信號(hào)系統(tǒng)第1章 緒論課件

1信號(hào)系統(tǒng)第1章1Signalsandsystems信號(hào)與系統(tǒng)1信號(hào)系統(tǒng)第1章2緒論課程簡(jiǎn)況：

課程地位、研究?jī)?nèi)容課程特點(diǎn)：理論嚴(yán)謹(jǐn)、數(shù)學(xué)理論性強(qiáng)、內(nèi)容豐富、系統(tǒng)性強(qiáng)、工程性強(qiáng)。課程安排：計(jì)劃學(xué)時(shí)：90學(xué)時(shí)其中：理論授課：72實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：18

學(xué)習(xí)方法：記筆記。。。。。課程考核:

過程考核結(jié)合課程考核.1、時(shí)域部分5%；2、頻域部分10%；3、復(fù)頻域部分10%；4、期末考試40%；包括：時(shí)域、頻域、復(fù)頻域、離散。5、實(shí)驗(yàn)20%；6、平時(shí)15%；包括：到課、提問、作業(yè)、論文、其它課程活動(dòng)內(nèi)容。1信號(hào)系統(tǒng)第1章3二、主要參考書:吳大正《信號(hào)與線性系統(tǒng)分析》

（第三版）鄭君里《信號(hào)與系統(tǒng)》（第二版）

Oppenheim

《SignalsAndSystems》1信號(hào)系統(tǒng)第1章4第一章緒論本章重點(diǎn)：

1、信號(hào)的概念及其分類；

2、奇異信號(hào)（特別是沖激函數(shù)、階躍函數(shù)）的定義及性質(zhì)；

3、系統(tǒng)的概念及其分類。

1信號(hào)系統(tǒng)第1章5信息時(shí)代的特征——

用信息科學(xué)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的理論和手段來解決科學(xué)、工程和經(jīng)濟(jì)問題§1-1引言1信號(hào)系統(tǒng)第1章6《信號(hào)與系統(tǒng)》要解決的問題什么是信號(hào)？ 信號(hào)是消息的表現(xiàn)形式，消息則是信號(hào)的具體內(nèi)容。什么是系統(tǒng)？

系統(tǒng)是由若干相互作用和相互依賴的事物組合而成的具有特定功能的整體。信號(hào)作用于系統(tǒng)產(chǎn)生什么響應(yīng)？1信號(hào)系統(tǒng)第1章7信號(hào)與系統(tǒng)問題無處不在

通訊古老通訊方式：烽火、旗語(yǔ)、信號(hào)燈近代通訊方式：電報(bào)、電話、無線通訊現(xiàn)代通訊方式：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通訊、視頻電視傳播、衛(wèi)星傳輸、移動(dòng)通訊1信號(hào)系統(tǒng)第1章8信息科學(xué)已滲透到所有現(xiàn)代自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)領(lǐng)域工業(yè)監(jiān)控、生產(chǎn)調(diào)度、質(zhì)量分析、資源遙感、地震預(yù)報(bào)、人工智能、高效農(nóng)業(yè)、交通監(jiān)控宇宙探測(cè)、軍事偵察、武器技術(shù)、安全報(bào)警、指揮系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)預(yù)測(cè)、財(cái)務(wù)統(tǒng)計(jì)、市場(chǎng)信息、股市分析電子出版、新聞傳媒、影視制作遠(yuǎn)程教育、遠(yuǎn)程醫(yī)療、遠(yuǎn)程會(huì)議虛擬儀器、虛擬手術(shù)1信號(hào)系統(tǒng)第1章9電力系統(tǒng)中信息技術(shù)的應(yīng)用舉例

（1）諧波分析電弧爐大型f50250幅度電網(wǎng)頻譜分析1信號(hào)系統(tǒng)第1章10(2)故障診斷——電動(dòng)機(jī)鼠籠斷條鼠籠斷裂電機(jī)轉(zhuǎn)子的鼠籠454950f滑差電流電動(dòng)機(jī)頻譜分析泄露1信號(hào)系統(tǒng)第1章11（3）長(zhǎng)電力傳輸線的故障檢測(cè)脈沖發(fā)生器LT1T2互相關(guān)漏電1信號(hào)系統(tǒng)第1章12生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理應(yīng)用舉例1信號(hào)系統(tǒng)第1章131信號(hào)系統(tǒng)第1章141信號(hào)系統(tǒng)第1章15心率變異分析—心電信號(hào)的頻域分析1信號(hào)系統(tǒng)第1章16圖像攜帶信息特征1信號(hào)系統(tǒng)第1章17染色體識(shí)別及計(jì)數(shù)1信號(hào)系統(tǒng)第1章18PhotocourtesyPhilipsResearch

Ultrasoundexaminationduringpregnancy

1信號(hào)系統(tǒng)第1章191信號(hào)系統(tǒng)第1章201信號(hào)系統(tǒng)第1章211信號(hào)系統(tǒng)第1章22通信應(yīng)用1、基于Matlab的語(yǔ)音信號(hào)自相關(guān)基音檢測(cè)；2、中頻信號(hào)正交解調(diào)原理與實(shí)現(xiàn)；3、希爾伯特變換在信號(hào)解調(diào)中的應(yīng)用；4、kj1回聲抵消的MATLAB仿真（d:work\課件\kj1)。1信號(hào)系統(tǒng)第1章231信號(hào)系統(tǒng)第1章241-2

信號(hào)的基本概念及其分類1、信號(hào)：消息的運(yùn)載工具和表現(xiàn)形式例、聲音信號(hào)及仿真kj1_2.2、表示：函數(shù)：f(t)=Amcos(

t+

)

波形：數(shù)據(jù)：t0.10.20.30.40.50.60.7u(t)1.21.41.31.71.11.91.8

連續(xù)信號(hào)離散信號(hào)信號(hào)、消息、信息按時(shí)間變量t是否連續(xù)3、分類：1信號(hào)系統(tǒng)第1章25

周期信號(hào)非周期信號(hào)f(t)=f(t+mT)m=整數(shù)不具有周而復(fù)始的特性的信號(hào)或令T時(shí)的周期信號(hào)周期信號(hào)可分解為不同頻率的正弦量的和但幾個(gè)不同頻率的正弦量的和并不一定為周期函數(shù)能量信號(hào)功率信號(hào)

確定信號(hào)隨機(jī)信號(hào)正弦信號(hào)非正弦信號(hào)一維信號(hào)多維信號(hào)實(shí)數(shù)信號(hào)復(fù)數(shù)信號(hào)1信號(hào)系統(tǒng)第1章262、直流信號(hào)f(t)=Amcos(

t+

)

1-3常用連續(xù)時(shí)間信號(hào)(教材中2.4)1、正弦信號(hào)(-∞<t<∞)f(t)=A

(-∞<t<∞)3、單位階躍信號(hào)

性質(zhì)：切除性

y(t)=f(t)U(t)1信號(hào)系統(tǒng)第1章274、單位門信號(hào)5、單位沖激信號(hào)

性質(zhì)：U(t)與

(t)關(guān)系：或1信號(hào)系統(tǒng)第1章28

例1：畫出下列信號(hào)時(shí)域波形

f(t)=5U(-t-1)

例2：求下列表達(dá)式值

y(t)=U(t2+5t+4)=3/2=13/8微分呢？1信號(hào)系統(tǒng)第1章296、單位沖激偶信號(hào)

性質(zhì)：例:求=2=(t)+U(t)1信號(hào)系統(tǒng)第1章307、單位符號(hào)信號(hào)

8、單位斜坡信號(hào)：?jiǎn)挝恍逼滦盘?hào)與階躍信號(hào)、沖激信號(hào)關(guān)系：1信號(hào)系統(tǒng)第1章319、復(fù)指數(shù)信號(hào)特點(diǎn)：(1)

s=0:f(t)=K（直流信號(hào)）(2）=0:其中(-∞<t<∞)（實(shí)指數(shù)信號(hào)）(3)=0:1信號(hào)系統(tǒng)第1章3210、抽樣信號(hào)：性質(zhì)：(1)f(t)=f(-t)(2)f(0)=1(3)(-∞<t<∞)非常重要1信號(hào)系統(tǒng)第1章331-4連續(xù)時(shí)間信號(hào)時(shí)域變換與運(yùn)算(教材中1-3)一、信號(hào)運(yùn)算：

2）y(t)=f1(t)f2(t)3）y(t)=Af

(t)f1(t)f2(t)y(t)f1(t)f2(t)y(t)y(t)y(t)y(t)f(t)f(t)f(t)1）y(t)=f1(t)+f2(t)1信號(hào)系統(tǒng)第1章34

1）折疊：y(t)=f

(-t)

二、信號(hào)變換：2）時(shí)移：y(t)=f

(t-to)

3）倒相：y(t)=-f

(t)

4）展縮：y(t)=f(at)

其中：a>0

當(dāng)0<a<1時(shí):

y(t)相對(duì)f(t)展寬a倍;

當(dāng)a>1時(shí)：

y(t)相對(duì)f(t)壓縮a倍.1信號(hào)系統(tǒng)第1章35解:練習(xí)1:已知f(t)如圖所示，求f(2t)和f(t/2)的波形。

1信號(hào)系統(tǒng)第1章36解：練習(xí)2:已知f(t)如圖所示，求y(t)=f(-3t+6)的波形。方法2：方法3：方法1展縮折疊平移平移展縮折疊1信號(hào)系統(tǒng)第1章37解：例1:圖示系統(tǒng)，求f1(t)、f2(t)和y(t)的波形。1信號(hào)系統(tǒng)第1章38解:例2:已知f(t)如右圖所示，求其一次微分后的波形y(t)。

1信號(hào)系統(tǒng)第1章391-5連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的基本概念(教材中1-4)一、系統(tǒng)概念

1）定義：相互作用、相互依賴事物集合，具有特定功能的整體。2）功能：完成信號(hào)產(chǎn)生、變換、運(yùn)算等。3）分類：

集中參數(shù)系統(tǒng)分布參數(shù)系統(tǒng)

線性系統(tǒng)非線性系統(tǒng)

連續(xù)系統(tǒng)離散系統(tǒng)

時(shí)不變系統(tǒng)時(shí)變系統(tǒng)

動(dòng)態(tài)系統(tǒng)靜態(tài)系統(tǒng)

因果系統(tǒng)非因果系統(tǒng)

單輸入/單輸出系統(tǒng)多輸入/多單輸出系統(tǒng)1信號(hào)系統(tǒng)第1章40二、線性時(shí)不變因果系統(tǒng)特性1、齊次性2、疊加性4、時(shí)不變性3、線性5、微分性6、積分性7、因果性1信號(hào)系統(tǒng)第1章418、響應(yīng)可分解性9、零輸入線性10、零狀態(tài)線性1信號(hào)系統(tǒng)第1章42三、信號(hào)與系統(tǒng)分析2、系統(tǒng)分析：已知系統(tǒng)模型，研究系統(tǒng)對(duì)各種激勵(lì)信號(hào)作用下的響應(yīng)特性。3、分析方法：2、信號(hào)與系統(tǒng)分析的意義：

（1）信號(hào)時(shí)間特性與系統(tǒng)時(shí)間特性匹配；（2）信號(hào)頻率特性與系統(tǒng)頻率特性匹配；（3）信號(hào)功率特性與系統(tǒng)負(fù)載功率匹配；（4）信號(hào)信息含量與系統(tǒng)容量匹配；分解階躍信號(hào)沖激信號(hào)正弦信號(hào)指數(shù)信號(hào)等基本信號(hào)特性復(fù)雜信號(hào)特性基本信號(hào)1、信號(hào)分析：復(fù)雜信號(hào)時(shí)域法/變域法內(nèi)部法/外部法1信號(hào)系統(tǒng)第1章43例3：已知某線性時(shí)不變系統(tǒng)，當(dāng)激勵(lì)f(t)=U(t)，初始狀態(tài)x1(0-)=1，

（1）激勵(lì)f(t)=0，初始狀態(tài)x1(0-)=1，x2(0-)=2時(shí)的響應(yīng)y3(t)=？（2）激勵(lì)f(t)=2U(t)，初始狀態(tài)為零時(shí)的響應(yīng)y4(t)=？x2(0-)=2時(shí)，響應(yīng)y1(t)=6e-2t-5e-3t；當(dāng)激勵(lì)f(t)=3U(t)，初始狀態(tài)保持不變時(shí)，響應(yīng)y2(t)=8e-2t-7e-3t。求：解:當(dāng)激勵(lì)f(t)=U(t)，初始狀態(tài)x1(0-)=1，x2(0-)=2時(shí)，響應(yīng)=6e-2t-5e-3t當(dāng)激勵(lì)f(t)=3U(t)，初始狀態(tài)保持不變時(shí)，響應(yīng)=8e-2t-7e-3t可得yf(t)=e-2t-e-3tyx(t)=5e-2t-4e-3t所以，響應(yīng)

y3(t)=yx(t)=5e-2t-4e-3ty4(t)=2yf(t)=2e-2t-2e-3t1信號(hào)系統(tǒng)第1章44