信号与系统第0章-绪论-20070316
信号与系统绪论

A
x(t )
x(t )
E
2
t
T
T 2 2
2T
t
模拟信号(Analog signal)是指函数的取值是连续的连续时间 信号。连续时间信号有时简称连续信号。
§ 1.1 信号的表示与分类
一、信号的表示:
表示成时间或空间、或时空上的函数。 函数有其表达式:
x(t ) A cost
x(t )
2
x(n, m) f (n, m)
也可用图像(波形)和图表表示:
A
t
二、信号的分类:
根据表示信号的函数及其自变量的不同特点,有不同的分类。
1、连续时间与离散时间信号:
输入 (激励) 信号
系统
输出 信号(响应)
称网络:往往着眼于内部的联接和结构; 称电路:往往着眼于内部节点和支路上的情况。
系统分析的任务主要是:对给定系统建立合适的数学模型; 在给定条件下,求给定输入信号作用下的输出;根据系统的输入输 出信号,对系统的特性进o (t ) iL (t ) C R dt
2、周期与非周期信号: 表示周期信号(Periodic signal)的函数满足以下关系:
x(t ) x(t T )
x(n) x(n N )
以上关系式中,T是满足该式的最小正实数,N是满足该式的最小正 整数,称为该信号的周期。
A
x(t )
T 2
T
x ( n)
t
1 0 1 2
3 4 5
x(t )
E
西安电子科技大学 郭宝龙《信号与系统》课件(完整版)

6.因果信号与反因果信号
常将 t = 0时接入系统的信号f(t) [即在t < 0, f(t) =0]称 为因果信号或有始信号。阶跃信号是典型的一个。 而将 t ≥ 0, f(t) =0的信号称为反因果信号。
第 第1 1-17 17页 页
■
©西安电子科技大学电路与系统教研中心
信号与系统 电子教案 电子教案
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第一章 信号与系统
1.2 信号的描述和分类
一、信号的描述
信号是信息的一种物理体现。它一般是随时间 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。电信号容易产生,便于控制,易于 处理。本课程讨论电信号---简称 “ 信号” 。 电信号的基本形式:随时间变化的电压或电流。 描述信号的常用方法(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。
f1(t) = sin(πt) 1 f 2( t ) 1 o -1
第 第1 1-8 8页 页
■
值域连续
1 2 t
值域不 连续
o 1 2 t
-1
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1.2 信号的描述和分类
离散时间信号: 仅在一些离散的瞬间才有定义的信号称为离散时间信号, 简称离散信号。取值为规定数值时常称为数字信号。 这里的“ 离散” 指信号的定义域— 时间是离散的,它只 在某些规定的离散瞬间给出函数值,其余时间无定义。 如右图的f(t)仅在一些离散时刻 f(t) tk(k = 0,±1,±2,… )才有定义, 其余时间无定义。 2 2 1 相邻离散点的间隔Tk=tk+1- tk可 1 以相等也可不等。通常取等间隔 o t1 t2 t3 t 4 t1 t 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 -1.5 常称为序列。其中k 称为序号。
信号与系统

信号与系统
已知信号f( ) 画出f( 例1-1 已知信号 (t),画出 (-3t-2)波形 )
f (t) 1
反褶
-2 -1 0 1 t
压缩
f (-3t-2) 1
平移
-1 -2/3 0 t
信号与系统
1.4 阶跃信号与冲激信号
一、单位斜变信号
1. 定义
Rf (t) (t )
1
O
0 f (t ) = t
4.积分器 4.积分器
e(t )
∫
r (t )
r (t ) = ∫
t
−∞
e(τ )dτ
信号与系统
(3)系统的分类
信号与系统
线性系统与非线性系统
线性系统:指具有线性特性的系统。 线性系统:指具有线性特性的系统。 线性: 指均匀性,叠加性。 线性: 指均匀性,叠加性。 均匀性(齐次性): 均匀性(齐次性)
线性时不变(LTI) 线性时不变(LTI)系统
信号与系统
时(移)不变性
e(t ) e( t − t 0 )
e(t )
H
r (t )
r (t ) r ( t − t0 )
0
T
t
0
t
e( t − t 0 )
r (t − t 0 )
0
t0
t0 + T
t
0
Байду номын сангаас
t0
t
信号与系统
思考题
1、如何定义信号、系统。 如何定义信号、系统。 信号分为哪几类? 2、信号分为哪几类? 写出欧拉公式。 3、写出欧拉公式。 给出指数、抽样信号的表达式和波形。 4、给出指数、抽样信号的表达式和波形。 总结阶跃、冲激信号的特点及相互间的关系。 5、总结阶跃、冲激信号的特点及相互间的关系。 (b)题 6、做1-1题、1-5题、1-10 (b)题、1-12(1)(3) 14(1)1-14(1)-(3)
信号与系统课件-绪论:信号与系统

周期信号
f (t)
f (t)
A
- T T o T
T
2
2
-A
…
…
t
-4 -2 0
246
k
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2022/1/13
信号与线性系统分析——绪论、信号与系统
17
纵轴对称:余弦(偶函数)
f t f t
T
原点对称:正弦(奇函数)
T
f t f t
o
Tt
T
o
t
半波重叠:偶次波 (偶谐函数)ftT 2
f
(c)
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2022/1/13
信号与线性系统分析——绪论、信号与系统
14
信号的分类(二) 因 果:t < 0 时,f ( t ) ≡ 0 非因果:对任何 t < 0 或 t > 0,f (t)≠0 反因果:t > 0 时,f (t) ≡ 0
如:连续信号、离散信号
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o t0 (c)
12
t t 2022/1/13
信号与线性系统分析——绪论、信号与系统
13
离散信号
f1(k )
… -8
-6
-4
-2
A
5 6 78 01 2 3 4
… k
f2(k ) 2 1
-A (a)
f3(k ) A
- 3 - 1 01 23 4
k
-1
- 3 - 1 01 2 3 4 5 6 k
(b)
信号与线性系统分析——绪论、信号与系统
目录
§1.1 绪 言 §1.2 信 号 §1.3 信号的基本运算 §1.4 阶跃函数和冲激函数 §1.5 系统的描述 §1.6 系统的特性和分析方法
《信号与系统教案》课件

《信号与系统教案》PPT课件第一章:信号与系统概述1.1 信号的概念与分类信号的定义信号的分类:连续信号、离散信号、随机信号等1.2 系统的概念与分类系统的定义系统的分类:线性系统、非线性系统、时不变系统、时变系统等1.3 信号与系统的研究方法解析法数值法图形法第二章:连续信号及其运算2.1 连续信号的基本性质连续信号的定义与图形连续信号的周期性、奇偶性、能量与功率等性质2.2 连续信号的运算叠加运算卷积运算2.3 连续信号的变换傅里叶变换拉普拉斯变换Z变换第三章:离散信号及其运算3.1 离散信号的基本性质离散信号的定义与图形离散信号的周期性、奇偶性、能量与功率等性质3.2 离散信号的运算叠加运算卷积运算3.3 离散信号的变换离散时间傅里叶变换离散时间拉普拉斯变换离散时间Z变换第四章:线性时不变系统的特性4.1 线性时不变系统的定义与性质线性时不变系统的定义线性时不变系统的性质:叠加原理、时不变性等4.2 线性时不变系统的转移函数转移函数的定义与性质转移函数的绘制方法4.3 线性时不变系统的响应输入信号与系统响应的关系系统的稳态响应与瞬态响应第五章:信号与系统的应用5.1 信号处理的应用信号滤波信号采样与恢复5.2 系统控制的应用线性系统的控制原理PID控制器的设计与应用5.3 通信系统的应用模拟通信系统数字通信系统第六章:傅里叶级数6.1 傅里叶级数的概念傅里叶级数的定义傅里叶级数的使用条件6.2 傅里叶级数的展开周期信号的傅里叶级数展开非周期信号的傅里叶级数展开6.3 傅里叶级数的应用周期信号分析信号的频谱分析第七章:傅里叶变换7.1 傅里叶变换的概念傅里叶变换的定义傅里叶变换的性质7.2 傅里叶变换的运算傅里叶变换的计算方法傅里叶变换的逆变换7.3 傅里叶变换的应用信号分析与处理图像处理第八章:拉普拉斯变换8.1 拉普拉斯变换的概念拉普拉斯变换的定义拉普拉斯变换的性质8.2 拉普拉斯变换的运算拉普拉斯变换的计算方法拉普拉斯变换的逆变换8.3 拉普拉斯变换的应用控制系统分析信号的滤波与去噪第九章:Z变换9.1 Z变换的概念Z变换的定义Z变换的性质9.2 Z变换的运算Z变换的计算方法Z变换的逆变换9.3 Z变换的应用数字信号处理通信系统分析第十章:现代信号处理技术10.1 数字信号处理的概念数字信号处理的定义数字信号处理的特点10.2 现代信号处理技术快速傅里叶变换(FFT)数字滤波器设计数字信号处理的应用第十一章:随机信号与噪声11.1 随机信号的概念随机信号的定义随机信号的分类:窄带信号、宽带信号等11.2 随机信号的统计特性均值、方差、相关函数等随机信号的功率谱11.3 噪声的概念与分类噪声的定义噪声的分类:白噪声、带噪声等第十二章:线性系统理论12.1 线性系统的状态空间描述状态空间模型的定义与组成线性系统的性质与方程12.2 线性系统的传递函数传递函数的定义与性质传递函数的绘制方法12.3 线性系统的稳定性分析系统稳定性的定义与条件劳斯-赫尔维茨准则第十三章:非线性系统13.1 非线性系统的基本概念非线性系统的定义与特点非线性系统的分类13.2 非线性系统的数学模型非线性微分方程与差分方程非线性系统的相平面分析13.3 非线性系统的分析方法描述法映射法相平面法第十四章:现代控制系统14.1 现代控制系统的基本概念现代控制系统的定义与特点现代控制系统的设计方法14.2 模糊控制系统模糊控制系统的定义与原理模糊控制系统的结构与设计14.3 神经网络控制系统神经网络控制系统的定义与原理神经网络控制系统的结构与设计第十五章:信号与系统的实验与实践15.1 信号与系统的实验设备与原理信号发生器与接收器信号处理实验装置15.2 信号与系统的实验项目信号的采样与恢复实验信号滤波实验信号分析与处理实验15.3 信号与系统的实践应用通信系统的设计与实现控制系统的设计与实现重点和难点解析信号与系统的基本概念:理解信号与系统的定义、分类及其研究方法。
信号与系统入门学习教程(完整版)

t 练习 : ESa ( ) 2
sin( t ) Sa (t ) t
Sa(0) 1最大
Sa(n ) 0
Sa(t ) Sa(t )
Sa(t ) dt
Sa ( t ) dt
0
2
17
5.钟形信号(高斯函数)
f (t ) Ee
t 2
t
1 sgn(t ) 1
(t 0) (t 0)
sgn( t ) 2u (t ) 1
1 1 u (t ) sgn( t ) 2 2
P41 习题1 7
32
三、单位冲激信号
持续时间无穷小, 瞬间幅度无穷大, 涵盖 面积恒为1的一种理想信号, 记为 (t ).
f (t )
f (3t 2)
f (t 2)
f (3t 2)
P41习题1 5
22
二、微分和积分
d 微分运算 : f ' (t ) f (t ) dt
积分运算 :
t
f ( )d
三、两信号相加或相乘
f1 (t ) sin(t ) f 2 (t ) sin(8t )
f1 (t ) f 2 (t ) sin(t ) sin(8t ) f1 (t ) f 2 (t ) sin(t ) sin(8t )
23
d 微分运算 : f ' (t ) f (t ) dt
积分运算 :
t
f ( )d
24
sin(t )
sin(t )
2
二、系统的概念
系统是某些元件或部件以特定方式连接而成的整体
信号与系统PPT课件
-2 o
2 t t → 0.5t 扩展
f (2 t ) 1
-1 o 1
t
f (0.5 t )
1
-4
o
4t
对于离散信号,由于 f (a k) 仅在为a k 为整数时才有意义, 进行尺 度变换时可能会使部分信号丢失。因此一般不作波形的尺度变换。
平移与反转相结合举例
例 已知f (t)如图所示,画出 f (2 – t)。 解答 法一:①先平移f (t) → f (t +2)
结论
由上面几例可看出: ①连续正弦信号一定是周期信号,而正弦序列不一定是 周期序列。 ②两连续周期信号之和不一定是周期信号,而两周期序 列之和一定是周期序列。
4.能量信号与功率信号
将信号f (t)施加于1Ω电阻上,它所消耗的瞬时功率为| f (t) |2, 在区间(–∞ , ∞)的能量和平均功率定义为
(1)信号的能量E (2)信号的功率P
def
E
f(t )2 d t
P
def
lim
T
1
T
T
2
T
f(t )2 d t
2
若信号f (t)的能量有界,即 E <∞ ,则称其为能量有限信号, 简称能量信号。此时 P = 0
若信号f (t)的功率有界,即 P <∞ ,则称其为功率有限信号, 简称功率信号。此时 E = ∞
解 (1)sin(3πk/4) 和cos(0.5πk)的数字角频率分别为 β1 = 3π/4 rad, β2 = 0.5π rad 由于2π/ β1 = 8/3, 2π/ β2 = 4为有理数,故它们的周期 分别为N1 = 8 , N2 = 4,故f1(k) 为周期序列,其周期为 N1和N2的最小公倍数8。 (2)sin(2k) 的数字角频率为 β1 = 2 rad;由于2π/ β1 = π为无理数,故f2(k) = sin(2k)为非周期序列 。
信号与系统
δ ' ( t )的基本性质
①. δ ' [− ( t − t 0 )] = −δ ' ( t − t 0 ) 奇函数
②.
④.
∫
∞
−∞
f ( t )δ ' ( t − t 0 )dt = − f ' ( t 0 )
f (t )δ ' (t ) = f (0)δ ' (t ) − f ' (0)δ (t )
− t 0 ) x ( t ) dt = = ∫ x ( t 0 ) δ ( t − t 0 ) dt = x ( t 0 )
+∞ ∫− ∞ δ ( t
•取样性:
• tδ(t) = 0
• 尺度变换
x(t)δ(t) = x(0)δ(t) x(t)δ(t −t0 ) = x(t0 )δ(t −t0)
δ (at) = 1 δ (t) a
2、时不变性(非时变性) 时不变性(非时变性) 判据:若 T [e(t )] = r (t ) 判据 则 T [e(t − t 0 )] = r (t − t 0 ) e(t) 若 E 0 则 E 0 T e(t-t0 ) t 0 r(t)
意义:在同样起始条件 下,系统的响应与激励 输入的时刻无关。
函数表示式为: 函数表示式为: 由欧拉公式, 由欧拉公式,可得
f (t ) = A e
( α + jω 0 ) t
f (t ) = Aeαt [cos(ω0t ) + j sin(ω0t )]
三.抽样信号
Sa (t)
f (t ) = Sα (t ) =
∞
抽样信号 Sa (t) 定义为
sin t t
∑ (a
信号与系统 第一章精品PPT课件
主要参考书
[5] 吴湘淇等. 信号、系统与信号处理(上). 第2版. 电子工业出版社,2001
[6] 吴湘淇等. 信号、系统与信号处理——软硬件实现. 电子工业出版社,2002
[7] 陈后金等. 信号与系统. 清华大学出版社, 2003 [8] 陈后金等. 信号与系统学习指导与习题精解.
Examples: Biomedical Signal Processing (生物信号处理)
The traces shown in (a), (b), and (c) are three examples of EEG signals recorded from the hippocampus of a rat. Neurobiological studies suggest that the hippocampus plays a key role in certain aspects of learning and memory.
2. 作业: 书面作业(理论)+ MATLAB上机作业(实践)。
3. 期中和期末考试:闭卷形式。主要考察学生对本门课的基本 理论基本原理及重点内容的掌握程度。
4.课程成绩的组成: 由书面作业、MATLAB作业、期中考试和期末考试4部分组成。
主要参考书
[1] Simon H.,Barry V.V. Signals and Systems. John Wiley & Sons,Inc.1999
Contents
第一章 信号与系统简介 (Introduction)
介绍信号与系统的基本概念; 信号分类及基本信号;系统分类和特性。
信号与系统(郑君里)ppt
3 页
X
§ 1.1 信号与系统
•信号(signal) •系统(system) •信号理论与系统理论
青岛大学信息工程学院
信号(Signal)
第 5 页
•消息(Message):在通信系统中,一般将语言、文字、 图像或数据统称为消息。 •信息(Information):一般指消息中赋予人们的新知 识、新概念,定义方法复杂,将在后续课程中研究。 •信号(Signal):指消息的表现形式与传送载体。 •信号是消息的表现形式与传送载体,消息是信号的传 送内容。例如电信号传送声音、图像、文字等。 •电信号是应用最广泛的物理量,如电压、电流、电荷、 磁通等。
第
11 页
脚压力
汽车
汽车制动
光信号
照相机
像片
X
信号理论与系统理论
信号分析:研究信号的基本性能,如信号 的描述、性质等。 信号理论 信号传输(包含信号交换) 信号处理
系统分析:给定系统,研究系统对于输入 激励所产生的输出响应。 系统理论 系统综合:按照给定的需求设计(综合) 系统。
本课程重点讨论信号的分析、系统的分析,分析是综合的基础。
15 页
X
第
1.确定性信号和随机信号
根据信号随时间的变化规律分为:
•确定性信号
表示为一确定的时间函数,对于指定的某一时刻t,可确定一相 应的函数值f(t)。若干不连续点除外。 •随机信号 无法用明确的数学关系式表达的信号,具有未知预测的不确定 性,只能用概率统计方法由过去估计未来或找出某些统计特征 量。
t
单边衰减指数信号 t0 0 f t t e t0
1
O
f t 1
O
t
通常把 称为指数信号的时间常数,记作,代表信号增长或 衰减速度,越大,指数信号增长或衰减的速度越慢 。
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其他问题
• 作业要求---每章一次,作业布置后一周后 交;独立完成,要有过程,不 能只有答案; • 成绩构成---平时成绩(30%)+考试成绩(70%) • 考试方式---闭卷笔试
章节与学时分配
第1章 信号与系统的基本概念(4学时)
第2章 信号与线性时不变系统的时域分析(5学时)
第3章 傅里叶级数与傅里叶变换(8学时)
第4章 傅里叶方法在信号与系统分析中的应用(8学时) 第5章 拉普拉氏变换(6学时) 第6章 拉普拉氏变换在系统分析中的应用(8学时) 第7章 离散信号与系统分析(8学时) 第8章 从傅里叶变换到小波变换(6学时)
目
第1章 ( 5学时)
录
第5章 (6学时) 第6章 (8学时) 习题课2学时 第7章 (8学时) 第8章(6学时) 习题课2学时
本课程为通信、电子信息类专业重要的 专业基础课。
课程特点
• 与《电路分析》比较,更抽象,更一般化; • 应用数学知识较多,用数学工具分析物理概念; • 主要工具: 微分、积分 (定积分、无穷积分、变上限积 分)、线性代数、微分方程 、差分方程;
课程特点
• 采用统一观点和方法阐述课程内容,即: 任何实际信号都可以分解成一系列基本信号 的线性组合; 线性非时变系统对任一输入信号的响应都可 以看成是系统对基本信号分量分别作用时响应的 叠加; 不同的信号分解方法将导致不同的系统分析 方法。
教材
“十一五”国家级规划教材 清华大学出版社,2006.11
信号与系统(第一版)
潘建寿,高宝健 编著 清华大学出版社 .北京 2006.11
参考书目
(1) 信号与系统(第二版) 上、下册 郑君里、应启珩 、 杨为理 北京. 高等教育出版社. 2000年5月 (2) Signals and systems(信号与系统) ALANV.OPPENHEIM(刘树棠译) 西安 . 西安交通大学出版社, 1997 (3) 信号与线性系统 管致中等 北京 . 高等教育出版 社, 1992
第2章 (4学时)
习题课1学时 第3章 (8学时) 第4章 (8学时) 习题课2学时
Hale Waihona Puke 信号与系统课程地位信号与系统
Signals and Systems
课程特点
主要内容 学习方法 教材与参考书 其它问题
课程地位
信息时代的特征——用信息科学 的理论和方法来解决科学、工程 和经济问题; 电子信息类专业的基础性课程;
课程地位
先修课 《高等数学》 《线性代数》 《复变函数》 《电路分析基础》 后续课程 《通信原理》 《数字信号处理》 ……
主要内容
本课程研究确定性信号经线性时不变系统 传输与处理的基本概念与基本分析方法: • 基本概念 • 从时间域到变换域; • 从傅里叶方法、拉普拉斯变换方法到 小波方法 • 应用举例
学习方法
• 注重物理概念与数学分析之间的对照; • 注意分析结果的物理解释,各种参量变动 时的物理意义及其产生的后果; • 同一问题可有多种解法,应寻找最简单、 最合理的解法,比较各方法之优劣; • 不要当成数学课程来学习;