《信號(hào)與系統(tǒng)》第一次課

1第一章信號(hào)和系統(tǒng)的概念§1-1信號(hào)的概念1.1.1

信號(hào)

1.1.2

信號(hào)的分類

1.1.3

信號(hào)的特性

1.1.4

幾種具體信號(hào)的定義§1-2信號(hào)的運(yùn)算2《信號(hào)與線性系統(tǒng)分析》是電子類相關(guān)專業(yè)的學(xué)生必須學(xué)習(xí)的專業(yè)理論基礎(chǔ)課程之一，本章將分別對(duì)什么是信號(hào)，什么是系統(tǒng)，以及系統(tǒng)分析所采用的方法等問題作簡單介紹。引言信息科學(xué)的應(yīng)用與發(fā)展通信古老通信方式：烽火、旗語、信號(hào)燈等近代通信方式：電報(bào)、電話、無線通信等現(xiàn)代通信方式：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信、視頻電視傳播、衛(wèi)星傳輸、移動(dòng)通信等信號(hào)與系統(tǒng)問題無處不在3信息科學(xué)已滲透到所有現(xiàn)代自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)領(lǐng)域

工業(yè)監(jiān)控、生產(chǎn)調(diào)度、質(zhì)量分析、資源遙感、地震預(yù)報(bào)、人工智能、高效農(nóng)業(yè)、交通監(jiān)控宇宙探測(cè)、軍事偵察、武器技術(shù)、安全報(bào)警、指揮系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)預(yù)測(cè)、財(cái)務(wù)統(tǒng)計(jì)、市場(chǎng)信息、股市分析電子出版、新聞傳媒、影視制作遠(yuǎn)程教育、遠(yuǎn)程醫(yī)療、遠(yuǎn)程會(huì)議虛擬儀器、虛擬手術(shù)4應(yīng)用舉例電弧爐大型f50250幅度電網(wǎng)頻譜分析（1）諧波分析5（2）生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理應(yīng)用舉例濾波以前干擾嚴(yán)重濾波以后干擾祛除6各種傳輸信號(hào)的方法：烽火、鼓聲、旗語、電信號(hào)、光信號(hào)、聲信號(hào)等信號(hào)按物理屬性分：電信號(hào)和非電信號(hào),它們可以相互轉(zhuǎn)換。1.1.1、信號(hào)信號(hào)是消息的一種物理體現(xiàn)，消息則是信號(hào)的具體內(nèi)容。電信號(hào)傳輸優(yōu)點(diǎn)：容易產(chǎn)生，便于控制，易于處理。本課程討論電信號(hào)---簡稱“信號(hào)”§1-1信號(hào)的概念消息（語言、文字、圖象、數(shù)據(jù)等）7通信系統(tǒng)為傳送消息而組成的全套技術(shù)設(shè)備（包括傳輸信道）。信道發(fā)送設(shè)備接收設(shè)備受信者信息源噪聲源發(fā)送端接收端消息信號(hào)信號(hào)消息81.1.2、信號(hào)的分類確定信號(hào)與隨機(jī)信號(hào)連續(xù)信號(hào)與離散信號(hào)周期信號(hào)與非周期信號(hào)能量信號(hào)與功率信號(hào)9（1）確定信號(hào)與隨機(jī)信號(hào)

確定信號(hào)指一個(gè)可以表示為確定的時(shí)間函數(shù)的信號(hào)，即對(duì)于某一時(shí)刻，信號(hào)有確定的值。隨機(jī)信號(hào)它不是一個(gè)確定的時(shí)間函數(shù)，通常只知道它取某一值的概率。

10

連續(xù)信號(hào)

指在所討論的時(shí)間內(nèi)，對(duì)任意時(shí)刻值除若干個(gè)不連續(xù)點(diǎn)外都有定義的信號(hào)。（2）連續(xù)信號(hào)與離散信號(hào)有始信號(hào)或因果信號(hào)無限信號(hào)或無時(shí)限信號(hào)………11是指只在某些不連續(xù)規(guī)定的時(shí)刻有定義，而在其他時(shí)刻沒有定義的信號(hào)。有始信號(hào)因果信號(hào)t≥0無限信號(hào)或無時(shí)限信號(hào)離散信號(hào)012（3）周期信號(hào)與非周期信號(hào)

周期信號(hào)是指每隔一定時(shí)間T，周而復(fù)始且無始無終的信號(hào)。非周期信號(hào)在時(shí)間上不具有周而復(fù)始的特性。00013（4）能量信號(hào)與功率信號(hào)(p7…)能量信號(hào)和功率信號(hào)的定義信號(hào)可看作是隨時(shí)間變化的電壓或電流，信號(hào)f(t)在１歐姆的電阻上的瞬時(shí)功率為|f(t)|2，在時(shí)間區(qū)間所消耗的總能量和平均功率分別定義為：

能量信號(hào)：信號(hào)總能量為有限值（此時(shí)P=0）。功率信號(hào)：平均功率為有限值（此時(shí)E=∞）。14特點(diǎn)信號(hào)f(t)可以是一個(gè)既非功率信號(hào)，又非能量信號(hào)，如單位斜坡信號(hào)。但一個(gè)信號(hào)不可能同時(shí)既是功率信號(hào)，又是能量信號(hào)。周期信號(hào)都是功率信號(hào)；非周期信號(hào)或者是能量信號(hào)[t,f(t)=0],

或者是功率信號(hào)[t,f(t)≠0],或兩者均不是。151.1.3、信號(hào)的特性時(shí)間特性信號(hào)表現(xiàn)出一定波形的時(shí)間特性，如出現(xiàn)時(shí)間的先后、持續(xù)時(shí)間的長短、重復(fù)周期的大小及隨時(shí)間變化的快慢等。頻率特性任意信號(hào)在一定條件下總可以分解為許多不同頻率的正弦分量，即具有一定的頻率成分。信號(hào)的頻譜分析就是研究信號(hào)的頻率特性。161.1.4幾種具體信號(hào)的定義無時(shí)限信號(hào)：在時(shí)間區(qū)間(-,+)

內(nèi)均有f

(t)≠0

的信號(hào)。因果信號(hào)：若當(dāng)t<0

時(shí)f

(t)=0,若當(dāng)t>0

時(shí)f

(t)≠0的信號(hào)。有始信號(hào)：若當(dāng)t<

t1

時(shí)f

(t)=0,若當(dāng)t>

t1

時(shí)f

(t)≠0的信號(hào)。起始時(shí)刻為t1。因果信號(hào)為有始信號(hào)的特例。17有終信號(hào)：若當(dāng)t>

t2

時(shí)f

(t)=0,若當(dāng)t<

t2

時(shí)f

(t)≠0的信號(hào)。終止時(shí)刻為t2。時(shí)限信號(hào)：若在時(shí)間區(qū)間(t1,

t2)

內(nèi)f

(t)

≠0

，而在此區(qū)間外f

(t)=0

的信號(hào)。18(1)、復(fù)指數(shù)信號(hào)按尤拉公式展開為：A和S為實(shí)數(shù)（實(shí)指數(shù)信號(hào)）s=>0指數(shù)上升曲線，

<0指數(shù)衰減曲線，0019S=j（可得正弦信號(hào)）為正弦信號(hào)S=+j（可得按指數(shù)變化的正弦信號(hào)）20<0為指數(shù)衰減的正弦信號(hào)>0為指數(shù)增長的正弦信號(hào)，tt21(2)、階躍函數(shù)和沖激函數(shù)單位階躍函數(shù)

面積為1沖激函數(shù)(t)(t)與(t)的關(guān)系：22延遲的（單位）階躍函數(shù)定義為：用階躍函數(shù)可以表示方波或分段常量波形：這就是一個(gè)門函數(shù)(方波)的表達(dá)式。用這種門函數(shù)可表示其它一些函數(shù)延遲的階躍函數(shù)23也可以用門函數(shù)的方法求：也可以用門函數(shù)的方法求：24

f

(t)(t)的意義f(t)乘門函數(shù)，只保留門內(nèi)的值將f(t)(t)向右移將f(t)(t)向左移25符號(hào)函數(shù)和抽樣函數(shù)符號(hào)函數(shù)Sgn(t)是奇函數(shù)，可以表示成：抽樣函數(shù)Sa(t)是偶函數(shù)，Sa(0)=1t=n時(shí)，Sa(t)=0,t時(shí)，Sa(t)0sgn(t)=-1+2(t)=(t)-(-t)26§1-2信號(hào)的運(yùn)算1.2.1信號(hào)的相加與相乘*1.2.2信號(hào)的導(dǎo)數(shù)與積分（后講）271.2.3信號(hào)的平移1.2.4信號(hào)的折疊（反折）f(t+t0)將f(t)

超前時(shí)間t0

；即將f(t)

的波形向左移動(dòng)t0

。f(t-t0)將f(t)

延遲時(shí)間t0

；即將f(t)

的波形向右移動(dòng)t0

。281.2.5折疊信號(hào)的平移

已知f(t)求f(-t-1)

f(-t-1)=f[-(t+1)]將

f(-t)的波形向左移動(dòng)1。反折平移平移反折29

已知f(t)求f(-t+1)

f(-t+1)=f[-(t-1)]將

f(-t)的波形向右移動(dòng)1。反折平移平移反折30

1.2.6信號(hào)的尺度變換a>1

則f(at)將f(t)的波形沿時(shí)間軸壓縮至原來的1/a壓縮擴(kuò)展0<a<1則f(at)將f(t)的波形沿時(shí)間軸擴(kuò)展至原來的1/a311.2.7信號(hào)變換綜合應(yīng)用壓縮壓縮反折平移平移反折平移方法二：平移

f(t+2)壓縮f(2t+2)反折f(-2t+2)]方法三：壓縮

f(2t)平移f[2(t+1)]反折f(-2t+2)方法一：壓縮

f(2t)反折f(-2t)平移f[-2(t-1)]由f(t)繪出f(-2t+2)32看書：p1~15練習(xí)：p331.1(1)(2);1.2(1)1.6(5)預(yù)習(xí)：p12~15;18~21;27~33作業(yè)注意：學(xué)習(xí)《信號(hào)與系統(tǒng)》必須背公式，課上隨時(shí)（點(diǎn)名）抽查，作為平時(shí)成績。

為了便于聯(lián)系，請(qǐng)班長、學(xué)委、把姓名、手機(jī)號(hào)和QQ號(hào)發(fā)我手機(jī)上33

信號(hào)與系統(tǒng)第1章連續(xù)時(shí)域第2章離散時(shí)域