信号与系统分析导论 ppt课件

信号与系统
Signals and Systems
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信号与系统分析导论
信号的描述及分类 系统的描述及分类 信号与系统分析概述
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精品资料
• 你怎么称呼老师？ • 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你
是否会认为老师的教学方法需要改进？
• 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭 • “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我
心电图信号
颈部核磁共振成像
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2. 系统总会对给定的信号作出响应，产生另一个信号或另外的几 个信号。
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几个基本概念：
1. 信息：是指存在于客观世界的一种事物形象，一般泛指消息、 情报、数据、指令等有关周围环境的知识。凡是物质的形态、特 性在时间或空间上的变化，及人类的各种社会活动都会产生信息。 人类通过自己的感觉器官从客观世界获取各种信息。
2. 消息：是用来表达信息的某种客观对象。如电报报文、电视图 象、火光、声音、文字、图表、数字等等。
信息是对消息中的不确定性的度量。
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几个基本概念：
3. 信号：是消息的表现形式，消息是信号的具体内容。信号通常 表现为随自变量变化的物理量。如声、光、电、温度、力、速度 等。
4. 系统：是由若干相互作用和相互依赖的事物组合而成的具有特 定功能的整体。它是一个非常广泛的概念。系统可以是物理的， 也可以是非物理的。系统可以很简单，也可以很复杂。
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离散信号的产生
1) 对连续信号抽样 f [k]=f(kT)
2) 信号本身是离散的
3
t
3) 计算机产生
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2间1
三、信号的分类
3. 周期信号 与 非周期信号
➢ 连续时间周期信号定义: tR，存在正数T，使得
f(tT)f(t) 成立，则 f (t) 为周期信号。
笨，没有学问无颜见爹娘 ……”
• “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
信息时代的特征——
用信息科学和计算机技术的理论和手段来解决科学、工程 和经济问题。
信息活动是指——
信息的获取、交换、传输、处理、存储、再现、控制与利 用等。
一切信息活动都离不开信号与系统的作用。
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信号的描述与分类
信号的基本概念 信号的分类
但不可能既是能量信号又是功率信号。
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系统的描述及其分类
系统的描述
系统的数学模型 系统的方框图表示
系统的分类
连续时间系统 与 离散时间系统 线性系统 与 非线性系统 时不变系统 与 时变系统 因果系统 与 非因果系统 稳定系统 与 不稳定系统
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系统 是指由相互作用和依赖的若干事物组成
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虽然在不同领域所表现出的信号与系统的物理性质不同， 但有两个基本点是共同的，即： 1. 信号总是作为一个或几个独立变量（自变量）的函数而出现，
并携带着某些物理现象或物理性质的相关信息。
正弦波信号
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1. 信号总是作为一个或几个独立变量（自变量）的函数而出现，并
携带着某些物理现象或物理性质的相关信息。
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二.本课程所涉及的内容 两大模块：
信号分析、系统分析
研பைடு நூலகம்对象： 确知信号与线性时不变系统
（Linear Time- Invariant System )
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以信号分解为核心思想，研究确知信号的分析方法： 信号分析法—时域分析 频域分析 变换域分析（包括S域和Z域）
以信号分析为基础，建立分析LTI系统的相应方法： 系统分析法—时域分析 频域分析 变换域分析（包括S域和Z域） ；
确定信号 与 随机信号 连续信号 与 离散信号 周期信号 与 非周期信号 能量信号 与 功率信号
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一. 信号的基本概念
信号与系统的概念出现在范围相当广泛的各种领域，信号与 系统的思想在很多科学技术领域起着很重要的作用。如：通信、 航空航天、电路设计、生物工程、声学、地震学、语音和图象处 理、能源产生与分配、化工过程控制、工业自动化等等。
➢ 离散时间周期信号定义: kI ， 存在正整数N，使得
f[kN]f[k] 成立，则 f [k] 为周期信号。
满足上述条件的最小的正T、正N称为信号的基本周期。
不满足周期信号定义的信号称为非周期信号。
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4.能量信号和功率信号
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在无限区间上也可以定义信号的总能量： 连续时间情况下 离散时间情况下
系统
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几个基本概念：
例如： 一个RC电路是一个系统，一架照相机、电视机、汽车、输变
电网、交通网、计算机网络、通信网、导弹防御控制系统等都是 物理的系统；一个政府的经济决策支持过程、企业的管理调控体 系、国家的司法体系、金融财政体系也是一个系统，只不过是非 物理的系统。
因此，系统的概念是非常广泛的。系统分析的理论与方 法当然也是极其重要的。
✓ 模拟信号：如果连续信号在任意时刻的取值是连续的。
➢ 离散信号：信号仅在规定的离散时刻有定义。通常以f [k]表示。 ✓ 数字信号：取值为离散的离散信号。
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连续时间信号 与 离散时间信号 波形
连续时间信号
f (t) 1
离散时间信号
3 f[k] 22
1
t
k -2 -1 0 1 2
f(t) 1
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三、信号的分类
1. 确定信号 与 随机信号
➢ 确定信号 能够以确定的时间函
数表示的信号。
➢ 随机信号 也称为不确定信号，
不是时间的确定函数。
确定信号 t
随机信号的一个样本 t
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三、信号的分类
2. 连续信号 与 离散信号
➢ 连续信号： 在观测过程的连续时间范围内信号有确定的值。 允许在其时间定义域上存在有限个间断点。通常以f (t)表示。
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语音信号：
空气压力随时间变化的函数。
语 音 信 号
“ 你 好
”
的
波
形
0
0.1
0.2
0.3
0.4
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静止的单色图象：
亮度随空间位置变化的信号 f (x,y)。
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静止的彩色图象：
三基色红(R)、绿(G)、蓝(B)随空间位置变化的信号。
IR (x, y)
I
(
x,
y)
I
G
(
x,
y)
I B (x, y)
在无限区间内的平均功率定义为： 连续时间情况下 离散时间情况下
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三类重要信号：
能量信号——信号具有有限的总能量 即：
功率信号——信号有无限的总能量，但平均功率有限。 即：
信号的总能量和平均功率都是无限的。
即：
直流信号与周期信号都是功率信号。
注意: 一个信号可以既不是能量信号也不是功率信号，