信号与系统 刘泉 第一章 信号与系统的基本概念ppt课件

.,.,绪论第一章,连续时域第二章,离散时域第五章,频域分析第三章,拉普拉斯变换系统函数第四章,状态变量分析法第七章,Z变换第六章,基本概念引导核心内容,拓宽加深部分,Compendiumoftextbook,教材内容纲要,.,第一章：信号与系统的基本概念,F信号的概念,F系统的概念,F系统分析方法,本章要点,F引言,F教材内容纲要及参考书目,.,信号与系统是电类相关专业的学生必须学习的专业理论基础课程之一，本章将分别对什么是信号，什么是系统，以及系统分析所采用的方法等问题作简单介绍。,引言,*信息科学的应用与发展,通讯古老通讯方式：烽火、旗语、信号灯近代通讯方式：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,信号与系统问题无处不在,.,信息科学已渗透到所有现代自然科学和社会科学领域,*工业监控、生产调度、质量分析、资源遥感、地震预报、人工智能、高效农业、交通监控,*宇宙探测、军事侦察、武器技术、安全报警、指挥系统,*经济预测、财务统计、市场信息、股市分析,*电子出版、新闻传媒、影视制作,*远程教育、远程医疗、远程会议,*虚拟仪器、虚拟手术,.,应用举例（1）谐波分析,电弧炉,大型,f,50,250,幅度,电网,频谱分析,.,(2)故障诊断电动机鼠笼断条,鼠笼断裂,电机转子的鼠笼,454950f滑差电流,电动机,频谱分析,泄露,.,（3）生物医学信号处理应用举例,滤波以前干扰严重,滤波以后干扰祛除,.,一、信号的描述,二、信号的分类,1.1信号的描述与分类,.,一、信号的描述,单边指数信号函数表达式,描述信号的常用方法（1）函数表达式f(t)（2）波形,descriptionofsignal,单边指数信号波形图,“信号”与“函数”两词常相互通用,1.1信号的描述与分类,.,二、信号的分类classificationofsignal,1、按信号的时间特性分类,信号的分类方法很多，可以从不同的角度对信号进行分类。,研究确定信号是研究随机信号的基础。本课程只讨论确定信号。,确定性信号,连续时间信号（时间变量t连续或称模拟信号）,离散时间信号,抽样信号,数字信号,信号,可以用确定时间函数表示的信号，称为确定信号或规则信号。如正弦信号。,不能用确定时间函数表示的信号，且在任意时刻的取值都具有不确定性，只可能知道它的统计特性，如在某时刻取某一数值的概率，这类信号称为随机信号或不确定信号。电子系统中的起伏热噪声、雷电干扰信号就是两种典型的随机信号。,随机信号,时间离散幅值连续,时间离散幅值离散,1.1信号的描述与分类,.,模拟信号：时间和幅值均为连续的信号。,抽样信号：时间是离散的，幅值是连续的信号。,数字信号：时间和幅值均为离散的信号。,离散时间信号,(1),(2),(3),1.1信号的描述与分类,.,连续时间信号,连续时间信号（可包含不连续点）,离散时间信号（抽样信号）,数字信号,f(n),(2)(1)(1),01234,n,判断下列信号,判断下列波形是连续时间还是离散时间信号，若是离散时间信号是否为数字信号？,值域连续,值域不连续,1.1信号的描述与分类,.,3.周期信号与非周期信号,1.1信号的描述与分类,周期信号(periodsignal)是定义在(-，)区间，每隔一定时间T(或整数N），按相同规律重复变化的信号。,连续周期信号f(t)满足:f(t)=f(t+mT)，m=0,1,2,离散周期信号f(k)满足:f(k)=f(k+mN)，m=0,1,2,满足上述关系的最小T(或整数N)称为该信号的周期。,.,不具有周期性的信号称为非周期信号。,.,例1判断下列信号是否为周期信号，若是，确定其周期。（1）f1(t)=sin2t+cos3t（2）f2(t)=cos2t+sint,解：两个周期信号x(t)，y(t)的周期分别为T1和T2，若其周期之比T1/T2为有理数，则其和信号x(t)+y(t)仍然是周期信号，其周期为T1和T2的最小公倍数。,（1）sin2t是周期信号，其角频率和周期分别为1=2rad/s，T1=2/1=scos3t是周期信号，其角频率和周期分别为2=3rad/s，T2=2/2=(2/3)s,由于T1/T2=3/2为有理数，故f1(t)为周期信号，其周期为T1和T2的最小公倍数2。,（2）cos2t和sint的周期分别为T1=s，T2=2s，由于T1/T2为无理数，故f2(t)为非周期信号。,.,（1）信号f（t）的能量,（2）信号的功率P,若信号f(t)的功率有界，即0P,则称为功率有限信号，简称功率信号，此时E=。,若信号f(t)的能量有界，即0E0,f(t)右移b；b1表示f(t)波形在时间轴上压缩1/|a|倍,|a|1表示f(t)波形在时间轴上扩展1/|a|倍,F,1.2连续时间信号的基本运算与波形变换,.,例：已知f(5-2t)的波形如图所示，试画出f(t)的波形。,.,（2）反转：f(-2t)中以-t代替t，可求得f(2t),表明f(-2t)的波形,以t0的纵轴为中心线对褶，注意是偶函数，故,.,证明,两边积分，得,（3）比例：以代替f(2t)中的t，所得的f(t)波形将是f(2t)波,形在时间轴上扩展两倍。,证毕。,.,控制系统,一般来讲，系统是一个由若干互有关联的单元组成的并具有某种功能以用来达到某些特定目的的有机整体，其意义十分广泛。,1.3系统的描述与分类,.,通信系统的一般模型,系统是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。,*什么是系统？,1.3系统的描述与分类,一系统的描述,.,通信的主要任务：快速、准确、经济的传递信号,信息传输技术的工作对象：信号,为了完成任务必须研究：信号的特性、系统的分析方法,1.3系统的描述与分类,.,电路与系统很难区分，只是观点和处理问题的角度上的差别。,故系统也可看作是一个转换（或一种运算）：r（t）Te(t),此图表示系统功能的方框图，表示单输入、单输出系统。,1.3