第一章绪论信号与系统精要.ppt

第一课 信 号 与 系 统第一讲 主讲：戴培山 daipeishan@ 中南大学信息物理工程学院 生物医学工程研究所（米塔尔楼523） 课时安排与上课时间地点 课时：48学时（授课 40学时，实验8学时） 生物医学0701；生物医学0702 〔1－10周〕星期一 5－6节 升华后804 〔1－10周〕星期三 3－4节 科教南207 考核方式 平时成绩（30％）＋考试成绩（70％） 参考书目 教材：《信号与线性系统分析》（第四版） 作者：吴大正等 出版社：高等教育出版社 《信号处理原理》 作者：郑方、徐明星 出版社：清华大学出版社 出版时间：2003年 《信号与系统》 （上册） 作者：郑君里 应启珩 杨为理 出版社：高等教育出版社 《信号与系统》 作者：Alan V. Oppenheim等著，刘树棠译 出版社： 西安交通大学出版社 出版时间：1998年 课程提纲 第一章 信号与系统的基本概念（6） 第二章 连续系统的时域分析（8） 第三章 离散系统的时域分析 第四章 傅立叶变换和系统的频域分析（16） 第五章 连续系统的s域分析（8） 第六章 离散系统的z域分析 第七章 系统函数（6） 第八章 系统的状态变量分析（4） 基本教学要求 信号与系统课程主要讨论确定性信号的特性，线性非时变系统的特性，信号通过线性系统的基本分析方法及由某些典型信号通过某些典型系统引出的一些重要的基本概念。 要求通过本门课程的学习，应能掌握信号分析及线性系统的基本理论及分析线性系统的基本方法，应能建立简单电路系统的数学模型，并对数学模型求解。 　本门课程为进一步研究网络理论，通信理论，信号处理和信号检测等学科内容打下必要的基础。” 　　――摘自国家教委对《信号与系统》基本教学要求 本课程的地位作用 信息时代的特征—— 用信息技术和计算机技术的理论和手段来解决科学、工程问题－《信号与系统》为其基础课程 《信号与系统》需要解决的问题 什么是信号？ 信号是信息的表现形式，信息则是信号的具体内容。 什么是系统？ 系统是由若干相互作用和相互依赖的事物组合而成的具有特殊功能的整体 信号作用于系统产生什么响应？ 《信号与系统》的应用领域 计算机、通讯、语音与图像处理 电路设计、自动控制、雷达、电视 声学、地震学、化学过程控制 机械故障诊断、人体生理信号处理 经济预测、财务统计、市场信息、股市分析等等 生物医学信号处理应用举例 心电信号的采集 心电信号 心电信号消除基线漂移 指纹图像(二维信号) 虹膜图像 课程前后联系 第一章 信号与系统的基本概念 本章主要内容 信号与系统 信号的描述与分类 信号的信号的运算 阶跃信号与冲激信号 系统的描述与分类 线性时不变系统的特性 系统分析方法 1.2 信号的描述与分类 1.信号的描述 描述信号的基本方法:数学表达式(函数),波形图. 信号的特征 时间特征：信号表现为一种随时间变化的波形. 频率特征：不同信号包含有不同的频率分量,有不同的频谱和带宽. 频率特性与时间特性有着密切的关系 能量特征:信号具有能量和功率 2.信号的分类 　　随机信号是工程中的一类很重要的信号，从某种意义上讲，甚至可以说我们接触的信号都是随机的---因为差异是绝对存在。但通常有些差异我们是不太强调或者说注意的，所以就把信号看成是确定性的了。但有的差异变化实在太大，再看成是不变的，认为是确定的，是不行的。对这类信号，我们只好用统计的方法来研究它了。这种研究信号或者处理信号的方法与原理，我们在其它课程里再学习，本门课不对此进行讲授。 信号一般有时间与幅值两个变量，其取值方式有连续与离散两种。 时间取值方式可分为连续时间与离散时间两种。 信号幅值的取值方式也可分为连续与离散两种方式（幅值的离散称之为量化）。 连续时间信号：其时间是连续的，幅值可以是连续的也可以是离散（量化）的。 离散时间信号：时间是离散，幅值可以是连续的，也可以是离散的。 判断信号 根据信号的取值是否是实数，可以将信号分为实值信号和复值信号。 如果信号的取值为实数，则称此类信号为实值信号，简称实信号。物理可实现的信号都是实信号，例如：无线电信号，电视信号，雷达信号。　　如果信号的取值为复数，则称此类信号为复值信号，简称复信号。 为什么要引入复信号？ 现实生活中的信号都是实的。但是，虽然在实际中不能产生复信号，采用复信号来代表某些物理量，往往更便于理论分析。这一点，通过学习傅里叶频谱分析，将使我们的认识更深刻。后面我们在讲复指数信号的时候，大家也