信號與系統(tǒng)教學(xué)課件167;1.2 信號的描述與分類

1、北京航空航天大學(xué)電子信息學(xué)院2021-11-25信號與系統(tǒng)信號與系統(tǒng)x主要內(nèi)容信號的描述信號的描述信號的分類信號的分類典型確定性信號介紹典型確定性信號介紹重點：重點：典型確定性信號的描述典型確定性信號的描述難點：難點：復(fù)指數(shù)信號，抽樣信號復(fù)指數(shù)信號，抽樣信號x圖形法（波形法）圖形法（波形法）： 借助圖形表達信號借助圖形表達信號 隨時間的變化。隨時間的變化。一信號的描述ot tf公式法（函數(shù)法公式法（函數(shù)法/閉式閉式-closed form）： 借助數(shù)學(xué)表達式描述信號隨時間的變化。借助數(shù)學(xué)表達式描述信號隨時間的變化。枚舉法（表格法）枚舉法（表格法）： 借助枚舉或表格描述信號隨時間的變化。借助枚舉

2、或表格描述信號隨時間的變化。f(t)0.260.310.450.770.89t12.33.645x二信號的分類信號的分類方法很多，可以由不同的角度對信信號的分類方法很多，可以由不同的角度對信號進行分類；號進行分類；按實際用途劃分：按實際用途劃分：電視信號電視信號雷達信號雷達信號控制信號控制信號通信信號通信信號廣播信號廣播信號按所具有的時間特性劃分按所具有的時間特性劃分x1確定性信號和隨機信號性性具有未可預(yù)知的不確定具有未可預(yù)知的不確定非平穩(wěn)隨機信號非平穩(wěn)隨機信號平穩(wěn)隨機信號平穩(wěn)隨機信號 對于指定的某一時刻對于指定的某一時刻t，可確定一相應(yīng)的函數(shù)值，可確定一相應(yīng)的函數(shù)值f(t)。若干不連續(xù)點除外

3、若干不連續(xù)點除外;確定性信號確定性信號隨機信號隨機信號偽隨機信號偽隨機信號 貌似隨機而遵循嚴格規(guī)律產(chǎn)生的信號（偽隨機碼）貌似隨機而遵循嚴格規(guī)律產(chǎn)生的信號（偽隨機碼） x2周期信號和非周期信號 非周期信號非周期信號周期信號周期信號 ) ( ) ( 號號信信除簡諧信號外的周期除簡諧信號外的周期復(fù)雜周期信號復(fù)雜周期信號簡諧信號簡諧信號正弦周期信號正弦周期信號 ) , ( ) ( 衰減函數(shù)衰減函數(shù)脈沖脈沖瞬態(tài)瞬態(tài)頻率之比值為無理數(shù)頻率之比值為無理數(shù)準周期準周期瞬態(tài)信號：除準周期信號外的瞬態(tài)信號：除準周期信號外的一切可以用時間函數(shù)描述的非一切可以用時間函數(shù)描述的非周期信號。周期信號。 f(t)=f(tt

4、)x3連續(xù)信號和離散信號連續(xù)時間信號：連續(xù)時間信號：信號存在的時信號存在的時間范圍內(nèi)，任意時刻都有定義間范圍內(nèi)，任意時刻都有定義（即都可以給出確定的函數(shù)值，（即都可以給出確定的函數(shù)值，可以有有限個間斷點）?？梢杂杏邢迋€間斷點）。用用t表示連續(xù)時間變量表示連續(xù)時間變量離散時間信號：離散時間信號：在時間上是離在時間上是離散的，只在某些不連續(xù)的規(guī)定散的，只在某些不連續(xù)的規(guī)定瞬時給出函數(shù)值，其它時間沒瞬時給出函數(shù)值，其它時間沒有定義。有定義。用用n表示離散時間變量表示離散時間變量n0 1 2f(n)tf(t)0x4模擬信號，抽樣信號，數(shù)字信號數(shù)字信號：數(shù)字信號：時間和幅值均為離散時間和幅值均為離散 的

5、信號的信號。主要討論主要討論確定性確定性信號信號先連續(xù)，后離散；先周期，后非周期先連續(xù)，后離散；先周期，后非周期模擬信號：模擬信號：時間和幅值均為連續(xù)時間和幅值均為連續(xù) 的信號的信號。抽樣信號：抽樣信號：時間是離散的，幅值時間是離散的，幅值 是連續(xù)的信號是連續(xù)的信號。量化ot tf nfn nfn抽樣x5一維信號和多維信號一維信號：一維信號：只由一個自變量描述的信號，如語音信號；只由一個自變量描述的信號，如語音信號；多維信號：多維信號：由多個自變量描述的信號，如圖像信號由多個自變量描述的信號，如圖像信號x三幾種典型確定性信號5.5.鐘形脈沖函數(shù)鐘形脈沖函數(shù)( (高斯函數(shù)高斯函數(shù)) )1.1.指

6、數(shù)信號指數(shù)信號2.2.正弦信號正弦信號3.3.復(fù)指數(shù)信號復(fù)指數(shù)信號( (表達具有普遍意義表達具有普遍意義) )4.抽樣信號抽樣信號(sampling signal)信號的表示信號的表示 tf函數(shù)表達式函數(shù)表達式波形波形x重要特性：重要特性：其對時間的微分和積分仍然是指數(shù)形式。其對時間的微分和積分仍然是指數(shù)形式。1指數(shù)信號tketf )(單邊指數(shù)信號單邊指數(shù)信號通常把通常把 稱為指數(shù)信號的稱為指數(shù)信號的時間常數(shù)時間常數(shù)，記作，記作 , ,代表信代表信號衰減速度，具有時間的量綱。號衰減速度，具有時間的量綱。 1l ,0 0 l 0 0 l直流直流( (常數(shù)常數(shù)) ), ,0 k0 0 tft 00

7、0 tettft t0)(tf1x 2t2正弦信號振幅：振幅：k 周期：周期： 頻率：頻率：f 角頻率：角頻率： 初相：初相： ft12 f 2 000sin)(tttktfet 0 )sin()( tktf衰減正弦信號：衰減正弦信號： x歐拉(euler)公式 tjtjeejt 21sin tjtjeet 21costjtetj sincos x3復(fù)指數(shù)信號討論討論 衰減指數(shù)信號衰減指數(shù)信號升指數(shù)信號升指數(shù)信號直流直流, 0, 0, 0, 00, 0 振蕩振蕩衰減衰減增幅增幅等幅等幅 0, 00, 00, 0 為復(fù)數(shù)，稱為復(fù)頻率為復(fù)數(shù)，稱為復(fù)頻率 js ,均為實常數(shù)均為實常數(shù) tjketketketfttst sincos)( )( rad/s /s1 的量綱為的量綱為，的量綱為的量綱為 x4抽樣信號(sampling signal)t tsa1 2 30 性質(zhì)性質(zhì) ，偶函