信号与系统的

信号与系统的Tag内容描述：<p>1、实验一：连续信号和离散信号的表示与卷积 一.实验目的 1. 学习 MATLAB 软件产生信号和实现信号的可视化 2. 学习和掌握连续和离散信号的时域表示方法 3. 学习和掌握连续信号和离散信号卷积方法 二实验原理 1. 信号的表示方法 常用信号： 连续函数 , ，ttfsin)( atAetf)(tSsin)( 离散信号 ， ，0 njw0uf 奇异信号： 连续函数：冲激函数 ，阶跃函数 ，斜坡函数)(t)(tu)(tR 离散信号：冲激函数 ，阶跃函数 ，斜坡函数nnn 2卷积 连续函数的卷积： dtftg)()(21 离散函数的卷积： mnfn21 三实验内容 1. 熟悉 matlab 工作环境 （1） 运行 matlab.e。</p><p>2、信号与线性系统 第五章 连续系统的复频域分析 第5章 连续系统的复频域分析 5.1 单边拉普拉斯变换 5.2 拉普拉斯变换的性质 5.3 拉普拉斯反变换 5.4 线性系统的拉氏变换分析法 5.5 连续时间系统函数与系统特性 信号与线性系统 第五章 连续系统的复频域分析 5.1 单边拉普拉斯变换 在前一章中,用傅里叶变换可以将信号映射至频率 域,引出了信号与系统的频域分析法。信号如果满足狄 里赫莱条件,即信号绝对可积,则信号的傅里叶变换存在 。 （5 2） 信号与线性系统 第五章 连续系统的复频域分析 5.1.1 从傅里叶变换到拉普拉斯变换 信号f(t)之所以。</p><p>3、信号与系统 Signals and Systems XXX 电子信息工程学院 2 上节课回顾 离散时间信号基本运算 信号自变量的改变：翻转、位移、内插和抽取 信号自身整体的运算：差分、求和 两信号之间的运算：相加、相乘 确定信号的时域分解 第3章 系统的时域分析 3.1 线线性非时变时变 系统统的描述及特点 3.2 连续时间连续时间 LTI系统统的响应应 3.3 离散时间时间 LTI系统统的响应应 3.4 冲激响应应表示的系统统特性 3 学 习 要 求 1.掌握线线性时时不变连续时间变连续时间 系统统与离散时间时间 系统统的数学 模型。 2.了解连续时间连续时间 系统统与离。</p><p>4、MATLAB在信号与系统中的应用 MATLAB简介 信号的MATLAB表示 利用MATLAB进行系统的时域分析 利用MATLAB进行信号的频域分析 利用MATLAB进行连续系统的S域分析 利用MATLAB进行离散系统的Z域分析 利用MATLAB进行系统的状态变量分析 MATLAB高级编程 MATLAB简介 (Matrix Laboratory) MATLAB的工作方式 如何获取帮助 表达式 数组组及其运算 函数文件 循环环（FOR、 WHILE 循环环） 基本绘图语绘图语 句 MATLAB简介 1. MATLAB的工作方式 （1）窗口命令方式 （2）运行以.M为扩 展名磁盘文件 2获取帮助 命令窗口输入： help+函数名 例如 help plot 工。</p><p>5、第一章 信号与系统的基本概念 1.1 信号的描述与分类 一、信号的描述 1 广义地说，信号是随时间和空间变化的某种物理量。 一段语音信号(“对了”) 。 00.050.10.150.20.250.30.350.4 -0.5 -0.4 -0.3 -0.2 -0.1 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0001 1010 0111 1100 0110 0101 0101 0111 0110 0101 0001 1000 抽样频率 =22050Hz 2 信号(signal)是消息的表现形式， 消息(message)则是信号的具体内容， 信息(information)是消息的一种量度。 函数：f (t)=Amcos(t+) 消息、信号 、信息 信号描述的方式： 波形： 数据： t 0.10.20.30.40.50.60.7 u(t)1.21。</p><p>6、Matlab 在信号与系统中的应用 1.连续信号和系统 连续信号和线性时不变(LTI)系统特点 连续信号,在计算机中不能用数值计算的方法来分析, 应当采用符号推理的方法来分析. 实际应用将信号看成足够慢,采样很快的方式进行仿 真. 基本信号的仿真 单位冲激函数(t) 看作宽度为(dt),幅度为1/的矩形脉冲. 单位阶跃信号 复指数函数 线性时不变系统的响应 零输入响应 已知y及其各阶导数的初始值 y(0),y(1)(0),y(n)(0) 当LTI系统的输入为0时,其输入响应为 微分方程的奇次解.(右端为0),其形式为 P1,P2,Pn为特征方程的根,有roots求得 而系数则有y及各阶导。</p><p>7、生物医学工程与医学影像学院 电子学与电子工程学教研室 第六章第六章 连续时间信号与系统连续时间信号与系统 的复频域分析的复频域分析 Signals and SystemsSignals and Systems 第第 2 2 页页 系统响应频域分析小结系统响应频域分析小结 优点：求解系统的零状态响应时，可以直观地体现信号通 过系统后信号频谱的改变，解释激励与响应时域波形的差异 ，物理概念清楚。 不足：1）只能求解系统的零状态响应，系统的零输入响应 仍需按时域方法求解。 2）若激励信号不存在傅里叶变换，则无法利用频域 分析法。 3）频域分析法中，傅立叶反变换。</p><p>8、2016/2017学年第二学期信号与系统分析期末考试复习参考试题(A)1、 填空题（20分，每空2分）1. =_____________ 2. =____________3. 无失真传输系统函数（网络函数）应满足的条件是_________________4. 已知实信号 的最高频率为 fm (Hz)，则对于信号抽样不混叠的最小抽样频率为______________________ Hz5. 幅值为E、脉宽为、角频率为的周期矩形脉冲序列的傅里叶变换为_____________________________6. 的拉普拉斯变换为________________________7. 已知信号的频谱为，则信号的频谱为 _______________8. 序列的DTFT变换为__________________。</p><p>9、第第3 3章章 离散时间信号与离散时间信号与 系统的频域分析系统的频域分析 我们知道信号和系统的分析方法有 两种， 即时域分析方法和频率分析方法 。 在模拟领域中， 信号一般用连续变量时间t的函数表示，系统则用 微分方程描述。 为了在频率域进行分析， 用拉普拉斯变换和傅里 叶变换将时间域函数转换到频率域。 时域离散信号和系统中， 信号用序列表示， 其自变量仅取整数， 非 整数时无定义， 而系统则用差分方程描述 。 频域分析是用Z变换或傅里叶变换这一数学 工具。 其中傅里叶变换指的是序列的傅里 叶变换， 它和模拟域中的傅里叶。</p><p>10、1,第二章 连续系统的时域分析,本书着重讨论确定性输入信号作用下的集总参数线性时不变系统（LTI）。 LTI系统的数学模型：微分方程 系统时域分析方法； 微分方程求解。（系统的初始条件，起始条件，零状态响应，零输入响应，完全响应） 已知系统冲激响应，利用卷积，求系统输出响应。,2,2.1 微分方程的建立与求解,一、建立 例2-1，2-2 二、求解,3,解包括齐次解和特解。 1.齐次解（自由响应） 齐次解为形如 的线性组合。即 其中， 1 ， n为特征方程 的根，Ai由初始条件决定。 若i为特征方程的k重根，则重根部分为 如例2-3,4,2.特解（强迫响。</p><p>11、信号与系统,Signals and Systems,XXX 电子信息工程学院,第7章 离散时间信号与系统的 复频域分析,2,7.1 离散时间信号的复频域分析 7.2 离散时间LTI系统的复频域分析 7.3 离散时间系统函数与系统特性 7.4 离散时间系统的模拟,3,上节课回顾,常用序列的单边z变换,4,单边z变换的性质 线性特性、位移特性、卷积特性、指数加权特性、微分特性、求和特性、初值定理和终值定理 单边z反变换 部分分式法、幂级数展开法、留数法,上节课回顾,7.3 系统函数H(z)与系统特性,5,7.2.1 离散时间LTI系统的系统函数 系统函数的定义 H(z)与hk的关系 z域求零状态。</p><p>12、信号与系统,Signals and Systems,XXX 电子信息工程学院,DFS,DTFT,上节课回顾,2,CTFT,CFS,第4章 信号的频域分析,4.1 连续时间周期信号的频域分析 4.2 连续时间非周期信号的频域分析 4.3 离散周期信号的频域分析 4.4 离散非周期信号的频域分析 4.5 信号的时域抽样和频域抽样,3,4.5 信号的时域抽样和频域抽样,4.5.1 信号的时域抽样 什么是信号抽样 为什么进行信号抽样 如何进行信号抽样 抽样定理的理论推导 抽样定理内容 抽样定理的工程应用 4.5.2 信号的频域抽样,4,4.5.1 信号的时域抽样 1. 什么是信号抽样,5,4.5.1 信号的时域抽样 1. 什么。</p><p>13、信号与系统,Signals and Systems,XXX 电子信息工程学院,2,上节课回顾,连续时间非周期信号的频域分析,第4章 信号的频域分析,4.1 连续时间周期信号的频域分析 4.2 连续时间非周期信号的频域分析 4.3 离散周期信号的频域分析 4.4 离散非周期信号的频域分析 4.5 信号的时域抽样和频域抽样,3,4.2 连续时间非周期信号的频域分析,4.2.1 连续时间信号的Fourier变换及其频谱 4.2.2 常见连续时间信号的频谱 4.2.3 连续时间Fourier变换的性质 研究傅里叶变换的目的及意义： (1)x(t)在时域发生变化时，相应频域如何改变，或反之； (2)已知某些Fx(t)= X。</p><p>14、信号与系统,Signals and Systems,XXX 电子信息工程学院,2,上节课回顾,卷积积分及其性质 离散时间LTI系统的响应 迭代法、经典时域法及卷积法 等效初始条件法求系统的单位脉冲响应,第3章 系统的时域分析,3.1 线性非时变系统的描述及特点 3.2 连续时间LTI系统的响应 3.3 离散时间LTI系统的响应 3.4 冲激响应表示的系统特性,3,3.3 离散时间LTI系统的响应,3.3.1 离散时间系统的零输入响应 3.3.2 离散时间系统的零状态响应 3.3.3 单位脉冲响应 3.3.4 序列卷积和,4,3.3.4 卷积和的计算与性质,图解法计算卷积和 列表法计算卷积和 卷积和的性质 交。</p><p>15、信号与系统,Signals and Systems,XXX 电子信息工程学院,上节课回顾,2,信号的描述及分类,信号与系统的基本概念,上节课回顾,3,系统的描述及分类：重点是线性时不变系统的判断。 考虑系统 是否为时不变系统？,时变系统,第2章 信号的时域分析,2.1 连续时间信号的时域描述 2.2 连续时间信号的基本运算 2.3 离散时间信号的时域描述 2.4 离散时间信号的基本运算 2.5 确定信号的时域分解,4,学 习 要 求,掌握典型连续信号与离散信号的表示与特性，尤其是单位冲激信号和单位脉冲信号的特性。 掌握连续信号与离散信号的基本运算。 掌握信号的分解，重。</p><p>16、4.8 取样定理,时域取样 理想抽样 矩形抽样 时域抽样等效频域周期重复 频域抽样: 等效为时域周期重复,一、信号的取样,信号取样原理：,取样周期,取样频率： fs =1/ Ts s = 2fs = 2/ Ts,1. 冲激取样 s(t)=T(t),时域抽样,频域周期重复,1,s = 2/ Ts,2. 矩形脉冲取样,时域抽样,频域周期重复,s = 2/ Ts,二、时域取样定理,1、时域取样定理 一个频率有限信号 如果频谱只占据 的范围，则信号 可以用等间隔的抽样值来唯一地表示。而抽样间隔不大于 （其中 ），或者说最低抽样频率为,奈奎斯特频率：,奈奎斯特间隔：,或,不满足抽样定理时产生频率混叠现。</p><p>17、信号与系统,Signals and Systems,魏 杰 电子信息工程学院,上节课回顾,典型普通信号与奇异信号的定义、性质 Dirac定义(狄拉克),2,上节课回顾,奇异函数小结：,3,第2章 信号的时域分析,2.1 连续时间信号的时域描述 2.2 连续时间信号的基本运算 2.3 离散时间信号的时域描述 2.4 离散时间信号的基本运算 2.5 确定信号的时域分解,4,2.2 连续时间信号的基本运算,信号的尺度变换 信号的翻转 信号的平移 信号相加 信号相乘 信号的微分 信号的积分,5,1. 尺度变换 x(t) x(at) a0,若01， 则x(at)是x(t)的压缩。,6,例1 尺度变换后语音信号的变化,f (t),。</p><p>18、信号与系统,Signals and Systems,XXX 电子信息工程学院,傅里叶变换性质一览表,2,1. 线性特性 2. 对称互易特性 3. 展缩特性 4. 时移特性 5. 频移特性 6. 时域卷积特性 7. 频域卷积特性 8. 时域微分特性 9. 积分特性 10. 频域微分特性,第4章 信号的频域分析,4.1 连续时间周期信号的频域分析 4.2 连续时间非周期信号的频域分析 4.3 离散周期信号的频域分析 4.4 离散非周期信号的频域分析 4.5 信号的时域抽样和频域抽样,3,4.3 离散周期信号的频域分析,4.3.1 离散周期信号的离散Fourier级数及其频谱 离散Fourier级数(DFS) 常用离散周期序列的频。</p><p>19、信号与系统,Signals and Systems,XXX 电子信息工程学院,2,上节课回顾,连续时间信号基本运算 信号自变量的改变：尺度、翻转和时移 信号自身整体的运算：微分、积分 两信号之间的运算：相加、相乘、卷积和相关 离散时间信号时域描述,3,第2章 信号的时域分析,2.1 连续时间信号的时域描述 2.2 连续时间信号的基本运算 2.3 离散时间信号的时域描述 2.4 离散时间信号的基本运算 2.5 确定信号的时域分解,2.4 离散时间信号的基本运算,翻转 (xk x-k) 位移 (xk xkn) 内插与抽取 序列相加 序列相乘 差分与求和,4,1. 翻转 xk x-k,将 xk 以纵轴为中心作。</p><p>20、第四章 傅里叶变换和系统的频域分析,本章主要内容：,第四章 傅里叶变换和系统的频域分析,信号分解为正交函数 傅里叶级数 周期信号的频谱 非周期信号的频谱 傅里叶变换的性质 能量谱和功率谱 周期信号的傅里叶变换 LTI系统的频域分析,4.1 信号分解为正交函数,一、矢量正交与矢量分解,矢量Vx = ( vx1, vx2, vx3)与Vy = ( vy1, vy2, vy3)正交的定义： 其内积为0，即,第四章 傅里叶变换和系统的频域分析,矢量正交,矢量分解,将相互正交的单位矢量组成一个 “正交矢量集”，则任 意矢量都可用该集合的分量组合表示。,4.1 信号分解为正交函数,举 。</p>