信号与系统第一章(精)
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里所说的信号也限定在电流信号或电压信号的范畴。
第一章 信号的时域分析
1.1.1 信号与信息
➢ 信号作为载体来传输信息，并不是说信息与信号 的表现形式完全不同。
➢ 当信息为文字时，首先对文字编码，然后将数字 载入信号并对含有信息的信号传输。在接收端， 先将数字从信号中提取出来，再将数字译成文字 信息。这是一个完整信息传输过程。
➢ 就整个信息传输过程过程而言，信息和信号可以 清晰地区别，而当传输过程只是一部分时，我们 经常用原始信号、传输信号和处理后信号来区别。
第一章 信号的时域分析
1.1.1 信号与信息
➢ 电信号的传输始于19世纪，1837年发明的莫尔斯 电报和1876年发明的贝尔电话被认为是电信号传 输的里程碑。
➢ 电信号传输的研究和发明以及相关的理论和技术 的发展在经历两次世界大战后，得到了迅速的发 展。
湖南工业大学（河西）计通学院 2015年3月
0 绪论
0.1 信号与系统课程的重要性：
➢是一门专业基础课
➢其概念、方法是今后从事通信及控制系统 理论和工程技术研究的必备工具和基础。
0 绪论
0.2 信号、系统及相互关系
➢信号：
“符号”，包含某些物理现象的行为或本质的信息， 可以表示为一个或多个独立变量的函数
➢讨论连续时间信号与系统和离散时间信号 与系统
0 绪论
07 课程具体内容
第1、2、7章：时域分析 第3、4、8章：变换域分析 第5、6章：应用分析 第9章：状态变量分析，为复杂系统的计算
机分析打下基础
ຫໍສະໝຸດ Baidu 0 绪论
0.8 课程特点
➢ 信号分解与系统分析相结合
根据连续信号的不同分解方法，对应推导出线性 系统的分析方法分别是时域分析、频域分析和复频 域分析。离散信号也类似。
➢ 近代通信方式：电报、 电话、无线通信
➢ 现代通信方式：计算机 网络通信、视频电视传 播、卫星传输、移动通 信
0 绪论
0.4 信号与系统的应用举例
➢ 信号与系统的分析
电路系统对各种输入信 号的响应
V(t)、I(t) 电路
R(t)
➢ 信号与系统的设计
提取某些特定信号（心 电图中估计心率）
心电图数据 诊断心电图 诊断估值结果 的处理程序
第一章 信号的时域分析
1.2 信号的分类
信号分类：
实际信号与理想信号 连续时间信号与离散时间信号 确定信号与随机信号 一维信号与多维信号 周期信号与非周期信号 能量型信号与功率型信号
其它
基带信号、窄带信号 调制信号 载波信号 已调信号
第一章 信号的时域分析
1.2.1 实际信号与理想信号
• 实际信号是 用数学表达 式或波形表 示、在真实 世界中存在 的信号。
➢系统：
对特定信号作出响应，以产生其它信号或某些行为
信号与系统：
信号
系统
信号/行为
0 绪论
0.3 信号与系统的应用领域
应用领域广泛：
➢ 通信系统、航空航 天、电路设计、电 子测量、声学、地 震学、生物工程、 能源产生与分配、 化学过程控制、语 音处理等
通信系统的发展：
➢ 古老通信方式：烽火、 旗语、信号灯
0 绪论
0.5 本课程的基本任务
• 主要研究信号分析及系统分析的方法
➢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
0 绪论
0.6 本课程研究范围
➢讨论确定性信号的时域和频域分析
➢讨论线性时不变系统的描述与特性
➢讨论确定性信号通过线性时不变系统的时 域分析和变换域分析
1.1 信号
➢ 信号是信息的物理表现形式，或说是传递信息的 函数，而信息则是信号的具体内容。例如，交通
红绿灯是信号，它传递的信息是：红—停止， 绿—通行。
➢根据载体的不同，信号可以是电的、磁的、声的、
光的、机械的、热的等各种信号。
➢信号虽然可以有各种形式，在目前阶段，由电子
系统大量处理并广泛应用的仍然是电信号。我们这
➢ 电信号的传输指标主要表现在快速、准确、有效， 因此避免不了将信息转换成便于传输和处理的信 号。
第一章 信号的时域分析
1.1.1 信号与信息
信号的描述： 数学表达式 时间的函数 函数的图象 波形
信号的数学形态是变量为时间的函数
一方面可以用描述函数的方法来描述信号，包括数学表
达式和函数图像。
另一方面，我们还可以将时间函数进行某些变换，在变 换域中用表达式和函数图像来表示。
• 理想信号虽然也可以用数 学表达式或波形表示，但 是在实际系统中并不存在 的信号。
• 引入理想信号的目的是对 实际信号的近似，为的是 数学处理方便。
第一章 信号的时域分析
1.2.2 连续时间信号与离散时间信号
除有限不连续点外，对于任意 t(a,b) 都可给出确定的函 数值，这样定义在(a,b)上 的函数就称为连续信号。
➢ 连续与离散相结合
自然界中两类现象都存在 用离散信号描述和处理连续信号是发展趋势
➢ 理论与实践相结合
通过实验课加深理解课程内容，Matlab
0 绪论
09 课程授课安排
➢ 教材：《信号与系统》赵淑清 李绍滨 2008 ➢ 参考1：《信号与系统 第二版》郑君里等，2000 ➢ 参考2： 《Signals & Systems》 Oppenheim, 2nd Edition 1997 ➢ 实验：上机实验，使用Matlab编程 ➢ 上课：注重基本概念的理解、掌握分析工具和分析方法 ➢ 作业：每次课后留作业，每章结束后交一次作业
f (t) f (t nT ) n 0, 1, 2… (任 意 整 数 )
如果一个函数是离散信号，那 么除了t=nT外，它的其他函 数值没有意义。
离散信号也称为序列
t
n
012 3 4 5
用圆点和连线表示
第一章 信号的时域分析
1.2.3 周期信号与非周期信号
周期信号与非周期信号对应周期函数与非周期 函数。
但是在实际信号中，真正的周期信号是不存在 的，充其量只能是在相当长时间内按周期重复的 信号。只有理想信号才可能是周期信号，因为它 可以定义在t(-,)，并周而复始的重复。
➢ 考试成绩=平时成绩20%（作业+点到）+实验成绩10%+期末考试成绩70%
第一章 信号的时域分析
● 1.1 信号 ● 1.2 信号的分类 ● 1.3 信号的运算 1.4 双边时间信号 1.5 单边时间信号及有限长信号 1.6 离散时间序列 1.7 信号的时域分解
第一章 信号的时域分析
第一章 信号的时域分析
1.1.1 信号与信息
➢ 信号作为载体来传输信息，并不是说信息与信号 的表现形式完全不同。
➢ 当信息为文字时，首先对文字编码，然后将数字 载入信号并对含有信息的信号传输。在接收端， 先将数字从信号中提取出来，再将数字译成文字 信息。这是一个完整信息传输过程。
➢ 就整个信息传输过程过程而言，信息和信号可以 清晰地区别，而当传输过程只是一部分时，我们 经常用原始信号、传输信号和处理后信号来区别。
第一章 信号的时域分析
1.1.1 信号与信息
➢ 电信号的传输始于19世纪，1837年发明的莫尔斯 电报和1876年发明的贝尔电话被认为是电信号传 输的里程碑。
➢ 电信号传输的研究和发明以及相关的理论和技术 的发展在经历两次世界大战后，得到了迅速的发 展。
湖南工业大学（河西）计通学院 2015年3月
0 绪论
0.1 信号与系统课程的重要性：
➢是一门专业基础课
➢其概念、方法是今后从事通信及控制系统 理论和工程技术研究的必备工具和基础。
0 绪论
0.2 信号、系统及相互关系
➢信号：
“符号”，包含某些物理现象的行为或本质的信息， 可以表示为一个或多个独立变量的函数
➢讨论连续时间信号与系统和离散时间信号 与系统
0 绪论
07 课程具体内容
第1、2、7章：时域分析 第3、4、8章：变换域分析 第5、6章：应用分析 第9章：状态变量分析，为复杂系统的计算
机分析打下基础
ຫໍສະໝຸດ Baidu 0 绪论
0.8 课程特点
➢ 信号分解与系统分析相结合
根据连续信号的不同分解方法，对应推导出线性 系统的分析方法分别是时域分析、频域分析和复频 域分析。离散信号也类似。
➢ 近代通信方式：电报、 电话、无线通信
➢ 现代通信方式：计算机 网络通信、视频电视传 播、卫星传输、移动通 信
0 绪论
0.4 信号与系统的应用举例
➢ 信号与系统的分析
电路系统对各种输入信 号的响应
V(t)、I(t) 电路
R(t)
➢ 信号与系统的设计
提取某些特定信号（心 电图中估计心率）
心电图数据 诊断心电图 诊断估值结果 的处理程序
第一章 信号的时域分析
1.2 信号的分类
信号分类：
实际信号与理想信号 连续时间信号与离散时间信号 确定信号与随机信号 一维信号与多维信号 周期信号与非周期信号 能量型信号与功率型信号
其它
基带信号、窄带信号 调制信号 载波信号 已调信号
第一章 信号的时域分析
1.2.1 实际信号与理想信号
• 实际信号是 用数学表达 式或波形表 示、在真实 世界中存在 的信号。
➢系统：
对特定信号作出响应，以产生其它信号或某些行为
信号与系统：
信号
系统
信号/行为
0 绪论
0.3 信号与系统的应用领域
应用领域广泛：
➢ 通信系统、航空航 天、电路设计、电 子测量、声学、地 震学、生物工程、 能源产生与分配、 化学过程控制、语 音处理等
通信系统的发展：
➢ 古老通信方式：烽火、 旗语、信号灯
0 绪论
0.5 本课程的基本任务
• 主要研究信号分析及系统分析的方法
➢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
0 绪论
0.6 本课程研究范围
➢讨论确定性信号的时域和频域分析
➢讨论线性时不变系统的描述与特性
➢讨论确定性信号通过线性时不变系统的时 域分析和变换域分析
1.1 信号
➢ 信号是信息的物理表现形式，或说是传递信息的 函数，而信息则是信号的具体内容。例如，交通
红绿灯是信号，它传递的信息是：红—停止， 绿—通行。
➢根据载体的不同，信号可以是电的、磁的、声的、
光的、机械的、热的等各种信号。
➢信号虽然可以有各种形式，在目前阶段，由电子
系统大量处理并广泛应用的仍然是电信号。我们这
➢ 电信号的传输指标主要表现在快速、准确、有效， 因此避免不了将信息转换成便于传输和处理的信 号。
第一章 信号的时域分析
1.1.1 信号与信息
信号的描述： 数学表达式 时间的函数 函数的图象 波形
信号的数学形态是变量为时间的函数
一方面可以用描述函数的方法来描述信号，包括数学表
达式和函数图像。
另一方面，我们还可以将时间函数进行某些变换，在变 换域中用表达式和函数图像来表示。
• 理想信号虽然也可以用数 学表达式或波形表示，但 是在实际系统中并不存在 的信号。
• 引入理想信号的目的是对 实际信号的近似，为的是 数学处理方便。
第一章 信号的时域分析
1.2.2 连续时间信号与离散时间信号
除有限不连续点外，对于任意 t(a,b) 都可给出确定的函 数值，这样定义在(a,b)上 的函数就称为连续信号。
➢ 连续与离散相结合
自然界中两类现象都存在 用离散信号描述和处理连续信号是发展趋势
➢ 理论与实践相结合
通过实验课加深理解课程内容，Matlab
0 绪论
09 课程授课安排
➢ 教材：《信号与系统》赵淑清 李绍滨 2008 ➢ 参考1：《信号与系统 第二版》郑君里等，2000 ➢ 参考2： 《Signals & Systems》 Oppenheim, 2nd Edition 1997 ➢ 实验：上机实验，使用Matlab编程 ➢ 上课：注重基本概念的理解、掌握分析工具和分析方法 ➢ 作业：每次课后留作业，每章结束后交一次作业
f (t) f (t nT ) n 0, 1, 2… (任 意 整 数 )
如果一个函数是离散信号，那 么除了t=nT外，它的其他函 数值没有意义。
离散信号也称为序列
t
n
012 3 4 5
用圆点和连线表示
第一章 信号的时域分析
1.2.3 周期信号与非周期信号
周期信号与非周期信号对应周期函数与非周期 函数。
但是在实际信号中，真正的周期信号是不存在 的，充其量只能是在相当长时间内按周期重复的 信号。只有理想信号才可能是周期信号，因为它 可以定义在t(-,)，并周而复始的重复。
➢ 考试成绩=平时成绩20%（作业+点到）+实验成绩10%+期末考试成绩70%
第一章 信号的时域分析
● 1.1 信号 ● 1.2 信号的分类 ● 1.3 信号的运算 1.4 双边时间信号 1.5 单边时间信号及有限长信号 1.6 离散时间序列 1.7 信号的时域分解
第一章 信号的时域分析