信號與系統(tǒng)第一章

1、.Email: Tel: 逸夫科學館逸夫科學館302.v 總學時：總學時：6464；實驗學時；實驗學時1616；v 學分：學分： 4 4 v 考核考核: : 平時成績平時成績20%20%30%30%，期末考試，期末考試70%70%80%80%v 使用教材：使用教材：Signals and Systems Signals and Systems （美）（美）A.V.Oppenheim A.V.Oppenheim 等著（第二版），劉樹棠譯，西等著（第二版），劉樹棠譯，西安交通大學出版社，安交通大學出版社，19981998年年3 3月月引言引言.v 課程特點課程特點: : 重要性、數(shù)學應(yīng)用、實驗重要

2、性、數(shù)學應(yīng)用、實驗（matlabmatlab）v 學習目的：掌握概念、提高能力學習目的：掌握概念、提高能力.學習方法學習方法強調(diào)基本強調(diào)基本理論、應(yīng)用理論、應(yīng)用課時少，內(nèi)容多，課時少，內(nèi)容多，注重自學注重自學理論聯(lián)系實際理論聯(lián)系實際，利用，利用MATLAB進行實踐，加深課進行實踐，加深課程理解，增強學習興趣程理解，增強學習興趣.語音信號 “信號” 的波形信號信號.單詞單詞Away256Hz 音叉信號音叉信號注意聲音與頻率的關(guān)系注意聲音與頻率的關(guān)系虎鯨的聲音虎鯨的聲音(超聲超聲)腦電圖腦電圖(EEG)：.),(),(),(),(yxIyxIyxIyxIBGR. 系統(tǒng)系統(tǒng). 呼吸器官呼吸器官肺和有

3、關(guān)呼吸肌群肺和有關(guān)呼吸肌群 振動器官振動器官喉（聲帶）喉（聲帶） 共鳴器官共鳴器官喉腔、咽腔、口腔和鼻腔喉腔、咽腔、口腔和鼻腔 吐字器官吐字器官口腔、舌頭、軟腭、嘴唇、下腭等口腔、舌頭、軟腭、嘴唇、下腭等.肺活量肺活量 聲帶聲帶（聲門）（聲門）咽腔咽腔軟腭軟腭鼻腔鼻腔口腔口腔氣管及支氣管氣管及支氣管鼻音鼻音口音口音 nh nx ny.轉(zhuǎn)換器()發(fā)射機消息（廣播節(jié)目）信號調(diào)制轉(zhuǎn)換器()接收機消息（廣播節(jié)目）信號解調(diào). 系統(tǒng)輸入信號（激勵）輸出信號（響應(yīng)）.噪聲干擾噪聲干擾圖象恢復(fù)圖象恢復(fù).模擬模擬信號信號模擬模擬系統(tǒng)系統(tǒng)信號信號信號信號系統(tǒng)系統(tǒng)系統(tǒng)系統(tǒng)連續(xù)、離散連續(xù)、離散Fourier變換變換L

4、aplace變換變換Z變換變換沖激響應(yīng)沖激響應(yīng)系統(tǒng)系統(tǒng)信號信號信號信號系統(tǒng)系統(tǒng)信號與系統(tǒng)信號與系統(tǒng)模擬信號、系統(tǒng)及其相互關(guān)系模擬信號、系統(tǒng)及其相互關(guān)系.信號與系統(tǒng)信號與系統(tǒng). 信號的描述信號的描述 信號的自變量變換信號的自變量變換 基本信號基本信號 系統(tǒng)及其數(shù)學模型系統(tǒng)及其數(shù)學模型 系統(tǒng)的性質(zhì)系統(tǒng)的性質(zhì)本章的基本內(nèi)容本章的基本內(nèi)容: :.l 消息（消息（messagemessage） 人們常把來自外界的各種報道稱為消息。人們常把來自外界的各種報道稱為消息。消息反消息反應(yīng)知識狀態(tài)的改變。應(yīng)知識狀態(tài)的改變。l 信息（信息（informationinformation） 信息論中的一個術(shù)語。通常把信

5、息論中的一個術(shù)語。通常把消息中有意義的內(nèi)消息中有意義的內(nèi)容容稱為信息。稱為信息。什么是信號？什么是信號？信號是消息的表現(xiàn)形式，消息則是信號的具體內(nèi)容信號是消息的表現(xiàn)形式，消息則是信號的具體內(nèi)容. 數(shù)學上：信號表示為一個或多個變量的函數(shù)數(shù)學上：信號表示為一個或多個變量的函數(shù) 形態(tài)上：信號表現(xiàn)為一種波形形態(tài)上：信號表現(xiàn)為一種波形 自變量：自變量： 時間、位移時間、位移 周期、頻率、相位、幅度周期、頻率、相位、幅度.一維信號和多維信號一維信號和多維信號確定信號和隨機信號確定信號和隨機信號連續(xù)時間信號和離散時間信號連續(xù)時間信號和離散時間信號周期信號和非周期信號周期信號和非周期信號 能量信號和功率信號能

6、量信號和功率信號.連續(xù)時間信號的例子：連續(xù)時間信號的例子：離散時間信號的例子：離散時間信號的例子：1.1 連續(xù)時間與離散時間信號連續(xù)時間與離散時間信號（Continuous-Time and Discrete-Time Signals）.連續(xù)連續(xù)離散離散 連續(xù)時間信號在離散時刻點上的樣本可以構(gòu)成連續(xù)時間信號在離散時刻點上的樣本可以構(gòu)成一個離散時間信號。一個離散時間信號。.數(shù)字信號：時間和幅值均為離散數(shù)字信號：時間和幅值均為離散 的信號。的信號。模擬信號：時間和幅值均為連續(xù)模擬信號：時間和幅值均為連續(xù) 的信號。的信號。抽樣信號：時間離散的，幅值抽樣信號：時間離散的，幅值 連續(xù)的信號。連續(xù)的信號。

7、量化Ot tf nfnO nfnO抽樣.二二. . 信號的能量與功率：信號的能量與功率：212( )ttEx tdt連續(xù)時間信號在連續(xù)時間信號在 區(qū)間的平均功率定義為：區(qū)間的平均功率定義為：12 , t t212211( )ttPx tdttt12 , t t連續(xù)時間信號在連續(xù)時間信號在 區(qū)間的能量定義為：區(qū)間的能量定義為：.離散時間信號在離散時間信號在 區(qū)間的平均功率為區(qū)間的平均功率為12 ,n n在無限區(qū)間上也可以定義信號的總能量：在無限區(qū)間上也可以定義信號的總能量：dtdtEtxtxTTT)()(lim22 連續(xù)時間情況下連續(xù)時間情況下: :離散時間信號在離散時間信號在 區(qū)間的能量定義為

8、區(qū)間的能量定義為12 ,n n212nnnnxE2121211nnnnxnnP.離散時間情況下離散時間情況下: :nNNnNnxnxE22lim在無限區(qū)間內(nèi)的平均功率可定義為：在無限區(qū)間內(nèi)的平均功率可定義為：NNnNnxNP2121lim21lim2( )TTTPdtTx t. 能量信號：能量信號： 0 W ，P = 0。 功率信號：功率信號： W ，0 P 0 例：線性時不變？1212100001 () y nT ax nbx nax Mnax Mny nT x nnx Mnny nnx M nny n線 性：時不變性：系統(tǒng)是線性時變系統(tǒng)系統(tǒng)是線性時變系統(tǒng)解：解：.xnyn=Txn=e 例：

9、線性時不變？0 00 ax nx naax n nT ax neey nay nT x n ney n n線 性：時不變性：系統(tǒng)是非線性時不變系統(tǒng)系統(tǒng)是非線性時不變系統(tǒng)解：解：. 由于在工程實際中，相當廣泛的系統(tǒng)其數(shù)學模型都由于在工程實際中，相當廣泛的系統(tǒng)其數(shù)學模型都可以描述成一個線性時不變可以描述成一個線性時不變( LTI )系統(tǒng)，而且基系統(tǒng)，而且基于線性和時不變性，為系統(tǒng)分析建立一套完整的于線性和時不變性，為系統(tǒng)分析建立一套完整的、普遍適用的方法提供了可能，因此，、普遍適用的方法提供了可能，因此，線性時不線性時不變系統(tǒng)將成為本課程所研究的對象變系統(tǒng)將成為本課程所研究的對象.建立了信號與系統(tǒng)的數(shù)學描述方法建立了信號與系統(tǒng)的數(shù)學描述方法討論了信號自變量變換對信號的影響討論了信號自變量變換對信號的影響介紹了作為信號分析基礎(chǔ)的基本信號：復(fù)指數(shù)介紹了作為信號分析基礎(chǔ)的基本信號：復(fù)指數(shù)信號、正弦信號、單位沖激