信号与系统第1章绪论.ppt

信号与系统 自我介绍 何兵办公电话 82316480 818办公地点 体育馆南培训楼307房间Email hebing hebing mail 简历 1990年考入北航电子工程系2001年北航电子系获博士学位2001年至今北航计算机系虚拟现实研究室工作 教材 信号系统 郑君里清华大学出版社 参考书 信号与系统 OPPENHEIM著 刘树棠译西安交通大学出版社 学习这门课有什么用 这门课程怎么讲 这门课程怎么学 这门课程怎么考 课程特点 信号系统是基础性很强的数学基础课 不仅仅是电子工程系的专业基础课信号系统讲述的是非常基本的分析和解决问题的方法信号与系统的基本原理和方法已经成为许多学科研究问题和解决问题的重要的手段和途径 学习信号系统有什么用 有助于加深对网络及通信方面知识的理解有助于开发有关多媒体 视频 音频 图象 方面的应用有助于学习信息加密技术有助于学习模式识别和人工智能方面的知识有助于学习控制方面的知识 信号系统的讲授内容 信号部分 数学基础知识周期信号的付里叶级数连续信号付里叶变换离散信号付里叶变换连续信号拉氏变换离散信号Z变换 信号系统的讲授内容 系统部分 系统表征及输入信号 输出信号 系统之间的关系滤波与滤波器设计原理图象及视频压缩原理 信号系统的学习方法 应重视概念 而不必去死记公式应重视数学能力的培养 几乎所有的技术问题归根结底都是数学问题一门自然科学领域的学科要成为成熟学科 必须能够用数学的语言对其中的问题加以描述 甚至有些社会科学领域的学科也已经开始大量的采用数学作为分析和研究问题的手段 信号系统的考试 重在概念 不重在计算重在理解 不重在记忆 第一章绪论 1 1信号与系统的概念1 2信号的描述及其分类1 3自变量的变换 1 1信号与系统的概念 1 信号的概念 联系是人类社会基本的特征联系需要传递消息消息的形式多种多样 包括 声音 文字 图象 视频 数据等等为了适应现代通信的要求 上述消息需要变换成信号才有利于传输信号的概念可以采用如下表述 信号是消息的表现形式 消息是信号的具体内容 2 系统的概念 由若干相互作用和相互依赖的事物组合而成的具有特定功能的整体 3 信号与系统之间的关系模型 在信号系统这门课程中 我们把信号与系统之间的关系表示成下图的模型系统将输入信号与输出信号联系起来 4 信号系统研究的内容 信号系统研究的内容实际上就是 输入信号 输出信号 之间的关系 或者说是激励 响应的关系 为了研究这一关系一方面提出了信号的分析方法 变换或称分解 如付里叶变换 拉氏变换 Z变换等 另一方面提出了系统的表征方法 冲激响应函数 阶跃响应 统称为系统响应函数 信号与系统就是围绕这两方面的问题展开的 1 2信号的描述及其分类 1 确定性信号与随机信号 信号能够表示成一确定的时间函数则称之为确定性信号 如f t cos t 其特点是给定一个时刻 信号就有一个确定的值与之对应 如果给定一个时刻 信号没有一个确定的值与之对应 即具有不确定性 则称之为随机信号 例如噪声 是否可准确预测是区分确定性信号与随机信号的易于操作的标准 2 周期信号与非周期信号 在确定性信号中又可分成周期信号和非周期信号 所谓周期信号就是依据一定的时间间隔周而复始且无始无终的信号 非周期信号不具有这一特性 即使它无始无终 从另外一个角度看 非周期信号可以看成是周期为无穷大的周期信号 3 连续信号和离散信号 连续信号 给定任意时间点 不连续点除外 都可给出函数值离散信号 只有在特定的时间点才有非零函数值离散信号可以看成是一种特殊的连续信号 它只在特定的时间点上有非零的函数值 而在其他时间点上均为零 4 奇信号与偶信号 f t f t 奇信号f t f t 偶信号 t f t t f t 奇信号 偶信号 5 模拟信号和数字信号 模拟信号 时间连续或幅值连续的信号称为模拟信号 数字信号 时间和幅值均离散化的信号为什么要将幅值离散化 因为在数字通信中 只能用有限字长来表示信号幅值 而幅值连续的信号可以是一个有效位无限长的信号 如 3 1415926 这样的信号就无法用有限长的字节表示 图a模拟信号图b模拟信号图c数字信号时间连续 幅度连续时间离散 幅度连续时间离散 幅度离散 1 3几种常用信号 1 指数信号 指数信号 f t Keat a为实数 2 余弦信号 余弦信号 f t Ksin wt 3 复指数信号 复指数信号 4 Sa函数 Sa函数 抽样函数 7 矩形高斯函数 矩形高斯函数 8 奇异信号 单位冲激信号 t 单位阶跃信号 U t U t 1 当t 0U t 0 当t 0 符号函数 sgn t sgn t 1 当t 0sgn t 1 当t 0可以定义 sgn 0 1或 1或0 单位脉冲信号 p t p t 1 当t 0 p t 0 当t为其他值 被称为脉冲宽度 三角函数 T t T t t 当t 0 T t t 当t 0 p