《信号与系统》国家精品课程_陈后金116页PPT
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信号与系统第一章(陈后金)
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 非时变系统 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
系统 是指由相互作用和依赖的若干事物组成
的、具有特定功能的整体。
ä è Å Å Ê È Ð ¹ ä ö Å Å Ê ³ Ð ¹
Å ¢ ´ Ð Ï Ô
´ · « Ð ÷ Æ
[例] 判断下列系统是否为线性系统？（其中 y(0)、 y[0]为系统的初始状态，x(t) 、x[k]为系统 的输入激励，y(t)、 y[k]为系统的输出响应）。
(1) y(t ) 5 y(0) 4 x(t )
(2) y(t ) 2 y(0) 6 x (t )
2
(3) y(t ) 4 y(0) x(t ) 3x(t )
线性系统：具有线性特性的系统。 线性特性 包括 均匀特性 与 叠加特性 。 1) 均匀特性：
若x1 (t ) y1 (t )
则Kx1 (t ) Ky1 (t )
2) 叠加特性：
若x1 (t ) y1 (t ), x2 (t ) y2 (t )
则x1 (t ) x2 (t ) y1 (t ) y2 (t )
二、系统的分类
2．线性系统 与 非线性系统
含有初始状态线性系统的 y1[ k ] y1[0] x2 [ k ] T y2 [k ] y 2 [0]
x1[ k ] x2 [ k ] T a b y [0] a y1[ k ] b y 2 [ k ] 2 y1[0]
di(t ) L Ri(t ) x(t ) dt
输入输出描述：N阶微分方程或N阶差分方程 状态空间描述：N个一阶微分方程组或N个一阶差分方程组
信号与系统第7章(陈后金)1
Re z
-1
z平面
例：求以下序列的z变换及收敛域。
(1) x[k ] a u[k ]
k
(2)
1 0 k N - 1 x[k ] 0 其它
Im z
解：
(1)
X ( z) a z
k k 0
-k
1 -1 1 - az
|a|
Re z
ROC : z a
(2)
X ( z ) z -k
四、单边z变换的主要性质
3. 指数加权特性
z a x[ k ] X ( ) a
k Z
ROC a Rx
例：求aksin(0k) u[k] 的z变换及收敛域
解：
sin( 0 k )u[k ]
z
sin 0 z -1 1 - 2 z cos 0 z
-1 -2
z 1
对上式应用初值定理，即得
a x[1] limz{X ( z) - x[0]} lim a -1 z z 1 - az 当|a|<1时，(z-1)X(z)的收敛域包含单位圆，由终 值定理，有 z -1 0 x[] lim z -1) X (z) lim ( -1 z 1 1 - az z1
例：求以下单边周期序列的单边z变换。
k
n 0, 1, 2, 1, k 2n, (1) x[ k ] 0, k 2n 1, n 0, 1, 2,
(2) y[k ] (-1)i x[k - i]
i 0
一般情况：周期为N的单边周期序列xN[k]u[k]可以表示为第一 个周期序列x1[k]及其位移x1[k-lN]的线性组合，即
证：Z{x1[k ] x2 [k ]} Z{ x1[n]x2 [k - n]}
信号和系统陈后金版答案课件省公共课一等奖全国赛课获奖课件
(4) 计算瞬态响应与稳态响应:
瞬态响应: 稳态响应:
yt [k ]
[
7 2
(1)k 2
4 3
(1 )k 3
]u[k ]
ys [k ]
1 2
u[k ]
第17页
第四章
第18页
4-5(d)波形如图: x(t)
A
-T0/2
T0/2 T0
t
-A
x1(t)
A
-T0/2
T0/2 T0
t
A x2(t)
-T0/2
2 2
2 2
= 4sin[2( 1)] 4sin[2( 1)]
2( 1)
2( 1)
p4
(t
)
FT
4
sin(2 2
)
p4
(t)e
jt
FT
4
sin[2( 1)] 2( 1)
p4
(t )e
jt
x(t) x1(t) x1(t)
由X1( j) Sa( )，有：x1(t)
1
1
2
p2 (t)
x(t) x1(t) x1(t) 4 2 p2 (t) p2 (t)
= 1 [u(t ) u(t )][u(t ) u(t )] 4 2
= 1 [r(t 2 ) r(t) r(t 2 )]
2 j sin(0T )
…
t
第2页
2-5: (4)
x(t)
2
0 23 5 t
x(t+1)
2
-1 0 1 2 4
t
x(t/3+1)
2
-3 0 3
6
12
t
第3页
2-9:
信号与系统ppt课件
D/A
Æ» ½ ¬Â Ë ¨Æ ² ÷
ä³ Ê ö
ź Ð Å´ ¦À íÏ µÍ ³
第1-18页
■
信号与系统 电子教案
1.1 绪论
系统与电路的关系
1. 通常把系统看成比电路更为复杂、规模更大的组合
2. 处理问题的观点不同：
电路：着重在电路中各支路或回路的电流 及各节点的电压上 系统：着重在输入输出之间的关系上， 即系统能实现何种功能。
■
信号与系统 电子教案
学习目的
掌握基本概念 掌握常用分析问题的方法及思想 培养逻辑分析能力
第1-7页
■
信号与系统 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ子教案
三个关键问题
基本信号及其响应 信号的分解与组合 LTI系统分析方法
第1-8页
■
信号与系统 电子教案
学习方法和要求
1.着重掌握信号与系统分析的物理含义， 将数学概念、物理概念及其工程概念相结合。
• 高等教育出版社，吴大正、杨林耀、张永瑞编写的 《信号与线性系统分析》（第四版）该书基本概念 清楚，数学推导严谨，理论系统性强，例题具有代 表性，图解说明性强，习题丰富，文字简洁。
• 便于自学。
第1-3页
■
信号与系统 电子教案
参考书目录
• 《信号与系统》，郑君里，第二版 . 高等教育出
版社 • 《信号与系统》，陈后金 ，北京交通大学出版社 • 《信号与线性系统分析辅导与习题详解》，宋琪 编，华中科技大学出版社 • 《信号与线性系统学习指导书》张永瑞、王松林， 高等教育出版社
第1-16页
■
输入信号
输出信号 响应
系统
演示
信号与系统 电子教案
1.1 绪论
信号与系统陈后金ppt
信号的时域分析
• 连续时间信号的时域描述 • 连续时间信号的基本运算 • 离散时间信号时域描述 • 离散时间信号的基本运算 • 确定信号的时域分解
连续时间信号的时域描述
• 典型普通信号
• 正弦信号 • 实指数信号 • 虚指数信号 • 复指数信号 • 抽样函数
• 奇异信号
• 单位阶跃信号 • 冲激信号 • 斜坡信号 • 冲激偶信号
服务特 权
共享文档下载特权
VIP用户有效期内可使用共享文档下载特权下载任意下载券标价的文档（不含付费文档和VIP专享文档），每下载一篇共享文
档消耗一个共享文档下载特权。
年VIP
月VIP
连续包月VIP
享受100次共享文档下载特权，一次 发放，全年内有效
赠每的送次VI的发P类共放型的享决特文定权档。有下效载期特为权1自个V月IP，生发效放起数每量月由发您放购一买次，赠 V不 我I送 清 的P生每 零 设效月 。 置起1自 随5每动 时次月续 取共发费 消享放， 。文一前档次往下，我载持的特续账权有号，效-自
-
t0 -
(2)冲激信号具有强度，其强度就是冲激信号对时间的 定积分值。在图中用括号注明，以区分信号的幅值。
(3)冲激信号的物理意义： 表征作用时间极短，作用值很大的物理现象的数学模型
(4)冲激信号的作用：
A. 表示其他任意信号； B. 表示信号间断点的导数。
4) 冲激信号的极限模型
f (t) 1 2
二、奇异信号
1 单位阶跃信号
定义:
u(t
)
1 0
t >0 t<0
1 u(t - t0 ) 0
t >t0 t <t0
u (t ) 1
0
• 连续时间信号的时域描述 • 连续时间信号的基本运算 • 离散时间信号时域描述 • 离散时间信号的基本运算 • 确定信号的时域分解
连续时间信号的时域描述
• 典型普通信号
• 正弦信号 • 实指数信号 • 虚指数信号 • 复指数信号 • 抽样函数
• 奇异信号
• 单位阶跃信号 • 冲激信号 • 斜坡信号 • 冲激偶信号
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-
t0 -
(2)冲激信号具有强度，其强度就是冲激信号对时间的 定积分值。在图中用括号注明，以区分信号的幅值。
(3)冲激信号的物理意义： 表征作用时间极短，作用值很大的物理现象的数学模型
(4)冲激信号的作用：
A. 表示其他任意信号； B. 表示信号间断点的导数。
4) 冲激信号的极限模型
f (t) 1 2
二、奇异信号
1 单位阶跃信号
定义:
u(t
)
1 0
t >0 t<0
1 u(t - t0 ) 0
t >t0 t <t0
u (t ) 1
0
第1章信号与系统的基本概念ppt课件
1. 任一由确定时间函数描述的信号，称为确定信号或规则 信号。对于这种信号，给定某一时刻后，就能确定一个相应 的信号值。如果信号是时间的随机函数，事先将无法预知它 的变化规律，这种信号称为不确定信号或随机信号。
第1-8页
■
©
信号与系统
第1-9页
图 1.1-1 噪声和干扰信号
■
©
信号与系统
2. 连续信号与离散信号
k
2
－1
离
f1 (k )＋ f2 (k )
散
2
信
号
1
的
－ 3－ 2－ 1
相
0 12345
k
加
－1
和
相
f1 (k )· f2 (k )
乘
1
－ 3－ 2－ 1
0 12345
k
■
©
信号与系统
1.3 信号的运算
二、时间变换 包括翻转，平移和展缩运算。
1.翻转
将 f (t) → f (– t) ， f (k) → f (– k) 称为对信号f (·)的 翻转或反折。从图形上看是将f (·)以纵坐标为轴翻 转180o。如：
解 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。
第1-21页
■
©
信号与系统
(1) 因为sin 2t是一个周期信号，其角频率ω1和周期T1为
12ra/ds,T121 s
23ra/sd ,T 2 222 3 2 3 s
f (t- 1)
1
f (t)
右移t → t – 1
第1-8页
■
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信号与系统
第1-9页
图 1.1-1 噪声和干扰信号
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©
信号与系统
2. 连续信号与离散信号
k
2
－1
离
f1 (k )＋ f2 (k )
散
2
信
号
1
的
－ 3－ 2－ 1
相
0 12345
k
加
－1
和
相
f1 (k )· f2 (k )
乘
1
－ 3－ 2－ 1
0 12345
k
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信号与系统
1.3 信号的运算
二、时间变换 包括翻转，平移和展缩运算。
1.翻转
将 f (t) → f (– t) ， f (k) → f (– k) 称为对信号f (·)的 翻转或反折。从图形上看是将f (·)以纵坐标为轴翻 转180o。如：
解 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。
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©
信号与系统
(1) 因为sin 2t是一个周期信号，其角频率ω1和周期T1为
12ra/ds,T121 s
23ra/sd ,T 2 222 3 2 3 s
f (t- 1)
1
f (t)
右移t → t – 1
信号与系统第二章(陈后金)3
1．信号分解为直流分量与交流分量
连续时间信号
x(t ) xDC (t ) + xAC (t )
x (t)
1 b xDC (t ) a x(t )dt b-a
x(t ) xDC (t ) + xAC (t )
直流
t
交流
离散时间信号
x[k ] xDC [k ] + xAC [k ]
信号与系统
Signals and Systems
普通高等教育“十一五”国家级规划教材 《信号与系统》
陈后金，胡健，薛健
高等教育出版社， 2007年
信号的时域分析
连续时间信号的时域描述 连续时间信号的基本运算
离散时间信号的时域描述
离散时间信号的基本运算 确定信号的时域分解
离散时间信号的基本运算
翻转 (x[k] x[-k] ) 位移 ( x[k] x[kn] ) 内插与抽取 序列相加 序列相乘 差分与求和
1. 翻转
x[k] x[-k]
将 x[k] 以纵轴为中心作180度翻转
x[k] 2 1 -1 0 1 2 3 k
-2 -1 0 1
3 2
x[-k] 2
3 2 1 2 k
2. 位移 x[k] x[kn]
n>0
x[k-n]表示将x[k]右移n个单位。 x[k+n]表示将x[k]左移n个单位。
原信号x
4倍抽取后信号x1
8倍抽取后信号x1
4. 序列相加
指将若干离散序列序号相同的数值相加
y[k ] x1[k ] + x2[k ] + + xn [k ]
x1[ k ]
1 k 0 -1
信号与系统SignalsandSystemsppt课件
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
一、基本信号的MATLAB表示
% rectpuls
t=0:0.001:4; T=1; ft=rectpuls(t-2*T,T); plot(t,ft) axis([0,4,-0.5,1.5])
rand
产生(0,1)均匀分布随机数矩阵
randn 产生正态分布随机数矩阵
四、数组
2. 数组的运算
数组和一个标量相加或相乘 例 y=x-1 z=3*x
2个数组的对应元素相乘除 .* ./ 例 z=x.*y
确定数组大小的函数 size(A) 返回值数组A的行数和列数（二维） length(B) 确定数组B的元素个数（一维）
0.3
0.2
0.1
function [f,k]=impseq(k0,k1,k2) 0
-50 -40 -30 -20 -10
0
10 20 30 40 50
%产生 f[k]=delta(k-k0)；k1<=k<=k2
k=[k1:k2];f=[(k-k0)==0];
k0=0;k1=-50;k2=50;
[f,k]=impseq(k0,k1,k2);
已知三角波f(t)，用MATLAB画出的f(2t)和f(2-2t) 波形
信号与系统PPT课件(共9章)第2章连续时间信号的时域分析可修改全文
17
2.3 奇异信号
在信号与系统分析中，经常要遇到函数本身有不连续 点或其导数与积分有不连续点的情况，这类函数统称为奇 异函数或奇异信号。
1. 单位斜变信号
斜变信号指的是从某一时刻开始随时间正比例增长的 信号。其表达式为
R(t)
t 0
t0 t0
(2.2 1)
R(t)
R(t
t0
)
t 0
t0
t t0 t t0
0 cos
e jt cos t j sin t -1 12
2.2 常用连续时间信号
3. Sa(t)函数（抽样函数）
所谓抽样函数是指sin t与 t 之比构成的函数，以符号
Sa(t)表示 Sa(t) sin t t
波形如图：
(2.2 5)
13
2.2 常用连续时间信号
Sat 的性质：
（1） Sat Sa(t) 偶信号
6
2.2 常用连续时间信号
1. 实指数信号 2. 正弦信号 3. 抽样函数 4. 复指数信号 重点：典型确定性信号的描述 难点：复指数信号，抽样信号
7
2.2 常用连续时间信号
下面，我们将给出一些典型信号的表达式和波形。
1. 指数信号 指数信号的表达式为
f (t) Aet
(2.2 1)
f (t) Aet ( 0)
34
2.4 信号的运算
1. 信号的加减 2. 信号的乘法和数乘 3. 信号的反褶、时移、尺度变换 4. 信号的微分与积分运算 5. 信号的卷积
重点：信号的尺度变换，信号的卷积积分 难点：信号时移、反褶、尺度变换同时都有的情况
35
2.4 信号的运算
1. 信号的加减
两个信号的和（或差）仍然是一个信号，它在任意 时刻的值等于两信号在该时刻的值之和（或差），即
2.3 奇异信号
在信号与系统分析中，经常要遇到函数本身有不连续 点或其导数与积分有不连续点的情况，这类函数统称为奇 异函数或奇异信号。
1. 单位斜变信号
斜变信号指的是从某一时刻开始随时间正比例增长的 信号。其表达式为
R(t)
t 0
t0 t0
(2.2 1)
R(t)
R(t
t0
)
t 0
t0
t t0 t t0
0 cos
e jt cos t j sin t -1 12
2.2 常用连续时间信号
3. Sa(t)函数（抽样函数）
所谓抽样函数是指sin t与 t 之比构成的函数，以符号
Sa(t)表示 Sa(t) sin t t
波形如图：
(2.2 5)
13
2.2 常用连续时间信号
Sat 的性质：
（1） Sat Sa(t) 偶信号
6
2.2 常用连续时间信号
1. 实指数信号 2. 正弦信号 3. 抽样函数 4. 复指数信号 重点：典型确定性信号的描述 难点：复指数信号，抽样信号
7
2.2 常用连续时间信号
下面，我们将给出一些典型信号的表达式和波形。
1. 指数信号 指数信号的表达式为
f (t) Aet
(2.2 1)
f (t) Aet ( 0)
34
2.4 信号的运算
1. 信号的加减 2. 信号的乘法和数乘 3. 信号的反褶、时移、尺度变换 4. 信号的微分与积分运算 5. 信号的卷积
重点：信号的尺度变换，信号的卷积积分 难点：信号时移、反褶、尺度变换同时都有的情况
35
2.4 信号的运算
1. 信号的加减
两个信号的和（或差）仍然是一个信号，它在任意 时刻的值等于两信号在该时刻的值之和（或差），即
信号与系统ppt
3t) 3 (t
3) dt
0
(6)(t 3 2t 2 3) (t 2) (23 2 22 3) (t 2) 19 (t 2)
(7)e4t (2 2t) e4t 1 (t 1) 1 e4(-1) (t 1) 1 e4 (t 1)
2
2
2
(8)e2t u(t) (t 1) e2(-1)u(1) (t 1) 0 (t 1) 0
表征作用时间极短，作用值很大的物理现象的数学模型。
④ 冲激信号的作用：A. 表示其他任意信号
B. 表示信号间断点的导数
二、奇异信号
2. 冲激信号
(4) 冲激信号的极限模型
f (t) 1
g (t) 1
2
t
t
h (t) 2
t
1/
(t) lim f (t) lim g (t) lim h (t)
(t
π )dt 4
(2)23e5t (t 1)dt
(3)46e2t (t 8)dt (4)et (2 2t)dt
(5)22(t 2
3t) ( t
3
1)dt
(6)(t 3 2t 2 3) (t 2)
(7)e4t (2 2t) (8)e2t u(t) (t 1)
1. 在冲激信号的抽样特性中，其积分区间不一定 都是（，+），但只要积分区间不包括冲
激信号(tt0)的t=t0时刻，则积分结果必为零。
2.对于(at+b)形式的冲激信号，要先利用冲激信 号的展缩特性将其化为(t+b/a) /|a|形式后，
方可利用冲激信号的抽样特性与筛选特性。
二、奇异信号
3. 斜坡信号
定义：
r(t
)
t 0
信号与系统国家精品课程建设课件资料
掌握信号与系统的基本理论 时域与变换域分析理论，抽样定理等 掌握信号与系统的基本方法 信号表示与分析方法，系统描述与分析方法等
掌握信号与系统的基本技术
软件仿真分析技术，DSP系统开发应用技术
提高应用理论和技术解决问题的实践能力
学科领域应用，工程实际应用，综合交叉应用
主要内容
课程历史沿革 课程教学目标 课程教学体系 课程教学方法
……
课程历史沿革
“信号与系统”课程教材建设
北京交通大学陈后金教授编著出版“信号与系统”教材 （高等教育“十一五”国家级规划教材、北京市高等教育精品教材）
清华大学郑君里教授编著出版“信号与系统”第3版教材。
（高等教育“十一五”国家级规划教材） 西安电子科技大学郭宝龙教授编著出版“信号与系统”教材。 （高等教育“十一五”国家级规划教材） 东南大学孟桥教授编著出版“信号与线性系统”教材。 （高等教育“十一五”国家级规划教材） 武汉理工大学刘泉教授编著出版“信号与线性系统”教材。
电子电路、电磁场、 信号处理并重 理论教学、实验教学、自主教育并重
基础理论、分析方法、综合技术并重
课程教学体系
课程教学体系
突出实验教学与理论教学之间的密切关系，构 建了以实验目标为导向、实验内容为载体、创新能 力为核心的实验教学体系。该体系层次清晰、目标
2006年武汉理工大学“信号与系统”课程被评为第四批
国家级精品课程（刘泉主持）。
课程历史沿革
“信号与系统”课程教材建设
1980年原南京工学院管致中教授编著出版“信号与线性系统”教材。 1981年清华大学郑君里教授编著出版“信号与系统”教材。 1981年西安电子科大吴大正教授编著出版“信号与线性系统分析”教材。 1982年北方交通大学朱钟霖教授编著出版“信号与线性系统分析”教材。
掌握信号与系统的基本技术
软件仿真分析技术，DSP系统开发应用技术
提高应用理论和技术解决问题的实践能力
学科领域应用，工程实际应用，综合交叉应用
主要内容
课程历史沿革 课程教学目标 课程教学体系 课程教学方法
……
课程历史沿革
“信号与系统”课程教材建设
北京交通大学陈后金教授编著出版“信号与系统”教材 （高等教育“十一五”国家级规划教材、北京市高等教育精品教材）
清华大学郑君里教授编著出版“信号与系统”第3版教材。
（高等教育“十一五”国家级规划教材） 西安电子科技大学郭宝龙教授编著出版“信号与系统”教材。 （高等教育“十一五”国家级规划教材） 东南大学孟桥教授编著出版“信号与线性系统”教材。 （高等教育“十一五”国家级规划教材） 武汉理工大学刘泉教授编著出版“信号与线性系统”教材。
电子电路、电磁场、 信号处理并重 理论教学、实验教学、自主教育并重
基础理论、分析方法、综合技术并重
课程教学体系
课程教学体系
突出实验教学与理论教学之间的密切关系，构 建了以实验目标为导向、实验内容为载体、创新能 力为核心的实验教学体系。该体系层次清晰、目标
2006年武汉理工大学“信号与系统”课程被评为第四批
国家级精品课程（刘泉主持）。
课程历史沿革
“信号与系统”课程教材建设
1980年原南京工学院管致中教授编著出版“信号与线性系统”教材。 1981年清华大学郑君里教授编著出版“信号与系统”教材。 1981年西安电子科大吴大正教授编著出版“信号与线性系统分析”教材。 1982年北方交通大学朱钟霖教授编著出版“信号与线性系统分析”教材。
《信号与系统》课程讲义课件
《信号与系统》课程讲义 课件
这份课程讲义课件为大家提供了关于《信号与系统》的详细介绍，让您轻松 了解这一重要学科。
课程简介
这门课程涵盖了数字信号处理和系统分析的基础知识，旨在让学生了解信号的特性、表示和处理 方法，以及在实际应用中的相关工具和技能。
1 信号分析
了解不同类型的信号及其特性，如周期信号、离散信号和非周期信号等
1
分析总结
对意见和反馈进行深入分析和总结
3
改进课程
针对性改进课程和教学方法
作业和考核方式
为了评估学生对课程知识的掌握程度，我们采用以下方式进行作业和考核：
作业
• 每周一次作业 • 包括习题集、实验和项目作业等 • 占总评成绩的30%
考试
• 期中、期末闭卷考试 • 包括理论和实践题目 • 占总评成绩的70%
课程反馈和改进
我们非常重视您的反馈，它将帮助我们不断改进课程和教学方法。请通过学校邮件系统或班级论坛，随 时提出您的意见和建议。
数字信号处理应用
掌握数字信号处理相关的技 术和应用，如音频处理和图 像处理等
课程大纲
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章
信号与系统的基本概念 时域分析方法 傅里叶分析方法 滤波器 离散信号的频域分析 离散信号的滤波器设计
教学方法
为了帮助学生更好的掌握课程内容，我们采用了以下教学方法：
小组讨论
2 系统分析
掌握系统的基本概念，如线性时不变系统、滤波器和傅立叶变换等
3 信号处理方法
学会数字信号处理的基本方法，如离散傅立叶变换、数字滤波器和采样等
课程目标
通过本课程，学生将获得以下核心能力:
分析信号
了解信号的特性并进行分析， 从而为实际应用提供解决方 案
这份课程讲义课件为大家提供了关于《信号与系统》的详细介绍，让您轻松 了解这一重要学科。
课程简介
这门课程涵盖了数字信号处理和系统分析的基础知识，旨在让学生了解信号的特性、表示和处理 方法，以及在实际应用中的相关工具和技能。
1 信号分析
了解不同类型的信号及其特性，如周期信号、离散信号和非周期信号等
1
分析总结
对意见和反馈进行深入分析和总结
3
改进课程
针对性改进课程和教学方法
作业和考核方式
为了评估学生对课程知识的掌握程度，我们采用以下方式进行作业和考核：
作业
• 每周一次作业 • 包括习题集、实验和项目作业等 • 占总评成绩的30%
考试
• 期中、期末闭卷考试 • 包括理论和实践题目 • 占总评成绩的70%
课程反馈和改进
我们非常重视您的反馈，它将帮助我们不断改进课程和教学方法。请通过学校邮件系统或班级论坛，随 时提出您的意见和建议。
数字信号处理应用
掌握数字信号处理相关的技 术和应用，如音频处理和图 像处理等
课程大纲
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章
信号与系统的基本概念 时域分析方法 傅里叶分析方法 滤波器 离散信号的频域分析 离散信号的滤波器设计
教学方法
为了帮助学生更好的掌握课程内容，我们采用了以下教学方法：
小组讨论
2 系统分析
掌握系统的基本概念，如线性时不变系统、滤波器和傅立叶变换等
3 信号处理方法
学会数字信号处理的基本方法，如离散傅立叶变换、数字滤波器和采样等
课程目标
通过本课程，学生将获得以下核心能力:
分析信号
了解信号的特性并进行分析， 从而为实际应用提供解决方 案
ssch1_1
主讲人：陈后金
电子信息工程学院
绪论
♦电子信息类专业课程体系 ♦信号与系统课程主要内容 ♦信号与系统理论应用实例 ♦信号与系统课程教学目标 ♦信号与系统课程教学资源 ♦当代工程教育的教学理念
1.电子信息类专业课程体系
1.电子信息类专业课程体系
语音信号处理生物信号处理
图像信号处理
地震信号处理
雷达信号处理 通信信号处理
信号分析 ,与处理实验
II
二陈后金教授《数字信号处理》课程讲课视频 6研究性学习报告小组互评表式样 C本学期研究性学习成绩计算方法 C关于使用研究性教学管理系统的通知 八期中考试安排 C信号考核与答疑
会员登陆 用户名：［
电 r-tt*
密码 蜒码
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2013-10-24 2012-12-10 2012-12-03 2012-10-25 2012-10-25 2012-09-05
声纳信号处理 轨道交通信号处理
信号与系统
2.信号与系统课程主要内容
输入信号X。)
系统H
输出信号:y(t)
课程内涵：
信号表示
系统描述
2.信号与系统课程主要内容
时域表示：信号表示为冲激信号的线性组合
频域域表示：信号表示为复指数的线性组合(单边、双边)
时域表示：信号表示为脉冲序列的线性组合
频域表示：信号表示为正弦序列的线性组合(DFS, DTFT) Z域表示：信号表示为复指数的线性组合(单边、双边)
时域描述: 频域描述:
S域描述:
微分方程(组)： 系统频响特性: 系统函数:
饭)
H啊
H(s)
y(f)^x(f)*h(f) 印曲=刈切期劫I
电子信息工程学院
绪论
♦电子信息类专业课程体系 ♦信号与系统课程主要内容 ♦信号与系统理论应用实例 ♦信号与系统课程教学目标 ♦信号与系统课程教学资源 ♦当代工程教育的教学理念
1.电子信息类专业课程体系
1.电子信息类专业课程体系
语音信号处理生物信号处理
图像信号处理
地震信号处理
雷达信号处理 通信信号处理
信号分析 ,与处理实验
II
二陈后金教授《数字信号处理》课程讲课视频 6研究性学习报告小组互评表式样 C本学期研究性学习成绩计算方法 C关于使用研究性教学管理系统的通知 八期中考试安排 C信号考核与答疑
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声纳信号处理 轨道交通信号处理
信号与系统
2.信号与系统课程主要内容
输入信号X。)
系统H
输出信号:y(t)
课程内涵：
信号表示
系统描述
2.信号与系统课程主要内容
时域表示：信号表示为冲激信号的线性组合
频域域表示：信号表示为复指数的线性组合(单边、双边)
时域表示：信号表示为脉冲序列的线性组合
频域表示：信号表示为正弦序列的线性组合(DFS, DTFT) Z域表示：信号表示为复指数的线性组合(单边、双边)
时域描述: 频域描述:
S域描述:
微分方程(组)： 系统频响特性: 系统函数:
饭)
H啊
H(s)
y(f)^x(f)*h(f) 印曲=刈切期劫I
信号与系统 完美 (4)
[例] 画出信号f (t) 的奇、偶分量
解：
f(t) 2 1
0.5 fe(t) 1.5
-1
0
f(-t) 2 1
1
t
-1
0
1
t
fo(t) 0.5 -1
1
t
-1
0
1
t
-0.5
3．信号分解为实部分量与虚部分量
连续时间信号
f (t ) f r (t ) j f i (t )
实部分量 虚部分量
y[k ]
f1[k ]
n -
f [ n]
1 k
k
n -
f [ n]
1
k
3 2
1 0
k
0
单位阶跃序列可用单位脉冲序列的求和表示
u[k ]
n -
[ n]
k
信号的分解
1．信号分解为直流分量与交流分量 2．信号分解为奇分量与偶分量之和 3．信号分解为实部分量与虚部分量 4．连续信号分解为冲激函数的线性组合 5．离散序列分解为脉冲序列的线性组合
f (t)
f ( k )
- 0 2
k (k 1)
t
¬ ø Å º í ¾ ª å ¤Ð Å Ä ü Ó Á Ð Ð Å ±Ê Î ³ ¼ Å º µ µ ¼ f (t ) f (0)[u(t ) - u(t - )] f ()[u(t - ) - u(t - 2)] f (k)[u(t - k) - u(t - k - )]
4．连续信号分解为冲激函数的线性组合
[u (t ) - u (t - )] [u (t - ) - u (t - 2)] f (t ) f (0) f () [u (t - k) - u (t - k - )] f (k)
信号与系统-陈后金-北京交通大学-全-课件
时不变系统
时不变特性
时不变的连续系统表示为
f ( t ) ⎯⎯ → y f ( t ) f ( t − t 0 ) ⎯⎯ → y f ( t − t 0 )
时不变的离散时间系统表示为
f [ k ] ⎯⎯ → y f [ k ] f [ k − n ] ⎯⎯ → y f [ k − n ]
线性时不变系统可由定常系数的线性微分方程式 或差分方程式描述。
• 其中α，β为任意常数
连续系统
连续系统
连续系统
具有线性特性的离散时间系统可表示为
f1[k] ⎯⎯→ y1[k], f2[k] ⎯⎯→ y2[k] α ⋅ f1[k] + β ⋅ f2[k] ⎯⎯→α ⋅ y1[k] + β ⋅ y2[k]
其中α，β为任意常数
• 非线性系统：不具有线性特性的系统。
• 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பைடு நூலகம்系统与非因果系统 • 稳定系统与不稳定系统
系统是指由相互作用和依赖的若干事物组 成的、具有特定功能的整体。
输入信号
输出信号
信息源 传感 器
发送 设备
信道
⎣
�f 2 x2
[k ]⎤ [0]⎥⎦
⎫ ⎬ ⎭
=
a
y1[k
]
+
b
y2
[k
]
结论: 具有初始状态的线性系统，输出响应等于零输入响应
与零状态响应之和。
3．时不变系统与时变系统
• 系统的输出响应与输入激励的关系不随输入 激励作用于系统的时间起点而改变，就称为时不 变系统。否则，就称为时变系统。
时不变特性
时不变的连续系统表示为
f ( t ) ⎯⎯ → y f ( t ) f ( t − t 0 ) ⎯⎯ → y f ( t − t 0 )
时不变的离散时间系统表示为
f [ k ] ⎯⎯ → y f [ k ] f [ k − n ] ⎯⎯ → y f [ k − n ]
线性时不变系统可由定常系数的线性微分方程式 或差分方程式描述。
• 其中α，β为任意常数
连续系统
连续系统
连续系统
具有线性特性的离散时间系统可表示为
f1[k] ⎯⎯→ y1[k], f2[k] ⎯⎯→ y2[k] α ⋅ f1[k] + β ⋅ f2[k] ⎯⎯→α ⋅ y1[k] + β ⋅ y2[k]
其中α，β为任意常数
• 非线性系统：不具有线性特性的系统。
• 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பைடு நூலகம்系统与非因果系统 • 稳定系统与不稳定系统
系统是指由相互作用和依赖的若干事物组 成的、具有特定功能的整体。
输入信号
输出信号
信息源 传感 器
发送 设备
信道
⎣
�f 2 x2
[k ]⎤ [0]⎥⎦
⎫ ⎬ ⎭
=
a
y1[k
]
+
b
y2
[k
]
结论: 具有初始状态的线性系统，输出响应等于零输入响应
与零状态响应之和。
3．时不变系统与时变系统
• 系统的输出响应与输入激励的关系不随输入 激励作用于系统的时间起点而改变，就称为时不 变系统。否则，就称为时变系统。
《信号与系统 》PPT课件
一、系统的定义 二、系统的分类及性质
1.6 系统的描述
一、连续系统 二、离散系统
1.7 LTI系统分析方法概
述
二、冲激函数
点击目录 ，进入相关章节
a
10
第1-10页
■
信号与系统 电子教案
第一章 信号与系统
1.1 绪言
思考问题：什么是信号？什么是系统？为什么把这两 个概念联系在一起？
一、信号的概念
1. 消息(message):
a
26
第1-26页
■
信号与系统 电子教案
1.2 信号的描述和分类
4．能量信号与功率信号
将信号f (t)施加于1Ω电阻上，它所消耗的瞬时功率 为| f (t) |2，在区间(–∞ , ∞)的能量和平均功率定义为
（1）信号的能量E
def
E
f (t) 2 dt
（2）信号的功率P
def
Pl
i
m1
TT
29
第1-29页
■
信号与系统 电子教案
1.3 信号的基本运算
二、信号的时间变换运算
1. 反转
演示
将 f (t) → f (– t) ， f (k) → f (– k) 称为对信号f (·) 的反转或反折。从图形上看是将f (·)以纵坐标为轴反 转180o。如
f (t) 1
反转 t → - t
1
f (- t )
看成系统。它们所传送的语音、音乐、图像、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 输入信号
信号进行加工和处理，将其转 换为所需要的输出信号。
激励
系统
演示
1.6 系统的描述
一、连续系统 二、离散系统
1.7 LTI系统分析方法概
述
二、冲激函数
点击目录 ，进入相关章节
a
10
第1-10页
■
信号与系统 电子教案
第一章 信号与系统
1.1 绪言
思考问题：什么是信号？什么是系统？为什么把这两 个概念联系在一起？
一、信号的概念
1. 消息(message):
a
26
第1-26页
■
信号与系统 电子教案
1.2 信号的描述和分类
4．能量信号与功率信号
将信号f (t)施加于1Ω电阻上，它所消耗的瞬时功率 为| f (t) |2，在区间(–∞ , ∞)的能量和平均功率定义为
（1）信号的能量E
def
E
f (t) 2 dt
（2）信号的功率P
def
Pl
i
m1
TT
29
第1-29页
■
信号与系统 电子教案
1.3 信号的基本运算
二、信号的时间变换运算
1. 反转
演示
将 f (t) → f (– t) ， f (k) → f (– k) 称为对信号f (·) 的反转或反折。从图形上看是将f (·)以纵坐标为轴反 转180o。如
f (t) 1
反转 t → - t
1
f (- t )
看成系统。它们所传送的语音、音乐、图像、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 输入信号
信号进行加工和处理，将其转 换为所需要的输出信号。
激励
系统
演示
信号系统第一章信号与系统PPT课件
系统具有输入、输出、 转换、反馈等基本特 性。
系统的分类
01
根据系统的特性，可以 将系统分为线性系统和 非线性系统。
02
03
04
根据系统的动态特性， 可以将系统分为时不变 系统和时变系统。
根据系统的参数是否随时 间变化，可以将系统分为 连续系统和离散系统。
根据系统的功能和用途，可 以将系统分为控制系统、信 号处理系统、电路系统等。
控制系统中的信号处理
01
02
03
信号采集与转换
将物理量转换为电信号， 以便进行后续处理和控制。
信号处理算法
如PID控制、模糊控制等， 对采集到的信号进行计算 和分析，以实现系统的自 动控制。
信号反馈与调节
将系统的输出信号反馈给 控制器，通过调节输入信 号来控制系统的运行状态。
图像处理中的信号处理
变化规律是确定的，例如正弦波；随机 续变化的信号，例如声音的波形；数字
信号则是指信号的变化规律是不确定的， 信号则是指幅度离散变化的信号，例如
例如噪声。
计算机中的进制数。
02
系统的定义与分类
系统的基本概念
系统是由相互关联、 相互作用的若干组成 部分构成的有机整体。
系统可以用于描述自 然界、工程领域、社 会现象等各种领域中 的事物。
冲激响应与阶跃响应
冲激响应
系统对单位冲激信号的响应，反 映了系统对单位冲激信号的传递 特性。
阶跃响应
系统对单位阶跃信号的响应，反 映了系统对单位阶跃信号的传递 特性。
卷积积分与卷积和
卷积积分
描述信号与系统的相互作用，通过将 输入信号与系统的冲激响应进行卷积 积分来计算输出信号。
卷积和
将卷积积分简化为离散时间系统的卷 积和运算，用于计算离散时间系统的 输出序列。
陈后金 信号与系统3 PPT
例2 已知某线性时不变系统的动态方程式为:
系统的初始状态为y(0)=1，y' (0)=3，求系统的零 输入响应yx(t)。
[解]
d2y dy 5 6 y (t ) 4 f (t ) 2 dt dt
t 0
系统的特征方程为 系统 2，s2 3
= 2(1 e 3t )u (t )
t 0 t 0
t 0 t0
连续时间系统的单位冲激响应
• 连续时间系统单位冲激响应的定义 • 冲激平衡法求系统的单位冲激响应 • 连续时间系统的单位阶跃响应
连续时间系统单位冲激响应的定义
在系统初始状态为零的条件下，以单位冲 激信号激励系统所产生的输出响应，称为系统的 单位冲激响应，以符号h(t)表示。
信号线性组合作用在系统上的响应，即系统在
任意信号f(t)激励下的零状态响应yf(t) 。
卷积法求解系统零状态响应yf (t)推导
(t ) h(t )
由时不变特性 由均匀特性 由积分特性
f (t )
(t ) h(t )
f ( ) (t ) f ( )h(t )
yh (t ) K1e s1t K 2e s2t K n e snt
(2) 特征根是相等实根s1=s2==sn
yh (t ) K1e s t K 2tes t K nt n1e s t
(3) 特征根是成对共轭复根 si i ji , i n / 2
1 t e 3
讨论
1) 若初始条件不变，输入信号 f(t) = sin t u(t)，则系 统的完全响应y(t) =？ 2) 若输入信号不变，初始条件y(0)=0, y’(0)=1, 则系 统的完全响应y(t)=？