信号链基础知识之几个关键的基本概念
信号分析知识点总结
信号分析知识点总结信号分析是一门涉及信号处理、通信系统、控制系统等多个领域知识的学科，它主要研究如何对各种类型的信号进行分析、处理和识别等方面的问题。
在工程技术领域中，信号分析具有非常重要的应用价值，可以帮助我们更好地理解和利用各种信号，促进技术的发展和应用。
下面我们将对信号分析的一些核心知识点进行总结和介绍。
一、信号的基本概念1. 信号的定义和分类信号是指随着时间、空间或其他独立变量的变化而变化的物理量，根据不同的特性和用途，信号可以分为连续信号和离散信号，模拟信号和数字信号等。
2. 信号的表示与描述通常情况下，我们可以使用数学函数、图形、波形等方式来表示和描述信号，在信号分析中，常用的表示方法包括时域表示、频域表示、复域表示等。
3. 基本信号的特性和分析在信号处理和分析中，一些基本的信号，如单位冲激信号、单位阶跃信号、正弦信号、方波信号等具有重要的作用，了解这些基本信号的特性和分析方法，对于我们理解其他复杂信号具有重要的指导作用。
二、信号的采样和量化1. 信号采样基本原理信号采样是指将连续信号转换为离散信号的过程，它是数字信号处理中非常基础的一环，信号采样的基本原理是根据奈奎斯特采样定理进行采样，以确保能够完整地保留原信号的信息。
2. 信号量化基本原理信号量化是指将连续信号的幅度值转换为有限个离散值的过程，信号量化技术决定了数字信号处理的精度和性能，因此对于信号量化的原理和方法有一定的了解是十分重要的。
三、频域分析1. 傅里叶级数与变换傅里叶级数和傅里叶变换是信号频域分析的基础，它们可以将信号从时域转换到频域，从而揭示信号的频率成分和能量分布等特性。
2. 信号能量与功率谱密度信号的能量和功率谱密度是对信号频域特性的重要描述，了解这些概念可以帮助我们更好地理解信号的功率分布和频率特性。
3. 滤波与频域分析滤波是信号处理中的一个重要环节，它可以通过在频域对信号进行处理来实现信号的去噪、增强和分析等功能，因此对于滤波原理和方法的了解是十分重要的。
(完整版)信号与系统知识要点
信号与系统知识要点第一章 信号与系统单位阶跃信号 1,0()()0,0t t u t t ε≥⎧==⎨<⎩ 单位冲激信号 ,0()0,0()1t t t t δδ∞-∞⎧∞=⎧=⎨⎪⎪≠⎩⎨⎪=⎪⎩⎰ ()()d t t dtεδ=()()t d t δττε-∞=⎰()t δ的性质：()()(0)()f t t f t δδ=000()()()()f t t t f t t t δδ-=-()()(0)f t t dt f δ∞-∞=⎰00()()()f t t t dt f t δ∞-∞-=⎰()()t t δδ=-00()[()]t t t t δδ-=-- 1()()at t aδδ=001()()t at t t a aδδ-=- 单位冲激偶信号 ()t δ'()()d t t dtδδ'=()()t t δδ''=--00()[()]t t t t δδ''-=---()0t dt δ∞-∞'=⎰ ()()td t δττδ-∞'=⎰()()(0)()(0)()f t t f t f t δδδ'''=-00000()()()()()()f t t t f t t t f t t t δδδ'''-=---()()(0)f t t dt f δ∞-∞''=-⎰00()()()f t t t dt f t δ∞-∞''-=-⎰符号函数 sgn()t1,0sgn()0,01,0t t t t >⎧⎪==⎨⎪-<⎩或 sgn()()()2()1t u t u t u t =--=-单位斜坡信号 ()r t0,0()(),0t r t tu t t t <⎧==⎨≥⎩ ()()t r t u d ττ-∞=⎰ ()()dr t u t dt =门函数 ()g t τ1,()20,t g t ττ⎧<⎪=⎨⎪⎩其他取样函数sin ()tSa t t=0sin lim ()(0)lim1t t tSa t Sa t→→=== 当 (1,2,)()0t k k Sa t π==±±=时，sin ()t Sa t dt dt tπ∞∞-∞-∞==⎰⎰sin lim 0t tt →±∞=第二章 连续时间信号与系统的时域分析1、基本信号的时域描述（1）普通信号普通信号可以用一个复指数信号统一概括，即st Ke t f =)(，+∞<<∞-t 式中ωσj s +=，K 一般为实数，也可以为复数。
总复习(信号与线性系统必过知识点)
目录
• 信号与系统基本概念 • 线性时不变系统 • 信号的变换 • 系统的变换 • 信号与系统的应用
01 信号与系统基本概念
信号的描述与分类
信号的描述
信号是信息的载体，可以通过时间或空间的变化来传递信息 。信号的描述包括信号的幅度、频率、相位等特征。
信号的分类
拉普拉斯变换
拉普拉斯变换的定义
将一个信号从时域转换到复频域的过 程，通过将信号表示为无穷积分的形 式来实现。
拉普拉斯变换的性质
拉普拉斯变换的应用
在控制系统分析、电路分析等领域有 广泛应用，如系统稳定性分析、传递 函数求解等。
包括线性性、时移性、复频域平移性、 收敛性等。
Z变换
Z变换的定义
01
将一个序列信号从时域转换到复平面的过程，通过将信号表示
因果性
线性时不变系统的输出仅与当 前和过去的输入有关，而与未 来的输入无关。
稳定性
如果系统对所有非零输入信号 的响应最终都趋于零，则称该
系统是稳定的。
线性时不变系统的分析方法
01
02
03
频域分析法
通过傅里叶变换将时域信 号转换为频域信号，然后 分析系统的频率响应。
时域分析法
通过求解差分方程或常微 分方程来分析系统的动态 行为。
系统分析方法
系统分析是对系统进行建模、分析和综合的方法。常用的系统分析方法包括传递 函数分析、状态方程分析、根轨迹分析等。
02 线性时不变系统
线性时不变系统的性质
线性性
线性时不变系统对输入信号的 响应与输入信号的强度无关，
只与输入信号的形状有关。
时不变性
线性时不变系统的特性不随时 间变化，即系统对输入信号的 响应不会因为时间的推移而改 变。
信号和信号处理的基本概念课件
信号处理面临的挑战
01
实时性挑战
对于许多实时信号处理应用， 如语音识别、视频跟踪等，需 要快速、实时的处理能力，如 何保证实时性是信号处理面临 的重要挑战。
02
噪声和干扰挑战
在实际应用中，信号常常受到 各种噪声和干扰的影响，如何 有效去除这些干扰、提取出真 实信号是信号处理面临的另一 个挑战。
03
02
信号处理的基本概念
信号处理的目的
提取有用的信息
通过分析和处理信号，提取出有用的 信息，如语音、图像、视频中的内容 。
增强信号质量
实现信号的传输和存储
将信号转换为适合传输和存储的格式 ，以便在不同介质上传输和存储。
对信号进行滤波、去噪等处理，提高 信号的质量，使其更清晰、准确。
信号处理的方法
时域分析
在时间域上对信号进行 分析和处理，如滤波、
卷积等。
频域分析
将信号转换为频域进行 分析和处理，如傅里叶
变换、频谱分析等。空间域源自析在二维或三维空间中对 信号进行分析和处理， 如图像处理中的滤波、
边缘检测等。
小波分析
利用小波变换对信号进 行多尺度分析，能够同 时获得信号在时间和频
率域的信息。
数字信号处理的优势
可重复性和可编程性
精度高
数字信号处理是通过程序实现的，因此可 以重复执行相同的操作，且可以通过编程 实现各种复杂的信号处理算法。
数字信号处理的精度取决于计算机的字长 ，可以获得很高的精度。
灵活性好
可实现复杂信号处理
数字信号处理可以通过编程实现各种不同 的算法，具有很好的灵活性。
数字信号处理可以利用计算机的高速运算 能力，实现各种复杂的信号处理算法，如 频谱分析、滤波器设计等。
第一章 信号与系统的基本概念
将f (t)(t)向左移
0
t0
t
t0 0
t
符号函数和抽样函数
sgn( t )
符号函数
sgn( t )
1
t 0
1
0 1
1
t0
t
Sgn(t)是奇函数，可以表示成：sgn(t)= -1 +2(t)= (t)-(-t)
抽样函数
sin t Sa (t ) t Sa(t)是偶函数，Sa(0)=1 t = n 时，Sa(t)=0, t 时， Sa(t)0
f (t0 ) (t )dt f (t0 )
例 2
下列各表达式中错误的是______。 B
( A) (t ) (t )
( B) (t t0 ) (t0 t )
(C ) ( D)
( B) (t t0 ) (t0 t )
0
t
加权特性
f (t ) (t ) f (0) (t ); f (t ) (t t0 ) f (t0 ) (t t0 )
取样特性
f (t ) (t t0 ) dt f (t0 ) f (t ) (t ) dt f (0)
是冲激函数的 严格的数学定义。
任何偶函数的导数为奇函数。
f (t)(t)的意义
(t f (t ) (t ) t0 )
f (t )t(0t ) (t t0 )
将f (t)(t)向右移
0
t0
t
f (t)乘门函数， 只保留门内的值
0
t0
f (t )t(0t) (t t0 )
t
f (t )[ (t ) (t t0 )]
第一章 信号的分类与基本特性
第一章 信号的分类与基本特性【内容摘要】 本章主要介绍信号的基本概念、信号的分类、连续时间的基本信号、连续时间奇异信号、及特性、离散时间信号及特点和信号的基本运算。
1．1 信号的基本概念与分类1．1．1 信号的基本概念在日常生活和社会活动中，人们会经常谈到信号，比如，交通路口的红绿灯信号，唱歌和说话的声音信号，无线电发射台的电磁波信号等等。
因此，从物理概念上，信号是标志着某种随时间变化的信息。
从数学上，信号表示一个或多个自变量的函数。
在信号与系统中，我们尤其关心的是电信号。
1．1．2 信号的分类根据信号的性质可分为：确定信号与随机信号、连续时间信号与离散时间信号、周期信号和非周期信号、能量信号和功率信号。
一、确定信号与随机信号对应于某一确定时刻，就有某一确定数值与其对应的信号，称为确定信号。
如图1-1（a ）为一个线性斜波信号，在1t 时刻,对应的数值为1y ,在2t 时刻，对应的数值为2y 。
确定信号往往可以用函数解析式、图表和波形来表示。
如果一个信号事先无法预测它的变化趋势，也无法预先知道其变化规律，则该信号称为随机信号，如图1-1（b ）所示。
在实际工作中，系统总会受到各种干扰信号的影响，这些干扰信号不仅在不同时刻的信号值是互不相关的，而且在任一时刻信号的幅值和相位都是在不断变化的。
因此，从严格意义上讲，绝大多数信号都是随机信号。
只不过我们在研究信号与系统时，常常忽略一些次要的干扰信号，主要研究占统治地位的信号的性质和变化趋势。
本教材主要研究确定信号。
y )(a 12y)(b图 1-1二、连续时间信号与离散时间信号对任意一个信号，如果在定义域内，除有限个间断点外均有定义，则称此信号为连续时间信号。
连续时间信号的自变量是连续可变的，而函数值在值域内可以是连续的，也可以是跳变的。
如图1-1（a ）中所示的斜坡信号，即是一个连续时间信号。
对任意一个信号，如果自变量仅在离散时间点上有定义，称为离散时间信号。
信号理论知识点总结
信号理论知识点总结一、信号的基本概念信号是指随时间变化的某种物理量，它可以是电压、电流、声音、光、视频等形式。
信号可以分为连续信号和离散信号两种。
1. 连续信号：连续信号是指在给定的时间间隔内连续地变化的信号，例如模拟电路中的声音信号、电压信号等都是连续信号。
2. 离散信号：离散信号是指在一定的时间间隔内发生变化的信号，例如数字电路中的数字信号就是离散信号。
二、信号的分类1. 按时间变量分类：(1) 静态信号：信号在不同时间点的取值不发生变化，称为静态信号。
(2) 动态信号：信号在不同时间点的取值会发生变化，称为动态信号。
2. 按频率分布分类：(1) 短时信号：信号在频率上的分布相对较窄，信号在时间上的变化较快。
(2) 长时信号：信号在频率上的分布相对较宽，信号在时间上的变化较慢。
3. 按能量分布分类：(1) 有限能量信号：信号的总能量在有限时间内是有限的，通常用在瞬态信号中。
(2) 无限能量信号：信号的总能量在有限时间内是无限的，通常用在周期信号中。
三、信号的基本运算1. 信号的加法：(1) 连续信号的加法：两个连续信号相加的运算可以简单地通过将两个信号的函数表达式相加进行。
(2) 离散信号的加法：两个离散信号相加的运算也可以通过将两个信号在各个时间点上的取值加起来。
2. 信号的乘法：(1) 连续信号的乘法：两个连续信号相乘的运算可以通过将两个信号的函数表达式逐个相乘得到。
(2) 离散信号的乘法：两个离散信号相乘的运算同样可以通过将两个信号在各个时间点上的取值逐个相乘得到。
3. 信号的卷积：信号的卷积是一种重要的信号运算，它描述了两个信号之间的相互作用。
卷积的计算涉及到信号的积分，可以用于分析系统的输出响应等。
四、信号的频谱分析1. 连续信号的频谱分析：(1) 傅里叶变换：傅里叶变换是一种将连续信号从时间域变换到频率域的方法，通过傅里叶变换可以得到信号的频率特性。
(2) 傅里叶级数：对于周期信号，可以使用傅里叶级数将其分解为一系列正弦和余弦函数的和。
信号链基础知识(第14部分)：ADC 静态参数
关键字：信号链ADC静态参数模拟与数字世界作者：Bill Klein高级应用工程师德州仪器(TI)在2007 年11 月30 日的文章第 3 部分：《模拟与数字世界》中，我们重点讨论了完美的模数转换器(ADC)。
作为一款具有模拟输入和数字输出的混合信号器件，其中所描述的规范理所当然也应与模拟和数字相关。
图 1 中显示了理想ADC 的传输函数。
图1：ADC 理想的传输函数。
输出代码从000 转换到001 应发生在输入模拟电压达到一半LSB 时。
当该转换在某些其他输入电压处发生时，其差值就为偏移。
如图 2 所示，这是位于第一个开关点处的模拟电压误差。
图2：输入电压偏移数。
由于第一个开关点出现移位，因此整个传输函数也会随之右移或左移——具体情形取决于偏移的极性。
增益误差为第二个传输函数误差。
图 3 显示了该误差的影响体现在传输函数曲线的斜率变化上。
图3：增益误差。
增益误差被看作是在偏移得到校正之后满量程代码中的一个移位。
参考电压值中的误差以及转换器内部出现故障都可导致该误差。
请注意，虽然存在前面所述的所有误差，但传输函数仍然保持一条直线。
然而，为了便于定义，就规定了两个用于描述偏离理想直线的静态参数（请参见图4）。
图4：I NL 和DNL。
积分非线性(INL) 是传输函数偏离理想直线的一种量度标准，而微分非线性(DNL) 则是任一偏离理想值的步长偏差。
图5：极端DNL。
图 5 显示了两种极端DNL 的情形。
对于一些系统（其中闭环控制系统正在搜索某个位置）来说，这些误差可能是灾难性的。
在丢失码的情形下，该系统将会无休止地一直搜索某个点。
单调系统是在提高输入值时，输出代码总是保持恒定或增加。
请参见满量程6/8 输入值时目标值为110 的系统。
当输入值从3/8 提高到4/8 时，输出代码就会随之增加。
而当输入值从4/8 提高到5/8 时，输出代码则会降低。
该系统会认为它已通过目标点，并随即开始回转。
此外，该系统将始终保持局部极小值，并且不可能到达所需的最终点。
运算放大器——信号链基础知识
信号链基础知识 -- 运算放大器基本的构建块--运算放大器Block信号链最基本的构建块是运算放大器 (op amp)（请参见图 1）。
最简单的运算放大器其实就是一个具有无限输入阻抗差动输入的器件和一个具有趋向于无穷大增益的压控电压源。
仅仅依靠这些特性的作用微乎其微，但是在使用了各种反馈技术以后，其就变成一款极为有用的器件了。
图 1 理想的运算放大器从该电路中可以看到的理想的运算放大器的传输函数为：如果 Aol（开环增益）的值非常大，那么该电路几乎没有什么价值可言。
一项有关产品数据规范的调查研究表明，在生产过程中我们无法对 Aol 的绝对值进行严格控制。
不过可以通过添加负反馈来解决该问题，如图 2 所示。
图 2 具有反馈功能的理想的运算放大器由于在输入引脚上可以没有电流，因此流经 Ri 的电流必须要与流经 Rf 的电流相等。
用方程式表示如下：将两项合并、设置 V2=0 并假设开环增益非常大，从而得出标准闭环增益 (Acl)方程式：请注意，从第一个方程式可以看出运算放大器对输入电压之间的差进行了放大。
只要运算放大器在线性模式下运行，则输入引脚就会处于相同的电压（请参见图3）。
图 3 反相运算放大器结构的标准电路图对于非反相结构而言，该增益方程式的结果略有不同（请参见图 4）。
图 4 非反相运算放大器的结构如果 Aol 的值非常大，那么增益方程式则简化为：传输函数的完整开发可以在下方相关的工具选项中看到。
该函数开发还适用于Aol 小于无穷大的情况。
首先了解这一基本构建块可以完成大量模拟计算电路的配置工作。
在未来的文章中，将多次用到此处产生的这三个基本概念：即 Aol 值非常大时的增益方程式、限定 Aol 值时的增益方程式以及运算放大器对输出的驱动，如将输入引脚保持在相同的电压上。
工具选项：闭环增益方程式的开发对于非反相结构而言：当 Aol 值非常大时，则该方程式则简化为：这是理想条件下的闭环增益方程式，其中 Aol 值非常大。
信号与系统Charpter 1
f1 ( ) 和 f 2 (t ) 相乘；
E 积分：计算 f 2 (t ) 和 f1 ( ) 乘积的积分。
例1 已知x(t),y(t)的波形，计算卷积（用图形法）
第一章 信号分析的理论基础
10 卷积的性质 (1).交换率: (2).分配率: (3).结合律: (4).卷积的微分： (5).卷积的积分:
n A sin nwo
(2) wo 8
(1) w0 0.1 求 x(n)的周期
3
(3)
wo 2
第一章 信号分析的理论基础
9 卷积 设有两个函数 f1(t),f2(t)，则卷积的定义为：
记： 对于序列f1(n)和f2(n)有如下类似的定义
g (n) f1 (n) f 2 (n)
第一章 信号分析的理论基础
（3）系统的数学模型 要分析一个系统．首先要建立描述该系统基本持性的数学模型，然后用数 学方法求出它的解答，并对所得结果赋予实际含义。 例 1 建立RLC串联电路的数学模型，选电压源us(t)是激励，电容两端电 压uc(t)为响应．
它是二阶线性微分方程.
第一章 信号分析的理论基础
f1 (n) (3) n u(n)
f2 (n) [(1)n 2(2)n ]u(n)
m
g n f1 n f 2 n
f1 m f 2 n m u n m
m
3
m
u m 1
Basic Laws
第一章 信号分析的理论基础
C 非时变性：系统的响应与激励施加于系统的时刻无关。
D因果性：如果t<t0时，系统的激励等于零，相应的输出在t<t0 时也等于零。激励是产生响应的原因，而输出是激励引起的后果。 任何物理系统都是因果的，而非因果系统在物理上是不可实现的。
信号和信号处理的基本概念资料
1.3 信号的获取
信号拾取系统要特别注意下面两个问题： 1.拾取信号不失真：不失真是保证信号处
理能得到正确结果的先决条件。不失真一般是 指拾取的信号在指定的频率范围内，幅值具有 合适的动态量程，既不能太小使信噪比过低， 也不能太大超过量程，相位不因测试系统而发 生变化与原始信号不一致。
2.一般情况下把物理量转变为电量处理，最 好以模拟或数字电压信号为最终形式，这样有 利于后续的信号处理。
模拟信号和数字信号
模拟信号：在连续时间范围内所定义的信号，而 信号的幅值可以取连续范围内任意数值，即时间 连续，幅值也连续的信号称为模拟信号。这种信 号在数学上表示为连续变量的函数，此类信号也 称连续时间信号。 数字信号：在时间上和幅值上都是经过量化的信 号。数字信号总是可以用一系列的数来表示，而 每一个数又是由有限位数码来表示。离散时间信 号就是一类典型的数字信号。
信号和信号处理的基本概念资料
信号和信号处理的基本概念
1.1 信号的基本概念 1.2 信号的分类 1.3 信号的获取 1.4 信号的描述 1.5 工程信号处理系统的基本组成和功能 1.6 系统和系统分析方法
1.1 信号的基本概念
一、测试、信息、信号
测试：具有试验性质的测量
试验：对未知事物的探索认识过程 测量：确定被测对象的量值进行的实验过程 信息：消息、情报或知识，事物运动状态或方式 信号：传输信息的载体 获取知识，需要借助信号的传播
时变系统和非时变系统
如果系统的参数不随时间而变化， 则是时不变系统，如旋转机械稳态工况 时。反之系统的参数随时间变化，则是 时变系统。如旋转机械升降速过程，机 床喘振等。
二、常用系统分析方法
时域分析法 频域分析法 其它变换域分析法
信号链基础知识
信号链基础(1)：运算放大器作者： Bill Klein 高级应用工程师 TI 公司欢迎阅读“信号链基础”一文，这篇连载文章将介绍模拟信号链的工作。
这些连载文章的主题将包括模拟信号处理以及支持它们所需要的器件。
我们欢迎你随时提出评论，这些评论甚至可能作为将来讨论的主题。
运算放大器—基本构建模块信号链的基本构建模块时运算放大器(图1)。
该器件的最简单形式由一个具有无限大输入阻抗的差分输入以及一个增益逼近1的压控电压源组成。
单单这些功能没有什么价值，然而，通过采用不同的反馈技术，这种最简单形式的运放就成为了非常有价值的器件。
图1：理想的运算放大器。
上述理想运算放大器电路的转移函数为：对于非常大数值的Aol(开环增益)，这个电路是没有价值的。
通过对数据表的调查发现，Aol 的绝对数值在生产中并未严格控制。
通过增加如图2所示的负反馈可以解决这一问题。
图2：具有反馈的理想运算放大器。
因为在输入引脚没有电流流过，通过Ri 的电流必须等于通过Rf 的电流。
这可以表达为：把这两项结合起来，设V2=0，并假设开环增益非常大，就可以得出标准的闭环增益(Acl)方程：注意，从第一个方程可见，运算放大器把输入电压之差进行放大。
只要运算放大器工作在线性模式，输入引脚的电压就是一样的(图3)。
图3：反相运算放大器配置的标准电路图。
对于正相配置来说，增益方程稍微不同(图4)。
图4：正相运算放大器配置。
对于非常大的Aol 数值，该增益表达式被减小为：转移函数的完整推导过程可以在下面相关的附栏中找到。
这个推导过程也把Aol 当成不是无限大的情形进行处理。
从上述基本构建模块开始，可以配置大量的模拟计算电路。
在这里推导的三个基本概念在将来的文章中要采用许多次：非常大Aol 的增益表达式；有限Aol 的增益表达式；以及运算放大器驱动输出以保持输入引脚为相同电压的概念。
附栏：闭环增益表达式的推导。
对于正相配置来说：当Aol 是非常大的数值时，该表达式被简化为：这就是Acl 非常大的理想情况下的闭环增益表达式。
信号链基础知识合辑
前言信号链包括从信号的采集，放大，传输，处理一直到对相应功率器件产生执行的一整套信号流程，该系列文章主要着眼于模拟信号链的基本构建块予以探讨和研究。
讨论运放的一些基本应用，描述一些运放性能的指标，包括模拟信号处理以及支持这些功能所必须的器件。
欢迎多提保贵意见和建议。
早在推出这本信号链基础知识合集之前，我们还推出了《电源开关设计秘笈30例》和《放大器和转换器模拟设计技巧》两本电子书，都受到了良好的反馈，感谢广大工程师朋友一直以来的支持，我们将继续整理新的相关技术文章合辑，方便大家下载学习。
关于德州仪器公司德州仪器(TI) 是全球领先的数字信号处理与模拟技术半导体供应商，亦是推动因特网时代不断发展的半导体引擎。
作为实时技术的领导者，TI正在快速发展，在无线与宽带接入等大型市场及数码相机和数字音频等新兴市场方面，TI凭借性能卓越的半导体解决方案不断推动着因特网时代前进的步伐！《电源开关设计秘笈30例》之一：/viewthread.php?tid=245348&extra=page%3D1&frombbs=1 《电源开关设计秘笈30例》之二/viewthread.php?tid=247560&extra=page%3D1&frombbs=1 《电源开关设计秘笈30例》之三/viewthread.php?tid=248751&page=1&extra=page%3D1作者简介William P. (Bill) Klein 现任TI 高性能模拟产品部高级应用工程师。
Bill 是在2000 年8 月TI 收购Burr-Brown 产品线时加盟TI 的。
他拥有超过40 年的模拟电路设计工作经验，涵盖了从找矿勘查到核医学影像的广泛领域。
目前，Bill负责举办模拟电子实验室网络直播(e-LAB Web Cast)，介绍在模拟电路设计中所遇问题的解决方案。
他毕业于亚利桑那州立大学(Arizona State University)，获电子工程理学士学位，并成为亚利桑那州注册专业工程师；此外，他还撰写了大量的杂志文章、应用手册以及会议论文。
信号的基本概念及其分类
因果系统与非因果系统
因果系统：在激励信号作用之前系统不产生响应。 否则为非因果系统。
39
例： 已知某线性时不变系统，当激励f(t)=U(t)，初始状态x1(0-)=1， x2(0-)=2时，响应y1(t)=6e-2t -5e-3t；当激励f(t)=3U(t)，初始状态 保持不变时，响应y2(t)=8e-2t -7e-3t。求：
3）分类：
脚压力
汽车
汽车制动
29
振荡器 接收电路 混频 中频放大器 检波 音频放大
图1 收音机系统
系统（system）：由若干相互联系、相互作用的 单元组成的具有一定功能的整体。
30
通信系统的一般模型
31
控制系统
32
雷达 通信系统 信息处理 武器控制
自动化防空系统
33
3) 系统的分类 连续系统 离散系统 混合系统 串联系统 并联系统 反馈系统
(1) f1(t)=sin 2t+cos 3t (2) f2(t)=cos 2t+sinπt
解、（P20) 我们知道，如果两个周期信号x(t)和y(t)的周期具有公倍数， 则它们的和信号
f(t)=x(t)+y(t) 仍然是一个周期信号， 其周期是x(t)和y(t)周期的最小公倍数。
6
连续信号与离散信号
气温变化信号
2
3、信号分类：
• 确定性信号与随机信号 • 周期信号与非周期信号 • 连续信号与离散信号 • 因果信号与非因果信号 •正弦信号与非正弦信号 •实数信号与复数信号 •能量信号与功率信号 •一维信号与多维信号
3
确定性信号与随机信号
4
周期信号与非周期信号
5
例 试判断下列信号是否为周期信号。若是，确定其周期。
信号知识点总结
信号知识点总结信号是信息传输的重要载体，我们日常生活中处处都是信号的存在，比如声音、光线、电磁波等都是各种不同形式的信号。
在通信、控制、信息处理等方面，信号的传输、处理和分析是至关重要的，因此对信号的认识和理解也显得十分重要。
在本文中，我们将对信号的基本概念、分类、特点、传输、处理等方面进行详细总结。
一、信号的基本概念1.信号的定义在物理学和工程技术中，信号是指一种可传递并携带有用信息的物理量或波形。
信号可以是各种形式的波动，如声波、光波、电磁波等，也可以是各种形式的电压、电流等。
在信息理论中，信号是一种潜在的或观测到的现象，它可以传达有用的信息。
2.信号的分类根据信号的性质和特点，信号可以分为模拟信号和数字信号两种。
（1）模拟信号：模拟信号是连续的信号，其幅度和时间均呈连续变化。
在通信系统中，声音、图像、视频等自然界的信号多为模拟信号。
（2）数字信号：数字信号是离散的信号，其幅度和时间均呈离散变化。
在现代通信系统中，绝大多数信号都是以数字形式来传输和处理的。
3.信号的特点（1）周期性：根据信号的周期性，信号可分为周期信号和非周期信号。
周期信号是在一定时间范围内重复出现的信号，如正弦信号、方波信号等；非周期信号是在一定时间范围内不重复出现的信号，如脉冲信号、噪声信号等。
（2）能量和功率：根据信号的能量和功率不同，信号可分为能量信号和功率信号。
能量信号是指信号的总能量有限，而功率信号是指信号的功率在有限时间内有限。
二、信号的传输与处理1.信号的传输信号的传输是指将信号从一个地方传输到另一个地方的过程。
在通信系统中，信号的传输是至关重要的，它直接影响着通信系统的性能和可靠性。
信号的传输受到各种因素的影响，比如传输介质、噪声干扰、信号衰减等。
为了保证信号的可靠传输，需要采取一系列的信号处理和调制技术，如调幅调频调相技术等。
2.信号的处理信号的处理是指对信号进行各种形式的处理和分析。
在通信系统中，信号的处理包括信号调制、解调、滤波、编解码、信道编码、差错控制等。
信号链基础11
信号链基础知识(第 11 部分)：电压和电源调节电路简介作者：Bill Klein 高级应用工程师 德州仪器(TI)本文为稳压电路基础知识，涵盖了从简单的电阻到开关降压/升压转换器的所有知识。
为了使所有的信号链器件均能正常工作，这就要求每个器件的电源电压都要稳定。
电源调节电路主要分为两大类：a) 线性调节电路和 b) 开关调节电路。
虽然线性电压控制器在通常情况下效率最低，但其产生的噪声也是最少的，请参见图1。
图1： 线性稳压器基本原理。
如果负载电流要求不随时间变化而变化且非稳压输入电源电压稳定，那么图中的一个简单的串联电阻就可以对电路的电源电压进行调节。
然而，在现实世界中实现这样的条件是不可能的。
图 2 所示电路提供了一种有源控制方案。
图2： 有源稳压器。
齐纳二极管 (Z1) 在运算放大器正输入端提供了一个稳定的参考电压。
该运算放大器会一直调节其输出，直到由 R2-R3 分压器形成的负输入端上的采样电压等于齐纳电压为止。
然后，在一个宽泛的负载电流和输入电压范围内保持输出电压控制。
然而不幸的是这样的电路效率并不是很高，利用开关稳压器可将效率大大提高。
图3： 降压开关转换器。
图3 中的电路为降压转换器（属于DC/DC 开关转换器），其会产生一个低于输入电压的输出电压（请点击此处参见视频）。
该周期以开启 Q1 开始，因此电源电流流经 Q1 和 L1 至负载。
流经 L1 的电流会在 L1 内部产生了一个磁场能量存储。
控制器在适当的开关点处开启 Q1，这样存储在 L1 中的能量现在就作为一个可以继续为负载供应电流的电源了。
随着L1 中磁场的减弱，输出电压将降至一个设置点，且 Q1 被重新开启以复原输出。
在 Q1 处于关闭的状态期间，电流回流经续流二极管 D1。
在线性旁路稳压器中，随着旁路元件温度的升高能量逐渐减少。
但是，在开关稳压器中，电感起了一个存储元件的作用。
图4： 升压开关稳压器。
图4 中的升压开关稳压器产生了一个高于输入电压的输出电压（请点击此处参见小视频）。
通信网络底层知识梳理
通信网络底层知识梳理一、相关概念无源器件：指工作时不需要外部能量源的器件，电容电阻等有源器件：指工作时需要外部能量源的器件，该器件有个输出，并且是输入信号的一个函数,LED、比较器等高频通信的好处：1、无线通信中，为获得较高辐射效率，天线尺寸必须与波长差不多，因此只有高频(短波长)信号能满足要求。
2 、可把多个基带信号搬移到不同的频段的载波信号上，实现信道复用，提高信道利用率。
3 、频率越高，衰落越大，因此对基站的发射机有更高要求，同时其频段内用户数量少，抗干扰能力自然更好。
模拟通信系统两种基本变换：1、发送端消息转换为电信号，接收端作逆变换2 、基带信号变换为适合在信道中传输的信号，即调制和解调基带信号：频谱从零频附近开始的原始信号，如语音信号频谱300~3400Hz，图像信号频谱0~6MHz带通信号：基带信号经调制后都具有带通特性，故称带通信号带宽与宽带：带宽定义一：两频率间的差值，即某个特定频率成分占据的频率范围。
带宽定义二：单位时间内，通信网络中某一点到另一点所能传输的数据量。
数字通信(二进制)带宽的计算公式是时钟频率*总线位数/8 比特率和波特率：波特率:每秒传输码元个数(批注：每个码元可以取2、4、8...个可能值)比特率:每秒传输的二进制位数.单位bps两者关系: (比特率)S = (波特率)B Log2 N (码元可能值的个数)讨论带宽时,一般采用波特率,讨论线路实际传输数据的能力时,一般采用比特率.宽带是相对窄带而言的,一般带宽较大,能满足一般需求的通信网络称为宽带.PCM:pulse code modulation,脉冲编码调制。
对音频、图像、视频信号的离散化、数字化的一种编码方式，由取样、量化和编码三个基本环节构成并行通信和串行通信：从原理上讲，并行通信拥有更多数据线，理应拥有更高的信息传输能力。
但现实并非如此，因为并行传输的前提是各路信号同一时序传播且同一时序接收，时钟频率过高时各路信号难以合拍，布线稍有差异就会引起错误。
5.高速信号链
-5
V1 5
V2 5
+5
Offset Adjust
Input Gain 6dB Input 2.8mVpp 10MHz SineWave
Gain 14dB
Two OPA684 Simulate VCA810 @ +40dB Gain Output 2.8Vpp 10MHz SineWave
Signal Conditioning Amplifiers
DSL PLC
THS6xxx
THS OPA VCA
特殊功能 FDA FET VCA Transconductance Multiplexer
通用高速运放
电压反馈
低增益(G<3) 直流性能好 低噪声 Dynamic range
电流反馈
高增益和高带宽 压摆率 >1000V/us 在高增益下，失真小 High O/P currents
(6) 增加一个自动增益控制模块使：4.5Vpp<=Vout<=5.5Vpp（闭环控制）
设计流程图
输入缓冲+宽带压控增益放大+宽带功率驱动
Bipolar & FET输入的高速放大器
高速Bipolar放大器输入阻抗远小于FET型
TI电压反馈型FET高速放大器 器件 OPA656U OPA657U THS4631D 简介 最大10V 供电，500MHz，290V/uS，单位 增益稳定，FET 输入放大器 封装 SOIC SOIC SOIC
CFB
CFB的反馈电阻的取值
VFB& CFB: 何时选用？
Gain <=3 : 通常选择VFB – 由于反向电流噪声低，VFB在低增益时拥有更低的噪声； – VFB的单位增益带宽会限制高频的操作； – VFB在低增益时拥有更小的失真； VFB G=1 G=3 G=4
信号传输中的基本概念解析
信号传输中的基本概念解析信号传输是信息科学领域中一个关键的概念。
无论是在通信领域、电子工程还是计算机科学中，信号传输都扮演着至关重要的角色。
本文将深入解析信号传输的基本概念，涵盖信号的定义、特性、传输方式，以及常见的噪音和失真问题等方面。
首先，信号可以定义为一种携带信息或表示某种现象的物理量或波形。
信号可以是连续的（模拟信号）或离散的（数字信号）。
模拟信号是连续变化的，而数字信号则是离散的，以离散的数值表示。
在信号传输中，我们通常需要将模拟信号转换为数字信号，以便在数字系统中进行处理和传输。
信号具有一些重要的特性，包括幅度、频率和相位。
幅度表示信号的强度或大小，频率表示信号的周期性或重复性，相位则描述信号在时间轴上的位置关系。
这些特性在信号传输中十分关键，我们需要有效地传输信号的幅度、频率和相位信息，以保持信号的完整性和准确性。
信号的传输方式包括模拟传输和数字传输。
在模拟传输中，信号通过连续的变化进行传输，可以通过模拟电路、光纤等媒介传输。
而数字传输则是通过以离散形式编码的信号传输，可以使用数字电路、网络等方式进行传输。
数字传输在信号传输中更加广泛应用，因为它具有较高的可靠性和抗干扰能力。
当信号进行传输时，常常会受到噪音和失真等问题的影响。
噪音是由信号传输路径中的随机干扰引起的，会导致信号质量下降和误解码。
失真则是信号在传输过程中受到非理想传输系统的影响而发生的畸变。
例如，信号在传输中会因为传输线路的损耗而衰减，或者由于传输介质的频率响应特性而发生频率失真。
为了解决这些问题，我们可以采用一些技术，如信号增强、误码纠正和噪音滤波等。
综上所述，信号传输是一个复杂而重要的概念，深入理解信号的定义、特性和传输方式对于优化信号传输系统至关重要。
在实际应用中，我们还需要考虑信号传输的效率、带宽利用以及安全性等方面的问题。
通过进一步研究和了解信号传输的基本概念，我们可以更好地应用信号传输技术，满足不同应用领域对信号传输质量和可靠性的需求。
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信号链基础知识之几个关键的基本概念
一直有人说“一年数字，十年模拟。
”。
大致意思我猜是说：数字技术相对而言比较简单易懂，而模拟技术是非常深奥难以掌握的。
我觉得即便这句话并非“空穴来风”，模拟电子技术也不可能离开那些非常基础的东西而成为美丽、高不可攀的“空中楼阁”。
所以说，模拟电子技术的“深不可测”并不应该成为我们畏惧它的原因，相反，我们应该尽量把基础知识打扎实，迎难而上，去体会“模拟技术是一种艺术”！
（1）输入失调电压（Input offset voltage——Vio）：
定义：Vio是使输出电压为零时在运放输入端所加的一个补偿电压。
实际上，由于运放的输入级电路参数不可能绝对对称，所以当输入电压为零时，输出电压并不为零。
内部两个差分晶体管的微小差异，通过A倍放大后，即可产生一个不容忽视的输出电压。
下图是由输入偏移电压产生的一种极端情况（这个图已把问题说得简单、明了，我就不多说了），
由此可见，输入偏移电压有时可能使得运放输出级的工作状态进入非线性区。
So，要想使运放工作在线性区的话，我们就不得不事先对运放进行调零的操作了！——进行人为地输入一个补偿电压。
如下图所示：
（2）输入失调电流（Input Offset Current——Iio）：
碎碎念：对于FET运算放大器来说，由于其输入电阻是“出了名”的极大，以致该类运放的输入失调电流一般是极小的，不至于在运放的输入端产生额外严重的补偿电压。
However，反观双极性运算放大器，其输入失调电流在多处情况下是令人无法忍受的，一个有效的处理办法是：尽量使得运放的同相与反相两端保持良好的对称状态，以减小输入失调电流。
（3）负反馈（Negative Feedback）：
由于运放一般具有极大的开环电压增益，所以两个输入端即便是只有很小的电压差，运放的输出级也有可能轻易到达饱和区域。
由此，运放几乎只能用于比较器应用了。
但是，当引入负反馈后，运放就变成一种非常有用的器件了。
引入负反馈能够给放大器的性能带来多方面的改善，比如可以稳定放大倍数、改变输入电阻和输出电阻、展宽频带、减小非线性失真等，考虑到博文的篇幅，留待后文再针对这些情况作专门的分析和讨论。
可见，当电路引入深度负反馈后（即F非常大），放大倍数几乎仅仅决定于反馈网络。
由此可以体会到：负反馈其实就是指放大器的输出信号通过反馈网络连接到其反相输入端，使得放大倍数得到控制，以此来防止运放输出饱和，从而很好地工作在线性状态。
（4）总谐波失真系数（Total Harmonics Distortion）：
（5）整流后输出电压的纹波系数（Ripple Ratio）：
（6）接地（Ground）：
对于一个特定的电子电路系统来说，如果没有一个完整的回路，那么也就无所谓电流这个“名字”了！换句话说，只要我们称某个参数为电流时，就必定意味着存在一个完整的回
现在不在我手上，只记得大意），“把‘接地’这一术语忘掉，每一路信号都会有返回路径。
抓住‘返回路径’，像对待信号路径一样去寻找并仔细处理返回路径，这样有助于培养解决问题的直观能力。
”我是受益匪浅！
从信号完整性的角度来说，我们口头常说的“地”本质上其实就是指信号的“返回路径”，Unfortunately，很多人仍然认为电子电路系统中的“地”就是指我们脚下的大地！如果这样的话，那么“嫦娥”卫星上电路系统的接地问题怎么解决？嘿嘿，，
碎碎念：一般模拟电路系统或者数字电路系统中，主要有两类电源：正电源和负电源。
电路中信号一般以其中的一个电源为参考电位，我们称之为GND。
（a）对于CMOS和TTL逻辑电路而言，信号以负电源为GND；
（b）对于ECL逻辑电路而言，信号以正电源为GND；
信号链知识中当然还有其他很多重要的基本概念，这里我只是挑选了其中几个比较关键的基本概念作了一下Brief Introduction，本文中的每一个概念也可以衍生出更多的内容，在这里就不展开分析、讨论了。
我今后的博文将会继续对信号链基础知识中的一些原理性的东西做更加详细的分析和讨论，对这方面有兴趣的博友，请关注后文（借此我将逐步提高我的博文质量）。
后注：欢迎博友在博客中留下宝贵的评论，我将尽心、认真地回复。
By:ZHOUNACHU
/ZHOUNACHU/1895378/message.aspx。