信号链基础知识之几个关键的基本概念
信号分析知识点总结
信号分析知识点总结信号分析是一门涉及信号处理、通信系统、控制系统等多个领域知识的学科，它主要研究如何对各种类型的信号进行分析、处理和识别等方面的问题。
在工程技术领域中，信号分析具有非常重要的应用价值，可以帮助我们更好地理解和利用各种信号，促进技术的发展和应用。
下面我们将对信号分析的一些核心知识点进行总结和介绍。
一、信号的基本概念1. 信号的定义和分类信号是指随着时间、空间或其他独立变量的变化而变化的物理量，根据不同的特性和用途，信号可以分为连续信号和离散信号，模拟信号和数字信号等。
2. 信号的表示与描述通常情况下，我们可以使用数学函数、图形、波形等方式来表示和描述信号，在信号分析中，常用的表示方法包括时域表示、频域表示、复域表示等。
3. 基本信号的特性和分析在信号处理和分析中，一些基本的信号，如单位冲激信号、单位阶跃信号、正弦信号、方波信号等具有重要的作用，了解这些基本信号的特性和分析方法，对于我们理解其他复杂信号具有重要的指导作用。
二、信号的采样和量化1. 信号采样基本原理信号采样是指将连续信号转换为离散信号的过程，它是数字信号处理中非常基础的一环，信号采样的基本原理是根据奈奎斯特采样定理进行采样，以确保能够完整地保留原信号的信息。
2. 信号量化基本原理信号量化是指将连续信号的幅度值转换为有限个离散值的过程，信号量化技术决定了数字信号处理的精度和性能，因此对于信号量化的原理和方法有一定的了解是十分重要的。
三、频域分析1. 傅里叶级数与变换傅里叶级数和傅里叶变换是信号频域分析的基础，它们可以将信号从时域转换到频域，从而揭示信号的频率成分和能量分布等特性。
2. 信号能量与功率谱密度信号的能量和功率谱密度是对信号频域特性的重要描述，了解这些概念可以帮助我们更好地理解信号的功率分布和频率特性。
3. 滤波与频域分析滤波是信号处理中的一个重要环节，它可以通过在频域对信号进行处理来实现信号的去噪、增强和分析等功能，因此对于滤波原理和方法的了解是十分重要的。
(完整版)信号与系统知识要点
信号与系统知识要点第一章 信号与系统单位阶跃信号 1,0()()0,0t t u t t ε≥⎧==⎨<⎩ 单位冲激信号 ,0()0,0()1t t t t δδ∞-∞⎧∞=⎧=⎨⎪⎪≠⎩⎨⎪=⎪⎩⎰ ()()d t t dtεδ=()()t d t δττε-∞=⎰()t δ的性质：()()(0)()f t t f t δδ=000()()()()f t t t f t t t δδ-=-()()(0)f t t dt f δ∞-∞=⎰00()()()f t t t dt f t δ∞-∞-=⎰()()t t δδ=-00()[()]t t t t δδ-=-- 1()()at t aδδ=001()()t at t t a aδδ-=- 单位冲激偶信号 ()t δ'()()d t t dtδδ'=()()t t δδ''=--00()[()]t t t t δδ''-=---()0t dt δ∞-∞'=⎰ ()()td t δττδ-∞'=⎰()()(0)()(0)()f t t f t f t δδδ'''=-00000()()()()()()f t t t f t t t f t t t δδδ'''-=---()()(0)f t t dt f δ∞-∞''=-⎰00()()()f t t t dt f t δ∞-∞''-=-⎰符号函数 sgn()t1,0sgn()0,01,0t t t t >⎧⎪==⎨⎪-<⎩或 sgn()()()2()1t u t u t u t =--=-单位斜坡信号 ()r t0,0()(),0t r t tu t t t <⎧==⎨≥⎩ ()()t r t u d ττ-∞=⎰ ()()dr t u t dt =门函数 ()g t τ1,()20,t g t ττ⎧<⎪=⎨⎪⎩其他取样函数sin ()tSa t t=0sin lim ()(0)lim1t t tSa t Sa t→→=== 当 (1,2,)()0t k k Sa t π==±±=时，sin ()t Sa t dt dt tπ∞∞-∞-∞==⎰⎰sin lim 0t tt →±∞=第二章 连续时间信号与系统的时域分析1、基本信号的时域描述（1）普通信号普通信号可以用一个复指数信号统一概括，即st Ke t f =)(，+∞<<∞-t 式中ωσj s +=，K 一般为实数，也可以为复数。
总复习(信号与线性系统必过知识点)
目录
• 信号与系统基本概念 • 线性时不变系统 • 信号的变换 • 系统的变换 • 信号与系统的应用
01 信号与系统基本概念
信号的描述与分类
信号的描述
信号是信息的载体，可以通过时间或空间的变化来传递信息 。信号的描述包括信号的幅度、频率、相位等特征。
信号的分类
拉普拉斯变换
拉普拉斯变换的定义
将一个信号从时域转换到复频域的过 程，通过将信号表示为无穷积分的形 式来实现。
拉普拉斯变换的性质
拉普拉斯变换的应用
在控制系统分析、电路分析等领域有 广泛应用，如系统稳定性分析、传递 函数求解等。
包括线性性、时移性、复频域平移性、 收敛性等。
Z变换
Z变换的定义
01
将一个序列信号从时域转换到复平面的过程，通过将信号表示
因果性
线性时不变系统的输出仅与当 前和过去的输入有关，而与未 来的输入无关。
稳定性
如果系统对所有非零输入信号 的响应最终都趋于零，则称该
系统是稳定的。
线性时不变系统的分析方法
01
02
03
频域分析法
通过傅里叶变换将时域信 号转换为频域信号，然后 分析系统的频率响应。
时域分析法
通过求解差分方程或常微 分方程来分析系统的动态 行为。
系统分析方法
系统分析是对系统进行建模、分析和综合的方法。常用的系统分析方法包括传递 函数分析、状态方程分析、根轨迹分析等。
02 线性时不变系统
线性时不变系统的性质
线性性
线性时不变系统对输入信号的 响应与输入信号的强度无关，
只与输入信号的形状有关。
时不变性
线性时不变系统的特性不随时 间变化，即系统对输入信号的 响应不会因为时间的推移而改 变。
信号和信号处理的基本概念课件
信号处理面临的挑战
01
实时性挑战
对于许多实时信号处理应用， 如语音识别、视频跟踪等，需 要快速、实时的处理能力，如 何保证实时性是信号处理面临 的重要挑战。
02
噪声和干扰挑战
在实际应用中，信号常常受到 各种噪声和干扰的影响，如何 有效去除这些干扰、提取出真 实信号是信号处理面临的另一 个挑战。
03
02
信号处理的基本概念
信号处理的目的
提取有用的信息
通过分析和处理信号，提取出有用的 信息，如语音、图像、视频中的内容 。
增强信号质量
实现信号的传输和存储
将信号转换为适合传输和存储的格式 ，以便在不同介质上传输和存储。
对信号进行滤波、去噪等处理，提高 信号的质量，使其更清晰、准确。
信号处理的方法
时域分析
在时间域上对信号进行 分析和处理，如滤波、
卷积等。
频域分析
将信号转换为频域进行 分析和处理，如傅里叶
变换、频谱分析等。空间域源自析在二维或三维空间中对 信号进行分析和处理， 如图像处理中的滤波、
边缘检测等。
小波分析
利用小波变换对信号进 行多尺度分析，能够同 时获得信号在时间和频
率域的信息。
数字信号处理的优势
可重复性和可编程性
精度高
数字信号处理是通过程序实现的，因此可 以重复执行相同的操作，且可以通过编程 实现各种复杂的信号处理算法。
数字信号处理的精度取决于计算机的字长 ，可以获得很高的精度。
灵活性好
可实现复杂信号处理
数字信号处理可以通过编程实现各种不同 的算法，具有很好的灵活性。
数字信号处理可以利用计算机的高速运算 能力，实现各种复杂的信号处理算法，如 频谱分析、滤波器设计等。
第一章 信号与系统的基本概念
将f (t)(t)向左移
0
t0
t
t0 0
t
符号函数和抽样函数
sgn( t )
符号函数
sgn( t )
1
t 0
1
0 1
1
t0
t
Sgn(t)是奇函数，可以表示成：sgn(t)= -1 +2(t)= (t)-(-t)
抽样函数
sin t Sa (t ) t Sa(t)是偶函数，Sa(0)=1 t = n 时，Sa(t)=0, t 时， Sa(t)0
f (t0 ) (t )dt f (t0 )
例 2
下列各表达式中错误的是______。 B
( A) (t ) (t )
( B) (t t0 ) (t0 t )
(C ) ( D)
( B) (t t0 ) (t0 t )
0
t
加权特性
f (t ) (t ) f (0) (t ); f (t ) (t t0 ) f (t0 ) (t t0 )
取样特性
f (t ) (t t0 ) dt f (t0 ) f (t ) (t ) dt f (0)
是冲激函数的 严格的数学定义。
任何偶函数的导数为奇函数。
f (t)(t)的意义
(t f (t ) (t ) t0 )
f (t )t(0t ) (t t0 )
将f (t)(t)向右移
0
t0
t
f (t)乘门函数， 只保留门内的值
0
t0
f (t )t(0t) (t t0 )
t
f (t )[ (t ) (t t0 )]
第一章 信号的分类与基本特性
第一章 信号的分类与基本特性【内容摘要】 本章主要介绍信号的基本概念、信号的分类、连续时间的基本信号、连续时间奇异信号、及特性、离散时间信号及特点和信号的基本运算。
1．1 信号的基本概念与分类1．1．1 信号的基本概念在日常生活和社会活动中，人们会经常谈到信号，比如，交通路口的红绿灯信号，唱歌和说话的声音信号，无线电发射台的电磁波信号等等。
因此，从物理概念上，信号是标志着某种随时间变化的信息。
从数学上，信号表示一个或多个自变量的函数。
在信号与系统中，我们尤其关心的是电信号。
1．1．2 信号的分类根据信号的性质可分为：确定信号与随机信号、连续时间信号与离散时间信号、周期信号和非周期信号、能量信号和功率信号。
一、确定信号与随机信号对应于某一确定时刻，就有某一确定数值与其对应的信号，称为确定信号。
如图1-1（a ）为一个线性斜波信号，在1t 时刻,对应的数值为1y ,在2t 时刻，对应的数值为2y 。
确定信号往往可以用函数解析式、图表和波形来表示。
如果一个信号事先无法预测它的变化趋势，也无法预先知道其变化规律，则该信号称为随机信号，如图1-1（b ）所示。
在实际工作中，系统总会受到各种干扰信号的影响，这些干扰信号不仅在不同时刻的信号值是互不相关的，而且在任一时刻信号的幅值和相位都是在不断变化的。
因此，从严格意义上讲，绝大多数信号都是随机信号。
只不过我们在研究信号与系统时，常常忽略一些次要的干扰信号，主要研究占统治地位的信号的性质和变化趋势。
本教材主要研究确定信号。
y )(a 12y)(b图 1-1二、连续时间信号与离散时间信号对任意一个信号，如果在定义域内，除有限个间断点外均有定义，则称此信号为连续时间信号。
连续时间信号的自变量是连续可变的，而函数值在值域内可以是连续的，也可以是跳变的。
如图1-1（a ）中所示的斜坡信号，即是一个连续时间信号。
对任意一个信号，如果自变量仅在离散时间点上有定义，称为离散时间信号。
信号理论知识点总结
信号理论知识点总结一、信号的基本概念信号是指随时间变化的某种物理量，它可以是电压、电流、声音、光、视频等形式。
信号可以分为连续信号和离散信号两种。
1. 连续信号：连续信号是指在给定的时间间隔内连续地变化的信号，例如模拟电路中的声音信号、电压信号等都是连续信号。
2. 离散信号：离散信号是指在一定的时间间隔内发生变化的信号，例如数字电路中的数字信号就是离散信号。
二、信号的分类1. 按时间变量分类：(1) 静态信号：信号在不同时间点的取值不发生变化，称为静态信号。
(2) 动态信号：信号在不同时间点的取值会发生变化，称为动态信号。
2. 按频率分布分类：(1) 短时信号：信号在频率上的分布相对较窄，信号在时间上的变化较快。
(2) 长时信号：信号在频率上的分布相对较宽，信号在时间上的变化较慢。
3. 按能量分布分类：(1) 有限能量信号：信号的总能量在有限时间内是有限的，通常用在瞬态信号中。
(2) 无限能量信号：信号的总能量在有限时间内是无限的，通常用在周期信号中。
三、信号的基本运算1. 信号的加法：(1) 连续信号的加法：两个连续信号相加的运算可以简单地通过将两个信号的函数表达式相加进行。
(2) 离散信号的加法：两个离散信号相加的运算也可以通过将两个信号在各个时间点上的取值加起来。
2. 信号的乘法：(1) 连续信号的乘法：两个连续信号相乘的运算可以通过将两个信号的函数表达式逐个相乘得到。
(2) 离散信号的乘法：两个离散信号相乘的运算同样可以通过将两个信号在各个时间点上的取值逐个相乘得到。
3. 信号的卷积：信号的卷积是一种重要的信号运算，它描述了两个信号之间的相互作用。
卷积的计算涉及到信号的积分，可以用于分析系统的输出响应等。
四、信号的频谱分析1. 连续信号的频谱分析：(1) 傅里叶变换：傅里叶变换是一种将连续信号从时间域变换到频率域的方法，通过傅里叶变换可以得到信号的频率特性。
(2) 傅里叶级数：对于周期信号，可以使用傅里叶级数将其分解为一系列正弦和余弦函数的和。
信号链基础知识(第14部分)：ADC 静态参数
关键字：信号链ADC静态参数模拟与数字世界作者：Bill Klein高级应用工程师德州仪器(TI)在2007 年11 月30 日的文章第 3 部分：《模拟与数字世界》中，我们重点讨论了完美的模数转换器(ADC)。
作为一款具有模拟输入和数字输出的混合信号器件，其中所描述的规范理所当然也应与模拟和数字相关。
图 1 中显示了理想ADC 的传输函数。
图1：ADC 理想的传输函数。
输出代码从000 转换到001 应发生在输入模拟电压达到一半LSB 时。
当该转换在某些其他输入电压处发生时，其差值就为偏移。
如图 2 所示，这是位于第一个开关点处的模拟电压误差。
图2：输入电压偏移数。
由于第一个开关点出现移位，因此整个传输函数也会随之右移或左移——具体情形取决于偏移的极性。
增益误差为第二个传输函数误差。
图 3 显示了该误差的影响体现在传输函数曲线的斜率变化上。
图3：增益误差。
增益误差被看作是在偏移得到校正之后满量程代码中的一个移位。
参考电压值中的误差以及转换器内部出现故障都可导致该误差。
请注意，虽然存在前面所述的所有误差，但传输函数仍然保持一条直线。
然而，为了便于定义，就规定了两个用于描述偏离理想直线的静态参数（请参见图4）。
图4：I NL 和DNL。
积分非线性(INL) 是传输函数偏离理想直线的一种量度标准，而微分非线性(DNL) 则是任一偏离理想值的步长偏差。
图5：极端DNL。
图 5 显示了两种极端DNL 的情形。
对于一些系统（其中闭环控制系统正在搜索某个位置）来说，这些误差可能是灾难性的。
在丢失码的情形下，该系统将会无休止地一直搜索某个点。
单调系统是在提高输入值时，输出代码总是保持恒定或增加。
请参见满量程6/8 输入值时目标值为110 的系统。
当输入值从3/8 提高到4/8 时，输出代码就会随之增加。
而当输入值从4/8 提高到5/8 时，输出代码则会降低。
该系统会认为它已通过目标点，并随即开始回转。
此外，该系统将始终保持局部极小值，并且不可能到达所需的最终点。
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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。
可见，当电路引入深度负反馈后（即F非常大），放大倍数几乎仅仅决定于反馈网络。
由此可以体会到：负反馈其实就是指放大器的输出信号通过反馈网络连接到其反相输入端，使得放大倍数得到控制，以此来防止运放输出饱和，从而很好地工作在线性状态。
（4）总谐波失真系数（Total Harmonics Distortion）：
（5）整流后输出电压的纹波系数（Ripple Ratio）：
（6）接地（Ground）：
对于一个特定的电子电路系统来说，如果没有一个完整的回路，那么也就无所谓电流这个“名字”了！换句话说，只要我们称某个参数为电流时，就必定意味着存在一个完整的回
现在不在我手上，只记得大意），“把‘接地’这一术语忘掉，每一路信号都会有返回路径。
抓住‘返回路径’，像对待信号路径一样去寻找并仔细处理返回路径，这样有助于培养解决问题的直观能力。
”我是受益匪浅！
从信号完整性的角度来说，我们口头常说的“地”本质上其实就是指信号的“返回路径”，Unfortunately，很多人仍然认为电子电路系统中的“地”就是指我们脚下的大地！如果这样的话，那么“嫦娥”卫星上电路系统的接地问题怎么解决？嘿嘿，，
碎碎念：一般模拟电路系统或者数字电路系统中，主要有两类电源：正电源和负电源。
电路中信号一般以其中的一个电源为参考电位，我们称之为GND。
（a）对于CMOS和TTL逻辑电路而言，信号以负电源为GND；
（b）对于ECL逻辑电路而言，信号以正电源为GND；
信号链知识中当然还有其他很多重要的基本概念，这里我只是挑选了其中几个比较关键的基本概念作了一下Brief Introduction，本文中的每一个概念也可以衍生出更多的内容，在这里就不展开分析、讨论了。
我今后的博文将会继续对信号链基础知识中的一些原理性的东西做更加详细的分析和讨论，对这方面有兴趣的博友，请关注后文（借此我将逐步提高我的博文质量）。
后注：欢迎博友在博客中留下宝贵的评论，我将尽心、认真地回复。
By:ZHOUNACHU
/ZHOUNACHU/1895378/message.aspx。