清华大学《信号与系统》第一讲(修正27)

信号与系统 Signals Systems 陆建华 清华大学电子工程系 2005年春季学期 第一章绪论 1 1信号与系统 基本概念 信号 符号 包含某些物理现象之行为或本质的信息 可以表示为一个或多个独立变量的函数 系统 对特定信号作出响应 以产生其它信号或某些行为 2 1 1信号与系统 信号与系统 举例 汽车驾驶员踩油门 发动机提速 3 NOTE 消息 信号的具体内容 信息 抽象的 本质的内容 信号的内涵 信号与系统的概念广泛存在于许多领域 如 通信系统 航空航天 生物工程 化学过程控制 1 1信号与系统 4 特别关注 信息技术与信号系统 信息获取 信息处理 传输分发 接收应用 信号分析 信号中含有的特征分析 信息 特征提取 系统分析 系统如何响应各种输入信号 如电路分析系统设计 信号处理 去噪增强 畸变恢复 如 移动通信中信号波动 抖动消除信号设计 设计具有特定性质的信号以满足系统的要求如 通信信号设计 满足传输要求 如带宽限制 1 1信号与系统 5 1 1信号与系统 本课程的范围及重点 讨论范围 信号分析与系统分析 工程背景 通信系统与控制系统 讲授重点 基本概念 物理意义 分析工具 变换 方法 专业基础课 其概念 方法为今后从事通信及控制系统理论和工程技术研究之必备 之基石 6 1 1信号与系统 本课程的授课安排 教材 信号与系统 郑君里等参考 Signals Systems Oppenheim 2ndEdition Circuits Signals andSystems Siebert MIT 26号楼学生科何民老师处借阅 教学班子 陆建华 陈为刚 陶晓明习题 每周三上午下课时交讲课老师答疑 每周五下午2 30 4 30 中央主楼12层207室 7 8 1 1信号与系统 专题讲座 讲座 1 CDMA及其应用主要内容 CDMA通信系统的基本概念 工作原理前沿应用 CDMA移动通信系统 3G讲座 2 OFDM及其应用主要内容 OFDM信号处理的基本应用方法及原理前沿应用 IEEE802 11a WiMax 4G 1 1信号与系统 课外讨论课 大作业 形式 主要由同学自命题 自解题 课外讨论建议6名左右同学组成一个学习小组 平时一起做思考题 一个小组交一份 交流课外阅读体会 讨论课根据同学时间安排 5月底每组交一份大作业 内容 课外阅读材料 解题方法奖励 10 的学习小组将获得课程学习奖励 9 1 1信号与系统 建议与要求 建议 认真听讲 基本概念 基本方法勤于思考 理论联系实际协作学习 交流解题心得 课外阅读心得 理论联系实际案例 要求 作业不抄袭 上课不交流 10 第一章绪论 1 2信号的描述 分类和典型示例 描述方式 数学表达式 时间函数 一维 或二维函数图形表示 信号波形 由函数给出 变换域描述 正交变换 频谱分析 信号分类 从不同角度进行分类 确定性与随机 指定时刻 函数有确定值 确定性信号或规则信号 11 1 2信号的描述 分类和典型示例 周期与非周期 连续与离散 时间轴连续 离散 模拟与数字 时间轴 幅度轴连续或离散 12 举例 1 NOTE 数字信号可以是多电平信号 多进制数字信号 1 2信号的描述 分类和典型示例 13 数字信号 时间和幅值均为离散 模拟信号 时间和幅值均为连续 抽样信号 时间离散 幅值连续 量化 抽样 举例 2 1 2信号的描述 分类和典型示例 14 典型信号示例 1 2信号的描述 分类和典型示例 主要连续信号 离散信号在后面讲 4 抽样信号 性质 或 15 1 2信号的描述 分类和典型示例 之后解释为什么称为抽样函数 16 1 2信号的描述 分类和典型示例 思考题1 已知 求 5 钟形信号 高斯函数 有关细节 如波形 特征等 自学P9 17 第一章绪论 1 3信号的运算 移位 时移或延时 反褶 尺度倍乘 压缩与扩展 微分 积分 加 乘 举例 移动通信中的多径传播现象 18 1 3信号的运算 2 反褶 时间轴反转 卷积中的一个非常重要的过程 参见P10图例1 11 3 尺度变换 19 1 3信号的运算 尺度变换 4 微分 6 相加 7 相乘 20 8 卷积 褶积 这一运算非常重要 在今后的章节 如第二 三 四章 中着重讲 1 3信号的运算 21 第一章绪论 1 4阶跃信号与冲激信号 奇异信号 函数本身或其导数具有不连续点 实际中不存在 但分析中很有用 本节着重介绍阶跃信号 冲激信号及其与之紧密相关的斜变及冲激偶函数 单位斜变 UnitRampFunction 22 1 4阶跃信号与冲激信号 单位阶跃 UnitStepFunction 举例 在接入直流 恒压源或恒流源 1 延迟的阶跃 23 1 4阶跃信号与冲激信号 2 矩形脉冲 3 符号函数 同样规定 24 1 4阶跃信号与冲激信号 单位冲激 UnitImpulseFunction Dirac定义 狄拉克 某些物理现象需 时间极短 取值极大 之数学模型 如数字通信中的抽样脉冲 25 1 4阶跃信号与冲激信号 面积恒为1 单位冲激 注意 单位冲激用箭头表示 如强度为E 则表示为 26 1 4阶跃信号与冲激信号 其它广义极限表示 三角形脉冲 双边指数脉冲 钟形脉冲 抽样信号 思考题3 请选择以上一二证明之 27 1 4阶跃信号与冲激信号 函数的性质 筛选或抽样特性 28 1 4阶跃信号与冲激信号 2 偶