信号与系统吴大正第四版第一章.ppt

; 教材： 吴大正等. 信号与线性系统分析 ，高等教育出版社。 参考资料： 管致中等. 信号与线性系统，高等教育出版社。 郑君里等 . 信号与系统 ，高等教育出版社。 刘树棠译. 信号与系统，西安交通大学出版社。 ;;《信号与线性系统分析》研究的问题 什么是信号？特征？研究方法？ 什么是系统？特征？研究方法？ 信号作用于系统产生什么响应？ ; 课程地位： 信号与系统是理工科学生一门重要的专业基础课。是许多专业（通信、电子、自动化、计算机、系统工程等）的必修课，是我们将来从事专业技术工作的重要理论基础，是后续专业课（通信原理、数字信号处理）的基础，也是上述各类专业硕士研究生入学考试课程。;课程应用： 通信领域 控制领域 信号处理 生物医学工程 ;信号处理目的： 对信号进行某种加工或变换。 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。 ;课程特点： 应用数学知识较多，与电路分析关系密切，用数学工具分析物理概念。 常用数学工具： 微分、积分(定积分、无穷积分、变上限积分） 线性代数 解微分方程 傅里叶级数、傅里叶变换、拉氏变换 差分方程求解, z 变换 新工具：Matlab软件;课程要求： 提前5分钟进教室 要求预习和复习课程 独立完成作业 多思考、多做习题 ;1;第一章 信号与系统的基本概念;1.1 信号的描述 1. 消息(message) 人们常常把来自外界的各种报道统称为消息。 2.信息(information) 通常把消息中有意义的内容称为信息。 信息的表现形态：数据、文字、声音、图像。 3.信号(signal) 信号是信息的载体，信息是信号的内容。; 信号有各种不同的表现形式，如光、机械、声音等物理形式，在各种信号中电信号是最便于存储、传输、处理和再现的，应用也最广泛，在实际应用中，常通过各类传感器将各种物理量信号转变为电信号。 本文主要讨论目前应用广泛的电信号。 电信号的基本形式：随时间变化的电压或电流。 ;信号的特性： 物理上： 信号是信息寄寓变化的形式 数学上： 信号是一个或多个变量的函数 形态上： 信号表现为一种波形 参数：时间、位移、周期、频率、幅度、相位;1.2 信号的分类 确定性信号和随机信号 连续时间信号和离散时间信号（掌握） 周期信号和非周期信号（掌握） 能量信号和功率信号（掌握） ; 1.确定性信号和随机信号 ; 2.连续时间信号和离散时间信号 连续时间信号： 在连续的时间范围内(-∞t∞）有定义的信号称为连续时间信号，简称连续信号。实际中也常称为模拟信号。这里的“连续”指函数的定义域—时间是连续的，但可含间断点，至于值域可连续也可不连续。 ; 离散时间信号： 仅在一些离散的瞬间才有定义的信号称为离散时间信号，实际中也常称为数字信号。相邻离散点的间隔可以相等也可不等。通常取等间隔T，离散信号可表示为 f(kT)，简写为f(k)或f(n) ，这种等间隔的离散信号也常称为序列,其中k或n称为序号。 ;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。 数字信号：时间和幅值均为离散的信号。 ;典型的连续时间信号 指数信号 正弦信号 复指数信号 抽样信号 钟形脉冲信号 ;指数信号;正弦信号;复指数信号 ;复指数信号的实部与虚部 ;抽样信号（Sa(t) 信号） ;抽样信号特点： ; 钟形脉冲信号(高斯函数); 典型的离散时间序列 指数序列 正弦序列 复指数序列 抽样序列;指数序列;正弦序列;复指数序列实部虚部;抽样序列; 3．周期信号和非周期信号;T=4s;正弦周期信号： 正弦周期序列： N只能是整数。 正弦函数为周期函数，正弦序列不一定为周期序列。 ; ;例1:判断正弦序列f(k)=sin(2k) 是否为周期信号，若是，确定其周期。 解: 正弦序列的数字角频率为Ω0=2 所以此正弦序列为非周期序列。 ;合成信号为周期信号的判别条件： 单个信号为周期信号； 单个信号周期之比为有理数； 合成周期为各信号周期的最小公倍数。; 例2：判断下列信号是否为周期信号，若是，确定其周期 （1）f1(t) = sin2t + cos3t （2）f2(t) = cos2t + sinπt 解：两个周期信号x(t)，y(t)的周期分别为T1和T2，若其周期之