信号系统基础知识
信号与系统知识点总结
信号与系统知识点总结信号与系统是电子信息科学与技术专业中的一门重要课程，它研究的是信号的产生、传输、处理和系统的分析、设计与控制等内容。
信号与系统是电子信息工程及其相关专业的基础课程，对于学习与工程实践有着重要的意义。
下面是信号与系统知识点的总结。
1.信号的分类信号是信息的载体，它可以是连续的或离散的，可以是周期的或非周期的，可以是冲激的或非冲激的。
根据信号的不同属性，可以将其分为连续信号和离散信号、周期信号和非周期信号、冲激信号和非冲激信号等。
2.连续信号与离散信号连续信号是定义在连续时间域上的信号，用函数表示；离散信号是定义在离散时间域上的信号，用数列表示。
连续信号和离散信号可以通过采样和重构的方法相互转换。
3.周期信号与非周期信号周期信号是在一定时间内重复出现的信号，其周期可以是有限的也可以是无限的；非周期信号是不具有周期性的信号，其能量或功率可以是有限的也可以是无限的。
4.冲激信号与非冲激信号冲激信号是单位面积上的单位冲量信号，可以看作是宽度趋近于零、幅度趋近于无穷大的矩形信号；非冲激信号是在一定时间范围内的非零函数。
5.信号的基本操作信号的基本操作包括平移、反褶、放大、缩小等。
平移操作是将信号在时间轴上平移，反褶操作是将信号在时间轴上反转，放大操作是增大信号的幅度，缩小操作是减小信号的幅度。
6.系统的分类系统是对信号进行操作或变换的装置或过程，可以分为线性系统和非线性系统、时不变系统和时变系统等。
线性系统具有叠加性和比例性质，时不变系统的输出与输入的延迟无关。
7.线性时不变系统的性质线性时不变系统具有线性叠加性、时域平移不变性、时域卷积性质和频域相应性质。
线性时不变系统可以通过其单位冲激响应来描述，单位冲激响应与系统的输入信号进行卷积运算可以得到系统的输出信号。
8.系统的稳定性系统的稳定性是指对于有界输入信号，系统的输出是否有界。
稳定系统的输出信号不会无限增长，而不稳定系统的输出信号可能会无限增长。
信号与系统知识点整理
信号与系统知识点整理信号与系统是电子、通信、自动化等领域中的基础课程之一，主要研究信号的产生、传输、处理和分析等内容。
下面是信号与系统的知识点整理。
1.信号的分类：-连续信号：在时间和幅度上都是连续的信号，如声音、电压波形等。
-离散信号：在时间上是离散的信号，如数字音频、数字图像等。
-周期信号：在一定时间周期内重复出现的信号，如正弦信号、方波等。
-非周期信号：在一定时间段内不重复出现的信号，如脉冲信号、矩形波等。
2.基本信号：-阶跃信号：在其中一时刻突然跃变的信号。
-冲击信号：在其中一时刻瞬间出现并消失的信号。
-正弦信号：以正弦函数表示的周期信号。
-方波信号：由高电平和低电平构成的周期信号。
3.系统的分类：-时不变系统：输出不随时间变化而变化的系统。
-线性系统：满足叠加性质的系统。
-因果系统：输出仅依赖于当前和过去的输入的系统。
-稳定系统：有界的输入产生有界的输出的系统。
4.线性时不变系统的特性：-线性性质：满足叠加性质。
-时不变性：系统的输出只取决于输入信号的当前和过去的值。
-冲激响应：线性时不变系统对单位冲激信号的响应。
5.离散时间系统的表示：-差分方程：用差分方程表示离散时间系统。
-传输函数：用传输函数表示系统的输入和输出之间的关系。
6.离散时间信号的分析：-Z变换：将离散时间信号从时域变换到Z域的方法。
-序列的频率表示：幅度谱、相位谱和角频率。
7.连续时间系统的表示：-微分方程：用微分方程表示连续时间系统。
-传递函数：用传递函数表示系统的输入和输出之间的关系。
8.连续时间信号的分析：-傅里叶级数：将连续时间周期信号分解成一系列正弦和余弦函数的和。
-傅里叶变换：将连续时间非周期信号从时域变换到频域。
9.信号处理的应用：-通信系统：对信号进行调制、解调、编码、解码等处理。
-图像处理：对图像进行滤波、增强、压缩等处理。
-音频处理：对音频信号进行降噪、消除回声、变声等处理。
-生物医学信号处理：对生理信号如心电图、脑电图等进行分析和识别。
信号与系统基本知识
信号与系统基本知识信号与系统是电子信息类专业中的重要基础课程，它涉及信号的产生、传输、处理和分析等方面。
通过学习信号与系统，可以帮助我们理解和分析各种实际问题，并为解决这些问题提供方法和工具。
我们来了解一下信号的概念。
信号可以理解为一种随时间或空间变化的物理量，它可以是连续的或离散的。
在通信系统中，常见的信号有模拟信号和数字信号。
模拟信号是连续变化的信号，可以用连续函数表示；数字信号是离散的信号，它是由连续信号经过采样和量化得到的。
信号的产生可以是自然界中的物理现象，也可以是人工产生的。
自然界中的信号有声音、光线、温度等，而人工产生的信号有电压、电流、数字编码等。
在工程中，我们常常需要对信号进行处理和分析，以满足特定的需求。
接下来，我们来了解一下系统的概念。
系统是对信号进行处理的装置或方法。
它可以是物理系统，如滤波器、放大器等；也可以是数学模型，如差分方程、传输函数等。
系统可以对信号进行放大、滤波、调制等操作，改变信号的特性。
在信号与系统中，我们主要研究信号在系统中的传输和变换规律。
对于连续信号，我们使用微分方程或微分方程组来描述系统的行为；对于离散信号，我们使用差分方程或差分方程组来描述。
通过对系统进行分析，我们可以得到系统的频率响应、幅频特性等信息，从而了解系统对不同频率信号的处理能力。
在信号与系统中，还有一些重要的概念和工具，如傅里叶变换、拉普拉斯变换、离散傅里叶变换等。
这些工具可以将信号从一个域（如时域、频域）转换到另一个域，从而方便我们对信号进行分析和处理。
傅里叶变换是一种将信号从时域转换到频域的方法，它可以将信号分解为不同频率的正弦和余弦函数。
通过傅里叶变换，我们可以得到信号的频谱信息，从而了解信号中不同频率成分的贡献。
拉普拉斯变换是一种将信号从时域转换到复频域的方法，它可以将微分方程转换为代数方程。
通过拉普拉斯变换，我们可以方便地分析系统的稳定性、零极点分布等特性。
离散傅里叶变换是一种将离散信号从时域转换到频域的方法，它可以将离散信号分解为不同频率的正弦和余弦函数。
信号与系统基础及应用第1章 信号与系统基础知识
1 xe (t) 2 [x(t) x(t)]
1 xo (t) 2 [x(t) x(t)]
2.信号分解为基本信号的有限项之和 xa (t) t[u(t) u(t 1)] [u(t 1) u(t 2)]
xa (t) tu(t) (t 1)u(t 1) u(t 2)
t
2
Gτ t
1
O
2
t
2
⦿其他函数只要乘以门函数，就只剩下门内的部分。
3.符号函数(Signum)
1,t 0 sgn(t) 1,t 0
sgnt
O
t
sgn(t) u(t) u(t) 2u(t) 1
u(t) 1 [sgn(t) 1] 2
1.3.1 信号的相加和相乘
1
0 1
0
1
信号的和
0
1
信号的积
0
1.3.2 信号的微分与积分
积分 原信号 微分
1.3.3 信号的平移、翻转与展缩
时移
右移
左移
展缩
x(t) t[u(t) u(t 1)] [u(t 1) u(t 2)] x(2t) 2t[u(t) u(t 0.5)] [u(t 0.5) u(t 1)] x( t ) t [u(t) u(t 2)] [u(t 2) u(t 4)]
《信号与系统基础及应用》
• 第1章 信号与系统基础知识 • 第2章 连续时间信号分析 • 第3章 连续时间系统分析 • 第4章 离散时间信号分析 • 第5章 离散时间系统分析 • 第6章 离散傅里叶变换及应用 • 第7章 数字滤波器设计
第1章 信号与系统基础知识
信号与系统基础知识
信号与系统基础知识嘿，朋友们！今天咱来聊聊信号与系统基础知识这玩意儿。
你说信号像不像我们生活中的各种消息呀？就好比你和朋友之间说的话，或者手机收到的通知，这都是信号呢！而系统呢，就像是一个大管家，专门来处理这些信号。
比如说家里的电路系统吧，电就是一种信号，那些电线、开关啥的就是系统的一部分。
电信号通过电线跑来跑去，开关就像个小指挥官，决定啥时候让电通过，啥时候不让。
再想想我们的手机，手机接收的各种信息也是信号呀，而手机本身就是一个超级复杂的系统。
它得把接收到的信号处理得妥妥当当，然后再以我们能看懂的方式呈现出来，比如屏幕上显示的画面或者发出的声音。
那信号与系统的知识有啥用呢？这用处可大了去啦！没有这些知识，那些高科技的玩意儿咋能做得出来呢？就像盖房子得先有稳固的地基一样，信号与系统就是科技大厦的根基呀！你想想，如果工程师们不懂信号与系统，那通信设备能好用吗？我们打电话的时候岂不是会乱套，说不定这边说的话到那边就变成外星人语啦！还有那些智能家电，要是没有对信号与系统的深入理解，它们怎么能乖乖听我们的指挥呢？学习信号与系统就像是打开了一扇通往神奇科技世界的大门。
你可以了解到信号是怎么传播的，系统是怎么工作的。
这就好像你知道了魔术背后的秘密，是不是很有意思呢？而且哦，这可不是什么高深莫测、遥不可及的东西。
就像我们每天走路、吃饭一样自然，只要用心去学，肯定能搞明白。
比如说，信号的频率就像是人的心跳速度，不同的频率就代表着不同的“性格”。
有的信号频率高，就像个急性子，跑得飞快；有的信号频率低，就像个慢性子，慢悠悠的。
再看看那些滤波器，它们就像是个筛子，把有用的信号留下来，把没用的信号给筛掉。
这多神奇呀！总之呢，信号与系统基础知识是个超级有趣又超级有用的东西。
我们生活中的好多高科技都离不开它呢！大家可别小瞧了它，好好去探索一番，说不定你会发现一个全新的世界呢！这可不是我在吹牛哦，不信你自己去试试看！。
信号与系统的基础理论与应用
信号与系统的基础理论与应用信号与系统是电子信息工程中的核心基础课程，它涉及到了从噪声到网络线路的控制和处理，从而在电子信息系统的开发和设计中发挥着重要作用。
本文将从信号与系统的基础理论和应用两个方面进行探讨。
一、信号与系统的基础理论1. 信号在信号与系统中，信号是指随时间或空间变化而变化的物理量或信息的载体，可以分为模拟信号和数字信号两种。
模拟信号是连续的信号，它在任意时刻都可以取到任意值，在信号处理时需要进行采样和量化。
数字信号则是离散的信号，它在某个时刻只能取到有限个值，因此可以用计算机等离散系统处理。
2. 系统系统是指任何接受几个输入信号，并通过某种处理机制产生一个输出信号的过程。
在系统中，可以将输入信号表示为x(t)，输出信号表示为y(t)，系统可以表示为y(t)=f[x(t)]，其中f表示系统的处理过程。
在信号与系统中，可以对系统进行分类，比如线性系统、时不变系统等。
线性系统的输入输出之间遵循叠加原理，时不变系统是指系统在时间轴上的平移不会影响系统的输出。
3. 傅里叶变换傅里叶变换是一种将时间域信号转换到频域的数学工具。
通过傅里叶变换，可以将模拟信号和数字信号转换为复数域中的函数，方便进行信号分析和处理。
同时，傅里叶变换还有反变换，可以将频域信号转换为时域信号。
因此，傅里叶变换在信号处理和通信系统中有着广泛的应用。
二、信号与系统的应用1. 数字图像处理在数字图像处理中，需要进行图像采集、噪声去除、滤波等处理。
其中滤波是一个重要的步骤，它可以提高图像的质量、清晰度和保真度。
滤波可以使用很多信号处理方法，比如中值滤波、高斯滤波、维纳滤波等。
通过信号与系统的知识，可以选择合适的滤波器，并对图像进行优化和增强。
2. 音频信号处理在音频信号处理中，需要进行音频采集、音调处理、混响效果添加等处理。
其中，音频滤波是一个重要的步骤，可以过滤掉杂音和失真，使音频更清晰、更优质。
此外，在音频信号处理中，还需要进行谱分析和频谱设计。
信号与系统基础知识-精选.pdf
时间（电压从 10％上升至 90％的时间）和过冲（百分比）等特征量，表述测量系统的特性，上升时间和过
冲越小，系统特性越好。其中电压上升时间反映了系统的响应速度，小的上升时间对应快的响应速度。如果
被测电压快速变化，而测量系统的响应特性相对较慢，则必然产生较大的测量误差。
信号与系统分析的另一种方法是频域分析。信号频域分析的基本原理是把信号分解为不同频率三角信
f (t) 0
F (k 1) k1
t
0
图 1-2 周期矩形波信号的时域和频域
信号和系统分析还有复频域分析的方法，对于连续信号和系统，基于拉普拉斯变换，称为
s 域分析；对
于离散信号和系统，基于 z变换，称为 z 域分析。基于复频域分析，能够得到信号和系统响应的特征参数，
即频率和衰减，分析系统的频率响应特性和系统稳定性等；复频域分析也能简化系统分析，将在时域分析
信号和系统分析的最基本的任务是获得信号的特点和系统的特性。系统的分析和描述借助于建立系统
输入信号和输出信号之间关系，因此信号分析和系统分析是密切相关的。
系统的特性千变万化，其中最重要的区别是线性和非线性、时不变和时变。这些区别导致分析方法的
重要差别。本课程的内容限于线性时不变系统。
我们最熟悉的信号和系统分析方法是时域分析， 即分析信号随时间变化的波形。 例如， 对于一个电压测
f a (t ) 是一个电压信号或电
流信号，它作用在一个 1Ω 电阻上时所消耗的能量为信号能量。
一个离散信号 f d ( n) 的能量定义为
Ed
n
2
fd (n)
当 f d ( n) 为复信号时，
2
fd (n)
f d (n) fd (n) 。
信号与系统知识点
信号与系统知识点信号与系统是电子工程及相关学科中的重要基础知识，其主要研究对象是信号的产生、传输、处理和分析，以及系统的特性和响应。
本文将探讨一些与信号与系统相关的重要知识点。
一、信号的分类信号是信息的表达方式，可以分为连续信号和离散信号。
连续信号是在时间和幅度上都是连续变化的，如模拟音频信号。
离散信号则是在时间或幅度上存在着间隔，如数字音频信号。
二、信号的表示和性质信号可以用数学函数进行表示，常见的信号类型有周期信号和非周期信号。
周期信号以某种周期性重复出现，如正弦信号；非周期信号则无规则的重复性。
信号还具有幅度、频率和相位等性质，这些性质对信号的分析和处理非常重要。
三、系统的响应系统是对输入信号做出某种处理的过程，系统的响应可以分为时域响应和频域响应。
时域响应是指系统对输入信号随时间的响应过程，可以通过巴特沃斯滤波器等工具进行分析。
频域响应则是指系统对不同频率的输入信号的响应情况，可以通过傅里叶变换等方法进行分析。
四、系统的特性系统的特性是描述系统行为的重要指标，主要包括线性与非线性、时不变与时变、稳定与不稳定等。
线性系统具有叠加性和比例性，输入和输出之间存在着线性关系；非线性系统则没有这种特性。
时不变系统的性质不随时间变化，稳定系统的输出有界且收敛于有限值，而不稳定系统则可能产生无界的输出。
五、卷积与相关卷积和相关是信号与系统分析中常用的运算符号。
卷积表示两个信号的叠加与重叠，它可以用于系统的输入与输出之间的关系描述。
相关则是通过计算信号之间的相似性，用于信号的匹配与识别。
六、傅里叶变换傅里叶变换是信号与系统分析中最重要的数学工具之一。
它可以将信号从时域转换到频域，使得信号的频率特性更加清晰。
傅里叶变换有连续傅里叶变换和离散傅里叶变换两种形式，分别适用于连续信号和离散信号的频域分析。
七、采样与重构采样和重构是数字信号处理中常用的技术。
采样是将连续信号转换为一系列离散的采样点，重构则是通过这些离散采样点还原出原始信号。
【信号与系统】基础：定义、连续和离散、功率和能量、功率信号和能量信号
【信号与系统】基础：定义、连续和离散、功率和能量、功率信号和能量信号信号和系统的定义信号（signal）的定义：在数学上表⽰为，若⼲个独⽴变量的函数。
系统（system）的定义：在数学上表⽰为，将输⼊信号映射为输出信号的变换。
这个定义很棒，因为可以把我已知的⼀些代数知识联系上去。
⾸先，函数、映射、变换在我脑海中都是⼀个东西在不同背景的叫法。
由于函数满⾜了加法和标量乘法的封闭性，符合向量空间的定义，因此这⾥信号所表⽰的函数，以含⼀个独⽴变量为例，其实可以理解为是⼀个⽆限维的向量（可以想象每隔⼀段微⼩距离就取⼀个函数值）。
那么系统所做的⼯作，也就是把输⼊向量，转换为另⼀个输出向量。
这个⼯作，基本上可以想象为⼀种坐标系变换，或者是⼀个施加变换的动作。
如果是有限维的向量，如果这种变换是线性的，显然就是⼀个矩阵形式。
总之，信号就是⼀个映射，系统是⼀个对映射的映射。
当然这个定义之下有⼀些⼯程背景，⽐如信号函数值可能表⽰某些物理量，它的因变量可以表⽰时间、空间等。
这⾥⾯有两个背景我⽐较喜欢，语⾳信号（speech signal）和图像（image）。
语⾳信号是对时间的函数。
图像是对两个空间变量（长、宽）的函数。
连续时间信号与离散时间信号⾸先，依照惯例，含⼀个⾃变量的信号，都把这个⾃变量看做是时间 t。
这⾥有⼀个连续时间信号（Continuous-Time Signal, CTS）和离散时间信号（Discrete-Time Signal, DTS）的概念。
区分的特性是信号的⾃变量是连续还是离散的。
其实这两个概念的划分是⾮常⾃然的。
信号是⼀个函数，⽽连续函数往往出现在⾃然界和⼈的头脑中，只要放在计算机上⾯，都有⼀个将连续函数离散化的过程。
因此，凡是在⾃然界或⼈脑中表达，那么常常是连续时间信号；凡是在计算机上表达，往往是离散时间信号。
有⼀些约定，对于 CTS，表⽰为 f(t)；⽽对于 DTS，表⽰为 f[n]。
前者像数学表达式，后者像数组。
信号与系统的基本知识
04 信号与系统的分析方法
时域分析法
时间波形分析
01
直接观察信号的时域波形，了解信号的基本特征和变化规律。
相关分析
02
研究信号自身或信号之间的相似性，用于信号检测、识别和提
取有用信息。
卷积积分
03
描述线性时不变系统对输入信号的响应，用于求解系统的零状
态响应。
频域分析法
频谱分析
将信号分解为不同频率的正弦波， 研究信号的频率成分和幅度、相 位随频率的变化规律。
02
周期信号的判定
03
周期信号的频率
一个信号是否是周期的，可以通 过观察其波形是否在一定时间后 重复出现来判断。
周期信号的频率是指单位时间内 信号重复的次数，与周期成倒数 关系。
信号的奇偶性
奇信号的定义
奇信号是指对于任意时刻t，都有f(-t) = -f(t) 的信号。
偶信号的定义
偶信号是指对于任意时刻t，都有f(-t) = f(t)的信号。
生物系统建模与仿真
信号与系统的方法可用于建立生物系统的数学模型，并通过计算机 仿真研究和理解生物系统的复杂行为。
其他领域中的信号与系统
01
语音与音频处理
在语音和音频处理领域，信号与系统理论用于声音的采集、编码、合成
和分析等方面。
02
图像处理与计算机视觉
图像处理和计算机视觉中涉及大量的信号与系统方法，如图像滤波、边
05 信号与系统的应用举例
通信系统中的信号与系统
信号传输与处理
在通信系统中，信号与系统理论用于分析和设计信号的传输、调制、 编码和解码等过程，以确保信息的可靠传输和高效处理。
信道建模与均衡
通信系统中的信道往往存在多径效应、衰落和干扰等问题，信号与 系统理论可用于建立信道模型，设计均衡算法以补偿信道失真。
信号与系统知识点
信号与系统知识点在我们的日常生活和各种技术领域中，信号与系统是一个非常重要的概念。
它是电子信息、通信工程、自动控制等众多学科的基础，理解信号与系统的相关知识对于我们深入了解和掌握这些领域的技术至关重要。
首先，让我们来明确一下什么是信号。
简单来说，信号就是信息的载体。
它可以是声音、图像、电压、电流等等。
比如，我们说话时发出的声音就是一种信号，手机接收到的电磁波也是一种信号。
信号按照不同的特点可以分为很多种类。
连续信号和离散信号是常见的分类方式之一。
连续信号在时间上是连续变化的，没有间隔和中断；而离散信号则在时间上是离散的，只在特定的时刻有取值。
周期信号和非周期信号也很重要。
周期信号是指每隔一定的时间就会重复出现相同的波形，像我们熟悉的正弦波就是典型的周期信号；非周期信号则不会重复出现相同的波形。
接下来，再说说系统。
系统可以看作是对输入信号进行处理和转换，产生输出信号的一种装置或过程。
比如音响系统，它接收音频信号然后输出我们听到的声音。
线性系统是信号与系统中一个关键的概念。
如果一个系统满足叠加原理，即多个输入信号之和产生的输出等于每个输入信号单独作用产生的输出之和，那么这个系统就是线性系统。
线性系统具有很多良好的性质，这使得它在分析和设计中相对容易处理。
时不变系统也是常见的类型。
如果系统的特性不随时间变化，那么就是时不变系统。
比如说，一个电阻在不同的时刻其电阻值不变，这就是一个时不变的元件。
在研究信号与系统时，常用的方法有时域分析和频域分析。
时域分析关注信号在时间上的变化。
我们通过观察信号的波形、幅度、持续时间等特征来了解信号的性质。
比如，对于一个脉冲信号，我们可以研究它的脉冲宽度、上升时间和下降时间等。
频域分析则是将信号从时域转换到频域进行研究。
通过傅里叶变换，我们可以把一个时域信号分解成不同频率的正弦波的叠加。
这让我们能够更深入地理解信号的频率成分和能量分布。
卷积是信号与系统中一个非常重要的运算。
高速铁路信号系统基础知识课件
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高速铁路信号系统基础知识
1. 铁路信号系统的结构
1.车站联锁系统
路车站基本是以建立进路的方式实现对列车和车列运行的控制。进路是 由相关道岔和轨道区段组成，有信号机指示和防护的特定经路。为了保证行 车安全，在进路建立之前，对车站内的信号、道岔、轨道电路等基本信号设 备必须按照一定的条件和程序严格操作，我们称这些条件和程序为联锁，而 实现联锁的技术称为联锁技术。联锁设备是铁路车站保证列车和车列正常、 安全运行必不可少的核心基础设备。目前，联锁系统主要有继电集中联锁和 计算机联锁。
2
高速铁路信号系统基础知识
1.1 铁路信号系统的结构
信号设备
铁 路 信 号
信号系统
信号设备第主一要节有继电器、信号机、轨道电路、
转辙机、控制台和电源屏等。
信号系统第一一般节是对指挥列车运行，控制列车运行
速度和追踪方式，传递列车相关控制信息，监督 列车运行及各种作业情况的总称。
铁路信号系统第主一要节包括车站联锁系统、区间闭塞系统、列车运行控制系统
高速铁路信号系统基础知识
1.2 各种信号系统和设备的关系
行车调度指挥控制系统和列车运行控制系统在上述所有的信号子 系统中是处于最关键、最重要的位置，行车调度指挥控制系统负责列 车运行的总体调度安排，而列车运行控制系统直接与列车运行速度相 关。车站联锁和区间闭塞是这两个系统的基础设备，为其提供相应的 行车相关信息，列车运行控制系统根据数据信息发送行车许可凭证， 通过车站联锁完成遥控功能。信号微机监测系统则对各种信号设备进 行检测，保证设备的运用质量。
12
高速铁路信号系统基础知识
地铁信号系统知识介绍
基于固定闭塞阶梯式速度控制方式示意图 固定闭塞ATC系统： 固定闭塞又称分级速度控制方式或阶梯式速度控制模式。其特点是采用固定划分区段的轨道区段、计轴区段，提供分级速度信息，实施台阶式的速度监督，使列车由最高速度逐步降至零。列车超速时由设备自动实施最大常用制动或紧急制动。 采用阶梯式速度控制方式的ATC系统设备构成简单，具有投资成本低，性能可靠等优点。固定闭塞轨道电路传输的信息是模拟信号，抗干扰能力差。此外，轨道电路传输的信息量有限，速度信息划分为若干等级，因此，采用阶梯式速度控制方式的ATC系统控制精度不高，不易实现列车优化和节能控制，也限制了行车效率的提高。
① ZDJ9型转辙机
功能： 转换道岔 锁闭道岔 表示道岔位置 挤岔保护
道岔
转辙机
安装装置
锁闭系统
表示系统
转辙机安装示意图
二.道岔转换系统组成和功能
多点多机
一机多点
② LED信号机 LED信号机是在地铁站场、区间作为进站、出站、进路、防护、预告、调车、复示、遮断、通过及引导等地面灯光信号之用，具有结构紧凑、能耗低、寿命长、无需调焦等特点。 国铁中信号机是给司机提供信号指示的 最主要的设备。而在地铁正线信号系统中， 正常CBTC信号模式下信号机是没有作用的 （亮蓝灯或直接灭灯），司机只依靠车载 人机界面上的信号显示来行车，不用观 看轨旁信号机指示。只有在CBTC故障降级 的情况下，正线信号机才发挥指示行车的 作用。
ATC
列车在线位置＋进路条件
信号与系统基础知识
《信号与系统》基础知识学习指导第一章 信号与系统的基本概念1．单位冲激信号的脉冲幅度为 ，脉冲强度为 ，持续时间为 。
2．单位抽样序列 （是/不是）奇异函数。
3．离散信号两个序号之间的序列值为 （零/无定义）。
4．虚指数序列的低频位置位于π的 倍附近，高频位置位于π的 倍附近。
5．虚指数序列的谐波个数为 （有限/无限）多个。
6．线性系统的三个性质为 、 和 。
7．系统的输出是由输入引起的，它的输出不能领先于输入，这种性质称为 。
8．若系统输入有界输出也有界，则系统满足 性。
9．系统输入输出关系为)()(t y t x →，若其满足)()(00t t y t t x -→-，则其具有 性。
10．积分t t t t t d )1()835(2426⎰---+++δ的结果为 。
11．普通函数)(t x 与)(0t t -δ的乘积为 。
第二章 连续时间系统的时域分析1．连续时间系统的时域数学模型为 。
2．系统的微分方程的齐次解为系统的 响应，特解为系统的 响应。
3．系统的单位冲激响应和阶跃响应都属于系统的 （零输入/零状态/全）响应。
4．单位冲激响应是单位阶跃响应的 （微分/积分）。
5．因果的LTI 系统的单位冲激响应)(t h 应满足的条件是 。
6．稳定的LTI 系统的单位冲激响应)(t h 应满足的条件是 。
7．系统的单位冲击响应)(t h 与输入)(t x 的卷积)()(t h t x *代表系统的 响应。
8．两个子系统)(1t h 和)(2t h 串联组成的系统的单位冲激响应为 。
9．两个子系统)(1t h 和)(2t h 并联组成的系统的单位冲激响应为 。
10．普通函数)(t x 与)(0t t -δ的卷积为 。
11．恒等系统的单位冲激响应为 。
12．积分系统的单位冲激响应为 。
13．微分系统的单位冲激响应为 。
第三章 离散时间系统的时域分析1．离散时间系统的时域数学模型为 。
2．系统的单位抽样响应和阶跃响应都属于系统的 （零输入/零状态/全）响应。
信号与系统基本概念和特性
信号与系统基本概念和特性信号与系统是电子工程、通信工程等领域中的基础学科，它研究了信号的产生、传输、处理以及系统对信号的响应和影响。
了解信号与系统的基本概念和特性对于我们理解和应用相关领域的知识具有重要意义。
一、信号的定义与分类信号是指表征某一物理量、信息或者行为的变化规律或变化情况的一种形式。
信号可以分为连续信号和离散信号两种类型。
1. 连续信号连续信号是指在时间和幅度上都是连续变化的信号。
例如，声音、光线等都可以用连续信号来描述。
连续信号可以用数学函数来表示，常见的形式有正弦信号、方波信号等。
2. 离散信号离散信号是指在时间上是间断的、在幅度上是离散的信号。
例如，数字音频、数字图像等都可以用离散信号来表示。
离散信号可以用序列或者矩阵来表示，常见的形式有数字化的声音、图像等。
二、信号的特性与描述方法为了更好地理解和分析信号，我们需要对信号的特性进行描述。
信号的特性主要包括信号的幅度、频率、相位等。
1. 幅度幅度是信号在某一时刻的大小或者能量的大小。
通常用振幅、电压、功率等来描述信号的幅度特性。
在连续信号中，振幅可以是任意实数值；在离散信号中，振幅通常是离散值。
2. 频率频率是指信号中重复变化的次数。
对于连续信号，频率可以是任意实数值；对于离散信号，频率通常是离散值。
在信号处理中，我们经常用频谱分析来研究信号的频率特性。
3. 相位相位是指信号相对于某个基准点的相对位置，也可以理解为信号的起始点。
相位可以是任意实数值或者离散值。
三、系统的定义与分类系统是指对输入信号进行处理，产生输出信号的过程。
系统可以分为线性系统和非线性系统、时不变系统和时变系统等不同类型。
1. 线性系统与非线性系统线性系统是指满足叠加原理的系统，即输入信号与系统的响应满足线性叠加关系；非线性系统则不满足这一条件。
线性系统的特点是具有可加性、比例性和移位不变性。
2. 时不变系统与时变系统时不变系统是指对输入信号的处理不随时间变化而变化的系统，即系统的性质不随时间而改变；时变系统则随时间的变化而变化。
信号与系统的基本知识
4.直流信号和交流信号 按照信号的大小和方向与时间的关系，可将信号分成直流信号和 交流信号。直流信号的大小和方向都不随时间变化，交流信号的 大小和方向均随时间而变化。直流信号和交流信号有时也合成在 一起使用，如图8-3所示。
图8-3直流信号和交流信号
二、信号的传输 1.信道 信号传送的途径或媒介称为信道。信道主要有 两类：有线信道和无线信道。有线信道是由有 形的介质构成的，如同轴电缆、光导纤维、双 绞线等。信号在有线信道中受到的干扰小，传 输特性稳定。无线信道是由看不到的大气空间 构成的。信号在无线信道中很容易受到干扰， 传输特性也较不稳定。
一、信号的种类 信号是运载消息的载体，其最常见的表现形式是随时 间变化的电压或电流，因而可以通过数学表达式的方 式来描述，也可以通过绘图的方式来描述。对于不同 的信号，可以从不同的角度进行分类。 1.确定性信号与随机性信号 当信号由某数学表达式描述时，在任意时刻都可以通 过该数学表达式确定出一个相应的信号，这种信号称 为确定性信号，或称规则信号。但是，实际传输的信 号往往具有不可预知的性质，这种信号是随机性信号， 或称不确定性信号。严格意义上说，自然界中不存在 确定性信号。在信号传输过程中，它不可避免地要受 到各种噪声和干扰的影响，从而变成不确定性信号。
（a）周期性信号 （b）非周期性信号 图8-2周期性信号和非周期性信号
3.模拟信号和数字信号 凡在数值和时间上都是连续变化的信号，叫做 模拟信号。在自然界中感知的许多物理量都具 有模拟性质，如压力、温度、速度，等等。随 时间不连续变化的信号称为数字信号，它们在 时间和数值上都是离散的。例如，数字电路中 的信号大都是二进制的信号，只有“0”和“1” 两个基本数字信息，它们表示事物的两种对立 状态，如灯的亮和暗，电路的导通和截止。 在电子系统中，一般包含模拟电路和数字电路 两种类型的电路，但对于信号的存储、分析和 传输来说，常使用数字电路。
信号重要基础知识点
信号重要基础知识点信号是一种用于传递信息或者在系统中进行通信的方法。
在现代科技和通信领域中，信号是非常重要的基础知识点。
下面将介绍几个与信号相关的重要基础知识点。
1. 信号的定义和分类：信号可以被定义为随时间、空间或其他变量的变化而变化的某种物理量。
根据其物理参数，信号可以被分类为模拟信号和数字信号。
模拟信号是连续时间和连续幅度变化的信号，而数字信号是离散时间和离散幅度变化的信号。
2. 信号的特征和表示：信号可以通过其幅度、频率、相位和时间特性进行描述。
幅度表示信号的振幅或强度，频率表示信号的周期性，相位表示信号相对于某个参考点的偏移，而时间特性表示信号的时域行为。
信号可以用数学方程、图形或者频谱表示进行分析和处理。
3. 傅里叶分析和频谱：傅里叶分析是一种将信号分解成一系列基本频率组成的方法，而频谱则表示信号在频域中不同频率成分的强度或能量分布。
傅里叶变换是用于从时域到频域的转换，而逆傅里叶变换则是将频域信号恢复到时域。
4. 信号传输和衰减：在信号传输过程中，信号可能会受到衰减和失真的影响。
衰减是信号幅度随着传输距离增加而减小的过程，而失真则是信号形状或频谱发生变化的过程。
为了克服这些问题，通信系统通常会采用调制、编码和纠错等技术来提高信号的传输质量。
5. 抽样和量化：数字信号的表示需要进行抽样和量化。
抽样是将连续时间的模拟信号转换为离散时间的数字信号，而量化则是将连续幅度的模拟信号转换为离散幅度的数字信号。
合适的抽样率和量化精度对于保证数字信号的准确性和保真度至关重要。
这些是关于信号重要的基础知识点。
了解信号的定义、分类、特征和表示方法，以及信号传输过程中可能遇到的问题和解决方案，将有助于深入理解信号处理、通信系统以及其他相关领域的知识。
信号与系统知识点总结
信号与系统知识点总结在现代科学和工程领域中，信号与系统是重要的基础理论。
它涉及到从电子通信、音频处理到图像识别等许多领域的技术和应用。
本文将对信号与系统的若干关键概念和知识点进行总结与概括。
一、信号的分类和性质信号可以被分为连续时间信号和离散时间信号两类。
连续时间信号是在定义域上连续存在的信号，它可以用连续的函数描述。
离散时间信号是在定义域上只取有限或无限多个离散点的信号，它可以用序列来表示。
信号还可以根据其能量和功率来分类。
能量信号是其能量有限的信号，如脉冲信号；功率信号是其功率有限的信号，如正弦信号。
这个概念对于信号在通信中的传输和处理具有重要意义。
二、线性时不变系统线性时不变系统（简称LTI系统）是信号与系统领域中最为重要的概念之一。
它的特点是输出与输入之间存在线性关系且不随时间发生变化。
LTI系统的性质可以由其冲激响应来描述。
冲激响应是当输入信号为单位冲激函数时，LTI系统的输出。
通过对冲激响应进行线性叠加和时间平移，可以得到系统对任意输入信号的响应。
三、卷积运算卷积运算是在信号与系统中常用的一种数学运算方法。
它可以将两个信号进行融合和混合，得到新的信号。
连续时间信号的卷积可以通过函数乘积和积分运算得到。
离散时间信号的卷积可以通过序列元素的加权和得到。
卷积运算在信号的滤波和频域分析中扮演着重要的角色。
例如，通过卷积可以实现低通滤波和高通滤波，以及信号的快速傅里叶变换。
四、傅里叶变换傅里叶变换是将一个信号从时域变换到频域的数学工具。
它可以将信号表示为一系列复数的和，从而揭示信号的频率分量和功率分布。
连续时间信号的傅里叶变换可以通过积分运算得到，离散时间信号的傅里叶变换可以通过离散的和运算得到。
傅里叶变换在信号压缩、频谱分析和滤波等方面有广泛应用。
例如，通过傅里叶变换可以将音频信号从时域转换为频域，实现音频的压缩和编码。
五、采样定理与信号重构在实际应用中，信号往往是以离散时间形式进行采样和处理的。
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f (t ) K sin(t )
f t
K
2π
三要素： 振幅：K 角频率：ω（周期：T 频率： f ） 初相：θ
T
O
2π
t
衰减正弦信号： K e t sin t f (t ) 0
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■
t0 t0
0
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信号与系统 电子教案
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1.2 信号的描述和分类
例3 判断下列序列是否为周期信号，若是，确定其周期。 （1）f1(k) = sin(3πk/4) + cos(0.5πk) （2）f2(k) = sin(2k)
解 （1）sin(3πk/4) 和cos(0.5πk)的数字角频率分别为 β1 = 3π/4 rad， β2 = 0.5π rad 由于2π/ β1 = 8/3， 2π/ β2 = 4为有理数，故它们的周期分别为N1 = 8 /3，可找到M=3,使M N1=8为整数; N2 = 4，故f1(k) 为周期序 列，其周期为N1和N2的最小公倍数8。 （2）sin(2k) 的数字角频率为 β1 = 2 rad；由于2π/ β1 = π为无理 数，故f2(k) = sin(2k)为非周期序列 。 由上面几例可看出：①连续正弦信号一定是周期信号，而正弦 序列不一定是周期序列。②两连续周期信号之和不一定是周期 信号，而两周期序列之和一定是周期序列。
一、信号的描述
信号是信息的一种物理体现。它一般是随时间 或位置变化的物理量。 信号按物理属性分：电信号和非电信号。它们 可以相互转换。电信号容易产生，便于控制，易于 处理。本课程讨论电信号---简称“信号”。 电信号的基本形式：随时间变化的电压或电流。 描述信号的常用方法（1）表示为时间的函数 （2）信号的图形表示--波形 “信号”与“函数”两词常相互通用。
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1.1 绪论
3. 信号(signal):
信号是信息的载体。通过信号传递信息。 为了有效地传播和利用信息， 常常需要将信息转换成便于传输 和处理的信号。 信号我们并不陌生，如刚才铃 声—声信号，表示该上课了； 十字路口的红绿灯—光信号， 指挥交通； 电视机天线接受的电视信息— 电信号； 广告牌上的文字、图象信号等 等。
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第一章 信号与系统
1.1 绪论
一、信号的概念
1. 消息(message):
人们常常把来自外界的各种报道统称为消息。
2. 信息(information): 它是信息论中的一个术语。
通常把消息中有意义的内容称为信息。 本课程中对“信息”和“消息”两词不加严格 区分。
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1.1 绪论
二、系统的概念
信号的产生、传输和处理需要一定的物理装置， 这样的物理装置常称为系统。 一般而言，系统(system)是指若干相互关联的 事物组合而成具有特定功能的整体。 如手机、电视机、通信网、计算机网等都可以 看成系统。它们所传送的语音、音乐、图象、文字 等都可以看成信号。信号的概念与系统的概念常常 紧密地联系在一起。 系统的基本作用是对输 入信号进行加工和处理，将 其转换为所需要的输出信号。 激励
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1.2 信号的描述和分类
3. 周期信号和非周期信号
周期信号(period signal)是定义在(-∞，∞)区 间，每隔一定时间T (或整数N），按相同规律重复 变化的信号。 连续周期信号f(t)满足 f(t) = f(t + mT)，m = 0,±1,±2,… 离散周期信号f(k)满足 f(k) = f(k + mN)，m = 0,±1,±2,… 满足上述关系的最小T(或整数N)称为该信号的周期。 不具有周期性的信号称为非周期信号。
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1.信号的数学建模 用现代数学研究信号与 系统,首先要将它们用 数学语言来描述------数 学建模
几种典型信号及数 学描述
(
1)指数信号
f (t ) K e
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t
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单边指数信号
生物医学信号处理应用举例
滤波以前干扰严重
滤波以后干扰祛除
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长电力传输线的故障检测
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故障诊断——电动机鼠笼断条
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谐波分析
f1(t) = sin(π t) 1 1 o -1
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f2(t)
值域连 续
值域不 连续
o 1 2 t
1
2
t -1
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1.2 信号的描述和分类
离散时间信号： 仅在一些离散的瞬间才有定义的信号称为离散时间 信号，简称离散信号。实际中也常称为数字信号。 这里的“离散”指信号的定义域—时间是离散的， 它只在某些规定的离散瞬间给出函数值，其余时间无定 义。 如右图的f(t)仅在一些离散时刻 f(t) tk(k = 0,±1,±2,…)才有定义， 其余时间无定义。 2 2 1 相邻离散点的间隔Tk=tk+1-tk可 1 以相等也可不等。通常取等间隔T， o t 1 t2 t 3 t4 t 1 t 离散信号可表示为f(kT)，简写为 f(k)，这种等间隔的离散信号也常 -1.5 称为序列。其中k称为序号。
(3)复指数信号
s j
f (t ) Ke
讨论
st
( t )
t
为复数，称为复频率
Ke cos t jKe sin t , 均为实常数
t
0, 0 直流 0, 0 升指数信号 0, 0 衰减指数信号
周期信号的判别和计算？
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1.2 信号的描述和分类
模拟复合信号判断是否周期信号：两个周期信号x(t)，y(t)的周 期分别为T1和T2，若其周期之比T1/T2为有理数，则其和信号 x(t)+y(t)仍然是周期信号，其周期为T1和T2的最小公倍数。 例1 判断下列信号是否为周期信号，若是，确定其周期。 （1）f1(t) = sin2t + cos3t （2）f2(t) = cos2t + sinπt 解：（1）sin2t是周期信号，其角频率和周期分别为 ω1= 2 rad/s ， T1= 2π/ ω1= πs cos3t是周期信号，其角频率和周期分别为 ω2= 3 rad/s ， T2= 2π/ ω2= (2π/3) s 由于T1/T2= 3/2为有理数，故f1(t)为周期信号，其周期为T1和T2的 最小公倍数2π。 （2） cos2t 和sinπt的周期分别为T1= πs， T2= 2 s，由于T1/T2为无 理数，故f2(t)为非周期信号。
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离散信号的三种表达方式
1.2 信号的描述和分类
k 1 1, 2, f(k) k 0 1.5, k 1 2 2 1 1 f ( k ) 2, k2 0, o k 3 -1 12 3 4 k 1， k 4 -1.5 或写为 0， 其他k f(k)= {…，0，1，2，-1.5，2，0，1，0，…} ↑ k=0
sin t π dt , t 2
(6)sinc(t ) sin π t π t
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(5)钟形信号(高斯函数)
f (t ) Ee
t
2
exp(-t2) 1 0.9 0.8 0.7 0.6
f(t)
(1)Sa t Sa t 偶函数
(2) t 0 ,Sa(t ) 1，即limSa(t ) 1
t 0
(3)Sa(t ) 0,
(4)
0
t nπ ，n 1, 2,3
sin t t d t π
■
(5) limSa(t ) 0
t
0, 0 等幅 0, 0 增幅振荡 0, 0 衰减
的量纲为1 /s ， 的量纲为rad/s
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(4)抽样信号(Sampling Signal)
sin t Sa(t ) t
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1.2 信号的描述和分类
2. 连续信号和离散信号 根据信号定义域的特点可分
为连续时间信号和离散时间信号。 （1）连续时间信号： 在连续的时间范围内(-∞<t<∞）有定义的信号 称为连续时间信号，简称连续信号。实际中也常称 为模拟信号。 这里的“连续”指函数的定义域—时间是连续 的，但可含间断点，至于值域可连续也可不连续。
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输入
输出
系统
响应