信号与系统课程讲义lec12_9.1-9.4

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《信号与系统教案》课件

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《信号与系统教案》课件第一章:信号与系统概述1.1 信号的概念与分类定义:信号是自变量为时间(或空间)的函数,用以描述物理现象、信息传输等。

分类:模拟信号、数字信号、离散信号、连续信号等。

1.2 系统的概念与分类定义:系统是由信号输入与输出之间关系构成的一个实体。

分类:线性系统、非线性系统、时不变系统、时变系统等。

1.3 信号与系统的处理方法信号处理:滤波、采样、量化、编码等。

系统处理:稳定性分析、频率响应分析、时域分析等。

第二章:连续信号及其运算2.1 连续信号的基本运算叠加原理、时移原理、微分、积分等。

2.2 连续信号的傅里叶级数傅里叶级数的概念与性质。

连续信号的傅里叶级数展开。

2.3 连续信号的傅里叶变换傅里叶变换的概念与性质。

连续信号的傅里叶变换公式。

第三章:离散信号及其运算3.1 离散信号的基本运算叠加原理、时移原理、差分、求和等。

3.2 离散信号的傅里叶变换离散信号的傅里叶变换的概念与性质。

离散信号的傅里叶变换公式。

3.3 离散信号的Z变换Z变换的概念与性质。

离散信号的Z变换公式。

第四章:数字信号处理概述4.1 数字信号处理的基本概念数字信号处理的定义、特点与应用。

4.2 数字信号处理的基本算法滤波器设计、快速傅里叶变换(FFT)等。

4.3 数字信号处理硬件实现数字信号处理器(DSP)、Field-Programmable Gate Array(FPGA)等。

第五章:线性时不变系统的时域分析5.1 线性时不变系统的定义与性质线性时不变系统的数学描述。

线性时不变系统的特点。

5.2 系统的零状态响应与零输入响应零状态响应的定义与求解。

零输入响应的定义与求解。

5.3 系统的稳定性分析系统稳定性的定义与判定方法。

常见系统的稳定性分析。

第六章:频率响应分析6.1 频率响应的概念系统频率响应的定义。

频率响应的性质和特点。

6.2 频率响应的求取直接法、间接法求取频率响应。

频率响应的幅频特性和相频特性。

信号与系统课程介绍课件

信号与系统课程介绍课件

详细描述
线性是指系统的输出与输入成正比关系,满 足叠加原理;时不变性是指系统的特性不随 时间的变化而变化;因果性是指系统的输出 只与过去的输入有关,与未来的输入无关; 稳定性是指系统在受到一定程度的干扰后能 够恢复到原来的状态。了解这些基本特性有
助于更好地理解和分析系统的行为。
04
信号与系统的关系
系统的定义与分类是系统基础知识的重要组成部分,它有助于理解系统的基本概念和性 质。
详细描述
系统是指由相互关联、相互作用的元素组成的集合,这些元素之间相互作用,共同完成 特定的功能或目标。根据不同的分类标准,系统可以分为线性系统、非线性系统、时不
变系统、时变系统等。
系统的数学模型
总结词
系统的数学模型是描述系统行为的重要工具,它可以通过数学方程来描述系统 的输入和输出之间的关系。
实验报告撰写规范
实验目的与意义
学生需在报告中明确实验目的和意义,阐述实验 的重要性。
实验步骤与结果
学生需详细记录实验步骤和实验结果,包括数据 记录、图表绘制等。
ABCD
实验原理
学生需简要介绍实验所涉及的原理和方法,为实 验操作提供理论依据。
分析与结论
学生对实验结果进行分析和讨论,得出结论,并 指出实验中存在的问题和改进方向。
信号的数学表示方法
总结词
信号可以用各种数学工具进行表示和分析,如时间域和频域表示法。
详细描述
在时间域中,信号可以表示为随时间变化的函数,通过导数、积分等数学运算可 以分析信号的形状、幅度、频率等特性。在频域中,信号可以表示为频谱或傅里 叶级数,通过分析频谱可以了解信号的频率成分和频率特性。
信号的基本特性
第三周
系统的稳定性、性 能分析和优化方法 。

《信号和系统》课件

《信号和系统》课件
信号处理:MATL AB可以进行信号的滤波、变换、分析等操作
系统建模:MATL AB可以建立系统的数学模型,并进行仿真和优化
控制系统设计:MATL AB可以进行控制系统的设计、分析和优化 信号和系统分析:MATL AB可以进行信号和系统的分析,包括频谱分析、 时域分析等
MATL AB在系统设计中的应用
互动性强:设置问 答、讨论等环节, 增强学生的学习兴 趣和参与度
信号基础知识
信号定义
信号是信息的载体, 是信息的表现形式
信号可以分为模拟 信号和数字信号
模拟信号是连续变 化的物理量,如声 音、图像等
数字信号是离散变 化的物理量,如二 进制数据等
信号分类
连续信号:在时 间上和数值上都
是连续的信号
结构图描述法:通过结构 图来描述系统的结构关系
系统分析的基本概念
系统:由相互关联的 组件组成的整体,具 有特定的功能和目标
信号:信息的载体, 可以是数字、模拟或
其他形式
输入:系统的输入信 号,决定了系统的行
为和输出
输出:系统的输出信 号,是系统对输入信
号的处理结果
反馈:系统对输出信 号的监测和调整,以 实现更好的性能和稳
适用人群
电子信息工程、 通信工程、自 动化等专业的
学生
信号处理、通 信系统、控制 系统等领域的
工程师
对信号和系统 感兴趣的科研
人员
信号和系统课 程的教师和助

课件特点
内容全面:涵盖信 号与系统的基本概 念、理论、应用等
逻辑清晰:按照信 号与系统的发展脉 络进行讲解,易于 理解
实例丰富:结合实 际案例,便于学生 理解抽象概念
定常系统:系统参数不随时间变化的系统

《信号与系统》课程讲义12-1

《信号与系统》课程讲义12-1
(3)最后得到转移函数为 Y H= X H1 H 2 H 3 H 4 H 5 + H1 H 6 H 4 H 5 + H1 H 2 H 7 (1 + H 4G1 ) = 1 + ( H 4G1 + H 7G2 H 2 + H 6 H 4 H 5G2 + H 2 H 3 H 4 H 5G2 ) + H 2 H 4 H 7 G1G2
例1:系统模型为
d d y (t ) + a0 y (t ) = b1 x (t ) + b0 x (t ) dt dt 试画出它的信号流图. 1 p表示微分, 表示积分,则 解:利用算子符号,以
§12.1 信号流图
( p + a0 ) y (t ) = (b1 p + b0 ) x(t )
p
解得 b0 b1 p y (t ) = x(t ) + x(t ),按照此式画出信号流图如(a)所示. a a 1+ 0 1+ 0 p p 另外 1 y (t ) = b1 x(t ) + [b0 x(t ) a0 y (t )] ,按照此式画出信号流图如(b)所示. p
a b ,c
∑L LL
d e d ,e , f
f
+
——表示有源点到阱点之间的第 k 条前向通路的标号 k gk k ——表示有源点到阱点之间的第 条前向通路的增益 k ——称为对于第k条前向通路特征行列式的余子式; 它是除去与第k条前向通路相接触的环路外, 余下的特征行列式.
§12.1 信号流图
§12.1 信号流图
四,梅森(Mason)公式 梅森( ) 梅森公式形式为 H = 1 ∑ gk k k 式中: ——流图的特征行列式 = 1 (所有不同环路的增益之和) + (每两个互不接触环路增益之和)

信号与系统第三章(Lec)

信号与系统第三章(Lec)

线性时不变系统的时域分析
描述方程
线性时不变系统的数学模型通常 由微分方程或差分方程表示,如 Laplace变换、Z变换等。
冲激响应
系统的冲激响应h(t)是系统对单位 冲激信号δ(t)的响应,可以用来描 述系统的动态特性。
阶跃响应
系统的阶跃响应g(t)是系统对单位 阶跃信号u(t)的响应,可
极点
系统函数的极点是使得系统函数 值为无穷大的复数点,对应于系 统的稳定性。
02
零点
系统函数的零点是使得系统函数 值为零的复数点,对应于系统的 频率响应特性。
03
极点与零点对系统 性能的影响
极点和零点的分布决定了系统的 频率响应特性、稳定性以及动态 性能。
系统响应的计算方法
02
CATALOGUE
信号的基本特性
信号的时域特性
周期性
信号在时间上重复出现,具有周期性。周期 是信号重复一次所需的时间长度。
连续性
信号在时间上是连续不断的,即信号在任意 时间点都有对应的值。
确定性
信号在时间上是确定性的,即信号在任意时 间点上的值是确定的。
可变性
信号在时间上是可变的,即信号在任意时间 点上的值可以改变。
定义
系统的幅度响应是描述系统 对不同频率信号的幅度变化 。
分类
最大幅度、最小幅度、平均 幅度等。
意义
幅度响应决定了系统对不同 频率信号的增益,影响信号 的强度和信噪比。
系统的群延迟响应
定义
系统的群延迟响应是描述系统对信号的群延迟效 应。
分类
恒定群延迟、线性群延迟等。
意义
群延迟影响信号的传播速度和波形,对信号的完 整性、失真度和处理效果有重要影响。

信号与系统课件--第1章 信号与系统的基本概念

信号与系统课件--第1章 信号与系统的基本概念
例 1.1-1 试判断下列信号是否为周期信号。若是,确定其 周期。
(1) f1(t)=sin 2t+cos 3t
(2) f2(t)=cos 2t+sinπt
解 我们知道,如果两个周期信号x(t)和y(t)的周期具有公
倍数,则它们的和信号
f(t)=x(t)+y(t)
仍然是一个周期信号, 其周期是x(t)和y(t)周期的最小公倍数。
可以直接列出序列值或者写成序列值的集合。例如,图1.1-3(a)
所示的正弦序列可表示为
2013-8-7
f1 (k ) A sin k 4 信号与系统
第 1 章 信号与系统的基本概念
f1 (k ) A „ -8 -6 -4 -2 01 2 3 4 -A (a) f2 (k) 2 1 -3 -1 01 -1 (b) 23 4 k -3 -1 01 2 3 4 5 6 k A f3 (k) 5 6 7 8 „ k
这样,图1.1-2中的信号f2(t)和f3(t)也可表示为
2013-8-7
信号与系统
第 1 章 信号与系统的基本概念
仅在离散时刻点上有定义的信号称为离散时间信号,简 称离散信号。这里“离散”一词表示自变量只取离散的数值, 相邻离散时刻点的间隔可以是相等的,也可以是不相等的。 在这些离散时刻点以外,信号无定义。信号的值域可以是连 续的, 也可以是不连续的。 定义在等间隔离散时刻点上的离散信号也称为序列, 通 常记为f(k),其中k称为序号。与序号m相应的序列值f(m)称为 信号的第m个样值。序列f(k)的数学表示式可以写成闭式,也
2
T1 s
2013-8-7 信号与系统
T2 2 s
第 1 章 信号与系统的基本概念 4. 能量信号与功率信号

《信号与系统概论》课件

《信号与系统概论》课件

2
系统的分类
讨论线性系统、非线性系统、时不变系统和时变系统的特点和应用。
3
系统分析
通过系统的输入和输出关系,分析系统的性质和特征。
时域分析
时域分析是研究信号在时间上的变化规律和特性。
时域图像
冲激响应
解释如何绘制和分析时域图像, 如波形和幅度谱。
介绍冲激响应的概念和计算方 法,以及其在系统分析中的应 用。
时频分析
时频分析是研究信号在时间和频率上的变化规律和特性。
1
短时傅里叶变换
介绍短时傅里叶变换(STFT)的原理和应用,以及它在语音和图像处理中的重要性。
2
小波变换
讲解小波变换的概念和计算方法,以及它在时频分析中的应用。
3
时频分析工具
介绍常用的时频分析工具和算法,如Gram-Schmidt正交化和Gabor滤波器。
实验演示与案例分析
示波器实验
通过使用示波器进行信号采集 和分析,加深对信号与系统的 理解。
信号处理实验
利用实验室设备和软件进行信 号处理实验,探索实际应用场 景。
案例分析
通过实际案例分析,应用信号 与系统的知识解决实际问题。
卷积运算
讲解卷积运算的原理和计算方 法,以及它在信号处理中的重 要性。
频域分析
频域分析是研究信号在频率上的变化规律和特性。
频谱分析 傅里叶变换 频率响应
探讨如何将时域信号转换频域信号,并进行 频谱分析。
介绍傅里叶变换的基本原理和在信号处理中的 应用。
解释频率响应的概念和计算方法,以及它在系 统分析和设计中的重要性。
学以致用,通过实验与案例分 析加深对信号与系统的理解。
信号的定义与分类
什么是信号?

《信号与系统》课程讲义课件

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《信号与系统》课程讲义 课件
这份课程讲义课件为大家提供了关于《信号与系统》的详细介绍,让您轻松 了解这一重要学科。
课程简介
这门课程涵盖了数字信号处理和系统分析的基础知识,旨在让学生了解信号的特性、表示和处理 方法,以及在实际应用中的相关工具和技能。
1 信号分析
了解不同类型的信号及其特性,如周期信号、离散信号和非周期信号等
1
分析总结
对意见和反馈进行深入分析和总结
3
改进课程
针对性改进课程和教学方法
作业和考核方式
为了评估学生对课程知识的掌握程度,我们采用以下方式进行作业和考核:
作业
• 每周一次作业 • 包括习题集、实验和项目作业等 • 占总评成绩的30%
考试
• 期中、期末闭卷考试 • 包括理论和实践题目 • 占总评成绩的70%
课程反馈和改进
我们非常重视您的反馈,它将帮助我们不断改进课程和教学方法。请通过学校邮件系统或班级论坛,随 时提出您的意见和建议。
数字信号处理应用
掌握数字信号处理相关的技 术和应用,如音频处理和图 像处理等
课程大纲
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章
信号与系统的基本概念 时域分析方法 傅里叶分析方法 滤波器 离散信号的频域分析 离散信号的滤波器设计
教学方法
为了帮助学生更好的掌握课程内容,我们采用了以下教学方法:
小组讨论
2 系统分析
掌握系统的基本概念,如线性时不变系统、滤波器和傅立叶变换等
3 信号处理方法
学会数字信号处理的基本方法,如离散傅立叶变换、数字滤波器和采样等
课程目标
通过本课程,学生将获得以下核心能力:
分析信号
了解信号的特性并进行分析, 从而为实际应用提供解决方 案
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  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
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解:
(a)当wM 4000,所以奈奎斯特率wN 2wM 8000 (b) X ( jw)是一矩形脉冲,且X ( jw) 0当且仅当 w 4000
即wM 4000,所以奈奎斯特率wN 2wM 8000
1
解:由于w(t)

x1(t)x2 (t)

W
(
jw)

1 2
X1(
jw)

X2(
jw)
根据题意X1( jw) 0, w w1, X 2 ( jw) 0, w w2
所以W ( jw) 0,当 w
w1 w2 T

2 wN

w1 w2
7.23图是一个用交替符号冲激串来采样的信号系统
输入信号的傅里叶变换X( jw)如图所示
X
(
jw)

P(
jw)

[1-(-1)k
]
1 2
k
X
(
j(w

k
))
1 X ( j(w (2k 1) ))
k

P
9.1 拉普拉斯变换
The Laplace Transform
• 复指数信号 e st 是一切LTI系统的特征函数。如果 LTI系统的单位冲激响应为 h(t),则系统对 e st 产 生的响应是:


时不会出现频谱混叠现象,
所以 max

wm
(c) X ( jw)是两个矩形脉冲的卷积,X ( jw) 0当且仅当 w 8000, 即wM =8000,所以奈奎斯特率wN 2wM =16000
7.6在图所示系统中,有两个时间函数x1 (t )和x2 (t )相乘,其乘积 w(t)由一冲激串采样,x1(t)带限于w1, x2(t)带限于w2,即 X1( jw) 0, w w1 X 2 ( jw) 0, w w2 试求最大的采样间隔T ,使得w(t)通过某一理想低通滤波器能从 wp (t)中恢复出来。
(a)对于

2wm
,画出xp
(t)和y(t)的傅里叶变换;
(b)对于

2wm
,确定一个能从xp(t)中恢复x(t)的系统;
(c)对于 ,确定一个能从y(t)中恢复x(t)的系统; 2wm
(d)确定x(t)既能从xp(t)又能从y(t)恢复的最大值。
(b)
(c)
(d
)从(a)中可得当wm
解:(a)令p1(t)

k


(t

2k
),
则P1(
jw)


k


(w

k

)
p(t)

p1(t)
p1(t

)

P(
jw)

P1(
jw)
e jw P1(
jw)=[1-(-1)k ]

(w
k
k
)
X
p(
jw)

1 2
作业讲解(10)
7.3在采样定理中,采样频率必须要超过的那个频率叫奈奎斯特率,
试确定下列各信号的奈奎斯特率。
(a)x(t) 1 cos(2000 t) sin(4000 t)
(b)x(t) sin(4000 t) t
(c) x(t
)


sin(4000 t
t)
2
若 0,s j 则有: X ( j ) x(t)e jt dt 这就是 x(t) 的傅里叶变换。
表明:连续时间傅里叶变换是双边拉普拉斯变换
在 0 或是在 j 轴上的特例。即:X (s) s j X ( j)
由于 X(s) x(t)ete jtdt [x(t)et ]e jtdt
y(t) H (s)est ,其中 H (s) h(t)estdt
显然当 s j 时,就是连续时间傅里叶变换。 一.双边拉氏变换的定义:
X (s) x(t)est dt
称为 x(t) 的双边拉氏变换,其中 s j 。
6
9.1 拉普拉斯变换


F [�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
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