信号与系统任课教师河北科技大学信息科学与工程学院电子.ppt

信号与系统任课教师:河北科技大学信息科学与工程学院电子工程系 课程简介 任务 研究信号与系统理论的基本概念和基本分析方法 初步认识如何建立信号与系统的数学模型，经适当的数学分析求解 对所得结果给以物理解释、赋予物理意义。 研究范围 确定性信号（非随机信号）经线性、实不变系统传输与处理的基本理论 时间域 变换域 连续 离散 输入－输出描述 状态描述 理论基础 数学基础：微分方程、差分方程、线性代数、级数、复变函数 电路分析 与电路的关系 电路：电路分析的角度 本课程：系统的观点 本课的主要内容 第一章：绪论 信号与系统的概念、分类、分析方法 第二章：连续时间系统的时域分析 第三章：付里叶变换（频域分析、相关、能量谱和功率谱（第六章的部分内容）） 第四章：付里叶变换应用于通信系统—滤波、调制与抽样 第五章：拉普拉斯变换、连续时间系统的S域分析 第六章：离散时间系统的时域分析 第七章：Z变换（Z域分析、序列的付里叶变换） 第八章：系统的状态变量分析 本课的主要参考书 1、教材：信号与系统 郑君里 杨为理 应启珩编 2、信号与系统 Signals Systems ALAN V.OPPENHEIM ALANS. WILLSKY 清华大学出版社（英文影印版） （中译本）刘树棠 西安交通大学出版社 3、信号与系统－常见题型解析及模拟题 范世贵 主编 西北工业大学出版社 4、信号与系统例题分析及习题 乐正友 杨为理 应启珩编 本课特点及学习方法： 特点：公式多、计算题多 学习方法： 认真听讲 多看书 做习题 本章主要内容 信号与系统的定义、分类方法和基本特性 信号的函数表示与波形表示 常用时域信号的定义及波形 介绍系统的模型及系统的模拟 概述线性实不变系统的各种分析方法 第一节  信号与系统 一、信号 消息message 信息information 信号是信息的表现形式，蕴含着信息的具体内容，是通信传输的客观对象。即：信号广泛地出现在各个领域中，以各种各样的表现形式携带着特定的消息。 古战场：以击鼓鸣金传达前进或撤退命令－－声信号。 近代：广泛应用于力、热、声、光、电等方面。－－电信号、光信号、声信号等 本课程：电信号 随时间变换的电压、电流 电荷、磁通 “信号”、“函数”两个名词通用 人们寻求各种方法，以实现信号的传输。 （1）古代用烽火传送疆警报，这是最原始的光通信系统。3000多年前，西周周幽王烽火戏诸侯。 （2）利用击鼓鸣金报送时刻或传达命令，这是最早的声信号的传输。－缺点：距离、速度、可靠性、有效性 （3）19世纪初，人们开始研究利用电信号传送消息。1837年莫尔斯（F.B.Morse)发明了电报，采用点、划、空组合的代码表示字母和数字，这种代码称为莫尔斯电码。 1876年贝尔(A.G.Bell)发明了电话，直接将声信号（语音）转变为电信号沿导线传送。 （４）１９世纪末，人们研究用电磁波传送无线电信号。赫兹（Ｈ.Hertz）、波波夫、马可尼等作出贡献。1901年马可尼成功地实现了横渡大西洋的无线电通信。从此，传输电信号的通信方式得到广泛应用和迅速发展。 如今：（１）卫星通信技术为基础“全球定位系统”（Global Positioning System, 缩写为GPS）用无线电信号的传输，测定地球表面和周围空间任意目标的位置，其精度可达十米左右。如汽车防盗、卫星导航。 （２）个人通信技术：无论任何人在任何时候和任何地方都能够和世界上其他人进行通信。 （３）“全球通信网”是信息网络技术的发展必然趋势。目前的综合业务数字网（Integrated Services Digital Network,缩写为ISDN),Internet或称因特网，以及其他各种信息网络技术为全球通信网奠定了基础。 现代通信的通信方式不是任意两点之间信号的直接传输，而是要利用某些集中转接设施组成复杂的信息网络，即经“交换”的功能以实现任意两点之间的传输。 对信号进行某种加工或变换。其目的是：削弱信号中的多余内容；滤除混杂的噪声和干扰；或者将信号变换成容易分析与识别的形式，便于估计和选择它的特征参量。 信号处理的应用已遍及许多科学技术领域。 （1）从月球探测器发来的电视信号可能被淹没在噪声之中，可利用信号处理技术予以增强，在地球上得到清晰的图像。 （2）石油勘探、地震测量以及核试验监测中所得数据的分析都依赖于信号处理技术的应用。 （3）心电图、脑电图分析、语音识别与合成、图像数据压缩、视频监视、工业生产自动控制以及经济形势预测（股票分析）等各