信号与系统课前介绍.
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DSP系统课程设计 （应用） 数字信号处理 （技术）
信号 分析 处理
实验
(仿真)
信号与系统
（原理）
3
“信号与系统”课程知识架构 系统分析 变换域分析
三大
变换
信号分析
系统响应？三大变换？ 信号表示 系统描述
时域分析
Hale Waihona Puke Baidu
4
信号分析
y(t)=x(t)*h(t)
系统分析
y[k]=x[k]*h[k]
连续分析
时域抽样定理 频域抽样定理
17
2、全通系统与最小相位系统
全通系统A(z)：
幅度特性|A(ejW)|为常数的系统 相位特性fA(ejW)为非正且单调减。
最小相位系统Hmin(z)：
Hmin(z)的零极点都在Z平面单位圆内 相位特性fmin(ejW)具有最大的相位，最小的延迟
任意因果稳定的LTI系统H(z)： H(z)= Hmin(z) A(z)
(d) 当给定y[k]，不知x[k]与h[k]的有关信息，则称之为盲解卷(blind Design 设计 deconvolution)或盲分离(blind separation) ，或称为黑盒问题。
8
y+H x
x+ y H
信号处理研究的热点与难点
小波变换: 在语音、图像、通信、雷达、水声、地震、生物医学、机械振动、 化工、湍流分析等领域都已得到有效应用，如信号检测、特征提取、故障诊 断与定位、数据压缩等，多学科关注的热点，也是信号处理的前沿课题。
x+H y
Analysis 分析
(b) 若已知输出y[k]及h[k]求输入x[k]，或者已知y[k]及x[k]求h[k]都需解卷积 (deconvolution)，称为逆问题。
Controly[k]及不完整的 控制 x[k] 求h[k]， (c) 当给定y[k]及不完整的h[k]求x[k]，或者当给定 称为半盲解卷(半盲分离 semi-blind separation),或称为灰盒问题。
A
770 Hz
4
5
6
B
852 Hz
7
8
9
C
941 Hz
*
0
#
D
1209 Hz 1336 Hz 1477 Hz 1633 Hz
电话拨号中的双音多频信号(DTMF)
15
键 ’1’ 的波形
键 ’1’ 的频谱
键 ’2’ 的波形
键 ’2’ 的频谱
DTMF 信号的时域波形和频谱
16
课前复习工程数学内容
1、三大变换
18
离散分析
Fourier变换
时域分析
Laplace变换、Z变换
变换域分析
5
6
电子信息学科发展迅速，课程也要反映当前理
论和技术的发展趋势。但是：
知识没有“有用”与“无用”之分 但有“有用”与“更加有用”之别
7
输入信号x(t)
输出信号y(t)
输入信号x[k]
系统H
输出信号y[k]
(a) 若已知输入x[k]及系统单位脉冲响应h[k]，随即求得系统的输出y[k]， 称为正问题。
自适应信号处理(智能信号处理): 是通信、自动控制与人工智能的交叉学科， 目前一个研究方向是解决信号混叠，包括混叠图像的分离问题。 盲分离(信号的复原与重构): 如子带编码在传输过程，如何从丢失部分子带情 况下恢复原信号，如何从观测的地震数据中推求原地震源的状态，如何从CT 断层图像数据中推求人体组织结构情况等等，都属于通过盲分离或半盲分离
含噪信号的频谱
11
滤波器的幅度响应
滤波后信号的频谱
滤波后信号的波形
12
时间/秒
男生信号时域波形
时间/秒
女生信号时域波形
13
0 0
2000
4000
6000
8000
10000
频率/Hz
男生信号幅度频谱
0 0
2000
4000
6000
8000
10000
频率/Hz
女生信号幅度频谱
14
697 Hz
1
2
3
1. 连续信号的Fourier变换
1 j t x(t ) X ( j ) e d 2 π
1 j st x(t ) X ( s) e ds 2πj j
2. 连续信号的Laplace变换
3. 离散信号的Z变换 1 k 1 x[k ] X ( z ) z dz 2πj C
信号与系统课程综述
1
课程教学体系
新的电子信息学科专业基础课程体系由“电子电路、电 磁场、信号处理”三大课群构成，体现了“三个并重”。
电子电路、电磁场、 信号处理并重 理论教学、实验教学、自主教育并重 基础理论、分析方法、综合技术并重
2
根据信号处理课群进行整体优化，实现原理、 技术和应用的有机结合
达到信号的重构与恢复。特别是独立分量分析(ICA)技术近年来已成为科技界
与公安部门研究的热点和难点。
其他方面: 如信号分形分析，非线性信号处理(人工神经网络信号分析，信号 的混沌分析)等都涉及交叉学科领域的问题，所以为科技界所重视。
9
典型应用（引入频域分析）
原信号的时域波形
原信号的频谱
10
含噪信号的时域波形
信号 分析 处理
实验
(仿真)
信号与系统
（原理）
3
“信号与系统”课程知识架构 系统分析 变换域分析
三大
变换
信号分析
系统响应？三大变换？ 信号表示 系统描述
时域分析
Hale Waihona Puke Baidu
4
信号分析
y(t)=x(t)*h(t)
系统分析
y[k]=x[k]*h[k]
连续分析
时域抽样定理 频域抽样定理
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2、全通系统与最小相位系统
全通系统A(z)：
幅度特性|A(ejW)|为常数的系统 相位特性fA(ejW)为非正且单调减。
最小相位系统Hmin(z)：
Hmin(z)的零极点都在Z平面单位圆内 相位特性fmin(ejW)具有最大的相位，最小的延迟
任意因果稳定的LTI系统H(z)： H(z)= Hmin(z) A(z)
(d) 当给定y[k]，不知x[k]与h[k]的有关信息，则称之为盲解卷(blind Design 设计 deconvolution)或盲分离(blind separation) ，或称为黑盒问题。
8
y+H x
x+ y H
信号处理研究的热点与难点
小波变换: 在语音、图像、通信、雷达、水声、地震、生物医学、机械振动、 化工、湍流分析等领域都已得到有效应用，如信号检测、特征提取、故障诊 断与定位、数据压缩等，多学科关注的热点，也是信号处理的前沿课题。
x+H y
Analysis 分析
(b) 若已知输出y[k]及h[k]求输入x[k]，或者已知y[k]及x[k]求h[k]都需解卷积 (deconvolution)，称为逆问题。
Controly[k]及不完整的 控制 x[k] 求h[k]， (c) 当给定y[k]及不完整的h[k]求x[k]，或者当给定 称为半盲解卷(半盲分离 semi-blind separation),或称为灰盒问题。
A
770 Hz
4
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6
B
852 Hz
7
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9
C
941 Hz
*
0
#
D
1209 Hz 1336 Hz 1477 Hz 1633 Hz
电话拨号中的双音多频信号(DTMF)
15
键 ’1’ 的波形
键 ’1’ 的频谱
键 ’2’ 的波形
键 ’2’ 的频谱
DTMF 信号的时域波形和频谱
16
课前复习工程数学内容
1、三大变换
18
离散分析
Fourier变换
时域分析
Laplace变换、Z变换
变换域分析
5
6
电子信息学科发展迅速，课程也要反映当前理
论和技术的发展趋势。但是：
知识没有“有用”与“无用”之分 但有“有用”与“更加有用”之别
7
输入信号x(t)
输出信号y(t)
输入信号x[k]
系统H
输出信号y[k]
(a) 若已知输入x[k]及系统单位脉冲响应h[k]，随即求得系统的输出y[k]， 称为正问题。
自适应信号处理(智能信号处理): 是通信、自动控制与人工智能的交叉学科， 目前一个研究方向是解决信号混叠，包括混叠图像的分离问题。 盲分离(信号的复原与重构): 如子带编码在传输过程，如何从丢失部分子带情 况下恢复原信号，如何从观测的地震数据中推求原地震源的状态，如何从CT 断层图像数据中推求人体组织结构情况等等，都属于通过盲分离或半盲分离
含噪信号的频谱
11
滤波器的幅度响应
滤波后信号的频谱
滤波后信号的波形
12
时间/秒
男生信号时域波形
时间/秒
女生信号时域波形
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0 0
2000
4000
6000
8000
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频率/Hz
男生信号幅度频谱
0 0
2000
4000
6000
8000
10000
频率/Hz
女生信号幅度频谱
14
697 Hz
1
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3
1. 连续信号的Fourier变换
1 j t x(t ) X ( j ) e d 2 π
1 j st x(t ) X ( s) e ds 2πj j
2. 连续信号的Laplace变换
3. 离散信号的Z变换 1 k 1 x[k ] X ( z ) z dz 2πj C
信号与系统课程综述
1
课程教学体系
新的电子信息学科专业基础课程体系由“电子电路、电 磁场、信号处理”三大课群构成，体现了“三个并重”。
电子电路、电磁场、 信号处理并重 理论教学、实验教学、自主教育并重 基础理论、分析方法、综合技术并重
2
根据信号处理课群进行整体优化，实现原理、 技术和应用的有机结合
达到信号的重构与恢复。特别是独立分量分析(ICA)技术近年来已成为科技界
与公安部门研究的热点和难点。
其他方面: 如信号分形分析，非线性信号处理(人工神经网络信号分析，信号 的混沌分析)等都涉及交叉学科领域的问题，所以为科技界所重视。
9
典型应用（引入频域分析）
原信号的时域波形
原信号的频谱
10
含噪信号的时域波形