信号与系统03
信号与系统第三章PPT课件
.
它们都是傅里叶级数收敛的充分条件。相当广泛的 信号都能满足Dirichlet条件，因而用傅里叶级数表 示周期信号具有相当的普遍适用性。
几个不满足Dirichlet条件的信号
.
三.Gibbs现象 满足 Dirichlet 条件的信号，其傅里叶级数是如
• “非周期信号都可以用正弦信号的加权积分来 表示”——傅里叶的第二个主要论点
.
傅立叶分析方法的历史
古巴比伦人 “三角函数和” 描述周期性过程、预测天体运
动
1748年 欧拉 振动弦的形状是振荡模的线性组合
1753年 D·伯努利 弦的实际运动可用标准振荡模的线性组合来表示
1759年 拉格朗日 不能用三角级数来表示具有间断点的函数
x[k]h[nk]
x[k]h[n k]
k
.
对时域的任何一个信号 x ( t ) 或者 x ( n ) ,若能将其
表示为下列形式： x(t) a 1 es1 t a 2 es2 t a 3 es3 t
由于 es1t H(s1)es1t
es2t H(s2)es2t
es3t H(s3)es3t
利用齐次性与可加性，有
k
例： y(t)x(t3) ❖ 系统输入为 x(t) ej2t
系统 H(s) ? y(t) ?
H(s) h(t)estdt
❖ 系统输入为 x(t)cos(4t)cos(7t)
系统 y(t) ?
.
*问题：究竟有多大范围的信号可以用复指数信号的 线性组合来表示？
.
3.3 连续时间周期信号的傅里叶级数表示
第k次谐波 e jk 0t 的周期为
信号与系统2-3
线性系统为
Kn N( p) N( p) K1 K2 = = + +⋯+ 其中 H( p) = D( p) ( p − λ1)( p − λ2 )⋯( p − λn ) p − λ1 p − λj
n
零输入响应 零状态响应 全响应
yzi (t) = ∑Cje j ε (t)
j =1
λt
yzs (t) = h(t) ∗ f (t)
y(t) = yzi (t) + yzs (t) =∑Cj e j ε (t) + h(t) ∗ f (t)
j =1 n
λt
长江大学电信学院
第二章第3讲
9
Signals And systems
例 2.14
p +3 , 已知 p2 + 3 p + 2
例 2.13
计算。 利用卷积的微积分性质 f (t) = f1(−1) (t) ∗ f 2′(t) = f1′(t) ∗ f2(−1) (t) 计算。
f1 (t)
f 2 (t)
1 2
1
0
f1 (t)
(−1)
1
t
0
1
2
3
t
1 2
f (t) = f1(−1) (t) ∗ f2′(t)
f2′(t)
信号与系统第03章周期信号的傅里叶级数表示(免费阅读)
e dt T 0 j(kn)0t
0
k
0 T 0 e j( k n ) 0 td t 0 T 0 c o s ( k n )0 t d t j0 T 0 s i n ( k n )0 t d t
0 , k n T0 , k n
T0 0
即： x(t) akeskt
k
同理： x[n] akZkn k
y(t) akH(sk)eskt
k
y[n] akH(Zk)Zkn
k
例：
x(t) akeskt
k
y(t) akH(sk)eskt
k
x[n] akZkn k
y[n] akH(Zk)Zkn
k
*问题：究竟有多大范围的信号可以用复指数信号的 线性组合来表示？
则 A x (t) B y (t) F S A a k B b k
二.时移: 若 x ( t ) 是以 T 为周期的信号，且
x(t) FSak
则
x(tt0) F S akejk0t0
0
2 T
三.反转: 若 x ( t ) 是以 T 为周期的信号，且
x(t) FSak 则
2 T T 0 1s in k k 0 T 0 1 T 1 2 T T 0 1 S a (k0 T 1 ) 2 T T 0 1 s in c (2 T T 0 1k )
其中 Sa(x) sin x
x
sinc(x) sinx x
sin c(x)
1
1
1
0
12
x
根据
a
k
Q a k * a k A k e jk A k e j k
郑君里《信号与系统》(第3版)(上册)(课后习题 绪 论)【圣才出品】
圣才电子书
（1） ut ut T sin 4π t ；
T
（2） ut 2ut T ut 2T sin 4π t 。
T
解：（1）信号 sin 4π t 的周期为 T ，截取信号 sin 4π t 在区间[0，T]上的波形如
T
2
T
图 1-5(a)所示。
（2）信号 sin 4π t 的周期为 T ，截取信号 sin 4π t 在区间[0，T]上的波形，在区
2
1-3 分别求下列各周期信号的周期 T：
（1） cos10t cos30t；
（2） e j10t ；
（3） 5sin8t2 ；
（4）
1n
ut
nT
ut
nT
T
n为正整数。
|
解：（1）分量 cos(10t) 的周期T1
2 10
5
，分量 cos(30t) 的周期T2
，两者的 15
最小公倍数是 ，所以此信号的周期T 。
eatu(t) 台eatu(t t0 ) eatu(t t0 ) ea(tt0 )u(t t0 )
eatu(t) ea(tt0 )u(t t0 )
（2）表达式（1-17）为
t
（f ）d
1
=
a
(1 eat ), (0
t
t0 )
1 a
(1
e at
)
1 a
1
e a (tt0 )
以上各式中 n 为正整数。
解：（1） eat sin(t) 时间、幅值均连续取值，故为连续时间信号（模拟信号）；
（2） enT 时间离散、幅值连续，故为离散时间信号（抽样信号）；
（3） cos(n ) 时间、幅值均离散，故为离散时间信号（数字信号）；
信号与系统_郑君里_第三版_课件
2016/5/9
6
积分器：
R
C vo ( t )
微分器： C
vi(t)
vi(t)
R
vo ( t )
电视系统：
黑灰白 消息 变换器 发射机 信道 （空间） 接收机 变换器
黑灰 白 消息
（图像） （摄像机）
（显像管） （图像）
2016/5/9
7
1.2 信号分类和典型信号
1.2.1 信号的分类
对于各种信号，可以从不同角度进行分类。
2016/5/9
5
系统：一组相互有联系的事物并具有特定功能的整体。
系统可分为物理系统和非物理系统。如：电路系统、 通信系统、自动控制系统、机械系统、光学系统等属于 物理系统；而生物系统、政治体制系统、经济结构系统、 交通系统、气象系统等属于非物理系统 。 每个系统都有各自的数学模型。两个不同的系统可 能有相同的数学模型，甚至物理系统与非物理系统也可 能有相同的数学模型。将数学模型相同的系统称为相似 系统。
(t )
t
( t0 )d u (t t0 )
（1）
0 u(t) 1 0
25
u(t)与 (t ) 的关系：
t
2016/5/9
t
( )d u(t )
d u (t ) (t ) dt
t
( t0 )d u(t t0 )
t
d u (t t0 ) (t t0 ) dt
f (t ) (t ) f (0) (t )
f (t )
f (0)
(1)
(t )
(1)
f (0) (t )
【信号与系统】03-系统函数的性质
【信号与系统】03-系统函数的性质1. 系统函数的性质1.1 变换的对偶性 不管是傅⾥叶变换的频域还是拉普拉斯变换的s域（下⾯统称s域），都是深⼊讨论LIT系统的有⼒⼯具，有时甚⾄是必备⼯具。
s域的系统函数和时域的信号（单位冲激响应）是⼀对共⽣体，它们通过拉普拉斯变换⽣成彼此，同时也是连接两个域的纽带。
对⼀个函数解析式，经常要对它做⼀些常规的分析操作，⽐如运算、平移、缩放、微积分、卷积等。
⼀个很⾃然的问题是，在某个域的分析操作会对另⼀个域带来什么影响呢？本篇就来讨论这个问题。
在正式讨论之前，有必要再回顾⼀下拉普拉斯变换的公式。
你可能⼀开始就注意到，正反变换存在⼀定的“对称性”，⽽仅在局部有微⼩差别。
在数学上，两个概念如果通过类似的⽅法互相定义，它们就称为对偶的，从形式上不难看出，互为对偶的概念的性质也是对偶存在的，这就省去了相似论证的⿇烦。
信号x(t)和拉普拉斯变换H(s)之间不具有严格的对偶性，但这样的相似性仍然可以被使⽤。
如果记χ(ω)=eσ√2πX(σ+jω)，将得到更为对称的式（1），把这个关系记作变换T，显然有式（2）成⽴。
以后变换的性质如果本⾝不是对称的，可以运⽤该式迅速得到另⼀个对称的性质，当然简单的性质直接证明会更快。
x(t)=1√2π∫∞−∞χ(ω)e jωt dω;χ(ω)=1√2π∫∞−∞x(t)e−jωt d t x(t)T↔χ(ω)⇔χ(t)T↔x(−ω)1.2 拉普拉斯变换的性质 以下按函数运算的复杂程度，罗列LT的基本性质，过于直⽩的结论不加证明。
需要注意的是，性质成⽴有它⾃⼰的ROC，并不完全受限于原LT的ROC。
还有我们知道，ROC和积分在具体的s上的收敛性是不同的，以下性质在ROC外的收敛点仍然可以是成⽴的。
⾸先是函数的线性运算，在s域也是线性的（式（3））。
然后看函数的平移，容易有式（4）左成⽴，在s域的平移还有式（4）右成⽴，这是⼀组对偶性质。
当对函数进⾏伸缩时，频谱系数也跟着反⽐例伸缩（式（5）左）；特别地，a=−1时表⽰函数左右翻转（旋转180度），s域则也跟着旋转180度（式（5）右）。
哈工程五系信号与系统03-05本科生试卷
哈尔滨工程大学试卷（2003）考试科目:通信原理一、填空（本题20分）1、某数字传输系统传送8进制信号，码元速率为3000B，则该系统的信息速率为。
2、随参信道传输媒质的特点是、、。
3、为提高发送信号功率效率，通常采用直接法从数字信号中提取位同步，其基本方法有，和锁相提取法。
4、在模拟调制系统中，门限效应是指解调器门限值时，急剧恶化的现象。
能产生门限效应的调制方式有，。
5、在数字通信中，可以通过观察眼图来定性地了解噪声和对系统性能的影响。
6、30/32路PCM时分复用系统的基群速率为，每帧bit。
7、在增量调制系统中，当模拟信号斜率陡变时，阶梯电压波形有可能跟不上信号的变化，形成很大失真的阶梯电压波形，这样的失真称为。
8、载波同步包括插入导频法和，对DSB信号若采用插入导频法提取载波，则插入的导频与调制端载波的是关系。
9、调制信道可以分为和。
π”现象，可以对基10、为了防止二进制移相键控信号在相干解调时出现“倒带数字信号先进行，然后作BPSK调制。
二、（本题10分）Hω如下设某数字基带传输系统的发送滤波器、信道及接收滤波器组成总特性()图，问：（1）若要以2/T S波特的速率进行数据传输，该系统是否存在码间干扰，判断的理论依据是什么？（2）若要以1/T S波特的速率进行数据传输，该系统是否存在码间干扰？S S()H ω三、（本题20分）某数据代码为1 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 0，（1）画出相应的单极性归零码，差分码，HDB 3码波形；（2）画出对应的2PSK 信号，2DPSK 信号波形（自行规定参考相位）。
四、（本题15分）已知话音信号的频率范围限制在0～4000Hz ，其双边带调制信号的时域表达式为()()cos m c S t m t t ω=，接收端采用相干解调，（1）画出接收端解调的原理框图；（2）当接收端的输入信噪比为20dB 时，计算解调的输出信噪比。
五、(本题15分)采用移频键控方式在有效带宽为2400Hz 的传输信道上传送二进制数字信息，已知2FSK 信号的两个载频f 1=980Hz,f 2=1580 Hz ，码元速率R B =300B ，传输信道输出端的信噪比为6dB,试求：（1）2FSK 信号的第一零点带宽；（2）采用包络检波法解调时系统的误码率； （3）采用同步检测法解调时系统的误码率；六、(本题15分)在模拟信号数字传输系统中，对模拟话音信号()m t 进行13折线A 律编码，已知编码器的输入信号范围为5V ±，输入抽样脉冲幅度为 3.984V -，最小量化间隔为1个单位。
信号与系统信号3-1
2
0
Fn 在 n 有值，称为谱线；
第三章第1讲
14
周期T不变，脉冲宽度变化 ②
情况
2：
T 8
,
Fn
T
Sa( n )
T
1 Sa( n
88
)，
第一个过零点为
n
=8
。
脉冲宽度缩小一倍
f (t)
1
T
2
0
2
T
t
谱线间隔不变 2
T
Fn
1 8
第三章第1讲
3
傅里叶系数间的关系
傅里叶系数：
an
2 T
T
2 f (t) cos ntdt
T 2
n 0, 1, 2,
bn
2 T
T
2 f (t)sin ntdt
T 2
n 1, 2,
An an2 bn2 复傅里叶系数。
n
arctg
bn an
An
bn
n
an
Fn
第三章第1讲
22
周期信号频谱的性质
时移特性：
若
f
(t)
Fn ，则
f (t ) Fne jn
Fn
1 T
证：设
f (t )e
f (t )
jn tdt
1 T
Fn
f (x)e
jn
( x
)dx
1 T
e
jn
f (x)e jn xdx Fne jn