信号与系统概论x.ppt

信号与系统概述 前言 一.广义信号与系统 1.信号总是一个或几个独立变量的函数，该函数一般都包含了关于某些现象性质的信息。 2.系统总是能对给定信号作出响应而产生出另外的信号的装置。 二.地位与应用 1.信号传输：远距离不失真传送消息是无线电通信的主要任务，通信也就是信号的传输。 2.信号处理：对信号进行某种加工、变换。目的是为了更好的传输、分析信号。 三．信号与系统的分析是信号传输、处理的理论基础。 它是研究信号特性和信号传输或处理的一般规律（方法论）—信号通过系统后的响应问题。 概论 内容 信号的概念 　　　消息、信息及信号的关系 　　　信号的分类 　　　信号的表示 　　　信号的特性　　 系统的概念 　　　系统的定义 　　　系统的分类 　　　系统的描述 线性系统的分析方法概述 　　　输入输出法 　　　状态变量法 一.信号的概念 1.消息、信息和信号的概念及关系 确定性信号—可写成确定的时间函数的信号，给定一个时间可有一个相应的函数值。 随机信号—只能知道其取某一数值的概率，写不出确定的函数表达式。 连续信号—在连续时间范围内定义的信号，幅值可以有若干个不连续点，但其他都有确定的函数值。 离散信号—在某些不连续时间给出函数数值的信号，时间不连续、幅值可连续也可不连续。 时间、幅值均连续的信号称模拟信号 时间离散、幅值连续的信号称抽样信号 时间离散和幅值离散（具有二值）的信号称数字信号 周期信号—始终重复着某一变化规律的信号 正弦信号—正弦函数的信号，这里包括正弦和余弦函数信号 非正弦信号—除正弦函数以外的连续周期函数信号 非周期信号—无一定规律的连续信号 除以上划分的信号以外，信号还可分为：调制信号、载波信号、已调信号等等以后用到时再介绍，我们在本课程中仅涉及连续和离散的确定性信号。 3.信号的表示 二.系统的概念 1.系统的定义： 在给定激励（输入）作用下，完成某 种功能以得到所需要的响应（输出）的某 些部件的组合体。 通信系统— 　为了传送信息由各种不同的 单元电路组成的 装置（或用来加工处理或传输各种信号的装 置）。 三.线性系统分析方法概述 [一]输入—输出法（外部法） 1.连续系统 系统描述—激励响应的线性常系数微分方程。 系统分析—求响应即：求解上方程的解。 求解激励响应的微分方程的方法不同，系统分析可分成三大域分析： 时域分析法 ＊经典法—高等数学方法求解微分方程 由于激励信号的复杂，使高等数学经典法求解非齐次微分方程较为困难 工程上有了利用卷积积分法求非齐次微分方程解的方法。 ＊卷积法—图解法或应用性质求解非齐次微分方程 途径：将复杂激励分解成许多冲激信号或许多阶跃信号； 　求出每一个冲激信号或阶跃信号激励下的响应； 　叠加全部冲激响应或阶跃响应，得到复杂激励的响应。 谢谢使用 计算机科学与工程学院 　　　　陈戈珩 * * 下一页 开始 结束 下一页 开始 结束 本章说明 1.掌握线性时不变系统的定义和特性 2.掌握信号的基本概念、分类及描述。 3.掌握系统的基本概念、分类及特性。 4.了解信号与系统的分析方法。 开始 上一页 下一页 结束 1.信息—指受信者预先不知道的新内容 2.消息—用来表示信息的物理形式 　　　　如：声音、文字、图象、编码、数据等等 　真正要传送的是包含在消息中的信息。 3.信号—是消息的表现形式。它是带有消息的随 　　　　时间变化的物理量。 　　　　电压、电流光、声、电磁波。 其三者关系为——借助与某种信号形式，传送各种消息，使受信者获取消息中的 信息。 2. 信号的分类 开始 上一页 下一页 结束 开始 上一页 下一页 结束 开始 上一页 下一页 结束 函数表示：信号可以表示成一个或几个变量的函数 波形表示：可以表示成随时间变化的图形 　 开始 上一页 下一页 结束 4.信号的特性 信号的时间特性： 任何信号都可以表示为随时间变化的函数。主要表现在其波形的幅值大小、 持续时间长短、变化速率快慢、波动速度及重复周期的大小等随时间的改变。 信号的频率特性： 任何信号可以分解为许多不同频率的正弦分量之和。主要表现在各频率正弦 分量所占比重的大小、主要频率分量所占有的频率范围等都不相同。 不同形的信号具有各自不同的时间特性和频率特性，而信号的时间特性和频率 特性有着密切的联系，且都包含有信号的全部信息。 信号总是与系统相伴存在，信号经系统才能传输，系统中存在信号才有意义 开始 上一页 下一页 结束 2.系统分类： 线性系统—全部由线性元件组成。 非线性系统—含有非线性元