信号分析与处理第2版课件作者赵光宙第1章节第1章节.ppt

绪论 信息时代的特征—— 用信息科学和计算机技术的理论和手段来解决科学、工程和经济问题 绪论－大纲 《信号分析与处理》课程简介 信号分析与处理概述 《信号分析与处理》实验 下载课程相关内容的FTP站点 作业及课外预习内容 一、《信号分析与处理》课程简介（一）要解决的问题 什么是信号？ 信号是消息的表现形式，信息是消息的抽象内容，消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定功能的整体。 信号作用于系统产生什么响应？ （二）信号与系统问题无处不在 通讯 古老通讯方式：烽火、旗语、信号灯 近代通讯方式：电报、电话、无线通讯 现代通讯方式：计算机网络通讯、视频电视传播、卫星传输、移动通讯 （三）信息科学已渗透到所有现代自然科学和社会科学领域 工业监控、生产调度、质量分析、资源遥感、地震预报、人工智能、高效农业、交通监控 宇宙探测、军事侦察、武器技术、安全报警、指挥系统 经济预测、财务统计、市场信息 、股市分析 电子出版、新闻传媒、影视制作 远程教育、远程医疗、远程会议 虚拟仪器、虚拟手术 1、电力系统中信息技术的应用举例（1）谐波分析 (2)故障诊断——电动机鼠笼断条 （3）长电力传输线的故障检测 2、生物医学信号处理应用举例 左边是一段听觉响应的时间信号，没有表现出可以识别的特征 右边是经过小波分析后得到的时间——频率关系平面，得到明显可识别的特征 （四）《信号分析与处理》课程大纲-I 第一章 连续信号的分析 信号的时域分析：基本信号、奇异信号，时域运算，信号的分解 频域分析：周期信号和非周期信号的傅立叶变换，傅立叶变换的基本性质，卷积定理和抽样定理 拉普拉斯变换分析：信号的拉普拉斯变换，复频域分析 （四）《信号分析与处理》课程大纲-II 第二章 离散信号的分析 连续信号的离散化和采样定理 离散信号的时域分析：基本信号、奇异信号，时域运算 离散信号的频域分析：从离散傅立叶级数到离散傅立叶变换DFT，快速傅立叶变换FFT 离散信号的Z域分析：从拉氏变换到正、反Z变换、收敛域、 Z变换的基本性质、用Z变换解差分方程 （四）《信号分析与处理》课程大纲-III 第三章 信号处理基础 系统及其性质 信号的线性系统处理：时域分析法，频域分析法，复频域分析法 （四）《信号分析与处理》课程大纲-IV 第四章 滤波器 概述：滤波器的定义、分类、技术指标 模拟滤波器设计：巴特沃思低通滤波器、切比雪夫低通滤波器，从低通到其它类型的滤波器 数字滤波器设计：IIR数字滤波器，FIR数字滤波器 （五）《信号分析与处理》课程结构 （六）参考书目录 《信号与系统》Alan V.Oppenheim等著，刘树堂译，西安交通大学出版社 《信号、系统与信号处理》，吴湘淇编著，电子工业出版社 《应用Web和Matlab的信号与系统基础》（第二版），Edward W Kamen等著，高强等译，电子工业出版社 《信号与系统例题分析及习题》乐正友、杨为理、应启珩著，清华大学出版社 二、信号分析与处理概述 信号的描述 信号的分类 信号处理系统 信号分析、处理与自动控制系统 （一）信号的描述 物理上： 信号是信息寄寓变化的形式 数学上： 信号是一个或多个变量的函数 形态上：信号表现为一种波形 信号的自变量 时间、位移 周期、频率、幅度、相位 1、信号的数学描述——表达式 2、一段鸟鸣的声音的时域波形 鸟鸣在不同频率时的幅度分布—频谱 鸟鸣声的时—频谱阵图 3、一张亮度、灰度随空间变化的图象 4、波 形 的 三 维 描 述 5、等 高 面 的 表 示 6、横切面的表示 （二）信号的分类 确定性信号与随机信号 连续信号与离散信号 周期信号与非周期信号 能量信号与功率信号 混沌信号 1、确定性信号与随机信号 确定性信号：按确定性规律变化的信号。可以用数学解析式子或确定性曲线准确地描述，在相同的条件下能够重现，因此只要掌握了变化规律就能准确地预测它的未来。如：正弦信号等。 随机信号：不遵循任何确定性规律变化的信号。随机信号的未来值不能用精确的时间函数描述，只可能知道它的统计特性，无法准确地预测，在相同的条件下，它也不能准确地重现。如：马路上的噪声、电网电压的波动量、生物电、地震波等 。 2、连续信号与离散信号 连续信号 离散信号 3、周期信号与非周期信号 周期信号： 对于连续信号，若存在T0，使 X(t)=x(t+nT) n为整数 对于离散信号，若存在大于零的整数N，使 X(n)=x(n+kN) k为整数 则称x(t)、x(n)为周期信号，T和N分别为x(t)和x(n)