文档介绍：第一章信号与系统
绪言
一、信号的概念
二、系统的概念
信号的描述与分类
一、信号的描述
二、信号的分类
信号的基本运算
一、加法和乘法
二、时间变换
阶跃函数和冲激函数
一、阶跃函数
二、冲激函数
三、冲激函数的性质
四、序列δ(k)和ε(k)
系统的性质及分类
一、系统的定义
二、系统的分类及性质
系统的描述
一、连续系统
二、离散系统
LTI系统分析方法概
述
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什么是信号?什么是系统?为什么把这两个概念连在一起?
系统是指若干相互关联、相互作用模块按一定规律组合而具有某种特定功能的整体。如调制解调系统、编解码系统、嵌入式系统、通信系统、雷达系统、控制系统、生物系统、经济系统等。
一、信号的概念
1. 信息(information):
自然界存在多种多样信息,如语言、语音、文字、图像、数据、各种物理量等。
绪论
第一章信号与系统
绪论
2. 信号(signal):
信号是信息的载体。通过信号传递信息。
如铃声—声信号,表示该上课了;
十字路口的红绿灯—光信号,指挥交通;
电视机天线接受的电视信息—电信号;
广告牌上的文字、图象信号等。
为了有效地传输和处理信息,常常需要将信息转换成便于理解和计算的信号。
二、系统
如手机、电视机、通信网、计算机网等都可以看成系统。它们所传送的语音、音乐、图象、文字等信号。信号与系统的概念常常紧密地联系在一起。
信号的产生、传输和处理需要一定的物理装置,这样的物理装置称为系统。
系统的基本作用是对输入信号进行加工和处理,将其转换为所需要的输出信号。
系统
输入信号
激励
输出信号
响应
绪论
信号在系统中按一定规律运动、变化。
绪论
本课程宏观地研究信号作用于系统的运动变化规律,揭示系统的一般性能。
信号理论包括信号分析、信号处理、信号传输等;系统理论包括系统分析、系统设计、系统实现等。本课程是主干基础课程,为后续的数字信号处理、信号检测与处理、目标识别与跟踪、通信原理、自动控制等课程打下坚实的基础。
信号的描述和分类
第一章信号与系统
一、信号的描述
信号一般是随时间或位置变化的物理量。
信号按物理属性分电信号和非电信号,它们可以相互转换。温度、气压、光偶都可以变成电信号。电信号容易产生,便于控制,易于处理。
电信号的基本形式:随时间变化的电压或电流。
描述信号(1)表示为时间的函数
(2)信号的图形表示--波形
“信号”与“函数”两词常相互通用。
信号的描述和分类
二、信号的分类
1. 确定信号和随机信号
可以用确定时间函数表示的信号,称为确定信号。如正弦信号。
若信号在任意时刻的取值都具有不确定性,不能用确切的函数描述,只可能知道统计特性,如在某时刻取某一数值的概率,这类信号称为随机信号或不确定信号。电子系统中的噪声就是典型的随机信号。
研究确定信号是研究随机信号的基础。本课程只讨论确定信号。
信号的描述和分类
2. 连续信号和离散信号
根据定义域的特点可分为连续时间信号和离散时间信号。
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。值域可连续也可不连续。
值域连续
值域不连续
(1)连续时间信号:
信号的描述和分类
仅在一些离散的瞬间有定义的信号称为离散时间信号。只在某些规定的离散瞬间给出函数值,其余时间无定义。值域也离散称为数字信号。
如图信号f(t)。相邻离散点的间隔Tk=tk+1-tk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),这种等间隔的离散信号也常称为序列。其中k称为序号。
(2)离散时间信号:
信号的描述和分类
用表达式可写为
或写为
f(k)= {…,0,1,2,-,2,0,1,0,…}
↑
k=0
通常将对应某序号m的序列值称为第m个样点的“样值”。