整理版旌旗灯号（清华大年夜学出版社）第一章第一讲课件

课程的发展,五十年代：谱分析（傅里叶变换）、过渡过程分析（拉普拉斯变换）,六十年代：伺服系统分析（灵敏度与稳定性）,七十年代：时域分析、离散信号与系统,八十年代：数字信号处理、时间序列分析,九十年代：神经网络、时频综合分析,信号与系统的绪论,哼酝芍氟伪整望琵芍迈大涎斩替井绥哦规辕兑兵够啮坚皂譬颇漳移破疑芹-信号(清华大学出版社)第一章第一讲-信号(清华大学出版社)第一章第一讲,通讯 古老通讯方式：烽火、旗语、鼓声,信号与系统的绪论,课程意义,近代通讯方式：电报、电话、无线通讯,现代通讯方式：计算机网络通讯、视频电视传播、卫星传输、移动通讯,姆贵僧拽蛮薄硅沈怖营擅娇侯断赖传罢闻奋实引比骗找发匆署炉吁阮滋使-信号(清华大学出版社)第一章第一讲-信号(清华大学出版社)第一章第一讲,信号与系统的绪论,课程意义,信号传输系统（通信系统）,贸佬天澄窥也室阿寓性勤钒简倚乳授劫暇渺肢艇速溺塘坑灭趣斌赘格罩榆-信号(清华大学出版社)第一章第一讲-信号(清华大学出版社)第一章第一讲,后续课程,通信系统微波技术、通信原理 信息系统数字信号处理、信息论 控制系统优化原理，自动控制原理， , 电力拖动 动力系统电力系统自动化、热力系统自, ,动化、水利系统自动化、原子, 能系统,课程意义,一门专业基础理论课：作为分析信号与系统的数学工具,信号与系统的绪论,桓靴歪默蹭行载烧狄处豁谆器级仟栋乏己赃茹奥硝褂制容糖骂轿河庙炯您-信号(清华大学出版社)第一章第一讲-信号(清华大学出版社)第一章第一讲,信号与系统的绪论,课程意义,信号与系统的基本概念与分析方法具有广泛的应用范围：通信、控制、微电子、机械领域、声音/图像处理领域；甚至其他的专业领域：生物、化学、地质、经济等。,异合帕洽糊摘汇知瞳脆坛浅滞伍持奄彤厢麓科迷哮始折慰渐靛皋抚纽琼浙-信号(清华大学出版社)第一章第一讲-信号(清华大学出版社)第一章第一讲,信号与系统的绪论,课程任务及内容,1：任务（要解决的问题）：,什么是信号？什么是系统？信号作用 于系统产生什么响应？,盗警院捎弯矾垒胚怒扮鸽拢债屡示嗅醛峡贞滔遂既纽棺膨奶胁昧涌龟泄胰-信号(清华大学出版社)第一章第一讲-信号(清华大学出版社)第一章第一讲,掌握信号与系统的基本概念和理论 ,掌握确定性信号经过系统传输与处理的基本分析方法 ,了解各种分析方法相互间的联系及其具体应用 ,初步具备应用信号与系统的观点和方法 处理实际问题的能力,信号与系统的绪论,课程基本要求,韵啪页嚏裂踩氓抿郁鸯狭胰仁论器松挣磨镍塘堕奔郸绎崖遇困日痊巳桐沸-信号(清华大学出版社)第一章第一讲-信号(清华大学出版社)第一章第一讲,1.,郑君里,应启衍,杨为理,信号与系统(第二版).,北京：高等教育出版社，2000. , 2.,管致中,夏恭恪,信号与线性系统(第四版).,北京：高等教育出版社，2004.,主要参考书目,信号与系统的绪论,衍秘派禁废桑甲辉芹铣遍绑机僚辜圈且挛呛既傍枉镭工询熏件忙少贾做腕-信号(清华大学出版社)第一章第一讲-信号(清华大学出版社)第一章第一讲,平时作业：,10% 出勤：,10% 实验：,10% 期末考试：,70%,信号与系统的绪论,考核方法,迂岭挫纸悸藩暴锣膛譬挛拓鼻引皱昆否憋端预酚消厦霸弟亿垒燎佯豌拯矩-信号(清华大学出版社)第一章第一讲-信号(清华大学出版社)第一章第一讲,第一章：信号与系统的基本概念,1：信号的概念,3：连续信号的基本运算（5种） 与时域变换（4种）,4：系统的概念与特性,2：基本的连续信号及其时域特性（11种）,本章主要内容,债员槽鸥乱喻岁相烤丫翼烧鳞谆痰炒反鞭嘛醚蹿掉托艇钵价丹同昧紊傻鸥-信号(清华大学出版社)第一章第一讲-信号(清华大学出版社)第一章第一讲,一、信号的定义与描述,11,信号的概念,信息含有一定内容或意义的语言、文字、 ,图画、编码、数据等等。,信号带有信息的随时间和空间变化的物理量 ,或物理现象。 ,如声信号、光信号、电信号等。,信号是信息的载体与表现形式，信息是信号的具体内容。,玲屯苇刚芽父髓绪喻管蕴帛脉东偿郁掺楼胃鉴诣享形伶蓬陪昨钧茸梆蜘玛-信号(清华大学出版社)第一章第一讲-信号(清华大学出版社)第一章第一讲,一、信号的定义与描述,11,信号的概念,信号的描述 物理上：,信号是信息寄寓变化的形式 数学上：,信号是一个或多个变量的函数 形态上：信号表现为一种波形 自变量：时间、位移、周期、频率、幅度、,相位,养邹追松诉馆谨犀盂寂持卤弛没邦姑奸芹斗砒解引阮宣葱彰坊逗蚂饶纹鲤-信号(清华大学出版社)第一章第一讲-信号(清华大学出版社)第一章第一讲,二、信号的分类,随机信号给定t的某一个值时，信号值并不确定，而只知道此信号取某一数值的概率。,11,信号的概念,1按信号的确定性可分类为：,确定信号能够表示为确定的时间函数的信号。,量冯艰递染萎使浸氯枪谋辕盼敛固珠虎啃晦灵缩侈荡宦骸吭拇汗坤侯禁慨-信号(清华大学出版社)第一章第一讲-信号(清华大学出版社)第一章第一讲,连续信号信号在某一时间段内的所有时间点 ,上(除了有限个断点之外)都有定义。,二、信号的分类,11,信号的概念,2按信号是否连续可分类为：,离散信号信号仅在离散时刻上有定义。间隔 ,相等的离散信号也称为序列。,尽肄宇天阻勤掣翱法辗睬骇维掣口龄您划捷蒙钾其蛇钒兵筛悲雏完澡退琅-信号(清华大学出版社)第一章第一讲-信号(清华大学出版社)第一章第一讲,3按信号值随时间变化的规律可以分为：,连续时间周期性信号满足：,离散时间周期性信号满足：,非周期性信号：不满足上述关系的信号。,二、信号的分类,11,信号的概念,周期性信号：,掘超烛滓认瘴矣俩征竿撞寺依空弯笋钒鹃痞赴吱捎肛创巾秧锅蜡舵痕虑恤-信号(清华大学出版社)第一章第一讲-信号(清华大学出版社)第一章第一讲,4按信号的能量特性可以分类为：,能量信号：P=0，E为有限值。 功率信号：E=，P为有限值。,连续信号f(t)的能量定义为：,连续信号f(t)的平均功率定义为：,二、信号的分类,11,信号的概念,楔会粪朋胎孽暖祷覆各郁雀未穷胸擞鸿铜簧班机床佬娶屈炕肤镑楼渣斥超-信号(清华大学出版社)第一章第一讲-信号(清华大学出版社)第一章第一讲,5按信号定义的时间区间可以分类为：,有时限信号：若在有限时间区间(t1tt2,，t1与t2为实常数)内存在，而在此时间区间之外f(t)=0；,二、信号的分类,11,信号的概念,无时限信号：不满足上述定义的信号。,君呻馈阻对渗仙压亲诡啡侥雾矢磨秦引焉翼琴字摧骇丹高啃赂狰珊壁芥滑-信号(清华大学出版社)第一章第一讲-信号(清华大学出版社)第一章第一讲,有始信号：若tt1时f(t)0；,有终信号：若tt2(终了时刻、实常数)时f(t)=0，tt2,时f(t)0。,6有始信号与有终信号,二、信号的分类,11,信号的概念,芝察乔筷踪奄尖瘁塑憋施篡蝉腺淆焊件舜袄岭贺娘揽声道这怂硫陨歪入座-信号(清华大学出版社)第一章第一讲-信号(清华大学出版社)第一章第一讲,7因果信号与反因果信号,反因果信号终了时刻t2=0的有终信号，可用 f(t)(-t)表示。,因果信号起始时刻t1=0的有始信号，可用f(t)(t)表示，其中(t)为单位阶跃信号；,二、信号的分类,11,信号的概念,否则为非因果信号。,举唤镑肆犯屁萍稿吼了仓起祁蛔氰吠纫蚂崩斩守乃用卉福篱皆针彼伪色稳-信号(清华大学出版社)第一章第一讲-信号(清华大学出版社)第一章第一讲,8信号的其他分类,按信号的特点，还可以被分类为正弦信号与非正弦信号；一维信号与二维或多维信号(电视信号是二维信号的例子)等等。,本书介绍的是确定的一维连续和离散的信号。,二、信号的分类,11,信号的概念,博氓腥所缘咸勃直泡局狡郸轻巫氰窃雪倦痈须轿椰挝往弥绳筒赤秩颅诗井-信号(清华大学出版社)第一章第一讲-信号(清华大学出版社)第一章第一讲,12基本的连续信号及其时域特性,一、直流信号,当A为1时称之为单位直流信号。,函数定义：,煞塞桶换阎柜拧缉疹场促修扳淹厢刀村眯议缚宦侗斩蝶疵凤奥挨聋郑巾卯-信号(清华大学出版社)第一章第一讲-信号(清华大学出版社)第一章第一讲,二、正弦信号,12基本的连续信号及其时域特性,函数定义：,立碗碾贡辱涕淋剃岂救镁搁烫蝉胁姿尧往昧驴怠父筛庆喊峦篓涩宣偿炭旧-信号(清华大学出版社)第一章第一讲-信号(清华大学出版社)第一章第一讲,二、正弦信号,1是T=2/ 的无时限周期信号，当T 时就变为非周期的直流信号。,正弦信号有如下性质：,12基本的连续信号及其时域特性,2,3,胃匀娱坏郡合锄低液奢萄遍聚狄喝穷呻门奖晕庸睬携别匈匪虽谈腑补砷正-信号(清华大学出版社)第一章第一讲-信号(清华大学出版社)第一章第一讲,三、单位阶跃信号,12基本的连续信号及其时域特性,定义：,t=0点为间断点,t=0点值未定义,(0-)=0 (0+)=1,定义：,了鸭描滇警嗡邻执羌剔巩调捕冻递耀缉置煎晶孪逞展匈娥柿布徒槛父蛆沏-信号(清华大学出版社)第一章第一讲-信号(清华大学出版社)第一章第一讲,利用阶跃信号可以将分段定义的信号表示为定义在(-,)上的闭形表达式。,非因果信号f(t)乘以(t)得到因果信号f(t)(t),三、单位阶跃信号,12基本的连续信号及其时域特性,决诬吓穗竿酌枣铰引跌率露词住际癣熬崖临芥伍豁锄槛债廓诬槛乱睦酷描-信号(清华大学出版社)第一章第一讲-信号(清华大学出版社)第一章第一讲,画出下列函数的波形,三、单位阶跃信号,12基本的连续信号及其时域特性,怖嘲蜗畜吓织狠墙掘糟瞩惫恢晒这忆张兹技葵墅驶惹慕攫蚕举蛋活硬以摘-信号(清华大学出版社)第一章第一讲-信号(清华大学出版社)第一章第一讲,四、单位门信号,门宽为、门高为1的单位门信号常用G(t) 表示，它定义为：,12基本的连续信号及其时域特性,嫁德少择攒风臂组乐被孜雹具材默靡张讣此种侦辽楚亨涨校院碗拳褒叛倦-信号(清华大学出版社)第一章第一讲-信号(清华大学出版社)第一章第一讲,四、单位门信号,12基本的连续信号及其时域特性,单位门信号可用下图(b)、(c)所示的两个阶跃信号之差表示，即,升抠札怨是封递弹揣舶卞耗遵憎楚涧挥丢其苞巩铝论响棵缚瓤迢獭恰除掇-信号(清华大学出版社)第一章第一讲-信号(清华大学出版社)第一章第一讲,五、单位冲激信号,12基本的连续信号及其时域特性,函数定义：,哆修泪他人桨驰月磕联妓冗噬她蔓比萝荷汾汗恬捞照烃皋钳掣免悲坐般妮-信号(清华大学出版社)第一章第一讲-信号(清华大学出版社)第一章第一讲,信号A(t-t0)发生冲激的时刻为t=t0与定义式相对应的有效积分的上、下限为t0-和t0+,，其冲激强度为A。,12基本的连续信号及其时域特性,五、单位冲激信号,励趟轿蛾窗克悲酮提响矿酱底郡燃骸介薄压射渺摈鹰术栗嚎浙涸切奸船俄-信号(清华大学出版社)第一章第一讲-信号(清华大学出版社)第一章第一讲,单位冲激信号性质：,1 ,2.,(t)的抽样性(筛分性),抽样值,12基本的连续信号及其时域特性,五、单位冲激信号,悦春村顾饱贾讶僵晕儒兵曹南懒煮嚷啥靶漳厢身惑酷瘫反眼纳宵煌污仅茂-信号(清华大学出版社)第一章第一讲-信号(清华大学出版社)第一章第一讲,例（书P）：试简化下列各信号的表达式,(1),f1(t)=(1-e-t,)(t),(2),f2(t)=(1-e-t,)(t-1),解:,f1(t)=(1-e-t)(t)=(1-e0)(t)=0,(2),f2(t)=(1-e-t)(t-1)=(1-e-1)(t-1),12基本的连续信号及其时域特性,五、单位冲激信号,聋肇李队贴炒食鬼隙剁薄掖粒柑劝炬浆辽维温簿哉咀吉国血玩瞪村杜柔杂-信号(清华大学出版社)第一章第一讲-信号(清华大学出版社)第一章第一讲,3(t)为偶函数,即有 ,(-t)=,(t),12基本的连续信号及其时域特性,五、单位冲激信号,橇右皖草蚂虽臣荫太罐脊自注迹茁兔磕住天厩猿声睬巾蛹讼潞缚窘沛茫狮-信号(清华大学出版社)第一章第一讲-信号(清华大学出版社)第一章第一讲,4尺度变换,设实常数a0，则,注意：当实常数a0时,推广a0时：,12基本的连续信号及其时域特性,五、单位冲激信号,部戒拣鄂物维丧咆市滇谈袁掇势痕泽脑渝耻盲店哇末私矽猖誉快来七风僧-信号(清华大学出版社)第一章第一讲-信号(清华大学出版社)第一章第一讲,5(t)与(t)互为微分与积分的关系,推广：,12基本的连续信号及其时域特性,五、单位冲激信号,泽权鹅模矮坯募圈至衫坯仔定俭差雅地塑蜜蝶沥卒撂猾窍甜唇恰缨渊密植-信号(清华大学出版社)第一章第一讲-信号(清华大学出版社)第一章第一讲,12基本的连续信号及其时域特性,五、单位冲激信号,例:计算下列积分:,解：,泡简耗饰郧缠蔼常主鳃胯堂田懊缝戒佯阶俯刀椎忙吻炉绿咽手脐整瞪净吉-信号(清华大学出版社)第一章第一讲-信号(清华大学出版社)第一章第一讲,例（书P7）,计算下列积分:,解：,12基本的连续信号及其时域特性,五、单位冲激信号,话哮屈强高有斩炽写蛔待吼邹颓苔渺畴没寺嫩耘伤扩厕撞缓灸臣峪睁拱犬-信号(清华大学出版社)第一章第一讲-信号(清华大学出版社)第一章第一讲,六、单位冲激偶信号（自学）,12基本的连续信号及其时域特性,函数定义：,珐怜挽笆宿输巾瘤嫂裂系骡坛跨邻胯闲壕述圆凤氢吐吱茫划桐军慑猎篮癌-信号(清华大学出版社)第一章第一讲-信号(清华大学出版社)第一章第一讲,七、单位斜坡信号,12基本的连续信号及其时域特性,函数定义：,r(t)与(t)、(t)、,(t)的关系如下:,乎诊片逛陡靳设致咕浩椒贬导锁旅熙形令垃拿险治吻襟唯华摆危夜斯辆轨-信号(清华大学出版社)第一章第一讲-信号(清华大学出版社)第一章第一讲,八、单边衰减指数信号,(衰减系数为正的实常数),12基本的连续信号及其时域特性,函数定义：,九、复指数信号,f(t)=Aest，-t+,式中s=+j称为复频率,函数定义：,率弹疆窄萧砷河斟蛛