第一章_緒_論

1、第一章第1講1第一章第1講21.1 1.1 信號與系統(tǒng)信號與系統(tǒng)1.2 1.2 信號的描述和分類信號的描述和分類1.3 1.3 信號的運算信號的運算1.4 1.4 階躍信號與沖激信號階躍信號與沖激信號1.5 1.5 信號的分解信號的分解1.6 1.6 線性時不變系統(tǒng)線性時不變系統(tǒng)第一章第1講3信號信號(signal)系統(tǒng)（系統(tǒng)（system）信號理論與系統(tǒng)理論信號理論與系統(tǒng)理論第一章第1講4消息（消息（Message）：）：在通信系統(tǒng)中，一般將語言、文字、在通信系統(tǒng)中，一般將語言、文字、圖像或數(shù)據(jù)統(tǒng)稱為消息。圖像或數(shù)據(jù)統(tǒng)稱為消息。信號（信號（Signal）：）：指消息的表現(xiàn)形式與傳送載體。指消

2、息的表現(xiàn)形式與傳送載體。信息（信息（Information）：）：一般指消息中賦予人們的新知一般指消息中賦予人們的新知識、新概念，定義方法復(fù)雜，將在后續(xù)課程中研究。識、新概念，定義方法復(fù)雜，將在后續(xù)課程中研究。信號信號是消息的表現(xiàn)形式與傳送載體，是消息的表現(xiàn)形式與傳送載體，消息消息是信號的傳是信號的傳送內(nèi)容。例如電信號傳送送內(nèi)容。例如電信號傳送聲音聲音、圖像、文字等。、圖像、文字等。電信號是應(yīng)用最廣泛的物理量，如電壓、電流、電荷、電信號是應(yīng)用最廣泛的物理量，如電壓、電流、電荷、磁通等。磁通等。 第一章第1講5系統(tǒng)（系統(tǒng)（system）：）：由若干相互作用和相互依賴的事物由若干相互作用和相互依賴

3、的事物組合而成的，具有穩(wěn)定功能的整體。如太陽系、組合而成的，具有穩(wěn)定功能的整體。如太陽系、通信通信系統(tǒng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、經(jīng)濟系統(tǒng)、生態(tài)系統(tǒng)等。、控制系統(tǒng)、經(jīng)濟系統(tǒng)、生態(tài)系統(tǒng)等。系統(tǒng)可以看作是變換器、處理器。系統(tǒng)可以看作是變換器、處理器。電系統(tǒng)具有特殊的重要地位，某個電路的輸入、輸出電系統(tǒng)具有特殊的重要地位，某個電路的輸入、輸出是完成某種功能，如微分、積分、放大，也可以稱系是完成某種功能，如微分、積分、放大，也可以稱系統(tǒng)。統(tǒng)。在電子技術(shù)領(lǐng)域中，在電子技術(shù)領(lǐng)域中，“系統(tǒng)系統(tǒng)”、“電路電路”、“網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)”三個名詞在一般情況下可以通用。三個名詞在一般情況下可以通用。第一章第1講6信號理論信號理論 系統(tǒng)理

4、論系統(tǒng)理論 信號分析：研究信號的基本性能，如信號信號分析：研究信號的基本性能，如信號 的描述、性質(zhì)等。的描述、性質(zhì)等。信號傳輸信號傳輸信號處理信號處理系統(tǒng)分析：給定系統(tǒng)，研究系統(tǒng)對于輸入系統(tǒng)分析：給定系統(tǒng)，研究系統(tǒng)對于輸入 激勵所產(chǎn)生的輸出響應(yīng)。激勵所產(chǎn)生的輸出響應(yīng)。系統(tǒng)綜合：按照給定的需求設(shè)計（綜合）系統(tǒng)綜合：按照給定的需求設(shè)計（綜合） 系統(tǒng)。系統(tǒng)。重點討論信號的分析、系統(tǒng)的分析，分析是綜合的基礎(chǔ)。重點討論信號的分析、系統(tǒng)的分析，分析是綜合的基礎(chǔ)。 第一章第1講7第一章第1講8激激勵勵輸輸入入信信號號響響應(yīng)應(yīng)輸輸出出信信號號系系統(tǒng)統(tǒng)第一章第1講9信號的分類信號的分類典型確定性信號介紹典型確定

5、性信號介紹第一章第1講10信號的分類方法很多，可以從不同的角度對信信號的分類方法很多，可以從不同的角度對信號進行分類。號進行分類。按實際用途劃分：按實際用途劃分：電視信號電視信號雷達信號雷達信號控制信號控制信號通信信號通信信號廣播信號廣播信號按所具有的時間特性劃分按所具有的時間特性劃分第一章第1講11確定信號指一個可以表示為確定的時間函數(shù)的信號，確定信號指一個可以表示為確定的時間函數(shù)的信號，即對于某一時刻，信號有確定的值。隨機信號則不同，它即對于某一時刻，信號有確定的值。隨機信號則不同，它不是一個確定的時間函數(shù)，通常只知道它取某一值的概率。不是一個確定的時間函數(shù)，通常只知道它取某一值的概率。t

6、tt)(tf0001tt)(tft)(tf第一章第1講12連續(xù)信號指在所討論的時間內(nèi)，對任意時刻值除若干連續(xù)信號指在所討論的時間內(nèi)，對任意時刻值除若干個不連續(xù)點外都有定義的信號。個不連續(xù)點外都有定義的信號。 離散信號是指只在某些不連續(xù)規(guī)定的時刻有定義，而離散信號是指只在某些不連續(xù)規(guī)定的時刻有定義，而在其他時刻沒有定義的信號。在其他時刻沒有定義的信號。t)(tft)(tft)(tft)(tf第一章第1講13數(shù)字信號：數(shù)字信號：時間和幅值均為離散時間和幅值均為離散 的信號的信號。主要討論主要討論確定性確定性信號。信號。先連續(xù)，后離散；先周期，后非周期。先連續(xù)，后離散；先周期，后非周期。模擬信號：模

7、擬信號：時間和幅值均為連續(xù)時間和幅值均為連續(xù) 的信號的信號。抽樣信號：抽樣信號：時間離散的，幅值時間離散的，幅值 連續(xù)的信號連續(xù)的信號。量化Ot tf nfnO nfnO抽樣第一章第1講14判斷下列波形是連續(xù)判斷下列波形是連續(xù)時間信號還是離散時時間信號還是離散時間信號，若是離散時間信號，若是離散時間信號是否為數(shù)字信間信號是否為數(shù)字信號？號？ tfOt tfOt1 2435 678123值，只有321 tfOt1 2435 678連續(xù)信號連續(xù)信號離散信號離散信號離散信號離散信號數(shù)字信號數(shù)字信號第一章第1講15周期信號是指一個每隔一定時間周期信號是指一個每隔一定時間T，周而復(fù)始且無始無周而復(fù)始且無

8、始無終的信號終的信號。(在較長時間內(nèi)重復(fù)變化在較長時間內(nèi)重復(fù)變化) 非周期信號在時間上不具有周而復(fù)始的特性非周期信號在時間上不具有周而復(fù)始的特性t)(tfTt)(tfTt)(tf第一章第1講16一維信號：一維信號：只由一個自變量描述的信號，如語音信號。只由一個自變量描述的信號，如語音信號。多維信號：多維信號：由多個自變量描述的信號，如圖像信號。由多個自變量描述的信號，如圖像信號。第一章第1講17tdtfETTT2)(lim總能量tdtfTPTTT2)(21lim平均功率第一章第1講18tetf21)()()10cos(5)(2tttfJ212)(lim004044221TTttttTdtedt

9、edtedteEW25. 622251lim)20cos(1 2251lim)10(cos251lim202022TTdttTdttTPTTTTT2225lim)20cos(1 225lim)10(cos25lim202022TdttdttETTTTT01P所以 為能量信號, 為功率信號。)(1tf)(2tf第一章第1講19第一章第1講20第一章第1講215.5.鐘形脈沖函數(shù)鐘形脈沖函數(shù)( (高斯函數(shù)高斯函數(shù)) )1.1.指數(shù)信號指數(shù)信號2.2.正弦信號正弦信號3.3.復(fù)指數(shù)信號復(fù)指數(shù)信號( (表達具有普遍意義表達具有普遍意義) )3 3. 抽樣信號抽樣信號(Sampling Signal)信

10、號的表示信號的表示 tf函數(shù)表達式函數(shù)表達式波形波形第一章第1講22信號的自變量的變換信號的自變量的變換平移反褶尺度平移反褶尺度一般情況一般情況微分和積分微分和積分兩信號相加或相乘兩信號相加或相乘第一章第1講23)(tf101t) 1( tf101t) 1( tf101t2f (t-t0)將 f (t) 延遲時間 t0 ；即將 f (t) 的波形向右移動 t0 。f (t+t0)將 f (t) 超前時間 t0 ；即將 f (t) 的波形向左移動 t0 。)(tf101t)( tf 01t第一章第1講24)(tf101t) 1( tf101t2 f (-t-1)= f -(t+1)將 f (-t

11、)的波形向左移動1。)( tf 01t) 1(tf01t2反折平移平移反折第一章第1講25)(tf101t f (-t+1)= f -(t-1)將 f (-t)的波形向右移動1。)( tf 01t反折平移平移反折) 1(tf01t) 1( tf101t第一章第1講26壓縮)(tf101t2)2( tf101t25 . 0擴展)(tf101t2)(21tf104t2第一章第1講27 , 10 , 1)()( 保保持持信信號號的的時時間間增增長長擴擴展展保保持持信信號號的的時時間間縮縮短短壓壓縮縮aaatftf三個波形相似，都是三個波形相似，都是t 的一次的一次函數(shù)。函數(shù)。但由于自變量但由于自變量

12、t 的系數(shù)不同，的系數(shù)不同，則達到同樣函數(shù)值則達到同樣函數(shù)值2的時間不同。的時間不同。時間變量乘以一個系數(shù)等于改時間變量乘以一個系數(shù)等于改變觀察時間的標(biāo)度。變觀察時間的標(biāo)度。O2T21 2tftOT21 tftOT221 tf 2t第一章第1講28注意注意！ 0 aabtafbatftf設(shè)設(shè)先展縮：先展縮： a1，壓縮，壓縮a倍；倍； a1，擴展，擴展1/a倍倍 后平移：后平移： +，左移左移b/a單位；，右移單位；，右移b/a單位單位 一切變換都是相對一切變換都是相對t 而言而言最好用先翻縮后平移的順序最好用先翻縮后平移的順序 加上倒置：加上倒置： abtafbatf 第一章第1講29壓縮)(tf101t2)2( tf101t5 . 0壓縮)2( tf101t2)2(tf 01t5 . 0反折)22(tf01t5 . 0)22( tf101t5 . 0