大工信号与系统考试本科上课课件1[精选].ppt

第一章 绪 论 §1.1 信号传输系统 人们在互相传告某种事件时，是在互相传递着相应的信息。 信息的物理表达方式: 语言、文字、图片及双方约定的编码等。 用约定方式组成的符号统称为消息。 无线电技术工作的任务：．保证通过信道传输后的输出信号能够尽量保持输入信号的原来样子．达到某种需要的变换 对于无线电技术工作者，信号和系统的基本分析方法以及它们的基本特性是必须具备的知识，本课程就是为研究这方面的基本理论而设置的。 §1.2 信号的概念 一、信号的定义 在信号传输系统中，传输的主体是信号，系统所包含的各种电路、设备则是为实施这种传输的各种手段。因此，电路、设备的设计和制造的要求，必然要取决于信号的特性。随着欲待传输的信号日益复杂，相应地，信号传输系统中的元器件、电路、设备和结构等也日益复杂。这就是信号分析具有重要意义的原因。 信号是随着时间变化的某种物理量。 电信号是随着时间变化电压或电流，在某些情况下，也可以是电荷或磁通。 信号表示为一个时间的函数，所以在信号分析中，信号和函数二词常相通用。 二、信号的分类 1、从函数形式上划分 确定性信号————是一确定的时间函数，给定某一时间 值，有一确定函数值与之对应。 随机信号———— 不是一个确定的时间函数，当给定某一 时间值时，其函数值并不确定，而只 知道此信号取某一数值的概率。 确定信号不含有信息，随机信号含有信息。但对于确定信号的研究仍具有意义。因为实际信号与确定信号有许多相近之处，如音乐在一定时间内近似于周期信号。因此，由此看来，确定信号实际上是近似的、理想化了的信号，作这样的处理，能够使问题分析处理大为简化。 周期信号————依一定时间间隔周而 复始且无始无终的信 确定信号 号。f(t)=f(t+nT) n=…,-2,-1,0,1,2,… 非周期信号————在时间上不具备周 而复始特性的信号。 非周期信号＝T→∞时的周期信号 简谐周期信号————只含有一个频率分 周期信号 量的周期信号。如：sinωt 非简谐周期信号———— 含有多个频率 分量的周期信号。 所谓连续信号是指它的时间变量t是连续的。因此，为了更加确切，也常把这种信号称做连续时间信号。而离散信号可以看作是时间上取值是离散的，离散取值的间隔可以是均匀的也可以是非均匀的。 若 t0,或 tk0时，信号或函数值为零，则这种信号都称为有始信号。 3．从能量上划分 ? 能量信号———— 能量有限，平均功率为0。 ? 功率信号———— 能量无限，平均功率有限。 信号能量:信号在全部时间内消耗于1欧姆电阻中的总能量。 信号功率:信号在单位时间内消耗于1欧姆电阻中的总能量。 在时间间隔无限趋大的情况下，周期信号都是功率信号，只存在于有限时间内的信号是能量信号；存在于无限时间内的非周期信号可以是能量信号，也可以是功率信号，这要根据信号是何种函数而定。 三、信号的特性 1．时间特性:主要表现为信号随时间变化快慢地特性。如周期大小、幅度高低、上升下降沿的快慢，脉冲持续时间长短等。 2．频率特性:主要表现为信号包含有那些频率分量，各频率分量的幅度大小、相位多少、信号占有的频带宽度等。 信号的时间特性和信号的频率特性都包含了信号所有的全部信息，只是表示形式不同，因此，二者必定存在着密切的联系，这种联系就是第三章要讨论的傅立叶级数和傅立叶变换。 关于随机信号的分析，需要采用统计的方法，这将在后续课程中介绍。 3．复指数信号 f(t)=Kest 其中，s为一复数 s=σ+jω ,这样 f(t)=Ke(σ+jω)t=Keσtejωt =Keσt(cosωt + jsinωt) = Keσtcosωt + jKeσtsinωt 上式说明复指数信号的实部和虚部都是衰减正弦信号。复变量s的实部反应了衰减正弦信号的振幅随时间变化的规律，σ0增幅，σ0 减幅，σ＝0 等幅，而复变量s的虚部ω则反应了正弦振荡的频率，而当ω＝0时，复指数信号则转换为实指数信