《信号与系统（第2版》》电子信息工程专业全套教学课件.pptx

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2024-10-162

第1章目录

Ø1.0课程简介

Ø1.1信号的基本概念

Ø1.2信号的描述

Ø1.3信号的分类

Ø1.4系统的基本概念

Ø1.5系统的描述

Ø1.6系统的分类

Ø1.7系统分析方法

Ø习题

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信号与系统，是研究信号和系统两个方面的问题。

信号分析，就是要研究信号的表示、信号的运算、

信号的特性以及信号的变换和应用。

系统分析，就是要研究系统的描述、系统的特性

及系统在给定的任意信号激励下的输出响应。

信号与系统是密不可分的，通过分析信号作用于

系统产生的响应，从而揭示信号与系统之间的内在

机理，得到输出响应与输入激励和系统之间的相互

关系。

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信号与系统是一对包含非常广泛内容的概念，对于

所有工程类专业，都有其自身的信号与系统。该课程

分析和研究信号与系统的基本概念、基本理论、基本

原理和基本方法，可适用于范围广泛的工程领域中。

对于工科学生来讲，该课程是工程专业一门基础的

理论和实践课程，是一门专业理论素养课程，也是后

续专业学习和深造的基础课程。

通过本课程的学习，培养学生能够从数学观念、物

理观念和工程观念去分析问题和解决问题，使学生对

于工程实际问题具备全局观和系统观的科学的思维方

式，以及具备从实际问题抽象出本质规律的能力。

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对于电类专业的学生来讲，电路课程所讨论的电

压/电流（信号）与电路（系统），只是本课程在电

路方面的特例，熟悉电路课程，有助于本课程的学

习和理解。但是同样要注意，本课程也不是电路课

程，它比电路课程所讨论的，具有更加广泛的工程

范围。

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MATLAB作为国际上公认的优秀科技应用软件，给信号与

系统课程的计算机辅助分析处理带来了巨大的福音。它高效的

数值计算及符号计算功能，能使使用者从繁杂的数学运算中解

脱出来；它具有功能丰富和完备的数学函数库及应用工具箱，

大量繁杂的数学运算和分析可通过调用MATLAB函数直接求解；

它语法规则简单易学，其语法格式与数学表达式非常相近；它

还具备完备的图形功能，可实现计算结果的图示化。

借助MATLAB工具，将繁杂的计算处理交由软件去完成，

使用者只需将注意力放在问题的分析和处理方法上。因此，希

望在课程的学习中，能学会应用MATLAB完成基本的工作。

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信息（Information）：通常是接受者从发送者那里获取的有

意义的内容。如何快速、高效地完成信息的传递，人类自古以

来一直在进行着这方面的努力，信息传递和处理水平的高低，

是人类生产力水平的一个重要标志。

要实现信息的传递，人们首先要将信息以某种物理形式表现

出来，这种用于表示信息的物理形式就是消息（Message）。

要传递信息，表现出来的就是要传递消息。接受者接收信息，

实际是接收发送者的消息。因此，在我们的时空中，充斥着各

种各样的消息，而只有消息中有意义的内容才是信息，信息才

是接受者所需要的。比如，烽火是一种消息，表示的是军事信

息，灯语是一种消息，表示的是交通信息……

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消息的直接传递无论在距离、速度、可靠性、有效性等方面都

有很大的局限性，一般来讲，利用一定的转换设备，把各种不同

的消息转换为易于传递的形式，这就是信号（Signal）。即信号

是消息的载体。信号的一个重要特点是，信号是随时间或空间

变化的物理量。从数学的意义而言，可以将信号视为一个或多个

独立变量的函数。

信号根据所采用的物理量的不同，可以有光信号、声音信号、

图像信号、文字信号、温度信号、压力信号、电信号等等。在这

些物理信号中，电信号是一种最便于产生、传递、存储、控制和

处理的信号形式，许多非电信号，往往可以通过特定的传感器转

换成电信号。电信号一般是随时间变化的电压或电流，这种变化

着的电压或电流代表着特定的消息内容。所以，电信号是信息传

输与处理技术领域的工作对象。本书中若无特别说明，“信号”

均指电信号。

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1.2信号的描述

信号是一个或多个独立变量的函数，如果信号是单个独立

变量的函数，这种信号就称为一维信号，比如x(t)。如果信号

是n个独立变量的函数，这种信号就称为n维信号，比如