重庆大学《841信号与系统》7

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重庆大学《841信号与系统》通原思考题简

重庆大学《841信号与系统》通原思考题简

思考题第1章1. 如何评价模拟通信系统及数字通信系统的有效性和可靠性?1-2 通信系统是如何分类的?1-3 何谓数字通信?数字通信的优缺点是什么?1-5 试画出数字通信系统的一般模型,并简要说明各部分的作用。

1-6 衡量通信系统的主要性能指标是什么?对于数字通信具体用什么来表述?1-7 何谓码元速率?何谓信息速率?它们之间的关系如何?第3章2.1 判断一个随机过程是广义平稳的条件?2.2 平稳随机过程的自相关函数具有什么特点?2.3 窄带高斯噪声的三种表示方式是什么?2.4 窄带高斯白噪声中的“窄带”、“高斯”、“白”的含义各是什么?2.5 高斯过程通过线性系统时,输出过程的一维概率密度函数如何?输出过程和输入过程的数字期望及功率谱密度之间有什么关系?3-1 什么是高斯型白噪声?它的概率密度函数,功率谱密度函数如何表示?3-2 什么是窄带高斯噪声?它在波形上有什么特点?它的包络和相位各服从什么分布?3-3 窄带高斯噪声的同相分量和正交分量各具有什么样的统计特性?3-4 正弦波加窄带高斯噪声的合成波包络服从什么概率分布?第4章4-1 什么是狭义信道?什么是广义信道?4-2 在广义信道中,什么是调制信道?什么是编码信道?4-3 信道无失真传输的条件是什么?4-4 恒参信道的主要特性有哪些?对所传信号有何影响?4-5 随参信道的主要特性有哪些?对所传信号有何影响?4-6 什么是相关带宽?相关带宽对于随参信道信号传输具有什么意义?4-7 信道容量是如何定义的?香农公式有何意义?第5章1、什么是门限效应?哪些模拟调制在什么情况下会出现门限效应?2. 若宽带调频信号的基带信号最高频率增大一倍,则调频信号带宽增大多少3. 试用香农公式说明FM 系统的抗噪能力优于AM 系统。

FM 信号带宽B FM =2(Δf+f H )远大于AM 信号带宽B AM =2f H ,根据香农公式C=Blog 2)1(0Bn S ,当0n S 0相同时,信道容量C 随信号带宽B 的增大而增大。

重庆大学信号与系统实验(附标准答案)

重庆大学信号与系统实验(附标准答案)
即这时正弦序列为周期序列,并且N=2π/ω就是最小周期。
2.当2π/ω为有理数时,则有2π/ω=N/M,这里N和M均为正整数,令N=2πM/ω,则
sinω(n+N)= sinω(n+ M2π/ω)= sin(ωn+ 2πM)= sinωn。
即这时正弦序列也是周期序列,且序列的最小周期为N=2πM/ω。
平移:将函数 沿横坐标平移 就得到函数
相乘:将 与 相乘,得到 。两波形重叠部分相乘有值,不重叠部分乘积为零
积分: 曲线下的面积即为 时刻的卷积。
2.2离散信号卷积和
输入为 ,输出为 的离散时间线性时不变系统的作用是用卷积求和来描述的:
信号 是系统对于单位冲激输入的响应。其计算步骤为:
横坐标 换成
翻转:将函数 以纵坐标为轴翻转,得到其对称函数
问题1:详细说明正弦离散时间信号的周期性与信号频率的关系,为什么?
答:根据周期序列的定义来讨论正弦离散时间信号的周期性,根据其周期性来找出其与信号频率
的关系。即找到一个正整数N使得恒等式sin(ωn)=sinω(n+N)成立。
分为几种情况讨论:
1.当2π/ω为整数时,令N=2π/ω,则
sinω(n+N)= sinω(n+2π/ω)= sin(ωn+2π)= sinωn。
12电科02班
姓名
艾渝
成绩
课程
名称
信号与系统(双语)
实验项目
名称
信号的时域表示、变换、采样及系统的时域特性
指导教师
文静
教师评语
()深入理解了实验原理,完成了实验步骤,实验过程原始记录翔实、清晰、准确,实验结果正确,分析透彻,很好地达到了实验目的。

重庆大学《841信号与系统》习题库

重庆大学《841信号与系统》习题库

值:
1 F ω
ω0
2
F ωdω
f t
1
1 O 1
t
4. 已知F1ω F f1t,利用傅里叶变换的性质, 求F2ω F f16 2t。
5.
已知升余弦信号 f
t
E 2
1
cos
πt τ
0 t ,
利用频移性质求其频谱 密度函数,并与矩形脉 冲信号
f1 (t )
E
u
t
τ 2
u
t
τ 2
(4)求系统的单位冲激响应h(t)。
4. 在图a所示电路中,以yt 为响应变量。
(a)求电路的状态方程与输出方程;
(b)分析系统可控性与可观测性的条件。
f t
yt
C
R1
iL t
+ vC
t
L
-
R2
(a)
1.粗略绘出下列各函数式的波形图
(1) f1t u t2 1
(2)
f2
t
d dt
et cos tut
2. 求下列函数值
(1) f t
d dt
et t
(2) f t t e3 τ d τ
3. 已知信号 f(t)的波形如图所示,请画出下列函数的波形。
(1) f (6 2t)
x3t
1
o 123 t
3. 电路如图 4-5(a)所示 (1)求系统的冲激响应。
(2)求系统的起始状态 iL 0 、vC 0 , 使系统的零输入响应等于冲激响应
(3)求系统的起始状态,使系统对 ut 的激励时的完 全响应仍为 ut。
2Ω 1H
iL 0
e t
1F

重庆大学《841信号与系统》2

重庆大学《841信号与系统》2
• 对于线性时不变系统,该式为一非齐次的常系 数线性微分方程式
依据
系统微分方程的建立依据是构成系统的各部件的
特性以及各部件之间的连接方式。具体到电路中,微
分方程的列写依据是VAR,KCL和KVL三条规律。
a.电阻:
R u(t) i (t )
p
ui
i2
R
u2
R
b.电容:
C
q(t) u(t)
ic
(t
第二章 连续时间系统的时域分析
• 微分方程的建立与求解 • 零输入响应和零状态响应 • 冲击响应与阶跃响应 • 卷积及其性质
§2.1微分方程的建立与求解 1. 微分方程的建立
• 设系统的激励信号为 e(t) ,响应为 r(t) ,则
系统的特性可用一微分方程来描述
C0r(n) (t) C1r(n1) (t) Cn1r(1) (t) Cnr(t) E0e(m) (t) E1e(m1) (t) Eme(t)
齐次解+特解,由初始条件定出齐次解A系k 数 Ak 。
(一)、微分方程的齐次解
齐次方程:
C0
d nr t
dtn
L
Cn1
dr t
dt
Cnr
t
0
特征方程:
C0n C1n1 L Cn1 Cn 0
特征方程的 n 个根称为特征根:i i 1,2, ,n
微分方程的齐次解的形式取决于特征根的不同情况。
描述LTI连续系统的微分方程是一线性常系数常 微分方程,一般形式如下:
C0
d nr t
dtn L
Cn1
dr t
dt
Cnr
t
E0
d me t
dtm L

重庆大学毕业学分要求

重庆大学毕业学分要求

毕业学分要求:类别必修选修最低选修最低要求专业课程0 68.5 12.5 12.5 人文素质0 0 6 6学科大类36 29 10 46 实践环节30 6 2 32 通识教育63.5 14.5 8 71.5合计129.50 118.00 38.50 168.0 0课程体系注意事项序号类别类型名称学分成绩开课学期1 通识教育必修大学计算机基础 2.5 79 12 通识教育必修大学物理(Ⅱ-1) 3.5 80 23 通识教育必修大学物理(Ⅱ-2)4 82 34 通识教育必修大学物理实验 1.5 95 35 通识教育必修大学英语(1) 3 67 16 通识教育必修大学英语(2) 3 81 27 通识教育必修大学英语(3) 3 74 38 通识教育必修大学英语(4) 3 - 49 通识教育必修复变函数 2 97 3 1通识教育必修高等数学(Ⅱ-1) 4.5 89 1 11通识教育必修高等数学(Ⅱ-2) 6.5 82 2 12通识教育必修工程力学 3.5 - 5 13通识教育必修工程制图(Ⅱ) 3.5 78 1 14通识教育必修军事课 2 78 1 15通识教育必修马克思主义基本原理 3 70 31 6 通识教育必修毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系概论3 - 417通识教育必修思想道德修养与法律基础 2 83 2 18通识教育必修体育(1) 1 95 1 19通识教育必修体育(2) 1 95 2 2通识教育必修体育(3) 1 95 321通识教育必修体育(4) 1 - 4 22通识教育必修线性代数(Ⅱ) 2 94 2 23通识教育必修形势与政策(1)0.25 - 1 24通识教育必修形势与政策(2)0.25 95 2 25通识教育必修形势与政策(3)0.25 - 3 26通识教育必修形势与政策(4)0.25 - 4 27通识教育必修形势与政策(5)0.25 - 5 28通识教育必修形势与政策(6)0.25 - 6 29通识教育必修形势与政策(7)0.25 - 7 3通识教育必修形势与政策(8)0.25 - 8 31通识教育必修中国近现代史纲要 2 92 1 32通识教育选修C程序设计技术 3.5 80 2 33通识教育选修计算机信息管理基础 2.5 - 4 34通识教育选修计算机硬件技术基础(Ⅰ) 4.5 - 5 35通识教育选修就业指导 1 - 6 36通识教育选修数据通信及网络技术 2.5 - 5 37通识教育选修新生研讨课0.5 95 13 8 学科大类必修Matlab在电气工程中的应用1 87 339学科大类必修电磁场原理(Ⅰ) 4 - 4 4学科大类必修电机学(1) 5 - 5 41学科大类必修电力电子技术 3 - 6 42学科大类必修电路原理(Ⅰ-1) 6 85 243学科大类必修电路原理实验 1 95 3 44学科大类必修电气工程导论 1 95 1 45学科大类必修模拟电子技术(Ⅱ) 3.5 - 3 46学科大类必修模拟电子技术实验(Ⅱ)0.5 - 3 47学科大类必修数字电子技术(Ⅱ) 3.5 - 4 48学科大类必修数字电子技术实验(Ⅱ)0.5 - 4 49学科大类必修信号与系统(Ⅲ) 2.5 - 4 5学科大类必修自动控制原理(Ⅰ) 4.5 - 55 1 学科大类选修传感器原理及数字测量技术3 - 652学科大类选修单片机原理及其应用 2 - 5 53学科大类选修电磁兼容及电磁环境保护 2 - 5 54学科大类选修电工生态与生物医学 2 - 8 55学科大类选修电机学(2) 2 - 6 56学科大类选修电路原理(Ⅰ-2) 2 97 3 57学科大类选修电气控制技术 3.5 - 6 58学科大类选修电子设计自动化实用技术 1 - 4 59学科大类选修机电能量转换 2 - 6 6学科大类选修计算机辅助电路分析 1.5 95 3 61学科大类选修嵌入式系统及其应用 2 - 6 62学科大类选修数字信号处理(Ⅱ) 3 - 5 63学科大类选修专业英语 1 - 8 64学科大类选修自动化仪表与过程控制 2 - 665专业课程选修电机测试与控制 2 - 6 66专业课程选修电机及其系统的仿真分析 2 - 7 67专业课程选修电机设计 3 - 6 68专业课程选修电力电子仿真技术 2 - 7 69专业课程选修电力系统电磁暂态分析 2 - 6 7专业课程选修电力系统规划与可靠性 2 - 77 1 专业课程选修电力系统过电压与接地技术2.5 - 672专业课程选修电力系统继电保护 2.5 - 7 73专业课程选修电力系统稳定性分析 2 - 7 74专业课程选修电力系统稳态分析 2.5 - 6 75专业课程选修电力系统自动化 2 - 7 76专业课程选修电能质量及控制 2 - 7 77专业课程选修电气安全 2 - 7 78专业课程选修电气传动 2 - 6 79专业课程选修电气设备绝缘在线监测 2 - 7 8专业课程选修发电厂及变电站电气部分 2 - 6 81专业课程选修风力发电技术 2 - 7 82专业课程选修高电压技术 2.5 - 6 83专业课程选修高电压试验技术 2.5 - 6 84专业课程选修高压电器 2 - 7 85专业课程选修功率器件及应用 2 - 7 86专业课程选修供配电系统 2.5 - 687专业课程选修计算机控制技术 2 - 6 88专业课程选修建筑电气工程设计基础 2 - 7 89专业课程选修建筑电气节能 2 - 7 9专业课程选修建筑通信及网络技术 2.5 - 7 91专业课程选修建筑智能化技术 2 - 7 92专业课程选修输变电设备绝缘技术 2 - 7 93专业课程选修数字信号处理器及应用 2 - 7 94专业课程选修同步电机励磁控制 2 - 7 95专业课程选修永磁电机及其控制 2 - 7 96专业课程选修照明技术 2 - 6 97实践环节必修毕业设计15 - 8 98实践环节必修电工电子综合设计 1 - 6 99实践环节必修电子技术课程设计 2 - 4 1实践环节必修电子实习(Ⅰ) 2 - 3 11实践环节必修金工实习(Ⅳ) 2 85 2 10 2 实践环节必修毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系概论实践3 - 413实践环节必修认识实习 1 - 5 10 4 实践环节必修思想道德修养与法律基础实践1 75 215实践环节必修专业课程设计 3 - 71实践环节选修电力电子技术课程设计 2 - 6 61实践环节选修电子设计与制作 2 - 6 71实践环节选修科学研究与学科竞赛 2 - 7 81全校选修选修西方电影文化-影视鉴赏 1 良- 911全校选修选修中国民间美术鉴赏 1 95 - 0。

841信号与系统考试大纲

841信号与系统考试大纲

841信号与系统考试大纲
841信号与系统考试大纲主要包括以下内容:
1. 信号表示与线性时不变系统基本概念
2. 线性时不变系统的时域分析
3. 傅里叶级数与傅里叶变换,傅里叶变换的性质、采样定理
4. 连续时间系统的s域分析
5. 傅里叶变换应用于系统分析
6. 离散时间系统的z域分析
7. 系统函数
8. 离散傅立叶变换
9. 快速傅里叶变换FFT,原理算法,用FFT进行卷积运算的方法
10. IIR、FIR数字滤波器的基本结构
11. IIR数字滤波器的设计
12. FIR数字滤波器的设计
13. 多抽样率数字信号处理方法
14. 离散系统的时域分析分析方法,包括利用差分方程、卷积和两种方法,离散系统的零输入响应、零状态响应和全响应、固有响应与强迫响应、稳态响应与暂态响应。

具体要求如下:
掌握离散系统的零输入响应、零状态响应和全响应的求解。

掌握离散系统的单位序列响应和单位阶跃响应的求解。

理解卷积和及其主要性质。

掌握利用卷积和求解离散系统时域响应。

此外,对于这些内容的掌握程度也有要求,考生需要理解并掌握这些基本概念、方法和原理,并能够灵活运用它们解决实际的问题。

同时,对于一些重要的概念和公式,考生需要能够熟练掌握并正确运用。

总之,841信号与系统考试大纲是针对研究生入学考试的信号与系统课程而设定的考核标准,要求考生对信号与系统的基本理论、方法和原理有深入的理解和掌握,并能够灵活运用它们解决实际的问题。

重庆大学《841信号与系统》第三章 傅里叶变换2012年3月28日稿

重庆大学《841信号与系统》第三章 傅里叶变换2012年3月28日稿

第三章 傅里叶变换3.1 周期信号表示为傅里叶级数一、正交函数与正交函数集1、函数正交如果两个函数()t f 1、()t f 2在区间(1t ,2t )满足()()02121=⎰dt t f t f t t ,则称()t f 1和()t f 2在(1t ,2t )内正交。

2、正交函数集假设有n 个函数()t g 1,()t g 2, ,()t g n 构成一个函数集,这些函数在区间(1t ,2t )内满足如下正交特性:()()()⎪⎩⎪⎨⎧=≠=⎰⎰i t t i t t j iK dt t g ji dt t g t g 212120,i K 为一常数。

则函数集称为正交函数集。

也称()t g 1,()t g 2, ,()t g n 构成一个n 维的正交信号空间。

当1=i K 时,称为归一化正交函数集。

任一函数()t f 在区间(1t ,2t )内,可以用组成信号空间的n 个正交函数的线性组合来近似地表示为:()()()()()()∑==+++++≈nr r r n n r r t g c t g c t g c t g c t g c t f 12211完备正交函数集:如果在正交函数()t g 1,()t g 2, ,()t g n 之外,不存在函数()t x(()∞<<⎰dt t x t t 2120),满足等式()()021=⎰dt t g t x t t i (i 为任意正整数),则称此函数集为完备正交函数集。

一般说,完备正交函数集中将包含有无限多个相互正交的函数。

这样()()()() ++++=t g c t g c t g c t f r r 2211 3、复变函数的正交特性设()t f 1和()t f 2是实变量t 的复变函数,两个函数()t f 1和()t f 2在区间(1t ,2t )内相互正交的条件是:()()()()021212121==⎰⎰**t t t t dt t f t f dt t f t f复变函数正交函数集:如果在区间(1t ,2t )内,复变函数集()t g 1,()t g 2, ,()t g n 满足如下关系式:()()()()⎪⎩⎪⎨⎧=≠=⎰⎰**i t t i i t t j iK dt t g t g ji dt t g t g 21210则称此复变函数集为正交函数集。

重庆大学《841信号与系统》例题讲解

重庆大学《841信号与系统》例题讲解

4. 将非最佳接收机误码率公式中的信噪比S/N 换为E s /n 0即为最佳接收机的误码率。

设码元宽度为T s 、码速率为R B ,则E s /n 0=ST s /n 0=S/(n 0R B )。

设收滤波器带宽为B R ,则N=B R n 0,S/N=S/(n 0B R )。

B R 等于线性调制信号占用的信道带宽B c ,而线性调制系统的频带利用率ηB =R B /B c ≤1,故B R =B c ≥R B ,E s /n 0≥S/N ,所以最佳接收机的误码率通常小于非最佳接收机的误码率。

2、设基带系统的频率特性如图1所示。

图1基带系统的频率特性(1)用频域条件分析,当传输2 kBd 的四进制信息时是否有码间串扰; (2) 用频域条件分析,当传输2 kbit/s 的四进制信息时是否有码间串扰。

3、(14分)对最高频率为6 MHz 的模拟信号进行线性PCM 编码,量化电平数为M=8,编码信号先通过α=0.2的升余弦滚降滤波器处理,再对载波进行调制:(1) 采用2PSK 调制,求占用信道带宽和频带利用率; (2) 将调制方式改为8PSK ,求占用信道带宽和频带利用率。

解: (1) 模拟信号的最高频率为f H ,将取样频率取为f s =2f H 。

当量化电平数 为M=8时,编码位数N=log 28=3。

PCM 编码后的信息速率为R b =2f H N=2×6×106×3 bit/s=36 Mbit/s二进制基带升余弦滚降信号带宽为 B s =b R a 21+=22.01+×36 MHz=21.6 MHz 用此信号与载波相乘得到的信号带宽即是占用信道带宽 B c =2B s =43.2 MHz频带利用率为 ηb =66102.431036⨯⨯=c c B R =0.83 bps/Hz 2PSK 系统的频带利用率也可用下式计算:ηb =2.01111+=+a bps/Hz=0.83 bps/Hz (2) 8PSK 系统的频带利用率为ηb =log 2M/(1+α)=(log 28/(1+0.2)) bps/Hz=2.5 bps/Hz 占用信道带宽 B c =R b /ηb =36/2.5 MHz=14.4 MHz(3) 在什么时刻输出可以达到最大值?并求最大值。

重庆大学《841信号与系统》习题讲解

重庆大学《841信号与系统》习题讲解

1-14 已知等概独立的二进制数字信号的信息速率为2400 bit/s 。

(1) 求此信号的码速率和码元宽度;(2) 将此信号变为四进制信号,求此四进制信号的码速率、码元宽度和信息速率。

解 (1) R B =R b /log 2M =(2400/log 22)Bd=2400 BdT =B R 1=24001 s=0.42 ms (2) R B =(2400/log 24)Bd=1200 BdT=B R 1=12001 s=0.83 ms R b =2400 b/s 1-12 进制离散信源输出四个独立符号A 、B 、C 、D 。

(1) A 、B 、C 、D 出现的概率分别为41、81、81、21,求A 、B 、C 、D 每个符号所携带的信息量和信源熵;(2) A 、B 、C 、D 等概,求信源熵。

解 (1) 根据式(1.4-3),有 =)(A I (-log 241)bit=2 bit==)()(C I B I (-log 281)bit=3 bit=)(D I (-log 221)bit=1 bit根据式(1.4-9),有 H (X )=(41×2+818×3+81×3+21×1)bit/符号=143bit/符号(2) 根据式(1.4-9),有H (X )=(log 24)bit/符号=2 bit/符号1-3、 一个由字母A ,B ,C ,D 组成的字。

对于传输的每一个字母用二进制脉冲编码,00代替A ,01代替B ,10代替C ,11代替D 。

每个脉冲宽度为5ms(1) 不同的字母是等概率出现时,试计算传输的平均信息速率。

(2) 若每个字母出现的概率为P A =1/5, P B =1/4, P C =1/4, P D =3/10,试计算传输的平均信息速率。

解:首先计算平均信息量。

(1) H=-ΣP(x i )log 2 P(x i )=441log )41(2⨯-⨯=2bit/字母 平均信息速率=s /200bit /5m s 2/2=⨯字母字母bit(2) H= -ΣP(x i )log 2 P(x i ) =1.985 bit/字母平均信息速率=s /bit .198/5ms 2/985.1=⨯字母字母bit 1.985简答:2.1 判断一个随机过程是广义平稳的条件? 2.2 平稳随机过程的自相关函数具有什么特点? 2.3 窄带高斯噪声的三种表示方式是什么?2.4 窄带高斯白噪声中的“窄带”、“高斯”、“白”的含义各是什么? 2.5 高斯过程通过线性系统时,输出过程的一维概率密度函数如何?输出过程和输入过程的数字期望及功率谱密度之间有什么关系?3-21 计算机终端通过电话信道传输计算机数据,电话信道带宽为 3.4 kHz ,信道输出的信噪比S/N=20 dB 。

(NEW)重庆大学《841信号与系统》历年考研真题汇编(含部分答案)

(NEW)重庆大学《841信号与系统》历年考研真题汇编(含部分答案)

2008年重庆大学842信号与线性系统考研真 题
2007年重庆大学443信号与线性系统考研真 题
2006年重庆大学443信号与线性系统考研真 题
2005年重庆大学450信号与系统考研真题
2004年重庆大学450信号与系统考研真题
2003年重庆大学450信号与系统考研真题
目 录
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2014年重庆大学841信号信号与线性系统考研真 题
2012年重庆大学841信号与系统考研真题
2010年重庆大学842信号与线性系统考研真 题及详解
2009年重庆大学842信号与线性系统考研真 题
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重庆大学2001年硕士研究生入学考试试题 考试科目:信号与线性系统
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重庆大学《841信号与系统》第四章 拉普拉斯变换 2012年4月16日稿

重庆大学《841信号与系统》第四章 拉普拉斯变换 2012年4月16日稿

0
f est0 es d
est0 F s
此性质表明:若波形延迟 t0 ,则它的拉普拉斯变换应乘以 est0 。
五、 s 域平移
若 f t F s
则 f t etu t F s
六、尺度变换
若 f t F s

f
at
1 a
F
s a
a0
七、初值定理
初值定理常用于由 F s 直接求 f 0 的值,而不必求出原函数 f t 。
1 s2
t
nu
t
n! s n 1
4、 es0tu t 1
s s0
( s0 为复常数)
特别地
etu t 1
s
etu t 1
s
5、 e jtu t 1
s j
0
e jtu t 1
s j
0
6、
sin
t
u
t
s
2
2
0
6
cos
t
u
t
s
2
s
2
7、 t sin t u t
F s L eatu t
e at e st dt e ast
0
as
0
1 , as
a
即 eatut 1 , a
as
3、复指数函数 es0tut ( s0 为复常数)
F s L es0tu t
e s0t e st dt e ss0 t dt e ss0 t
综述几种情况: (1)凡是有始有终,能量有限的信号,收敛坐标落于 ,全部 s 平面都属 于收敛区。例如:单个脉冲信号。
(2)信号的幅度既不增长也不衰减而等于稳定值,或随时间 t ,tn 成比例增 长的信号,则其收敛坐标落于原点, s 平面右半平面属于收敛区。例如:正弦信 号, t , tn 信号。

初试814《信号与系统》考试大纲

初试814《信号与系统》考试大纲

南京信息工程大学2011年研究生招生入学考试《信号与系统》考试大纲科目代码:814科目名称:信号与系统第一部分课程目标与基本要求一、课程目标“信号与系统”课程是电子信息学科、通信学科、网络学科以及信号和信息分析与处理等专业的技术基础课。

本课程考查考生对信号、系统的基本概念的理解,对信号分析和系统特性的基本分析方法掌握的程度;考查考生基本知识的运用能力。

二、基本要求“信号与系统”课程的任务是研究信号与系统理论的基本概念和基本分析方法,使学生认识如何建立系统的数学模型,掌握基本分析、求解方法,并对所得结果赋予物理意义。

通过本课程的学习,学生能运用数学工具正确分析典型的物理问题,使学生具备进一步学习后续课程的理论基础。

第二部分课程内容与考核目标第一章绪论1、理解信号、系统的概念及分类;2、掌握典型信号的定义及其波形表达;3、理解和掌握阶跃信号与冲激信号的定义、特点(性质)及两者的关系;4、了解信号的不同分解形式;5、理解和掌握系统的线性性、时不变性、因果性含义,并能做出正确判断;6、熟练掌握信号的时域运算,理解运算对信号的影响结果;7、了解系统模型的意义,掌握由线性系统微分方程绘出系统模拟框图或系统模拟框图写出系统微分方程的方法。

第二章连续时间系统的时域分析1、理解0-和0+时刻系统状态的含义;2、理解冲激响应、阶跃响应的意义,至少掌握一种时域求解方法;3、掌握系统全响应的两种求解方式:自由响应和强迫响应、零输入响应和零状态响应;4、会分辨全响应中的瞬态响应分量和稳态响应分量;5、掌握卷积积分的定义、代数运算规律和主要性质、会用卷积积分法求解线性时不变系统的零状态响应。

6、了解系统微分方程的算子表示。

第三章傅立叶变换1、掌握周期信号的频谱分析方法;2、理解非周期信号的频谱密度函数的概念、周期信号与非周期信号的频谱特点与区别;3、理解信号时域特性与频域特性之间的关系、抽样信号的频谱特点与抽样定理;4、能利用傅立叶变换的定义和性质求解信号的频谱并绘制频谱图;5、掌握经典信号的傅立叶变换、并能灵活运用傅立叶变换的性质对信号进行正、反变换。

重庆大学信号与系统PPT课件

重庆大学信号与系统PPT课件
10信号与系统11信号的描述和分类12信号的基本特性13信号的基本运算14阶跃信号和冲激信号15系统的描述16系统的特性和分类17信号与系统的分析方法信号与系统的基本概念10101激励系统与响应系统输入信号激励输出信号响应102无线电广播系统的组成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信号与系统的基本概念11111信号的描述信号是消息的表现形式通常体现为随若干变量而变化的某种物理量
任何信号通过系统时都伴随着一定能量或功率的传输, 表明信号具有能量或功率特性。前面在时间域上定义了信号的 能量和功率, 实际上信号的能量和功率也可以在频率域定义。 它们随频率分布的关系称为信号的能量谱和功率谱。 23
第 1 章 信号与系统的基本概念
1.3 信号的基本运算
1.3.1 相加和相乘
两个信号相加,其和信号在任意时刻的信号值等于两信号 在该时刻的信号值之和。两个信号相乘,其积信号在任意时刻 的信号值等于两信号在该时刻的信号值之积。
4
第 1 章 信号与系统的基本概念
如果信号是单个独立变量的函数,称这种信号为一维信 号。一般情况下,信号为n个独立变量的函数时,就称为n维 信号。本书只讨论一维信号。并且,为了方便起见,一般都 将信号的自变量设为时间t或序号k。
与函数一样,一个实用的信号除用解析式描述外,还可 用图形、测量数据或统计数据描述。通常,将信号的图形表 示称为波形或波形图。
28
第 1 章f (t)信号与系统的基本概念
1
f (k ) 1
-4 -2 0
2
t
-4 -2 0
2
k
f (-t) 1
t4 2 0
-2
k4
f (-k ) 1
20
-2
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始条件y(p)(0-)=0,p=0,1,2,…,(n-1),则可得到
(sn+an-1sn-1+…+a1s+a0)Y(s)=0
(7―6)
而系统函数H(s)的极点正好是式(7―6)中多
项式等于零的根,即
sn+an-1sn-1+…+a1s+a0=0
(7―7)
例7―1已知系统的数学模型为
y″(t)+5y′(t)+4y(t)=f′(t)+f(t)
A
5 3
yx
(t)
5 3
et
2 3
e4t
,t
0
在零状态下对系统方程取拉氏变换,可以求出H(s)
s2Y (s) 5sY (s) 4Y (s) sF (s) F (s)
H(s) Y (s) s 1 s 1 1 F (s) s2 5s 4 (s 1)(s 4) s 4
F (s) L[ f (t)] 1 s2
(2)从系统的零、极点分布可以求得系统的频率响 应特性,从而可以分析系统的正弦稳态响应特性。 统的时域、频域特性都集中地以其系统函数或系统函 数的零、极点分布表现出来。我们先来讨论系统的固 有频率与极点的关系。
从第二章连续系统的时域分析可知,求解系统 的零输入响应yx(t),首先应将n阶系统方程式写成 齐次常微分方程
当正弦激励信号的频率ω改变时,稳态响应的幅度和相位将 分别随着H(jω) φ(ω)变化,H(jω)反映了系统在 正弦激励下稳态响应随频率变化的情况,故又称系统的频响特 性。
若H(s)的极点均位于s左半平面,令s=jω,也就是在s平 面上令s沿虚轴变化 ,则有H(s)|s=jω=H( jω), 即为系统的频 响特性。根据H(s)在s平面的零、极点分布情况可以绘制 出频响特性曲线,包括幅频特性|H( jω)|曲线和相频特性φ(ω) 曲线,下面介绍这种方法。
(2) 若H(s)的极点位于s右半平面,则冲激响应的 模式为增长指数或增长振荡,当t→∞时,它们趋于无 限大,系统属于不稳定系统。
j t t
t
0
t t
t
图7.2 H(s)的极点与所对应的响应函数
(3) 若H(s)的单极点位于虚轴(包括原点), 则冲激响应的模式为等幅振荡或阶跃函数,系统属 于临界稳定系统。
F (s) L[ f (t)] 1
于是 所以
s2
Yf
(s)
F (s)gH (s)
s
1
g 2s
1
4
s
1
2
2
1 2
s4
可以得到
Y
f
(t
)
L[Y
f
(s)]
(
1 2
y(t) Yf (t) yx(t)
其中,固有响应 y(t)
5
et
7
e4t
,
t
e2t 1 e4t )gu(t) 2
5 et 1 e2t 7 e4t 32 6
N (s) D(s)
(7―1)
系统函数分母多项式D(s)=0的根称为系统函数的 极点,而系统函数分子多项式N(s)=0的根称为系统函 数的零点,极点使系统函数取值为无穷大,而零点使系 统函数取值为零。
N(s)和D(s)都可以分解成线性因子的乘积,即
m
H (s)
H (s) D(s)
bm (s z1)(s an (s p1)(s
例如某系统的系统函数为
H(s)
s2(s 3)
(s 1)(s 2 j1)(s 2 j1)
它表明系统在原点处有二重零点,在s=-3处有一个 零点;而在s=-1,s=-2-j1处各有一个极点,该系统函数 的零、极点图如图7.1所示。
j
j
-3 -2 -1
-j
图7.1 系统函数的零点、极点图
研究系统函数的零、极点有下列几个方面的意义: (1)从系统函数的极点分布可以了解系统的固有频率, 进而了解系统冲激响应的模式,也就是说可以知道系统 的冲激响应是指数型,衰减振荡型,等幅振荡型,还是几者 的组合,从而可以了解系统的响应为 y(t)
3 1
6 e2t , t
0
2
2、系统函数的极点分布与冲激响应
H(s)的一阶极点与其所对应的冲激响应函数波 形,如图7.2所示。由以上讨论可得如下结论:
LTI连续系统的冲激响应的函数形式由H(s)的 极点确定。
(1) 若H(s)的极点位于s左半平面,则冲激响应的 模式为衰减指数或衰减振荡,当t→∞时,它们趋于零, 系统属于稳定系统。
(4)若位于虚轴(包括原点)的极点为n重极点 (n≥2),则冲激响应的模式呈增长形式,系统也属 于不稳定系统。
3、系统函数的零极点分布与系统频响特性
系统的频率特性H(jω),其模|H( jω)|是随ω变化 的函数称为系统的幅频特性,相角φ(ω)称为系统的 相频特性。如前所述,系统在频率为ω0的正弦信号激励 下的稳态响应仍为同频率的正弦信号,但幅度乘以 |H( jω0)|,相位附加φ(ω0),|H( jω0)|和φ(ω0)分 别是H(jω)和φ(ω)在ω0点之值。
第七章 系统函数
※系统函数与系统特性 ※系统的稳定性 ※信号流图 ※系统模拟
第一节 系统函数与系统特性
一、连续时间系统函数与系统特性
1、系统函数的零点、极点及系统的固有频率 线性系统的系统函数,是以多项式之比的形式出 现的,即
H(s)
bmsm bm1sm1 b1s b0 ansn an1sn1 a1s a0
z2) (s zm ) p2 ) (s pn )
H0g
j 1 n
(s zj) (s zi )
(7―2)
i 1
把系统函数的零点与极点表示在s平面上的图形,叫 做系统函数的零、极点图。其中零点用“o”表示。 极 点 用 “ ×” 表 示 。 若 为 n 重 极 点 或 零 点 , 则 注 以 (n)。
y(n) (t) an1 yn1(t) a1 y1(t) a0 y(t) 0
其特征方程式为
(7―3)
pn an1 pn1 a1 p a0 0
(7―4)
若上式具有n个不等的单实根λ1,λ2,…,λn,则
系统的零输入响应为
n
yx (t) cieit
i 1
(7―5)
对方程式(7―3)取拉普拉斯变换,并假设所有初
激励f(t)=e-2tu(t),初始状态y(0-)=1,y′(0-)=1。 试求yf(t),yx(t),y固(t),y强(t)及y(t)。
解 系统的特征方程为
p2+5p+4=0
特征根即系统的固有频率为p1=1,p2=-4。
于是设
解得
yx yx
(0 (0
) )
AB 1 A 4B
1
B
2 3
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