第一章_緒_論

1、第一章第1講1第一章第1講21.1 1.1 信號(hào)與系統(tǒng)信號(hào)與系統(tǒng)1.2 1.2 信號(hào)的描述和分類(lèi)信號(hào)的描述和分類(lèi)1.3 1.3 信號(hào)的運(yùn)算信號(hào)的運(yùn)算1.4 1.4 階躍信號(hào)與沖激信號(hào)階躍信號(hào)與沖激信號(hào)1.5 1.5 信號(hào)的分解信號(hào)的分解1.6 1.6 線性時(shí)不變系統(tǒng)線性時(shí)不變系統(tǒng)第一章第1講3信號(hào)信號(hào)(signal)系統(tǒng)（系統(tǒng)（system）信號(hào)理論與系統(tǒng)理論信號(hào)理論與系統(tǒng)理論第一章第1講4消息（消息（Message）：）：在通信系統(tǒng)中，一般將語(yǔ)言、文字、在通信系統(tǒng)中，一般將語(yǔ)言、文字、圖像或數(shù)據(jù)統(tǒng)稱(chēng)為消息。圖像或數(shù)據(jù)統(tǒng)稱(chēng)為消息。信號(hào)（信號(hào)（Signal）：）：指消息的表現(xiàn)形式與傳送載體。指消

2、息的表現(xiàn)形式與傳送載體。信息（信息（Information）：）：一般指消息中賦予人們的新知一般指消息中賦予人們的新知識(shí)、新概念，定義方法復(fù)雜，將在后續(xù)課程中研究。識(shí)、新概念，定義方法復(fù)雜，將在后續(xù)課程中研究。信號(hào)信號(hào)是消息的表現(xiàn)形式與傳送載體，是消息的表現(xiàn)形式與傳送載體，消息消息是信號(hào)的傳是信號(hào)的傳送內(nèi)容。例如電信號(hào)傳送送內(nèi)容。例如電信號(hào)傳送聲音聲音、圖像、文字等。、圖像、文字等。電信號(hào)是應(yīng)用最廣泛的物理量，如電壓、電流、電荷、電信號(hào)是應(yīng)用最廣泛的物理量，如電壓、電流、電荷、磁通等。磁通等。 第一章第1講5系統(tǒng)（系統(tǒng)（system）：）：由若干相互作用和相互依賴(lài)的事物由若干相互作用和相互依賴(lài)

3、的事物組合而成的，具有穩(wěn)定功能的整體。如太陽(yáng)系、組合而成的，具有穩(wěn)定功能的整體。如太陽(yáng)系、通信通信系統(tǒng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)、生態(tài)系統(tǒng)等。、控制系統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)、生態(tài)系統(tǒng)等。系統(tǒng)可以看作是變換器、處理器。系統(tǒng)可以看作是變換器、處理器。電系統(tǒng)具有特殊的重要地位，某個(gè)電路的輸入、輸出電系統(tǒng)具有特殊的重要地位，某個(gè)電路的輸入、輸出是完成某種功能，如微分、積分、放大，也可以稱(chēng)系是完成某種功能，如微分、積分、放大，也可以稱(chēng)系統(tǒng)。統(tǒng)。在電子技術(shù)領(lǐng)域中，在電子技術(shù)領(lǐng)域中，“系統(tǒng)系統(tǒng)”、“電路電路”、“網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)”三個(gè)名詞在一般情況下可以通用。三個(gè)名詞在一般情況下可以通用。第一章第1講6信號(hào)理論信號(hào)理論 系統(tǒng)理

4、論系統(tǒng)理論 信號(hào)分析：研究信號(hào)的基本性能，如信號(hào)信號(hào)分析：研究信號(hào)的基本性能，如信號(hào) 的描述、性質(zhì)等。的描述、性質(zhì)等。信號(hào)傳輸信號(hào)傳輸信號(hào)處理信號(hào)處理系統(tǒng)分析：給定系統(tǒng)，研究系統(tǒng)對(duì)于輸入系統(tǒng)分析：給定系統(tǒng)，研究系統(tǒng)對(duì)于輸入 激勵(lì)所產(chǎn)生的輸出響應(yīng)。激勵(lì)所產(chǎn)生的輸出響應(yīng)。系統(tǒng)綜合：按照給定的需求設(shè)計(jì)（綜合）系統(tǒng)綜合：按照給定的需求設(shè)計(jì)（綜合） 系統(tǒng)。系統(tǒng)。重點(diǎn)討論信號(hào)的分析、系統(tǒng)的分析，分析是綜合的基礎(chǔ)。重點(diǎn)討論信號(hào)的分析、系統(tǒng)的分析，分析是綜合的基礎(chǔ)。 第一章第1講7第一章第1講8激激勵(lì)勵(lì)輸輸入入信信號(hào)號(hào)響響應(yīng)應(yīng)輸輸出出信信號(hào)號(hào)系系統(tǒng)統(tǒng)第一章第1講9信號(hào)的分類(lèi)信號(hào)的分類(lèi)典型確定性信號(hào)介紹典型確定

5、性信號(hào)介紹第一章第1講10信號(hào)的分類(lèi)方法很多，可以從不同的角度對(duì)信信號(hào)的分類(lèi)方法很多，可以從不同的角度對(duì)信號(hào)進(jìn)行分類(lèi)。號(hào)進(jìn)行分類(lèi)。按實(shí)際用途劃分：按實(shí)際用途劃分：電視信號(hào)電視信號(hào)雷達(dá)信號(hào)雷達(dá)信號(hào)控制信號(hào)控制信號(hào)通信信號(hào)通信信號(hào)廣播信號(hào)廣播信號(hào)按所具有的時(shí)間特性劃分按所具有的時(shí)間特性劃分第一章第1講11確定信號(hào)指一個(gè)可以表示為確定的時(shí)間函數(shù)的信號(hào)，確定信號(hào)指一個(gè)可以表示為確定的時(shí)間函數(shù)的信號(hào)，即對(duì)于某一時(shí)刻，信號(hào)有確定的值。隨機(jī)信號(hào)則不同，它即對(duì)于某一時(shí)刻，信號(hào)有確定的值。隨機(jī)信號(hào)則不同，它不是一個(gè)確定的時(shí)間函數(shù)，通常只知道它取某一值的概率。不是一個(gè)確定的時(shí)間函數(shù)，通常只知道它取某一值的概率。t

6、tt)(tf0001tt)(tft)(tf第一章第1講12連續(xù)信號(hào)指在所討論的時(shí)間內(nèi)，對(duì)任意時(shí)刻值除若干連續(xù)信號(hào)指在所討論的時(shí)間內(nèi)，對(duì)任意時(shí)刻值除若干個(gè)不連續(xù)點(diǎn)外都有定義的信號(hào)。個(gè)不連續(xù)點(diǎn)外都有定義的信號(hào)。 離散信號(hào)是指只在某些不連續(xù)規(guī)定的時(shí)刻有定義，而離散信號(hào)是指只在某些不連續(xù)規(guī)定的時(shí)刻有定義，而在其他時(shí)刻沒(méi)有定義的信號(hào)。在其他時(shí)刻沒(méi)有定義的信號(hào)。t)(tft)(tft)(tft)(tf第一章第1講13數(shù)字信號(hào)：數(shù)字信號(hào)：時(shí)間和幅值均為離散時(shí)間和幅值均為離散 的信號(hào)的信號(hào)。主要討論主要討論確定性確定性信號(hào)。信號(hào)。先連續(xù)，后離散；先周期，后非周期。先連續(xù)，后離散；先周期，后非周期。模擬信號(hào)：模

7、擬信號(hào)：時(shí)間和幅值均為連續(xù)時(shí)間和幅值均為連續(xù) 的信號(hào)的信號(hào)。抽樣信號(hào)：抽樣信號(hào)：時(shí)間離散的，幅值時(shí)間離散的，幅值 連續(xù)的信號(hào)連續(xù)的信號(hào)。量化Ot tf nfnO nfnO抽樣第一章第1講14判斷下列波形是連續(xù)判斷下列波形是連續(xù)時(shí)間信號(hào)還是離散時(shí)時(shí)間信號(hào)還是離散時(shí)間信號(hào)，若是離散時(shí)間信號(hào)，若是離散時(shí)間信號(hào)是否為數(shù)字信間信號(hào)是否為數(shù)字信號(hào)？號(hào)？ tfOt tfOt1 2435 678123值，只有321 tfOt1 2435 678連續(xù)信號(hào)連續(xù)信號(hào)離散信號(hào)離散信號(hào)離散信號(hào)離散信號(hào)數(shù)字信號(hào)數(shù)字信號(hào)第一章第1講15周期信號(hào)是指一個(gè)每隔一定時(shí)間周期信號(hào)是指一個(gè)每隔一定時(shí)間T，周而復(fù)始且無(wú)始無(wú)周而復(fù)始且無(wú)

8、始無(wú)終的信號(hào)終的信號(hào)。(在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)重復(fù)變化在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)重復(fù)變化) 非周期信號(hào)在時(shí)間上不具有周而復(fù)始的特性非周期信號(hào)在時(shí)間上不具有周而復(fù)始的特性t)(tfTt)(tfTt)(tf第一章第1講16一維信號(hào)：一維信號(hào)：只由一個(gè)自變量描述的信號(hào)，如語(yǔ)音信號(hào)。只由一個(gè)自變量描述的信號(hào)，如語(yǔ)音信號(hào)。多維信號(hào)：多維信號(hào)：由多個(gè)自變量描述的信號(hào)，如圖像信號(hào)。由多個(gè)自變量描述的信號(hào)，如圖像信號(hào)。第一章第1講17tdtfETTT2)(lim總能量tdtfTPTTT2)(21lim平均功率第一章第1講18tetf21)()()10cos(5)(2tttfJ212)(lim004044221TTttttTdtedt

9、edtedteEW25. 622251lim)20cos(1 2251lim)10(cos251lim202022TTdttTdttTPTTTTT2225lim)20cos(1 225lim)10(cos25lim202022TdttdttETTTTT01P所以 為能量信號(hào), 為功率信號(hào)。)(1tf)(2tf第一章第1講19第一章第1講20第一章第1講215.5.鐘形脈沖函數(shù)鐘形脈沖函數(shù)( (高斯函數(shù)高斯函數(shù)) )1.1.指數(shù)信號(hào)指數(shù)信號(hào)2.2.正弦信號(hào)正弦信號(hào)3.3.復(fù)指數(shù)信號(hào)復(fù)指數(shù)信號(hào)( (表達(dá)具有普遍意義表達(dá)具有普遍意義) )3 3. 抽樣信號(hào)抽樣信號(hào)(Sampling Signal)信

10、號(hào)的表示信號(hào)的表示 tf函數(shù)表達(dá)式函數(shù)表達(dá)式波形波形第一章第1講22信號(hào)的自變量的變換信號(hào)的自變量的變換平移反褶尺度平移反褶尺度一般情況一般情況微分和積分微分和積分兩信號(hào)相加或相乘兩信號(hào)相加或相乘第一章第1講23)(tf101t) 1( tf101t) 1( tf101t2f (t-t0)將 f (t) 延遲時(shí)間 t0 ；即將 f (t) 的波形向右移動(dòng) t0 。f (t+t0)將 f (t) 超前時(shí)間 t0 ；即將 f (t) 的波形向左移動(dòng) t0 。)(tf101t)( tf 01t第一章第1講24)(tf101t) 1( tf101t2 f (-t-1)= f -(t+1)將 f (-t

11、)的波形向左移動(dòng)1。)( tf 01t) 1(tf01t2反折平移平移反折第一章第1講25)(tf101t f (-t+1)= f -(t-1)將 f (-t)的波形向右移動(dòng)1。)( tf 01t反折平移平移反折) 1(tf01t) 1( tf101t第一章第1講26壓縮)(tf101t2)2( tf101t25 . 0擴(kuò)展)(tf101t2)(21tf104t2第一章第1講27 , 10 , 1)()( 保保持持信信號(hào)號(hào)的的時(shí)時(shí)間間增增長(zhǎng)長(zhǎng)擴(kuò)擴(kuò)展展保保持持信信號(hào)號(hào)的的時(shí)時(shí)間間縮縮短短壓壓縮縮aaatftf三個(gè)波形相似，都是三個(gè)波形相似，都是t 的一次的一次函數(shù)。函數(shù)。但由于自變量但由于自變量

12、t 的系數(shù)不同，的系數(shù)不同，則達(dá)到同樣函數(shù)值則達(dá)到同樣函數(shù)值2的時(shí)間不同。的時(shí)間不同。時(shí)間變量乘以一個(gè)系數(shù)等于改時(shí)間變量乘以一個(gè)系數(shù)等于改變觀察時(shí)間的標(biāo)度。變觀察時(shí)間的標(biāo)度。O2T21 2tftOT21 tftOT221 tf 2t第一章第1講28注意注意！ 0 aabtafbatftf設(shè)設(shè)先展縮：先展縮： a1，壓縮，壓縮a倍；倍； a1，擴(kuò)展，擴(kuò)展1/a倍倍 后平移：后平移： +，左移左移b/a單位；，右移單位；，右移b/a單位單位 一切變換都是相對(duì)一切變換都是相對(duì)t 而言而言最好用先翻縮后平移的順序最好用先翻縮后平移的順序 加上倒置：加上倒置： abtafbatf 第一章第1講29壓縮)(tf101t2)2( tf101t5 . 0壓縮)2( tf101t2)2(tf 01t5 . 0反折)22(tf01t5 . 0)22( tf101t5 . 0