信号与系统第一章

1、.Email: Tel: 逸夫科学馆逸夫科学馆302.v 总学时：总学时：6464；实验学时；实验学时1616；v 学分：学分： 4 4 v 考核考核: : 平时成绩平时成绩20%20%30%30%，期末考试，期末考试70%70%80%80%v 使用教材：使用教材：Signals and Systems Signals and Systems （美）（美）A.V.Oppenheim A.V.Oppenheim 等著（第二版），刘树棠译，西等著（第二版），刘树棠译，西安交通大学出版社，安交通大学出版社，19981998年年3 3月月引言引言.v 课程特点课程特点: : 重要性、数学应用、实验重要

2、性、数学应用、实验（matlabmatlab）v 学习目的：掌握概念、提高能力学习目的：掌握概念、提高能力.学习方法学习方法强调基本强调基本理论、应用理论、应用课时少，内容多，课时少，内容多，注重自学注重自学理论联系实际理论联系实际，利用，利用MATLAB进行实践，加深课进行实践，加深课程理解，增强学习兴趣程理解，增强学习兴趣.语音信号 “信号” 的波形信号信号.单词单词Away256Hz 音叉信号音叉信号注意声音与频率的关系注意声音与频率的关系虎鲸的声音虎鲸的声音(超声超声)脑电图脑电图(EEG)：.),(),(),(),(yxIyxIyxIyxIBGR. 系统系统. 呼吸器官呼吸器官肺和有

3、关呼吸肌群肺和有关呼吸肌群 振动器官振动器官喉（声带）喉（声带） 共鸣器官共鸣器官喉腔、咽腔、口腔和鼻腔喉腔、咽腔、口腔和鼻腔 吐字器官吐字器官口腔、舌头、软腭、嘴唇、下腭等口腔、舌头、软腭、嘴唇、下腭等.肺活量肺活量 声带声带（声门）（声门）咽腔咽腔软腭软腭鼻腔鼻腔口腔口腔气管及支气管气管及支气管鼻音鼻音口音口音 nh nx ny.转换器()发射机消息（广播节目）信号调制转换器()接收机消息（广播节目）信号解调. 系统输入信号（激励）输出信号（响应）.噪声干扰噪声干扰图象恢复图象恢复.模拟模拟信号信号模拟模拟系统系统信号信号信号信号系统系统系统系统连续、离散连续、离散Fourier变换变换L

4、aplace变换变换Z变换变换冲激响应冲激响应系统系统信号信号信号信号系统系统信号与系统信号与系统模拟信号、系统及其相互关系模拟信号、系统及其相互关系.信号与系统信号与系统. 信号的描述信号的描述 信号的自变量变换信号的自变量变换 基本信号基本信号 系统及其数学模型系统及其数学模型 系统的性质系统的性质本章的基本内容本章的基本内容: :.l 消息（消息（messagemessage） 人们常把来自外界的各种报道称为消息。人们常把来自外界的各种报道称为消息。消息反消息反应知识状态的改变。应知识状态的改变。l 信息（信息（informationinformation） 信息论中的一个术语。通常把信

5、息论中的一个术语。通常把消息中有意义的内消息中有意义的内容容称为信息。称为信息。什么是信号？什么是信号？信号是消息的表现形式，消息则是信号的具体内容信号是消息的表现形式，消息则是信号的具体内容. 数学上：信号表示为一个或多个变量的函数数学上：信号表示为一个或多个变量的函数 形态上：信号表现为一种波形形态上：信号表现为一种波形 自变量：自变量： 时间、位移时间、位移 周期、频率、相位、幅度周期、频率、相位、幅度.一维信号和多维信号一维信号和多维信号确定信号和随机信号确定信号和随机信号连续时间信号和离散时间信号连续时间信号和离散时间信号周期信号和非周期信号周期信号和非周期信号 能量信号和功率信号能

6、量信号和功率信号.连续时间信号的例子：连续时间信号的例子：离散时间信号的例子：离散时间信号的例子：1.1 连续时间与离散时间信号连续时间与离散时间信号（Continuous-Time and Discrete-Time Signals）.连续连续离散离散 连续时间信号在离散时刻点上的样本可以构成连续时间信号在离散时刻点上的样本可以构成一个离散时间信号。一个离散时间信号。.数字信号：时间和幅值均为离散数字信号：时间和幅值均为离散 的信号。的信号。模拟信号：时间和幅值均为连续模拟信号：时间和幅值均为连续 的信号。的信号。抽样信号：时间离散的，幅值抽样信号：时间离散的，幅值 连续的信号。连续的信号。

7、量化Ot tf nfnO nfnO抽样.二二. . 信号的能量与功率：信号的能量与功率：212( )ttEx tdt连续时间信号在连续时间信号在 区间的平均功率定义为：区间的平均功率定义为：12 , t t212211( )ttPx tdttt12 , t t连续时间信号在连续时间信号在 区间的能量定义为：区间的能量定义为：.离散时间信号在离散时间信号在 区间的平均功率为区间的平均功率为12 ,n n在无限区间上也可以定义信号的总能量：在无限区间上也可以定义信号的总能量：dtdtEtxtxTTT)()(lim22 连续时间情况下连续时间情况下: :离散时间信号在离散时间信号在 区间的能量定义为

8、区间的能量定义为12 ,n n212nnnnxE2121211nnnnxnnP.离散时间情况下离散时间情况下: :nNNnNnxnxE22lim在无限区间内的平均功率可定义为：在无限区间内的平均功率可定义为：NNnNnxNP2121lim21lim2( )TTTPdtTx t. 能量信号：能量信号： 0 W ，P = 0。 功率信号：功率信号： W ，0 P 0 例：线性时不变？1212100001 () y nT ax nbx nax Mnax Mny nT x nnx Mnny nnx M nny n线 性：时不变性：系统是线性时变系统系统是线性时变系统解：解：.xnyn=Txn=e 例：

9、线性时不变？0 00 ax nx naax n nT ax neey nay nT x n ney n n线 性：时不变性：系统是非线性时不变系统系统是非线性时不变系统解：解：. 由于在工程实际中，相当广泛的系统其数学模型都由于在工程实际中，相当广泛的系统其数学模型都可以描述成一个线性时不变可以描述成一个线性时不变( LTI )系统，而且基系统，而且基于线性和时不变性，为系统分析建立一套完整的于线性和时不变性，为系统分析建立一套完整的、普遍适用的方法提供了可能，因此，、普遍适用的方法提供了可能，因此，线性时不线性时不变系统将成为本课程所研究的对象变系统将成为本课程所研究的对象.建立了信号与系统的数学描述方法建立了信号与系统的数学描述方法讨论了信号自变量变换对信号的影响讨论了信号自变量变换对信号的影响介绍了作为信号分析基础的基本信号：复指数介绍了作为信号分析基础的基本信号：复指数信号、正弦信号、单位冲激