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第一章 信号与系统概述 信号(Signal) 系统(System) 信号理论与系统理论 §1.2 信号的概念及分类 4．一维信号和多维信号 §1.3 系统的概念及分类 1．线性系统与非线性系统 2．时变系统与时不变系统 例： 此系统为时变系统。 系统2作用：输入信号乘cost 时移 t0 经过系统 经过系统 时移 t0 系统分析研究的主要问题：对给定的具体系统，求出它对给定激励的响应。 具体地说：系统分析就是建立表征系统的数学方程并求出解答。? 系统的分析方法： 输入输出法(外部法)(微分、差分方程) 状态变量法（内部法）（chp.7) 外部法 时域分析（chp.2,chp.5) 变换域法 连续系统—频域法(3)和复频域法(4) 离散系统—z域法（chp6) 三、LTI系统的分析方法 零状态响应：系统初始状态为零时，仅由外加激励 单独作用产生的系统响应。 零输入响应：外加激励为零时，仅由系统初始状态单独作用产生的系统响应。 系统的全响应：零状态响应+零输入响应 （1）把零输入响应和零状态响应分开求。 （2）把复杂信号分解为众多基本信号之和，根据线性系统的可加性：多个基本信号作用于线性系统所引起的响应等于各个基本信号所引起的响应之和。 求解的基本思路： 采用的数学工具： （1）卷积积分与卷积和 （2）傅里叶变换 （3）拉普拉斯变换 （4）Z变换 * * 消息（Message）：人们常常把来自外界的各种 报道统称为消息。 消息：反映知识状态的改变。 信息（Information）：通常把消息中有意义的内容称为信息。 信息量=[收到消息前对某事件的无知程度]— [收到消息后对某事件的无知程度] § 1.1 信号与系统 信号（Signal）：信号是信息的载体。通过信号传递信息。 信号我们并不陌生，如刚才铃声—声信号，表示该上课了； 十字路口的红绿灯—光信号，指挥交通 电视机天线接受的电视信息—电信号； 日常生活中的文字信号、图像信号、生物电信号等等，都是信号。 系统（system）：一般而言，是指若干相互关联的事物组合而成具有特定功能的整体。 如手机、电视机、通信网、计算机网等都可以看成系统。它们所传送的语音、音乐、图像、文字等都可以看成信号。信号的概念与系统的概念常常紧密地联系在一起。 系统的基本作用是对输入信号进行加工和处理，将其转换为所需要的输出信号。 系统 输入信号 激励 输出信号 响应 演示 *. 通信系统 *. 控制系统 施加于系统的信号称为系统的输入信号或激励。 系统在输入信号作用下产生的信号称为系统的输出信号或响应。 信号理论 系统理论 信号分析：研究信号的基本性能，如信号的描述、性质等。 系统分析：给定系统，研究系统对于输入激励所产生的输出 响应。或者研究系统的一些特性、性能等。 重点讨论信号的分析、系统的分析，分析是综合的基础。 信号处理: 消除信号中的多余内容；滤除混杂的噪声和干扰；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。 信号传输 系统综合：按照给定的需求设计（综合）系统 一、信号的描述 信号是信息的一种物理体现。它一般是随时间或位置变化的物理量。 本课程讨论电信号---简称“信号”。 电信号的基本形式：随时间变化的电压或电流。 描述信号的常用方法（1）表示为时间的函数 （2）信号的图形表示--波形 二、信号的分类 1. 确定信号和随机信号 可以用确定时间函数表示的信号，称为确定信号或规则信号。如正弦信号。对于指定的某一时刻 t，可确定一相应的函数值 f (t)，若干不连续点除外。 若信号不能用确切的函数描述，它在任意时刻的取值都具有不确定性，只可能知道它的统计特性，如在某时刻取某一数值的概率，这类信号称为随机信号或不确定信号。 研究确定信号是研究随机信号的基础。本课程只讨论确定信号。 确定性信号与随机信号 2. 连续信号和离散信号 根据信号自变量为连续/离散的特点进行区分。 在连续的时间范围内(-∞t∞）有定义的信号称为连续时间信号，简称连续信号。函数值为连续时常称为模拟信号。 这里的“连续”指函数的定义域—时间是连续的，但可含间断点，至于值域可连续也可不连续。 值域连续 值域不连续 （1）连续时间信号： 演示 仅在一些离散的瞬间才有定