信号与系统课件 郑君里版 §2.7 卷积的性质
信号与系统(郑君里第二版)讲义第二章 连续时间系统的时域分析
2.1 连续时间系统的数学模型
一、连续时间系统数学模型的建立 原则上，具体问题的数学模型，由具体物理定律列写。 在电学系统中，由电网络结构的约束特性：基尔霍夫第一定律（KCL）和基 尔霍夫第二定律（KVL） ，以及元件的约束特性来建立描述连续时间系统（线性 电路）的数学模型。 电网络结构的约束特性，即各支路电流、电压的关系： KCL： ∑ ± i (t ) = 0
若其特征根均为单根则设零输入响应为zikzi若其特征方程中有一个m阶重根时则设零输入响应为zimzizizi确定个待定常数二零状态响应的定义及其求法1定义不考虑起始时刻系统储能的作用起始状态等于零由系统的外加激励信号所产生的响应称为零状态响应零状态响应满足的微分方程为
第二章
连续时间系统的时域分析
江禹生
⎧原方程的齐次方程 ⎨ (k ) ⎩起始状态r (0 − )
2、全响应 r ( t ) ＝自由响应 rh ( t ) ＋强迫响应 rp ( t ) 微分方程的齐次解就是自由响应，微分方程的特解就是强迫响应。 3、全响应 r ( t ) ＝瞬态响应＋稳态响应 系统响应中随着时间增长而趋于零的部分称为瞬态响应分量， 随着时间增长 而趋于稳定的部分称为稳态响应分量。
rzi (t ) = H [{x(0 − )}]
零输入响应 rzi ( t ) 满足的微分方程为：
dn d n −1 d ( ) r t + a r (t ) + L + a1 rzi (t ) + a 0 rzi (t ) = 0 n −1 n zi n −1 zi dt dt dt
2、零输入响应 rzi ( t ) 的求解步骤 （1）写出特征方程 α n + a n −1α n −1 + L + a1α + a 0 = 0 ， 求出特征根 α 1 ， α 2 ， L ， α n （2）根据特征根的不同形式，写出所对应的齐次解形式。 若其特征根均为单根，则设零输入响应为
《郑君里信号与系统》课件
离散时间信号的表示与性质
要点一
离散时间信号的表示
要点二
离散时间信号的性质
离散时间信号可以由离散的数值序列表示，这些数值在时 间上离散分布。常见的离散时间信号有单位阶跃信号、单 位冲激信号、正弦信号等。
离散时间信号具有周期性、稳定性、可重复性等性质。这 些性质对于信号处理和系统分析具有重要的意义。
离散时间系统的表示与性质
离散时间信号通过系统的响应表 示
当一个离散时间信号通过一个离散时间系统时，系统的 输出可以通过将输入信号与系统冲激响应相卷积得到。
离散时间信号通过系统的响应性 质
系统的输出响应具有与输入信号相同的周期性和稳定性 ，但可能发生幅度和相位的变化。此外，系统的输出响 应还受到系统稳定性和因果性的影响。
பைடு நூலகம்
PART 05
信号的变换域表示法
傅立叶变换的定义与性质
傅立叶变换的定义
将时间域信号转换为频率域信号的数学工具，通过将 信号分解为不同频率的正弦波和余弦波来描述信号的 频率特性。
傅立叶变换的性质
线性性、时移性、频移性、对称性、周期性和收敛性等 ，这些性质在信号处理中具有重要应用。
拉普拉斯变换的定义与性质
拉普拉斯变换的定义
极点影响系统的稳定性，决定了系统是否稳定以及系统的响应速度。
通过零极点分析系统稳定性
判断系统是否稳定
如果所有极点都位于复平面的左半部分，则系统是稳 定的。
计算系统的传递函数
通过求解系统函数的零极点，可以得到系统的传递函 数。
分析系统的动态特性
通过分析零极点的分布和位置，可以进一步分析系统 的动态特性和稳定性。
详细描述
信号可以根据其连续性与离散性分为连续时间信号和离散时间信号；根据确定 性可以分为确定信号和随机信号；根据周期性可以分为周期信号和非周期信号 ；根据能量与功率可以分为能量信号和功率信号。
《信号与系统》第二版 (郑君里) 高等教育出版社课件
第二章连续时间系统的时域分析系统的微分方程及其响应◆系统的微分方程⏹描述LTI 系统的输入-输出特性⏹时域分析法⏹从微分方程出发，在时域中研究输入信号通过系统后响应变化规律的方法⏹建立微分方程的基本依据⏹基尔霍夫定律☐KCL ：☐KVL ：⏹电压-电流关系-VCR ：∑=0)(t i ∑=0)(t u )()(d )(1)(d )(d )(t Ri t u i C t u tt i Lt u L R tC C L L===⎰∞-ττ)()()('21)2....(..........).........()()(')()(d )(d b t g t ay t y t i LRt i L R t i t i t i t t i R L S L L S L L =+=+=+⨯程的一般形式）可以得到一阶微分方）（由（即）有对于图（输入信号的强迫函数系统响应变量(输出)+-)(t u s R )(t u c C+-图(a)+-)(t i s R )(t i L L图(b))1.....().........(1)(1)(')()(d )(d a t u RCt u RC t u t u t u tt u RC S C C S C C =+=+即以列微分方程）为一个一阶系统，可图（tt u C t i t i LCt i LC t i L R t i t t i t i C t u t Ri t u t t i L t Ri t u i C t u t t i Lt u t u t u t u t i t i t i C C S L L L tL s C L C L L R tC C L L R C L L S d )(d )(4)3).....((1)(1)()(12)2........(..........d )]()([1)()1.....(..........).........()(d )(d )()()4........(....................d )(1)(d )(d )(VCR )()()(KVL )5.(..........).........()()(KCL '''C ==++-=-====-=-=⎰⎰∞-∞-）式两边求导得到对（）并求导一次，整理得）带入（将（联立上式得：：：以列微分方程图为一个二阶系统，可ττ系统激励信号(电压源或电流源)系统响应变量(输出)+-)(t u R R)(t u L+-+-)(t i s )(t i L L )(t u c C+-)(t i C )()(...)()()()(...)()(LTI n )()(1)(1)()(3d )(d )()(50'1)1(1)(0'1)1(1)(''''t f b t f b t f b t f b t y a t y a t y a t y a t i LCR t i C t u LC t u L R t u tt u C t i t i m m m m n n n n S S C C C C S L ++++=+++++=++-=----的形式可以写为系统，其微分方程阶因此对于一般的）式得代入（）式得带入（经典法求解微分方程◆设激励信号为e(t)，系统响应为r(t)，则可以用一高阶的微分方程表示◆全解＝齐次解+特解⏹齐次解：满足右端激励e(t)及其各阶导数都为零的齐次方程，即⏹齐次解的形式是形如函数的线性组合，令，代入上式得：)()(...)()()()(...)()()1(1)1(1)(0)1(1)1(1)(0t e E t e E t eE t eE t r C t r C t r C t r C m m m m n n n n ++++=++++----0)()(...)()()1(1)1(1)(0=++++--t r C t r C t r C t r C n n n n atAe at Ae t r =)(0...1110=++++--atn at n at n at n Ae C Aae C e Aa C e Aa C 由初始条件决定，，，其中常数的重根部分的齐次解为阶重根则相对于为如果，则齐次解为称为微分方程的特征根，，，个根对应的特征方程化简得：n i ta ik i ni ta i ta n ta ta h n n n n A A A e tA a a eA eA eA e A t r a a a C a C a C a C i n 21k111121n 211110,)(k )(n 0...121∑∑=-=--=+++==++++)()()(t r t r t r p h +=特解的函数形式与激励函数形式有关，见表2－2，将激励代入微分方程右端，比较系数定出特解。
信号与系统_郑君里_第三版_课件
2016/5/9
6
积分器：
R
C vo ( t )
微分器： C
vi(t)
vi(t)
R
vo ( t )
电视系统：
黑灰白 消息 变换器 发射机 信道 （空间） 接收机 变换器
黑灰 白 消息
（图像） （摄像机）
（显像管） （图像）
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7
1.2 信号分类和典型信号
1.2.1 信号的分类
对于各种信号，可以从不同角度进行分类。
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5
系统：一组相互有联系的事物并具有特定功能的整体。
系统可分为物理系统和非物理系统。如：电路系统、 通信系统、自动控制系统、机械系统、光学系统等属于 物理系统；而生物系统、政治体制系统、经济结构系统、 交通系统、气象系统等属于非物理系统 。 每个系统都有各自的数学模型。两个不同的系统可 能有相同的数学模型，甚至物理系统与非物理系统也可 能有相同的数学模型。将数学模型相同的系统称为相似 系统。
(t )
t
( t0 )d u (t t0 )
（1）
0 u(t) 1 0
25
u(t)与 (t ) 的关系：
t
2016/5/9
t
( )d u(t )
d u (t ) (t ) dt
t
( t0 )d u(t t0 )
t
d u (t t0 ) (t t0 ) dt
f (t ) (t ) f (0) (t )
f (t )
f (0)
(1)
(t )
(1)
f (0) (t )
信号与系统中卷积的定义
信号与系统中卷积的定义
嘿，小伙伴们！今天咱们来唠唠信号与系统中卷积这个神奇的概念。
一、卷积到底是啥呢
卷积呀，简单来说，就是两个信号之间的一种特殊运算。
它就像是两个信号在时间轴上跳了一场复杂而有规律的舞蹈。
比如说，有信号 f(t) 和 g(t) ，它们的卷积就像是把这两个信号相互重叠、相乘，然后再对结果进行积分或者求和。
二、卷积的数学表达式
它的数学表达式是这样的：(f g)(t) = ∫f(τ)g(t
τ)dτ 。
是不是看着有点晕？别慌，咱们慢慢理解。
其实呢，这个表达式就是在告诉我们怎么一步步算出卷积的结果。
三、卷积的意义和作用
那卷积有啥用呢？它可厉害了！
在信号处理中，卷积可以帮助我们分析和处理各种信号，比如说滤波、系统响应等等。
比如说，当我们想知道一个系统对输入信号的响应时，通过卷积运算就能算出来。
卷积虽然有点复杂，但是一旦掌握了它，就能在信号与系统的世界里畅游啦！小伙伴们，加油搞懂它！。
郑君里《信号与系统》(第3版)【教材精讲+考研真题解析】讲义 第7章 离散时间系统的时域分析【圣才
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一、离散时间信号——序列
1．离散信号的表示方法
（1）数字序列于有规则的函数，如
；
（3）波形表示法，用线段的长短表示各序列值的大小。
2．离散信号的运算
（1）加法
（2）乘法
这是实际应用中简便而有效的方法。
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四、离散时间系统的单位样值（单位冲激）响应 1．单位样值响应
离散时间系统在 (n) 作用下的响应称为单位样值响应 h(n) 。需要说明的是：
（1）对于求 h（n），边界条件中必须有一项是 n≥0 的； （2）单位样值的激励作用等效为一个起始条件 h(0)＝1。 2．因果性、稳定性 （1）因果系统是指输出变化不领先于输入变化的系统。对于线性时不变系统是因果系 统的充要条件为 （2）稳定性的充要条件为
3．分别求零输入响应和零状态响应
零输入响应：输入为零，差分方程为齐次解，即
，C 由起始状态确定；零状态
响应：起始状态为零，即
，用卷积法或经典法求
解。
可以利用求齐次解的方法得到零输入响应，利用卷积和（简称卷积）的方法求零状态响
应。
4．变换域方法
类似于连续时间系统分析中的拉氏变换方法，利用 z 变换方法解差分方程有许多优点，
（2）单位阶跃序列：
或
；
（3）矩形序列：
或
；
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（4）斜变序列：
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；
（5）单边指数序列：
；
（6）正弦序列
信号与系统（郑君里）第二版讲义第二章
信号与系统（郑君⾥）第⼆版讲义第⼆章第⼆章连续时间系统的时域分析第⼀讲微分⽅程的建⽴与求解⼀、微分⽅程的建⽴与求解对电路系统建⽴微分⽅程，其各⽀路的电流、电压将为两种约束所⽀配： 1.来⾃连接⽅式的约束：KVL 和KIL ，与元件的性质⽆关。
2.来⾃元件伏安关系的约束：与元件的连接⽅式⽆关。
例2-1 如图2-1所⽰电路，激励信号为，求输出信号。
电路起始电压为零。
图2－1解以输出电压为响应变量，列回路电压⽅程：所以齐次解为：。
因激励信号为，若，则，将其代⼊微分⽅程：所以，从⽽求得完全解：由于电路起始电压为零并且输⼊不是冲激信号，所以电容两端电压不会发⽣跳变，，从⽽若，则特解为，将其代⼊微分⽅程，并利⽤起始条件求出系数，从⽽得到：⼆、起始条件的跳变——从到1.系统的状态(起始与初始状态)(1)系统的状态：系统在某⼀时刻的状态是⼀组必须知道的最少量的数据，利⽤这组数据和系统的模型以及该时刻接⼊的激励信号，就能够完全确定系统任何时刻的响应。
由于激励信号的接⼊，系统响应及其各阶导数可能在t=0时刻发⽣跳变，所以以表⽰激励接⼊之前的瞬时，⽽以表⽰激励接⼊以后的瞬时。
(2)起始状态：，它决定了零输⼊响应，在激励接⼊之前的瞬时t=系统的状态，它总结了计算未来响应所需要的过去的全部信息。
(3)初始状态：跳变量,它决定了零状态响应，在激励接⼊之后的瞬时系统的状态。
(4)初始条件：它决定了完全响应。
这三个量的关系是：。
2.初始条件的确定（换路定律）电容电压和电感电流在换路（电路接通、断开、接线突变、电路参数突变、电源突变）瞬间前后不能发⽣突变，即是连续的。
时不变：时变：例电路如图2-2所⽰，t=0以前开关位于"1"已进⼊稳态，t=0时刻，开关⾃"1"转⾄"2"。
(1)试从物理概念判断、和、。
(2)写出t>0时间内描述系统的微分⽅程式,求的完全响应。
图2－2解(1)换路前电路处于稳态电感相当于短路，电感电流，电容相当于开路= 0，= = 0。
信号与系统 卷积积分的性质
信号与系统
d x t dt
h d
t
2
1
1 0
2
c
1
t
0
4
t
d
dxt t h d 15 dt 8
t
9 8
2
dxt t h d dt
3
1 0
2
2
6
1 0
2 3
6
t
f
e
信号与系统
t t t
[ 1 d ]u (t 1) [ 1 d ]u (t 2)
1 2
t
t
(t 1)u (t 1) (t 2)u (t 2)
(t 1)[u (t 1) u (t 2)] 3u (t 2) 0 t 1 3
0 t a 1 e d 1 e at 0 a
f t
1
1 d ]u(t ) 1 e at u t a
t 0
f d
t 0
t
e at
1 a
0
a
t
0
b
t
信号与系统
作业 13-4-16
t
y( )d f (t ) h( )d h(t ) f ( )d
t
y(t)的一重积分
y ( 1) (t ) f (t ) h( 1) (t ) f ( 1) (t ) h(t )
推广：
y ( m) (t ) f (t ) h( m) (t ) f ( m) (t ) h(t )
信号与系统课件(郑君里版)
1.2 信号的描述和分类 一、信号的描述
1、数学描述：使用具体的数学表达式，把信号描述为 一个或若干个自变量的函数或序列的形式。
2、波形描述：按照函数自变量的变化关系，把信号的 波形画出来。 “信号”与“函数”两词常相互通用。
二、信号的分类 1. 确定信号和随机信号 确定信号或规则信号 ：可以用确定时间函数表示的信号 随机信号:若信号不能用确切的函数描述，它在任意时刻 的取值都具有不确定性，只可能知道它的统计特性
至原来的1/a
f (t)
1
0
12 t
压缩
f (2t)
1
0 0.5 1 2 t
（2）0<a <1 则 f (at)将 f (t)的波形沿时间轴扩
展至原来的1/a。
f (t)
1
扩展
f
(
1 2
t)
1
0
12 t
0
2
4t
对于离散信号，由于f (a k) 仅在为a k 为 整数时才有意义， 进行尺度变换时可能会使部 分信号丢失。因此一般不作波形的尺度变换。
信号是信息的表现形式，信息是信号的具体内容。 信号是信息的载体，通过信号传递信息。
自然和物理信号：语音、图像、地震信号、生理信号等 人工产生的信号：人类为了达到某种目的人为产生的信 号。雷达信号、通讯信号、医用超声信号、机械探伤信 号等。
二、系统的概念 系统(system)是指若干相互关联的事物组合而
eg: f(t) = 2u(t)- 3u(t-1) +u(t-2)
（2）用阶跃函数表示信号的作用区间
（3）积分
t
u( )d tu(t)
三、单位冲激函数 (t) 单位冲激函数是个奇异函数，它是对强度极大，作
信号与系统-课件-郑君里
1.1 Signals
Signals are functions of independent variables that carry information. The independent variables can be continuous or discrete. The independent variables can be 1-D, 2-D, ••• , n-D. For this course: Focus on a single (1-D) independent variable which we call “time”. Continuous-Time signals: x(t), t-continuous values. Discrete-Time signals: x(n), n-integer values only.
School of Computer Science and Information
Examples
Electrical signals — voltages and currents in a circuit. Acoustic signals — audio or speech signals. Video signals — intensity variations in an image. Biological signals — sequence of bases in a gene.
School of Computer Science and Information
1.3 Types of Signals
1. Certain Signal and Random Signal
卷积积分及其性质 ppt课件
d dx
(t)是奇函数 [ (x t)] f (x) d x [ f (t)] f (t)
第2-15页
PPT课件
15
■
©西安电子科技大学电路与系统教研中心
信号与系统 电子教案
2.4 卷积积分的性质
3. f(t)*ε(t)
t
f ( ) (t ) d f ( ) d
¥
ò yzs (t) =f (t) * h(t) =
et [6 e- 2(t- t )- 1]e(t - t ) d t
-?
当t <τ，即τ> t时，ε(t -τ) = 0
蝌t
yzs (t) =
et [6 e- 2(t- t )- 1]d t =
-?
t
(6 e- e2t 3t - et ) d t
?
(t)
t0
)
f
(
t
)
d
t
f (t0)
'(t) f (t) d t f '(0)
PPT课件
(t
t0 )
f
(t) d t
f
(t0 )
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第2-16页
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信号与系统 电子教案
2.4 卷积积分的性质
三、卷积的微积分性质
1.
dn dtn
第2-11页
PPT课件
11
■
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信号与系统 电子教案
2.4 卷积积分的性质
下面讨论均设卷积积分是收敛的（或存在的）。
《信号与系统》郑君里教学课件讲义
（４）１９世纪末，人们研究用电磁波传送无线电信号。 赫兹（Ｈ.Hertz）波波夫、马可尼等作出贡献。1901年 马可尼成功地实现了横渡大西洋的无线电通信。
（5）光纤通信 从此，传输电信号的通信方式得到广泛应用和迅速发展。 如今：（１）卫星通信技术为基础“全球定位系统（Global Positioning System, 缩写为GPS）用无线电信号的传输， 测定地球表面和周围空间任意目标的位置，其精度可达 数十米之内。 （２）个人通信技术：无论任何人在任何时候和任何地方 都能够和世界上其他人进行通信。 （３）“全球通信网”是信息网络技术的发展必然趋势。 目前的综合业务数字网（Integrated Services Digital Network,缩写为ISDN),Internet或称因特网，以及其他各 种信息网络技术为全球通信网奠定了基础。
信号与系统
郑君里
教学课件
1、教材：信号与系统 郑君里 杨为理 应启珩编 2、信号与系统 Signals & Systems ALAN V.OPPENHEIM ALANS. WILLSKY 清华大学出版社（英文影印版） （中译本）刘树棠 西安交通大学出版社 3、信号与系统例题分析及习题 乐正友 杨为理 应启珩编 4、信号与系统习题集 西北工业大学
5. 系统的分类
系统可分为物理系统与非物理系统，人工系统以及自 然系统。 物理系统：包括通信系统、电力系统、机械系统等； 非物理系统：政治结构、经济组织、生产管理等； 人工系统：计算机网、交通运输网、水利灌溉网以及 交响乐队等； 自然系统：小至原子核，大如太阳系，可以是无生命 的，也可是有生命的（如动物的神经网络）。
4.信号、电路（网络）与系统的关系
离开了信号，电路与系统将失去意义。
卷积的性质 ppt课件
f1 1 u(t 1)
f 2 e(t1)u(t 1)
s f1 f2 [1 u(t 1)] [e(t1)u(t 1)]
ppt课件
18
1* e (t1)u(t 1) u(t 1) e (t1)u(t 1)
e ( 1)u(
= r(t) r(t1) – r(t 2) + r(t-3)
ppt课件
4
一.卷积代数
mutative law f1 f2 f2 f1
f (t) h(t) f h
h(t )
h f
f(t)
2.distributive law f1 [ f2 f3 ] f1 f2 f1 f3
d 2r d 2t
h(t) (t) r(t) 2 (t 1) (t 2)
h3(t) r(t)
ppt课件
25
点评:本题是求反卷积的问题。 利用了sintu(t) 两次求导后出现冲激函数 和自身，具有这一特点的函数，求反卷积 用本例的方法比较简单。
ppt课件
26
16
4.P85.2-19(b) f1 1 1
解:方法一:t<0时:
f 2 e(t1)u(t 1)
－1
t 1
f1 f2
1 e(t 1)d
e(t1)
e
e0
0 1
t>0时:
1
t 1
2 e f1 f2 e(t 1)d 2e(t 1)d
y‘ zs
(t
)
f
’(t) h(t)
f '(t) (t) etu(t)带入上式，有
信号与系统(郑君里)ppt
f(t)
O
t
f(n)
O 12
n
4．模拟信号，抽样信号，数字信号
•模拟信号：时间和幅值均为连续
f t
的信号。
抽
样
t
•抽样信号：时间离散的，幅值
O
量
连续的信号。
f n
化
•数字信号：时间和幅值均为离散 O
n
的信号。
f n
主要讨论确定性信号。 n
先连续，后离散；先周期，后非周期。O
时间轴 幅度轴
连续
连续 模拟信号
t
f(t)
t/2
f(t/2)
0
1
0
1
T
2
T
2
时间尺度压缩：t ห้องสมุดไป่ตู้ 2 ,波形扩展
求新坐标
t
f(t/2)
0
1
2T
2
f(t)f(2t)
f t
2 1
O
Tt
宗量相同，函数值相同
t
f(t)
2t
f(2t)
0
1
0
1
T
2
T
2
求新坐标
t
f(2t)
0
1
T/2
2
t2t，时间尺度增加，波形压缩。
比较
f t
2 1
O
Tt
O
t
二．单位阶跃信号
1. 定义
u(t )
0
u(t )
1
t 0 0点无定义或1
t 0
2
2. 有延迟的单位阶跃信号
1
O
t
u(t t0 )
0 u(t t0 ) 1
0 u(t t0 ) 1
《信号与系统》第二版_(郑君里)_高等教育出版社课件
10
2021/4/2
零输入响应与零状态响应（cont.）
例2 7 设有如图所示的RC电路，电容两端有起始电压u（ C 0），激 励源为e（t），求t 0时系统响应 电容两端电压u（ C t）。 解：列写系统的微分方程为
d dt
uc (t)
1 RC
uc (t)
1 RC
e(t )
根
据微分方
程
的
一般表达式可
t
e RCuc (t) uc (0 )
1 RC
t
e RCe( )d
0-
R
+
+ e(t) uc (0 ) C
-
整
理
得：uc
(t
)＝e
t RC
uc
(0
)
1 RC
t
e
t RC
e(
)d
0-
零输入响应
零状态响应
+
uc (t)
-
smilegs2001@
11
2021/4/2
零输入响应与零状态响应（cont.）
uR (t) RiL (t) 联立上式得
+
is (t)
-
R
iC (t) +
C
uc (t)
-
iL (t)
+
L uL (t)
-
带入（5）式得iL
(t )
iS
(t )
C
duC (t) dt
代入（3）式得
L
diL (t) dt
uC (t)
RiL (t)........................(1)
KVL：
uL
信号与系统(郑君里)ppt
3 页
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§ 1.1 信号与系统
•信号(signal) •系统（system） •信号理论与系统理论
青岛大学信息工程学院
信号(Signal)
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•消息（Message）：在通信系统中，一般将语言、文字、 图像或数据统称为消息。 •信息（Information）：一般指消息中赋予人们的新知 识、新概念，定义方法复杂，将在后续课程中研究。 •信号（Signal）：指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，消息是信号的传 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、 磁通等。
第
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脚压力
汽车
汽车制动
光信号
照相机
像片
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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，如信号 的描述、性质等。 信号理论 信号传输（包含信号交换） 信号处理
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。 系统理论 系统综合：按照给定的需求设计（综合） 系统。
本课程重点讨论信号的分析、系统的分析，分析是综合的基础。
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第
1．确定性信号和随机信号
根据信号随时间的变化规律分为：
•确定性信号
表示为一确定的时间函数，对于指定的某一时刻t，可确定一相 应的函数值f(t)。若干不连续点除外。 •随机信号 无法用明确的数学关系式表达的信号，具有未知预测的不确定 性，只能用概率统计方法由过去估计未来或找出某些统计特征 量。
t
单边衰减指数信号 t0 0 f t t e t0
1
O
f t 1
O
t
通常把 称为指数信号的时间常数，记作,代表信号增长或 衰减速度，越大，指数信号增长或衰减的速度越慢 。
郑君里信号与系统课件
1 e L e e ed t 0 α s α s 0
α t α t st
α s t
σ α
st L t t e d t 1 全s域平面收敛
L t t t t e d t e 0 0
T 1 2 T 1 1 2
注意！
傅立叶级数与傅立叶系数的联系与区别
指数形式傅立叶级数的傅里叶系数
jn1t 称为指数形式 f ( t ) Fne 的傅立叶级数 n
1 F (n 1) Fn T 1
T1 2 T 1 2
f (t )e
jn1t
dt , n (,)
L t t te d
st 0
1 st t de s 0
1 1 st 1 e 2 s s 0 s n 2 2 21 2 2 L t L t 2 3 s ss s n 3 3 2 32 6 3 L t L t 3 4 s ss s n! n 所 以 L t n1 s
Ee
t ( )2
E e
-(
ut
傅立叶变换特性主要内容
对称性质 奇偶虚实性 时移特性
线性性质 尺度变换性质 频移特性
微分性质
时域积分性质
第三章
•时域卷积定理
若 f t F , f t F 1 1 2 2
则 f t f t F F 1 2 1 2
定义：
单边拉氏变换、双边、收敛域、常用函数的拉氏变换
拉氏变换的性质
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•代数性质 •微分积分性质 •与冲激函数或阶跃函数的卷积
北京邮电大学电子工程学院 2002.3
第
一．代数性质
1．交换律
f1(t) 2(t) = f2(t) 1(t) f f
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2．分配律
f1(t) f2(t)+ f3(t)]= f1(t) 2(t)+ f1(t) 3(t) [ f f
h1(t)
f (t) 1(t) h g(t) f (t) 1(t)+ f (t) 2(t) h h = f (t) h(t) f (t) 2(t) h g(t)
h2(t)
f (t)
h(t)
h(t) = h1(t)+ h2(t)
结论：子系统并联时，总系统的冲激响应等于 各子系统冲激响应之和。
系统并联
3．结合律
f (t) 1(t) 2(t) = f (t) f1(t) 2(t)] f f [ f
系统级联
X
第
系统并联
f1(t) f2(t)+ f3(t)]= f1(t) 2(t)+ f1(t) 3(t) [ f f 系统并联，框图表示：
h(t)
3 页
f (t)
f (t) f (t)
f(t) (t)=+f()(t )d =+ f(t )()d = f(t)
第 6 页
推广：
f (t) (t 0) = f (t 0) t t f (t 1) (t 2) = f (t 1 2) t t t t f (t) (t) = f'(t)
X
第
系统级联
f (t) 1(t) 2(t) = f (t) 1(t) 2(t)] = f (t) h h [h h h(t)
4 页
系统级联，框图表示：
f (t) h1(t) f (t) 1(t) h f (t) g(t) h2(t) g(t) f (t) 1(t) 2(t) h h
h(t)
h(t)= h1(t) 2(t) h
结论：时域中，子系统级联时，总的冲激ห้องสมุดไป่ตู้应等 于子系统冲激响应的卷积。
X
第
二．微分积分性质
g(t) = f (t) h(t) = f (t) h(t)
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推广：
g(t)的积分
g( (t) = f (t) ( (t) = f ( (t) 1) h 1) 1) h(t) g(n)(t) = f (t) (n)(t) = f (n)(t) h h(t)
t
f (t) = u(t) f (t) (k)(t) = f (k)(t) f (t) (k)(t 0) = f (k)(t 0) t t
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微分性质积分性质联合实用
g(n (t) = f (n)(t) ( (t) = f ( (t) (n)(t) m) h m) m) h
微分n 次，积分 m次 m=n, 微分次数 ＝积分次数
X
g(t) = f (n)(t) ( (t) h n)
对于卷积很方便
三.与冲激函数或阶跃函数的卷积