应速度,小的上升时间对应快的响应速度。如果被测电压快速变化,而测量系统的响应特性相对较慢,则必然产生较大的测量误差。 信号与系统分析的另一种方法是频域分析。信号频域分析的基本原理是把信号分解为不
第二章 语音信号处理基础知识
第二章语音信号处理基础知识 1、语音信号处理? 语音信号处理是研究用数字信号处理技术对语音信号进行处理的一门学科。 2、语音信号处理的目的? 1)如何有效地,精确地表示、存储、传递语音信号及其特征信息;2)如何用机器来模仿人类,通过处理某种运算以达到某种用途的要求,例如人工合成出语音,辨识出说话人、识别出说话内容等。 因此,在研究各种语音信号处理技术之前,需要了解语音信号的基本特性,同时,要根据语音的产生过程建立实用及便于分析的语音信号模型。 本章主要包括三方面内容:语音的产生过程、语音信号的特性分析以及语音信号生成的数学模型。 第一部分内容语音的产生过程,我们要弄清两个问题:1)什么是语音?2)语音的产生过程? 3、什么是语音? 语音是带有语言的声音。人们讲话时发出的话语叫语音,它是一种声音,由人的发音器官发出且具有一定的语法和意义。语音是声音和语言的组合体,所以对于语音的研究包括:1)语音中各个音的排列由一些规则控制,对这些规则及其含义的研究成为语言学;2)对语音中各个音的物理特征和分类的研究称为语音学。 4、语音的产生 语音的产生依赖于人类的发声器官。人的发音器官包括:肺、气管、喉、咽、鼻、口等。 ◆喉以上的部分称为声道,其形状随发出声音的不同而变化; ◆喉的部分称为声门。 ◆喉部的声带是对发音影响很大的器官。声带振动产生声音。 ◆声带开启和闭合使气流形成一系列脉冲。
每开启和闭合一次的时间即振动周期称为基音周期,其倒数为基音频率,简称基频。基频决定了声音频率的高低,频率快则音调高,频率慢则音调低。 基音的范围约为70 -- 350Hz,与说话人的性别、年龄等情况有关。 人的说话过程可以分为五个阶段:(1)想说阶段(2)说出阶段(3)传送阶段(4)理解阶段(5)接收阶段。 人的说话的过程: 1)想说阶段:人的说话首先是客观事实在大脑中的反映,经大脑的决策产生了说话的动机; 接着说话神经中枢选择适当的单词、短语以及按照语法规则的组合,以表达想说的内容和情感。 2)说出阶段:由想说阶段大脑中枢的决策,以脉冲形式向发音器官发出指令,使得舌、唇、鄂、声带、肺等部分的肌肉协调地动作,发出声音。与此同时,大脑也发出一些指令给其他有关器官,使之产生各种动作来配合言语的效果,如表情、手势、身体姿态等。经常有些人说话时会手舞足蹈。另外,还会开动“反馈”系统来帮助修正语音。 3)传送阶段:说出的话语是一连串声波,凭借空气为媒介传送到听者的耳朵。有时遇到某种阻碍或其他声响的干扰,使声音产生损耗或失真。 4)接收阶段:从外耳收集的声波信息,经过中耳的放大作用,达到内耳。经过内耳基底膜的振动,激发器官内的神经元使之产生脉冲,将信息以脉冲形式传送给大脑。 5)理解阶段:听觉神经中枢收到脉冲信息后,经过一种至今尚未完全了解的方式,辨认说话人及听到的信息,从而听懂说话人的话。 再开始介绍语音信号的特性之前,我们先了解一下语音和语言的定义。 5、语言 是从人们的话语中概括总结出来的规律性的符号系统。包括构成语言的语素、词、短语和句子等不同层次的单位,以及词法、句法、文脉等语法和语义内容。语言学是语音信号处理的基础。例如,可以利用句法和语义信息减少语音识别中搜索匹配范围,提高正确识别率。 6、语音学 Phonetics是研究言语过程的一门科学。它考虑的是语音产生、语音感知等的过程以及语音中各个音的特征和分类问题。现代语音学发展成为三个分支:发音语音学、声学语音学以
信号链基础知识之几个关键的基本概念
信号链基础知识之几个关键的基本概念 一直有人说“一年数字,十年模拟。”。大致意思我猜是说:数字技术相对而言比较简单易懂,而模拟技术是非常深奥难以掌握的。我觉得即便这句话并非“空穴来风”,模拟电子技术也不可能离开那些非常基础的东西而成为美丽、高不可攀的“空中楼阁”。所以说,模拟电子技术的“深不可测”并不应该成为我们畏惧它的原因,相反,我们应该尽量把基础知识打扎实,迎难而上,去体会“模拟技术是一种艺术”! (1)输入失调电压(Input offset voltage——Vio): 定义:Vio是使输出电压为零时在运放输入端所加的一个补偿电压。 实际上,由于运放的输入级电路参数不可能绝对对称,所以当输入电压为零时,输出电压并不为零。内部两个差分晶体管的微小差异,通过A倍放大后,即可产生一个不容忽视的输出电压。下图是由输入偏移电压产生的一种极端情况(这个图已把问题说得简单、明了,我就不多说了), 由此可见,输入偏移电压有时可能使得运放输出级的工作状态进入非线性区。So,要想使运放工作在线性区的话,我们就不得不事先对运放进行调零的操作了!——进行人为地输入一个补偿电压。如下图所示:
(2)输入失调电流(Input Offset Current——Iio): 碎碎念:对于FET运算放大器来说,由于其输入电阻是“出了名”的极大,以致该类运放的输入失调电流一般是极小的,不至于在运放的输入端产生额外严重的补偿电压。However,反观双极性运算放大器,其输入失调电流在多处情况下是令人无法忍受的,一个有效的处理办法是:尽量使得运放的同相与反相两端保持良好的对称状态,以减小输入失调电流。 (3)负反馈(Negative Feedback): 由于运放一般具有极大的开环电压增益,所以两个输入端即便是只有很小的电压差,运放的输出级也有可能轻易到达饱和区域。由此,运放几乎只能用于比较器应用了。但是,当引入负反馈后,运放就变成一种非常有用的器件了。引入负反馈能够给放大器的性能带来多方面的改善,比如可以稳定放大倍数、改变输入电阻和输出电阻、展宽频带、减小非线性失真等,考虑到博文的篇幅,留待后文再针对这些情况作专门的分析和讨论。
MATLAB实验教程
目录实验一、MATLAB 基本应用 实验二、实验二信号的时域表示 实验三、连续信号卷积 实验四、典型周期信号的频谱表示 实验五、傅立叶变换性质研究 实验六、系统的零极点分析 实验七离散信号分析
实验一 MATLAB 基本应用 一、实验目的:学习MATLAB的基本用法,了解 MATLAB 的目录结构和基本功能以及MATLAB在信号与系统中的应用。 二、实验内容: 例一已知x的取值范围,画出y=sin(x)的图型。 参考程序:x=0:0.05:4*pi; y=sin(x); plot(y) 例二计算y=sin(π/5)+4cos(π/4) 例三已知z 取值范围,x=sin(z);y=cos(z);画三维图形。 z=0:pi/50:10*pi; x=sin(z); y=cos(z); plot3(x,y,z)
xlabel('x') ylabel('y') zlabel('z') 例四已知x的取值范围,用subplot函数绘图。 参考程序:x=0:0.05:7; y1=sin(x); y2=1.5*cos(x); y3=sin(2*x); y4=5*cos(2*x); subplot(2,2,1),plot(x,y1),title('sin(x)') subplot(2,2,2),plot(x,y2),title('1.5*cos(x)') subplot(2,2,3),plot(x,y3),title('sin(2*x)') subplot(2,2,4),plot(x,y4),title('5*cos(2*x)')
单位阶跃信号 u(t+3)-2u(t) 其中 u(t)=1/2+(1/2)sign(t) Sigh(t)是符号函数t>0时为1,t<0时为-1; clear all %利用maple中的heaviside函数来实现u(t+3)-2u(t) syms t f=maple('Heaviside(t+3)-2*Heaviside(t)'); t1=-3*pi:0.01:3*pi;%注意精度问题 ff=subs(f,t,t1); figure(1); plot(t1,ff); axis([-5,5,-1.2,1.2]); title('u(t+3)-2u(t)'); %利用自己编写的heaviside函数来实现u(t+3)-2u(t) t=-5:0.01:5; f=Heaviside(t+3)-2*Heaviside(t); figure(2); plot(t,f); axis([-5,5,-1.2,1.2]); title('u(t+3)-2u(t)') %利用符号函数来实现u(t) t=-5:0.05:5; f=sign(t); ff=1/2+1/2*f; figure(3); plot(t,ff); axis([-5 5 -0.1 1.1]); title('u(t)') %利用符号函数来实现u(t+3)-2u(t) t=-5:0.01:5; f=(1/2+1/2*sign(t+3))-2*(1/2+1/2*sign(t)); figure(4) plot(t,f),axis([-5,5,-1.2,1.2]),title('u(t+3)-2u(t)')
城市轨道交通信号与通信系统基础知识
城市轨道交通信号与通信系统基础知识 填空题 城市轨道交通信号系统通常包括两大部分,分别为联锁装置和列车自动运行控制系统。 列车自动运行控制系统ATC包括ATO(列车自动驾驶)、ATP(列车自动超速防护)、ATS(列车自动监控系统)。 信号机是由机柱、机构、托架、梯子、基础组成。(此一般指高柱信号机,若矮型信号机则无梯子。) 机构是由透镜组(聚焦的作用)、灯座(安放灯泡)、灯泡(光源)、机箱(安装诸零件)、遮檐(避免其它光线射入)、背板(增大色灯信号与周围背景的亮度)等组成。 透镜式信号机是指用信号的颜色和数目来组成的设备,并且采用光学材料的透镜组。 通过色灯的显示,提供列车运营的条件,拥有一系列显示的设备称为信号机。 信号机按高矮可分为高柱信号机与矮型信号机。 信号机按作用的不同可分为:防护信号机、阻挡信号机、出段信号机、入段信号机、调车信号机。 道岔区段设置的信号机称为防护信号机。 10、控制列车的进入与速度的设备称为信号。传送各种信息(图像、信息等)称为通信。 11、继电器是由电磁系统和接点系统组成。电磁系统是由线圈和铁芯组成,即输入系统。接点系统是由前接点和后接点组成,即输出系统。 12、转辙机的功能有:转换道岔、锁闭道岔、给出表示。 13、转辙机按用电性质,可分为直流电动转辙机和三相交流电动转辙机。 14、转辙机按道岔锁闭位置,可分为内锁闭和外锁闭。 15、转辙机按动力,可分为电动和液压。 16、50Hz微电子相敏轨道电路应用于车辆段内,其作用是接受来自轨道上列车占用的情况。 17、音频数字编码无绝缘轨道电路应用于正线上和试车线上,其作用是接受和发送各种信息。
经典matlab信号处理基础知识
常用函数 1 图形化信号处理工具,fdatool(滤波器设计),fvtool(图形化滤波器参数查看)sptool (信号处理),fvtool(b,a),wintool窗函数设计.或者使用工具箱filter design设计。 当使用离散的福利叶变换方法分析频域中的信号时,傅里叶变换时可能引起漏谱,因此需要采用平滑窗, 2数字滤波器和采样频率的关系。 如果一个数字滤波器的采样率为FS,那么这个滤波器的分析带宽为Fs/2。也就是说这个滤波器只可以分析[0,Fs/2]的信号.举个例字: 有两个信号,S1频率为20KHz,S2频率为40KHz,要通过数字方法滤除S2。 你的滤波器的采样率至少要为Fs=80HKz,否则就分析不到S2了,更不可能将它滤掉了!(当然根据采样定理,你的采样率F0也必须大于80HK,,Fs和F0之间没关系不大,可以任取,只要满足上述关系就行。) 3两组数据的相关性分析r=corrcoef(x,y) 4 expm 求矩阵的整体的exp 4离散快速傅里叶fft信号处理中,傅里叶变换的典型用途是将信号分解成幅值分量和频率分量)。Ft为连续傅里叶变换。反傅里叶ifft 5 ztrans(),Z变换是把离散的数字信号从时域转为频率 6 laplace()拉普拉斯变换是把连续的的信号从时域转为频域 7 sound(x)会在音响里产生x所对应的声音 8 norm求范数,det行列式,rank求秩 9 模拟频率,数字频率,模拟角频率关系 模拟频率f:每秒经历多少个周期,单位Hz,即1/s; 模拟角频率Ω是指每秒经历多少弧度,单位rad/s; 数字频率w:每个采样点间隔之间的弧度,单位rad。 Ω=2pi*f; w = Ω*T 10 RMS求法 Rms = sqrt(sum(P.^2))或者norm(x)/sqrt(length(x)var方差的开方是std标准差,RMS应该是norm(x)/sqrt(length(x))吧. 求矩阵的RMS:std(A(:)) 11ftshift 作用:将零频点移到频谱的中间 12 filtfilt零相位滤波, 采用两次滤波消除系统的非线性相位, y = filtfilt(b,a,x);注意x的长度必须是滤波器阶数的3倍以上,滤波器的阶数由max(length(b)-1,length(a)-1)确定。
信号与系统实验报告
信号与系统实验教程(实验报告) 班级: 姓名: 学号: XXXX大学信息科学与技术学院二〇一六年五月十五日
实验一:连续时间信号的频域分析 实验目的: 1、掌握连续时间周期信号的傅里叶级数的物理意义和分析方法; 2、观察截短傅里叶级数产生的Gibbs现象,了解其特点及产生的原因; 3、掌握连续时间傅里叶变换的分析方法及其物理意义; 4、掌握各种典型的连续时间非周期信号的频谱特征以及傅里叶变换的主要性质; 5、学习掌握利用MATLAB语言编写计算CTFS、CTFT的程序,并能利用这些程序对一些典型信号进行频谱分析,验证CTFT的若干重要性质。 实验要求: 掌握并深刻理傅里叶变换的物理意义,掌握信号的傅里叶变换的计算方法,掌握利用MATLAB编程完成相关的傅里叶变换的计算。 实验原理: 1.傅里叶级数:任何周期函数都可以用正弦函数和余弦函数构成的无穷级数来表示。 2.吉布斯现象:将具有不连续点的周期函数(如矩形脉冲)进行傅立叶级数展开后,选取有限项进行合成。当选取的项数越多,在所合成的波形中出现的峰起越靠近原信号的不连续点。当选取的项数很大时,该峰起值趋于一个常数,大约等于总跳变值的9%。 实验内容: 1.参照例2-1程序,上机验证周期方波信号的傅里叶级数ck,并画出幅度谱|ck|。 1.1 程序代码 (1)准备:定义单位阶跃函数和delta函数 % filename u.m function y = u(t) y = (t>=0); % filename delta.m function y = delta(t) dt = 0.001; y = (u(t)-u(t-dt))/dt; 将u.m和delta.m分别保存到work文件夹中,或者保存在自己建立的文件夹中并将此文件夹设为工作路径(file->set path...) (2)验证方波信号的傅里叶级数ck并画频谱图: clear, close all T = 2; dt = 0.00001; t = -2:dt:2; x1 = u(t) - u(t-1-dt); x = 0;
信号时序知识
系统时序基础理论 对于系统设计工程师来说,时序问题在设计中是至关重要的,尤其是随着时钟频率的提高,留给数据传输的有效读写窗口越来越小,要想在很短的时间限制里,让数据信号从驱动端完整地传送到接收端,就必须进行精确的时序计算和分析。同时,时序和信号完整性也是密不可分的,良好的信号质量是确保稳定的时序的关键,由于反射,串扰造成的信号质量问题都很可能带来时序的偏移和紊乱。因此,对于一个信号完整性工程师来说,如果不懂得系统时序的理论,那肯定是不称职的。本章我们就普通时序(共同时钟)和源同步系统时序等方面对系统时序的基础知识作一些简单的介绍。 一. 普通时序系统(共同时钟系统) 所谓普通时序系统就是指驱动端和接收端的同步时钟信号都是由一个系统时钟发生器提供。下图就是一个典型的普通时钟系统的示意图,表示的是计算机系统的前端总线的时序结构,即处理器(CPU)和芯片组(Chipset)之间的连接。 在这个例子中,驱动端(处理器)向接收端(芯片组)传送数据,我们可以将整个数据传送的过程考虑为三个步骤: 1.核心处理器提供数据; 2.在第一个系统时钟的上升沿到达时,处理器将数据Dp锁存至Qp输出; 3.Qp沿传输线传送到接收端触发器的Dc,并在第二个时钟上升沿到达时,将数据传送到芯片组内部。 一般来说,标准普通时钟系统的时钟信号到各个模块是同步的,即图中的Tflight clka和Tflight clkb 延时相同。通过分析不难看出,整个数据从发送到接收的过程需要经历连续的两个时钟沿,也就是说,如果要使系统能正常工作,就必须在一个时钟周期内让信号从发送端传输到接收端。如果信号的传输延迟大于一个时钟周期,那么当接收端的第二个时钟沿触发时,就会造成数据的错误读取,因为正确的数据还在传输的过程中,这就是建立时间不足带来的时序问题。目前普通时序系统的频率无法得到进一步提升的原因就在于此,频率越高,时钟周期越短,允许在传输线上的延时也就越小,200-300MHz已经几乎成为普通时序系统的频率极限。那么,是不是传输延时保持越小就越好呢?当然也不是的,因为它还必须要满足一定的保持时间。在接下来几节里,我们就建立和保持时间来分析一下时序设计需要考虑的一些问题以及正确的系统时序所必须满足的条件。 1. 时序参数的确定 对于时序问题的分析,我们首先要清楚地理解相关的一些时序参数的具体含义,比如Tco,缓冲延时,传播延迟,最大/小飞行时间,建立时间,保持时间,建立时间裕量,保持时间裕量,时钟抖动,时钟偏移等等,如果对这些参数的概念理解不深刻,就很容易造成时序设计上的失误。 首先要阐明的是Tco和缓冲延时(buffer delay)的区别。从定义上来说,Tco是指时钟触发开始到有效数据输出的器件内部所有延时的总和;而缓冲延时是指信号经过缓冲器达到有效的电压输出所需要的时间。可以看出,Tco除了包含缓冲延时,还包括逻辑延时。通常,确定Tco的方法是在缓冲输出的末端直
2020年信号处理知识点总结
第一章信号 1.信息是消息的内容,消息是信息的表现形式,信号是信息的载体 2.信号的特性:时间特性,频率特性 3.若信号可以用确定性图形、曲线或数学表达式来准确描述,则该信号为确定性信号 若信号不遵循确定性规律,具有某种不确定性,则该信号为随机信号 4.信号分类:能量信号,一个信号如果能量有限;功率信号,如果一个信号功率是有限的 5.周期信号、阶跃信号、随机信号、直流信号等是功率信号,它们的能量为无限 6.信号的频谱有两类:幅度谱,相位谱 7.信号分析的基本方法:把频率作为信号的自变量,在频域里进行信号的频谱分析 第二章连续信号的频域分析 1.周期信号频谱分析的常用工具:傅里叶三角级数;傅里叶复指数 2.利用傅里叶三角级数可以把周期信号分解成无穷多个正、余弦信号的加权和 3频谱反映信号的频率结构,幅频特性表示谐波的幅值,相频特性反映谐波的相位 4.周期信号频谱的特点:离散性,谐波性,收敛性
5.周期信号由无穷多个余弦分量组成 周期信号幅频谱线的大小表示谐波分量的幅值 相频谱线大小表示谐波分量的相位 6.周期信号的功率谱等于幅值谱平方和的一半,功率谱反映周期信号各次谐波的功率分配关系,周期信号在时域的平均功率等于其各次谐波功率之和 7.非周期信号可看成周期趋于无穷大的周期信号 8.周期T0增大对频谱的影响:谱线变密集,谱线的幅度减少 9.非周期信号频谱的特点:非周期信号也可以进行正交变换;非周期信号完备正交函数集是一个无限密集的连续函数集;非周期信号的频谱是连续的; 非周期信号可以用其自身的积分表示 10.常见奇异信号:单位冲激信号,单位直流信号,符号函数信号,单位阶跃信号 11.周期信号的傅里叶变换:周期信号:一个周期绝对可积?傅里叶级数?离散谱 非周期信号:无限区间绝对可积?傅里叶变换?连续谱12.周期信号的傅立叶变换是无穷多个冲激函数的线性组合 脉冲函数的位置:ω=nω0 , n=0,±1,±2, ….. 脉冲函数的强度:傅里叶复指数系数的2π倍 周期信号的傅立叶变换也是离散的; 谱线间隔与傅里叶级数谱线间隔相同
信号与系统基础知识.doc
第1章信号与系统的基本概念 1.1引言 系统是一个广泛使用的概念,指由多个元件组成的相互作用、相互依存的整体。我们学习过“电路分析原理”的课程,电路是典型的系统,由电阻、电容、电感和电源等元件组成。我们还熟悉汽车在路面运动的过程,汽车、路面、空气组成一个力学系统。更为复杂一些的系统如电力系统,它包括若干发电厂、变电站、输电网和电力用户等,大的电网可以跨越数干公里。 我们在观察、分析和描述一个系统时,总要借助于对系统中一些元件状态的观测和分析。例如,在分析一个电路时,会计算或测量电路中一些位置的电压和电流随时间的变化;在分析一个汽车的运动时,会计算或观测驱动力、阻力、位置、速度和加速度等状态变量随时间的变化。系统状态变量随时间变化的关系称为信号,包含了系统变化的信息。 很多实际系统的状态变量是非电的,我们经常使用各种各样的传感器,把非电的状态变量转换为电的变量,得到便于测量的电信号。 隐去不同信号所代表的具体物理意义,信号就可以抽象为函数,即变量随时间变化的关系。信号用函数表示,可以是数学表达式,或是波形,或是数据列表。在本课程中,信号和函数的表述经常不加区分。 信号和系统分析的最基本的任务是获得信号的特点和系统的特性。系统的分析和描述借助于建立系统输入信号和输出信号之间关系,因此信号分析和系统分析是密切相关的。 系统的特性千变万化,其中最重要的区别是线性和非线性、时不变和时变。这些区别导致分析方法的重要差别。木课程的内容限于线性时不变系统。 我们最熟悉的信号和系统分析方法是时域分析,即分析信号随时间变化的波形。例如,对于一个电压测量系统,要判断测量的准确度,可以直接分析比较被测的电压波形0(。(测量系统输入信号)和测量得到的波形v out (r)(测量系统输出信号),观察它们之间的相似程度。为了充分地和规范地描述测量系统的特性, 经常给系统输入一个阶跃电压信号,得到系统的阶跃响应,图1T是典型的波形,通过阶跃响应的电压上升时间(电压从10%上升至90%的时间)和过冲(百分比)等特征量,表述测量系统的特性,上升时间和过冲越小,系统特性越好。其中电压上升时间反映了系统的响应速度,小的上升时间对应快的响应速度。如果被测电压快速变化,而测量系统的响应特性相对较慢,则必然产生较大的测量误差。 信号与系统分析的另一种方法是频域分析。信号频域分析的基本原理是把信号分解为不同频率三角信号的叠加,观察信号所包含的各频率分量的幅值和相位,得到信号的频谱特性。图1-2是从时域和频域观察一个周期矩形波信号的不意图,由此可以看到信号频域和时域的关系。系统的频域分析是观察系统对不同频率激励信号的响应,得到系统的频率响应特性。频域分析的重要优点包括:(1)对信号变化的快慢和系统的响应速度给出定量的描述。例如,当我们要用一个示波器观察一个信号时,需要了解信号的频谱特性和示波器的模拟带宽,当示波器的模拟带宽能够覆盖被测信号的频率范围时,可以保证测量的准确。(2)为线性系统分析提供了一种简化的方法,在时域分析中
信号处理基础
补充材料:第二章信号与系统 第一部分:基本概念 1.1信号的概念 预习思考题: 1. 消息、信息和信号的区别与联系? 2. 信号有哪些描述方法? 本节知识点: 1. 信号的概念 2. 信号的描述方法 1.1.1 信号、消息和信号 1.1.2 描述信号的方法 1.1.1消息,信息和信号 主要是讲述有关信号处理的一些基本原理和方法。目的是希望大家能在学完后,对如何处理信号,特别是如何用计算机这种数字处理设备(从某种意义上说,计算机是一种数字处理设备)来进行信号处理,有一些基本的认识。 那么,什么是信号呢? 人类对自然界的认识和改造过程都离不开对自然界中的信息的获取。所谓信息,是指存在于客观世界的一种事物形象,是关于事物运动规律的知识。一般泛指消息、情报、指令、数据、信号等有关周围环境的知识。 凡是物质的形态、特性在时间或空间上的变化,以及人类社会的各种活动都会产生信息。千万年来啊,人类用自己的感觉器官---眼睛啊、鼻子啊、手啊等等吧---从客观世界获取各种信息,如语言、文字、图象、颜色、声音、自然景物信息等等,可以说,我们是生活在信息的海洋之中,因此获取信息的活动是人类最基本的活动之一。而且从某种意义上说,信息交换也是人类得以成为人类的重要原因。 那么,什么是消息呢? 所谓消息,是指用来表达信息的某种客观对象,如电话中的声音,电视中的图象,雷达的目标距离、高度、方位等参量都是消息。在我们得到一个消息之后,可能得到一定的信息,而我们所得到的信息与我们在得到消息前以及得到消息后对某一事件的无知程度无关。因此,我们可把信息与消息在含义上的区别概括为:信息是消息中不确定性的消除(也就是该消息给予受信者的新知识),消息就是知道了的信息。 大家还可以自己举例,说明哪些是消息。 下面,进一步的,什么是信号呢? 所谓信号,是带有信息的某种物理量,如电信号,光信号,声音信号等。因此,信号是指消息的表现形式,而消息则是信号的具体内容。消息的传送一般都不是直接的,而必须借助于一定形式的信号才能便于传输和进行各种处理。由于信号是带有信息的某种物理量,这些物理量的变化包含着信息。 可见,信号是与物理量相联系着的。这就为我们对它们进行研究定下了物理背景。换言之,我们要很好地理解某些信号,可以思考一下它对应的物理现象,蕴涵的物理规律。 1.1.2描述信号的方法