信号与线性系统中文课件(重庆大学)

重庆大学的信号与线性系统课件

1 绪论

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§ 1.1 信号与系统信号(signal) 信号(signal) 信号 系统(system) 系统( 系统 ) 信号理论与系统理论 信号理论与系统理论

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信号(Signal)

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消息(Message):在通信系统中，一般将语言、文字、 消息( 消息 ) 在通信系统中，一般将语言、文字、 图像或数据统称为消息。 图像或数据统称为消息。 信号(Signal):指消息的表现形式与传送载体。 信号( ):指消息的表现形式与传送载体 信号 ):指消息的表现形式与传送载体。 信息(Information):一般指消息中赋予人们的新知 信息( ):一般指消息中赋予人们的新知 信息 ): 新概念，定义方法复杂，将在后续课程中研究。 识、新概念，定义方法复杂，将在后续课程中研究。 信号是消息的表现形式与传送载体，消息是信号的传 信号是消息的表现形式与传送载体， 信号是消息的表现形式与传送载体 送内容。例如电信号传送声音、图像、文字等。 送内容。例如电信号传送声音、图像、文字等。 电信号是应用最广泛的物理量，如电压、电流、电荷、 电信号是应用最广泛的物理量， 电信号是应用最广泛的物理量 如电压、电流、电荷、 磁通等。 磁通等。X

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系统(System)

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系统( ):由若干相互作用和相互依赖的事物组 系统(system):由若干相互作用和相互依赖的事物组 ): 合而成的，具有稳定功能的整体。如太阳系、 合而成的，具有稳定功能的整体。如太阳系、通信系 控制系统、经济系统、生态系统等。 统、控制系统、经济系统、生态系统等。

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通信系统

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为传送消息而装设的全套技术设备(包括传输信道)。 为传送消息而装设的全套技术设备(包括传输信道)。信息 源 发送 设备 信道 接收 设备 受信 者

发送端 消息 信号

噪声 源 信号

接收端 消息

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系统(System) 系统可以看作是变换器、处理器。 系统可以看作是变换器、处理器。 电系统具有特殊的重要地位，某个电路的输入、 电系统具有特殊的重要地位，某个电路的输入、 输出是完成某种功能，如微分、积分、放大，也 输出是完成某种功能，如微分、积分、放大， 可以称系统。 可以称系统。 在电子技术领域中，“系统”、“电路”、“网 在电子技术领域中， 系统” 电路” 络”三个名词在一般情况下可以通用

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信号理论与系统理论信号分析：研究信号的基本性能， 信号分析：研究信号的基本性能，如信号 的描述、性质等。 的描述、性质等。 信号理论 信号传输 信号处理 系统分析：给定系统， 系统分析：给定系统，研究系统对于输入 激励所产生的输出响应

。 激励所产生的输出响应。 系统理论 系统综合：按照给定的需求设计(综合) 系统综合：按照给定的需求设计(综合) 系统。 系统。

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重点讨论信号的分析、系统的分析，分析是综合的基础。 重点讨论信号的分析、系统的分析，分析是综合的基础。X

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信号与系统的关系输入信号 激励输出信号 响应

系统

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§1.2 信号的描述和分类信号的分类 信号的分类 典型确定性信号 典型确定性信号

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一.信号的分类函数 f(t) () 信号的描述 波形 信号的分类方法很多， 信号的分类方法很多，可以从不同的角度对信号 进行分类。 进行分类。 按实际用途划分 电视信号 雷达信号 控制信号 通信信号 广播信号 …… 按所具有的时间特性划分

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1.确定性信号和随机信号确定性信号

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对于指定的某一时刻t,可确定一相应的函数值 。 对于指定的某一时刻 ，可确定一相应的函数值f(t)。 若干不连续点除外。 若干不连续点除外。 随机信号性 具有未可预知的不确定 。

伪随机信号 貌似随机而遵循严格规律产生的信号(伪随机码)。 貌似随机而遵循严格规律产生的信号(伪随机码)。

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2.周期信号和非周期信号

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正弦周期信号( 简谐信号 ) 正弦周期信号( 周期信号 复杂周期信号( 除简谐信号外的周期信 ) 号 复杂周期信号( ) 准周期 ( 频率之比值为无理数 非周期信号 , 瞬态 ( 脉冲衰减函数)

瞬态信号： 瞬态信号：除准周期信号外的 一切可以用时间函数描述的非 周期信号。 周期信号。X

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3.连续信号和离散信号连续时间信号： 连续时间信号：信号存在的 时间范围内， 时间范围内，任意时刻都有定 义(即都可以给出确定的函数 可以有有限个间断点)。 值，可以有有限个间断点)。 表示连续时间变量。 用t表示连续时间变量。 表示连续时间变量 离散时间信号： 离散时间信号：在时间上是 离散的， 离散的，只在某些不连续的规 定瞬时给出函数值， 定瞬时给出函数值，其他时间 没有定义。 没有定义。 表示离散时间变量。 用n表示离散时间变量。f(t)

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O f(n)

t

O 12

n

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4.模拟信号，抽样信号，数字信号模拟信号： 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， 抽样信号：时间离散的，幅值 连续的信号。 数字信号： 数字信号：时间和幅值均为离散 的信号。Of (t )

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t

f (n)

O

n f (n)

主要讨论确定性连续时间信号。 主要讨论确定性连续时间信号。 确定性连续时间信号 先连续，后离散；先周期，后非周期。 先连续，后离散；先周

期，后非周期。 O

n

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判断信号性质判断下列波形是连续 时间信号还是离散时 间信号，若是离散时 间信号， 间信号是否为数字信 号？f (t )

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连续信号

Of (t )

t

离散信号

O 1 2 3 4 5 6 7 8

t

f (t )3 2 1

(只有，3值) 1 2,

离散信号 数字信号t

O 1 2 3 4 5 6 7 8

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5.一维信号和多维信号一维信号： 一维信号： 只由一个自变量描述的信号，如语音信号。 只由一个自变量描述的信号，如语音信号。 多维信号： 多维信号： 由多个自变量描述的信号，如图像信号。 由多个自变量描述的信号，如图像信号。

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