信号与系统
信号与系统重要知识总结
信号与系统重要知识总结信号与系统是电子信息类专业中的一门重要课程，它是研究信号的产生、传输、处理与分析的学科。
信号与系统的重要知识主要包括信号的基本概念、信号的分类、信号的时域和频域表示、线性时不变系统、卷积运算、系统的稳定性等。
以下是对信号与系统重要知识的总结。
一、信号的基本概念信号是随时间、空间或其他自变量变化的物理量。
根据自变量的不同，信号可以分为时域信号和频域信号。
时域信号是关于时间的函数，而频域信号是关于频率的函数。
二、信号的分类根据信号的性质和特点，信号可以分为连续时间信号和离散时间信号。
连续时间信号是在整个时间范围内存在的信号，离散时间信号仅在一些离散时间点存在。
三、信号的时域和频域表示时域表示是将信号表示为随时间变化的函数，常用的时域表示方法有冲激函数表示、阶跃函数表示和周期函数表示等。
频域表示是将信号表示为随频率变化的函数，常用的频域表示方法有傅里叶变换和拉普拉斯变换等。
四、线性时不变系统线性时不变系统（LTI）是信号与系统中的重要概念，它是指系统的输出只取决于输入的当前值和过去值，且满足线性叠加原理。
LTI系统具有很多重要性质，如时域稳定性、频域稳定性、因果性、时域线性和频域线性等。
五、卷积运算卷积运算是信号与系统中的重要运算工具，它描述了输入信号经过系统响应的输出信号。
卷积运算实质上是将两个信号相乘并对一个变量进行积分的过程。
在时域中，卷积运算可以表示为输入信号和系统冲激响应的卷积；在频域中，卷积运算可以使用傅里叶变换和反变换来进行。
六、系统的稳定性系统的稳定性是指当输入有界时，输出是否也是有界的。
稳定性是一个重要的系统性质，不稳定系统可能导致系统失控或发生崩溃。
稳定性的判定方法有多种，常用的方法有判定系统传递函数的极点位置和利用BIBO（有界输入有界输出）稳定性判据。
综上所述，信号与系统是电子信息类专业中的一门重要课程，它涉及信号的产生、传输、处理与分析的方法。
信号与系统中的重要知识包括信号的基本概念、信号的分类、信号的时域和频域表示、线性时不变系统、卷积运算和系统的稳定性等。
信号与系统分析
信号与系统分析在现代科学技术领域中，信号与系统分析是一门重要的学科。
它主要研究信号以及信号在系统中的传输和处理过程。
本文将从信号与系统的基本概念、数学模型、频域分析以及实际应用等方面对信号与系统进行分析。
一、信号与系统的基本概念1.1 信号的定义与分类信号是指随时间、空间或其他自变量的变化而变化的物理量。
根据信号的特征和性质，可以将信号分为连续时间信号和离散时间信号。
连续时间信号是在连续时间内取值的信号，例如模拟音频信号；离散时间信号是在离散时间点上取值的信号，例如数字音频信号。
1.2 系统的定义与分类系统是指对信号进行处理或者传输的设备或物理构造。
根据系统的输入和输出形式，可以将系统分为线性系统和非线性系统。
线性系统满足加法性和齐次性的特性，而非线性系统则不满足。
二、信号与系统的数学模型2.1 连续时间信号模型连续时间信号可以用连续函数来描述。
常见的连续时间信号模型有周期函数、指数函数和三角函数等。
在实际应用中，还可以利用微分方程来描述连续时间信号与系统之间的关系。
2.2 离散时间信号模型离散时间信号可以用序列来表示。
序列是由离散的采样点构成的数列。
常见的离散时间信号模型有单位样值序列、周期序列和随机序列等。
在实际应用中，离散时间信号与系统之间可以通过差分方程进行建模。
三、频域分析频域分析是对信号在频域上的特性进行分析的方法。
通过将信号从时域转换到频域，可以更加清晰地观察信号的频率成分及其变化规律。
常见的频域分析方法有傅里叶变换、拉普拉斯变换和Z变换等。
3.1 傅里叶变换傅里叶变换是将一个信号在频域上进行表示的方法。
它可以将信号分解成一系列的正弦函数或者复指数函数的组合。
傅里叶变换广泛应用于信号的频谱分析、滤波器设计以及通信系统等领域。
3.2 拉普拉斯变换拉普拉斯变换是对信号在复域上的频域表示。
它具有傅里叶变换的扩展性质，可以处理更加一般的信号和系统。
拉普拉斯变换在控制系统分析和设计、电路分析以及信号处理等方面有重要应用。
信号与系统
第一章信号与系统的基本概念一、信号的定义①广义地说，信号就是随时间和空间变化的某种物理量或物理现象.②在通信工程中，一般将语言、文字、图像、数据等统称为消息，在消息中包含着一定的信息③信号是消息的载体，是消息的表现形式，是通信的客观对象，而消息则是信号的内容④应当注意，信号与函数在概念的内涵与外延上是有区别的。
信号一般是时间变量t的函数，但函数并不一定都是信号，信号是实际的物理量或物理现象，而函数则可能只是一种抽象的数学定义。
二、信号的分类(1) 确定信号与随机信号。
按信号随时间变化的规律来分，信号可分为确定信号与随机信号。
实际传输的信号几乎都是随机信号。
因为若传输的是确定信号，则对接收者来说，就不可能由它得知任何新的信息，从而失去了传送消息的本意。
但是，在一定条件下，随机信号也会表现出某种确定性，例如在一个较长的时间内随时间变化的规律比较确定，即可近似地看成是确定信号。
随机信号是统计无线电理论研究的对象。
本书中只研究确定信号。
(2)连续时间信号与离散时间信号。
按自变量t取值的连续与否来分，信号有连续时间信号与离散时间信号之分，分别简称为连续信号与离散信号。
(3)周期信号与非周期信号。
设信号f(t)，t∈R，若存在一个常数T，使得f(t-nT)=f(t) n∈Z (1-1)则称f(t)是以T为周期的周期信号。
从此定义看出，周期信号有三个特点：1) 周期信号必须在时间上是无始无终的，即自变量时间t的定义域为t∈R。
2) 随时间变化的规律必须具有周期性，其周期为T。
3) 在各周期内信号的波形完全一样。
(4) 正弦信号与非正弦信号。
(5) 功率信号与能量信号。
三、信号的相关名词1. 有时限信号与无时限信号若在有限时间区间(t1＜t＜t2)内信号f(t)存在，而在此时间区间以外，信号f(t)=0，则此信号即为有时限信号，简称时限信号，否则即为无时限信号。
2. 有始信号与有终信号设t1为实常数。
若t＜t1时f(t)=0， t＞t1时f(t)≠0，则f(t)即为有始信号，其起始时刻为t1。
信号与系统_基本概念
f(t)=Keat
式中，a是实数。
f(t)
Keat(a>0)
Keat(a=0) Keat(a<0) 0 t
1-4 指数信号
特点：对时间的求导、积仍为指数信号
第 1 章 信号与系统的基本概念
2）正弦信号
f(t)=Ksin(t+)
式中K为振幅,是角频率。 为初相位。 其波形如P7图1-6所示。
(-∞<t<∞)
(1)f(t)=f(-t) (2)f(0)=1 (3)
0t k :
f (t ) 0
(5) f (t ) t 0
(4) f (t )dt
返回首页
第 1 章 信号与系统的基本概念
1.2 信号的运算与变换
• • • • • 信号的代数运算 信号的微分与积分 信号的反褶 信号的时移 信号的尺度变换
f (t ) Fm cos(t ) t
第 1 章 信号与系统的基本概念
b）离散信号： 离散的含义是指定义域离散（即仅在某些不连 续的时间上有定义） 函数值可连续也可不连续， 时间和函数值均离散的信号称数字信号
f (nT ) f (n )
1
0
f (n )
1
…
T 2T 3T 4T
特点：对时间的求导、积分 仍为正弦信号
第 1 章 信号与系统的基本概念 3）复指数信号
f (t ) Kest
其中 s j
Ke Ke
st
( j )t
Ke cos( t ) jKe sin( t )
t
t
在信号分析中是非常重要的信号，概括了许多常用的基本信号。
三）典型信号（常用信号）
信号与系统知识点详细总结
信号与系统知识点详细总结1. 信号与系统概念信号是指一种可以传递信息的载体，它可以是电气信号、光信号、声音等形式，常见的信号有连续信号和离散信号两种。
连续信号是定义在连续的时间域上的信号，例如声音信号；离散信号是定义在离散的时间域上的信号，例如数字信号。
系统是对输入信号进行加工处理的装置，它可以是线性系统或非线性系统、时变系统或时不变系统。
线性系统具有叠加性质，即输入信号的线性组合对应于输出信号的线性组合；非线性系统不满足叠加性质。
时变系统的特性随着时间的变化而改变，时不变系统的特性与时间无关。
2. 信号的分类信号可以按多种属性进行分类，例如按时间属性分类可分为连续信号和离散信号；按能量和功率分类可分为能量信号和功率信号，能量信号在有限时间内的总能量是有限值，功率信号在无穷时间内的平均功率是有限值；按周期性分类可分为周期信号和非周期信号，周期信号在一定时间间隔内具有重复的规律性。
3. 时域分析时域分析是指对信号在时间域上的特性进行分析，主要包括信号的幅度、相位、频率等方面。
信号的幅度是指信号的大小，可以用振幅来表示；相位是指信号在时间轴上的偏移量；频率是指信号的周期性特征。
时域分析的工具主要包括冲激响应、单位阶跃响应、单位斜坡响应等。
冲激响应是指系统对单位冲激信号的响应，它可以用来描述系统的线性性、时不变性等性质；单位阶跃响应是指系统对单位阶跃信号的响应，可以用来求系统的单位脉冲响应；单位斜坡响应是指系统对单位斜坡信号的响应，可以用来在频域中求系统的频率响应。
4. 频域分析频域分析是指对信号在频域上的特性进行分析，主要包括信号的频谱分布、频率成分等方面。
频域分析的工具主要包括傅里叶变换、傅里叶级数、拉普拉斯变换等。
傅里叶变换是将信号在时间域和频域之间进行转换的一种数学工具，可以将时域信号转换成频域信号，也可以将频域信号转换成时域信号。
傅里叶级数是对周期信号进行频域分析的工具，可以将周期信号展开成一组正弦和余弦函数的线性组合；拉普拉斯变换是对信号在复频域上的分析工具，用于分析线性时不变系统的频域特性。
信号与系统ppt课件
02
时不变：系统的特性不随时间变 化。
系统的数学模型为非线性微分方 程或差分方程。
03
频域分析方法不适用，需采用其 他方法如几何法、状态空间法等
。
04
时变系统
系统的特性随时间变 化，即系统在不同时 刻的响应具有不同的 特性。
时域分析方法：积分 方程、微分方程等。
系统的数学模型为时 变微分方程或差分方 程。
信号与系统PPT课件
目录
CONTENTS
• 信号与系统概述 • 信号的基本特性 • 系统分析方法 • 系统分类与特性 • 系统应用实例
01
CHAPTER
信号与系统概述
信号的定义与分类
总结词
信号是传输信息的一种媒介，具有时间和幅度的变化特性。
详细描述
信号是表示数据、文字、图像、声音等的电脉冲或电磁波，它可以被传输、处理和记录。根据不同的特性，信号 可以分为模拟信号和数字信号。模拟信号是连续变化的物理量，如声音、光线等；数字信号则是离散的二进制数 据，如计算机中的数据传输。
04
CHAPTER
系统分类与特性
线性时不变系统
线性
系统的响应与输入信号的 线性组合成正比，即输出 =K*输入+常数。
时不变
系统的特性不随时间变化 ，即系统在不同时刻的响 应具有相同的特性。
频域分析方法
傅里叶变换、拉普拉斯变 换等。
非线性时不变系统
01
系统的响应与输入信号的非线性 关系，即输出不等于K*输入+常 数。
系统的定义与分类
总结词
系统是由相互关联的元素组成的整体，具有输入、输出和转 换功能。
详细描述
系统可以是一个物理装置、生物体、组织或抽象的概念，它 能够接收输入、进行转换并产生输出。根据不同的分类标准 ，系统可以分为线性系统和非线性系统、时不变系统和时变 系统等频域分析方法将信号和系统从时间域转换到频率域，通过分析系统的频率响应 来了解系统的性能，如系统的幅频特性和相频特性，这种方法特别适用于分析 周期信号和非周期信号。
信号与系统概念总结
信号与系统概念总结信号与系统是计算机科学中非常基础和重要的研究领域之一,涵盖了许多不同的概念和技术,包括信号处理、图像处理、控制系统、通信系统等。
本文将总结信号与系统的概念,并对其进行拓展。
1. 信号与系统的概念信号是指一组时间序列数据,可以是离散的或连续的,可以是周期性的或非周期性的。
信号可以用于描述各种物理系统,如音频、视频、电磁波等。
系统是指由一组相互作用的物理量组成的系统,这些物理量可以用于控制和调节系统的行为。
系统可以是线性的或非线性的,具有输入和输出,可以用于描述各种实际系统,如控制系统、通信系统、光学系统等。
信号与系统是一个广泛的研究领域,涉及到许多不同的概念和技术,包括滤波器、变换器、放大器、抗干扰技术、时域和频域分析、自适应控制等。
2. 信号与系统的应用信号与系统在计算机科学中有许多应用,包括音频处理、图像处理、通信系统、计算机视觉、机器学习等。
在音频处理中,信号与系统可以用于处理音频信号,包括降噪、均衡、压缩等。
在图像处理中,信号与系统可以用于图像增强、图像分割、目标检测等。
在通信系统中,信号与系统可以用于调制、解调、信道均衡等。
在计算机视觉中,信号与系统可以用于图像识别、目标跟踪、人脸识别等。
3. 信号与系统的发展趋势随着计算机科学的不断发展,信号与系统也在不断发展。
未来,信号与系统将继续在音频处理、图像处理、通信系统、计算机视觉、机器学习等领域发挥重要作用。
未来,信号与系统的发展趋势包括以下几个方面:(1)非线性系统的研究:随着计算机技术的发展,非线性系统已经成为信号与系统研究的重要方向,非线性系统的研究将更加深入。
(2)自适应控制的研究:自适应控制技术是信号与系统研究中的重要方向,未来自适应控制技术将得到更加广泛的应用。
(3) 多模态信号与系统的研究:多模态信号与系统可以用于处理多种不同类型的信号,未来多模态信号与系统的研究将得到更多关注。
(4) 数字信号处理的研究:数字信号处理技术是信号与系统研究的重要方向,未来数字信号处理技术将得到更加广泛的应用。
信号与系统名词解释
1. 信号：是信息的载体。
通过信号传递信息。
2. 系统：是指若干相互关联的事物组合而成具有特定功能的整体3. 数字信号：仅在一些离散的瞬间才有定义的信号。
4. 模拟信号：在连续的时间范围内(-∞<t<∞）有定义的信号。
5. 连续系统：若系统的输入信号是连续信号，系统的输出信号也是连续信号。
6. 离散系统：若系统的输入信号和输出信号均是离散信号。
7. 动态系统：若系统在任一时刻的响应不仅与该时刻的激励有关，而且与它过去的历史状况有关。
8. 即时系统：不含有记忆元件(电容、电感等)的系统。
9. 线性系统：满足线性性质的系统。
10. 因果系统：零状态响应不会出现在激励之前的系统。
11. 连续因果系统的充分必要条件是：冲激响应 h(t)=0,t<0 或者，系统函数H(s)的收敛域为：Re[s]>σ012. 离散因果系统的充分必要条件是：单位响应 h(k)=0, k<0 或者，系统函数H(z)的收敛域为：|z|>ρ013. 稳定系统：一个系统，若对有界的激励f(.)所产生的零状态响应y f (.)也是有界时，则称该系统为有界输入有界输出稳定。
14. 时不变系统：满足时不变性质的系统称。
15. 时不变性质：若系统满足输入延迟多少时间，其零状态响应也延迟多少时间。
16. 零状态响应：当系统的初始状态为零时，仅有输入信号f(t)/f(k)的响应。
17. 零输入响应：是激励为零时仅有系统的初始状态{x(0)}所引起的响应。
18. 自由响应：齐次解的函数形式仅与系统本身的特性有关，而与激励f(t)的函数形式无关19. 强迫响应：特解的函数形式由激励确定，称为强迫响应。
20. 冲激响应：当初是状态为零是，输入为单位冲激函数δ(t)所引起的零状态响应。
21. 阶跃响应：当初是状态为零是，输入为单位阶跃函数所引起的零状态响应。
22. 正交：定义在(t 1，t 2)区间的两个函数ϕ 1(t)和ϕ 2(t),若满足 23. 完备正交函数集：如果在正交函数集{ϕ1(t)， ϕ 2(t)，…， ϕ n (t)}之外，不存在函数φ(t)(≠0）满足⎰=210d )()(t t i t t t ϕϕ ( i =1，2，…，n)。
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。
通信原理和信号与系统
通信原理和信号与系统
通信原理和信号与系统两者密切相关，都是研究信号的产生、传输和处理的学科。
通信原理主要关注于信号的传输和通信系统的设计，而信号与系统主要关注于信号的分析与处理。
通信原理研究的是信号的传输过程，包括信号的产生、调制、传输、解调和接收等。
在通信原理中，信号被视为一种能量或功率随时间或空间而变化的物理量。
通信系统根据不同的应用需求，采用不同的调制方式，如模拟调制和数字调制。
模拟调制一般将连续时间信号调制为连续振幅和相位变化的载波信号，而数字调制则将离散时间信号调制为离散振幅和相位变化的数字信号。
信号与系统研究的是信号的分析与处理方法，包括信号的表征、传输、滤波、调制、解调等。
信号可以是连续时间信号或离散时间信号，系统则可以是线性系统或非线性系统。
信号与系统的分析方法有时域分析和频域分析两种，时域分析主要关注信号在时间上的变化规律，而频域分析则关注信号在频率上的变化规律。
总的来说，通信原理和信号与系统都是研究信号的产生、传输和处理的学科，只是从不同的角度和目的进行研究。
通信原理主要关注信号的传输和通信系统的设计，而信号与系统主要关注信号的分析与处理方法。
两者相互补充，共同为实现高效、可靠的通信系统提供理论和技术支持。
信号与系统ppt课件
结果解释
对实验结果进行解释，说明实验结果所反映 出的系统特性。
总结归纳
对实验过程和结果进行总结归纳，概括出实 验的重点内容和结论。
06
总结与展望
信号与系统的总结
信号与系统是通信、电子、生物医学工程等领域的重 要基础课程，其理论和方法在信号处理、图像处理、
数据压缩等领域有着广泛的应用。
信号与系统的主要内容包括信号的时域和频域表示、 线性时不变系统、调制与解调、滤波器设计等。
信号与系统ppt课件
目录
• 信号与系统概述 • 信号的基本特性 • 系统的基本特性 • 信号与系统的应用 • 信号与系统的实验与实践 • 总结与展望
01
信号与系统概述
信号的定义与分类
信号的定义
信号是传递信息的一种方式，可以表示声音、图像、文字等。在通信系统中， 信号是传递信息的载体。
信号的分类
系统的分类
根据系统的复杂程度，可以分为线性系统和非线性系统；根据系统的稳定性，可以分为稳定系统和不稳定系统； 根据系统的时域特性，可以分为时域系统和频域系统。
信号与系统的重要性
01
信号是信息传递的载体，系统 是实现特定功能的整体，因此 信号与系统在信息处理中具有 非常重要的地位。
02
在通信系统中，信号的传输和 处理是实现信息传递的关键环 节，而系统的设计和优化直接 影响到通信系统的性能和可靠 性。
03
信号可以用数学函数来表示，其中离散信号常用序列
表示，连续信号常用函数表示。
信号的时域特性
01
02
03
信号的幅度
信号的幅度是表示信号强 弱的量，通常用振幅来表 示。
信号的相位
信号的相位是表示信号时 间先后顺序的量，通常用 角度来表示。
信号与系统知识点总结
信号与系统知识点总结一、信号与系统概念1. 信号的基本概念信号是指传输信息的载体，可以是任意形式的能量，例如声音、图像、视频等。
信号分为连续信号和离散信号两种类型。
连续信号是指在任意时间范围内都有定义的信号，离散信号是指只在某些离散点上有定义的信号。
2. 系统的概念系统是指对输入信号进行处理并产生输出信号的过程。
系统分为线性系统和非线性系统两种类型。
线性系统满足叠加原理和齐次性质，而非线性系统不满足这两个性质。
3. 信号与系统的分类信号与系统可以按照不同的分类方式进行划分。
例如，按时间域和频率域可以将信号和系统分为时域信号和系统以及频域信号和系统。
二、时域分析1. 时域中的基本概念在时域中，信号经常被表示为在时间轴上的波形。
对信号进行时域分析，可以揭示信号的变化规律和特征。
例如，信号的幅度、频率、相位等特征。
2. 时域信号的表示时域信号可以分为连续信号和离散信号两种类型。
连续信号通常可以由函数来表示，而离散信号则可以用序列或数组来表示。
3. 线性时不变系统线性时不变系统是指系统具有线性和时不变两个性质。
线性性质意味着系统满足叠加原理和齐次性质，时不变性质意味着系统的响应与输入信号的时移无关。
三、频域分析1. 傅里叶变换傅里叶变换是将信号在时域中的表示转换为频域中的表示的数学工具。
它可以将信号转换为频谱，揭示信号的频率成分和能量分布。
傅里叶变换分为连续傅里叶变换和离散傅里叶变换两种。
2. 滤波器的频域特性滤波器可以用来对信号进行频域处理。
常见的滤波器包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。
滤波器对不同频率成分的信号有不同的响应，能够用来滤除不需要的频率分量，或者突出需要的频率分量。
3. 抽样定理抽样定理是指在进行模拟信号的离散化表示时，需要保证抽样率足够高，以避免混叠失真。
根据抽样定理，模拟信号进行离散化表示的采样频率需要大于信号最高频率的两倍。
四、系统响应分析1. 系统的时域响应系统的时域响应是指系统对输入信号的时域响应。
信号与系统知识点汇总总结
信号与系统知识点汇总总结一、信号与系统概念1. 信号的定义和分类2. 系统的定义和分类3. 时域和频域分析二、连续时间信号与系统1. 连续时间信号与系统的性质2. 连续时间信号的基本操作3. 连续时间系统的性质4. 连续时间系统的特性方程和驻点三、离散时间信号与系统1. 离散时间信号与系统的性质2. 离散时间信号的基本操作3. 离散时间系统的性质4. 离散时间系统的特性方程和驻点四、傅里叶分析1. 傅里叶级数2. 傅里叶变换3. 傅里叶变换的性质4. 傅里叶变换的逆变换五、拉普拉斯变换1. 拉普拉斯变换的定义2. 拉普拉斯变换定理3. 拉普拉斯变换的性质4. 拉普拉斯变换的逆变换六、Z变换1. Z变换的定义2. Z变换的性质3. Z变换与拉普拉斯变换的关系4. Z变换在离散时间系统分析中的应用七、系统的时域分析1. 系统的冲击响应2. 系统的单位脉冲响应3. 系统的阶跃响应4. 系统的时域性能指标八、系统的频域分析1. 系统的频率响应2. 系统的幅频特性3. 系统的相频特性4. 系统的频域性能指标九、信号与系统的稳定性1. 连续时间系统的稳定性2. 离散时间系统的稳定性3. 系统的相对稳定性十、线性时不变系统1. 线性系统的性质2. 时不变系统的性质3. 线性时不变系统的连续时间性能分析4. 线性时不变系统的离散时间性能分析十一、激励响应系统1. 激励响应系统的特性2. 激励响应系统的连续时间分析3. 激励响应系统的离散时间分析十二、卷积运算1. 连续时间信号的卷积运算2. 离散时间信号的卷积运算3. 卷积的性质和应用结语信号与系统是电子信息专业的重要基础课程，掌握好这门课程的知识对学生日后的学习和工作都有重要的帮助。
通过本文的知识点汇总总结，相信读者对信号与系统这门课程会有更深入的理解和掌握，希望对大家的学习有所帮助。
信号与系统 后续课程
信号与系统后续课程
信号与系统是电子信息类专业的基础课程之一，主要讲解信号的表示与处理、系统的特性与分析等内容。
在学完信号与系统的基础知识后，可以继续学习以下相关的后续课程：
1. 数字信号处理：该课程主要讲解数字信号的数字化表示、滤波器设计、离散傅里叶变换等内容。
它是信号与系统的延伸和拓展，更加注重离散系统的分析与设计。
2. 控制系统：控制系统是系统工程与自动化专业中的一门重要课程，它主要讲解系统的建模与分析、控制器的设计与调节、闭环控制系统的稳定性分析等内容。
信号与系统中的系统分析知识为控制系统的学习提供了基础。
3. 通信原理：通信原理是通信工程专业的核心课程之一，主要讲解有关通信系统的基本原理和技术，包括调制解调技术、信道编码、信道等效性和传输特性等内容。
信号与系统中的信号表示与处理知识对于理解和分析通信系统非常重要。
4. 信号处理与识别：该课程主要讲解信号处理与模式识别的基本理论和方法，包括数字滤波、时频分析、特征提取、模式分类等。
它结合了信号与系统、数字信号处理等多个学科的知识，对于实际信号处理和模式识别应用具有重要意义。
5. 图像处理与分析：图像处理与分析是计算机视觉、图像识别等领
域的基础课程，主要讲解图像的获取、表示、增强、压缩、分割和识别等方面的知识。
信号与系统中的滤波器设计、频域分析等内容对于图像处理与分析具有重要影响。
以上是信号与系统后续课程的一些常见选择，根据个人兴趣和专业方向，可以选择适合自己的课程进行深入学习。
信号与系统
信号与系统摘要：信号与系统是电子工程、通信工程、自动化等领域中的重要基础课程，它研究的是信号的特征、信号的传输、信号的处理以及系统对信号的响应等问题。
本文将从信号与系统的基本概念、信号的分类、信号的传输与处理以及系统的特性等方面展开论述，旨在帮助读者更好地理解和应用信号与系统的相关知识。
一、引言信号与系统作为电子工程、通信工程、自动化等领域中的一门重要课程，是相关专业学习的基础。
信号与系统研究的是信号的特征、信号的传输和处理，以及系统对信号的响应。
信号与系统的学习对于我们理解和应用相关领域的知识具有重要意义。
二、信号的基本概念信号是对所研究对象状态或信息的某种表示。
信号可以是连续的，也可以是离散的。
连续信号是指在时间上连续变化的信号，而离散信号是指在时间上以一定的间隔取样的信号。
信号可以是模拟的，也可以是数字化的。
模拟信号是以连续形式存在的信号，而数字信号是以离散形式存在的信号。
在信号的表示中，常用的数学函数包括正弦函数、余弦函数和指数函数等。
三、信号的分类根据信号的形式和表示方式，信号可以分为几类。
最常见的分类是连续信号和离散信号。
另外，根据信号的能量和功率特性，信号可以分为能量信号和功率信号。
能量信号是指有限时间内能量有限的信号，而功率信号是指平均功率有限的信号。
此外，信号还可以按照周期性和非周期性分类，周期性信号在一定时间上重复出现，非周期性信号则没有这种规律性。
四、信号的传输与处理信号的传输是指信号从发送端经过传输媒介到达接收端的过程。
在信号传输过程中，可能会遇到噪声、失真等问题，因此需要对信号进行处理。
信号处理包括滤波、采样、量化、编码等过程，旨在提高信号的质量和可靠性。
滤波是对信号进行频率选择的操作，采样是将连续信号转换为离散信号的过程，量化是对信号幅度进行离散化处理的过程，编码则是对信号进行数字化表示的过程。
五、系统的特性系统是对信号进行处理和响应的装置或过程。
系统可以是线性的或非线性的，线性系统的特点是满足叠加原理，即输入信号和输出信号之间存在线性关系。
信号与系统PPT课件
-2 o
2 t t → 0.5t 扩展
f (2 t ) 1
-1 o 1
t
f (0.5 t )
1
-4
o
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。
平移与反转相结合举例
例 已知f (t)如图所示，画出 f (2 – t)。 解答 法一：①先平移f (t) → f (t +2)
结论
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。
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 （2）信号的功率P
def
E
f(t )2 d t
P
def
lim
T
1
T
T
2
T
f(t )2 d t
2
若信号f (t)的能量有界，即 E <∞ ,则称其为能量有限信号， 简称能量信号。此时 P = 0
若信号f (t)的功率有界，即 P <∞ ,则称其为功率有限信号， 简称功率信号。此时 E = ∞
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 ， 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 。
信号与系统
x(2t)
f (0.5t)
x(t/2)
f (t)
f (1.5t)
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
0.4
一段语音信号(“对了”) 。
信号与系统（Signals and Systems)
4、一般情况
信号与系统（Signals and Systems)
三、系统的基本概念
1、定义
系统（system）：由若干相互作用和相互依赖 的事物组合而成的，具有稳定功能的整体。如 太阳系、通信系统、控制系统、经济系统、生 态系统等。
信号与系统（Signals and Systems)
通信系统
为传送消息而装设的全套技术设备（包括传输信道）。
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。
I R ( x, y ) I ( x, y ) I ( x, y ) G I B ( x, y )
信号与系统（Signals and Systems)
3、信号理论 信号分析：研究信号的基本性能，如信号 的描述、性质等。
2、系统理论 系 统 理 论 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。 系统综合：按照给定的需求设计（综合） 系统。
重点讨论系统的分析，分析是综合的基础。
信号与系统（Signals and Systems)
3、信号与系统之间的关系 信号与系统是相互依存的整体。
⑴ 信号必定是由系统产生、发送、传输与接收， 离开系统没有孤立存在的信号； ⑵ 系统的重要功能就是对信号进行加工、变换与
信号与系统的应用
信号与系统的应用引言：信号与系统是电子信息工程学科中的基础课程，它研究信号的产生、传输和处理，以及系统对信号的响应和处理。
信号与系统的应用广泛，涵盖了通信、图像处理、音频处理、控制系统等多个领域。
本文将重点介绍信号与系统在通信和图像处理领域的应用。
一、通信领域的应用1. 数字通信：信号与系统在数字通信中起着重要的作用。
通过对信号进行采样、编码和调制，可以将信息转换为数字信号进行传输。
在接收端，通过解调、解码和重构，可以将数字信号还原为原始信息。
这种基于信号与系统理论的数字通信技术，使得信息传输更加高效和可靠。
2. 无线通信：在无线通信中，信号与系统的应用主要体现在信号的调制和解调过程中。
通过选择合适的调制方式，可以将信息信号转换为适合无线传输的信号。
接收端利用解调技术，将接收到的信号恢复为原始的信息信号。
信号与系统理论为无线通信提供了基础和支持，使得人们可以随时随地进行通信。
二、图像处理领域的应用1. 图像采集与传输：信号与系统在图像处理中的第一步是图像的采集与传输。
通过合适的传感器和信号采集系统，可以将现实世界中的光信号转换为数字信号。
这些数字信号经过编码和压缩后，可以通过网络传输到远程设备。
2. 图像增强与复原：信号与系统理论在图像增强与复原中发挥着重要作用。
通过滤波等信号处理技术，可以去除图像中的噪声和干扰，提高图像的质量和清晰度。
同时，信号与系统还可以对模糊图像进行恢复和重建，使得图像更加清晰和可辨识。
3. 图像分析与识别：在图像分析与识别中，信号与系统理论被广泛应用于特征提取和模式识别。
通过对图像进行信号处理和分析，可以提取出图像的特征信息，并进行模式识别和分类。
这些应用包括人脸识别、指纹识别、车牌识别等。
结论：信号与系统的应用涵盖了通信和图像处理等多个领域。
在通信领域，信号与系统的应用使得数字通信和无线通信更加高效和可靠。
在图像处理领域，信号与系统的应用使得图像的采集、处理和分析更加准确和精确。
信号与系统的实际例子
信号与系统的实际例子
以下是 7 条关于“信号与系统”的实际例子：
1. 你知道手机通信吧？那就是一个超级典型的信号与系统的实际例子呀！你想想看，你的声音转化为电信号，然后通过各种复杂的系统传输、处理，最后在对方的手机上又变成声音让对方听到，这多么神奇啊！这不就像魔法一样把你的话语从一个地方“嗖”地变到另一个地方嘛！
2. 嘿，那电视的信号传输也是呢！电视台发出信号，经过一系列的系统，才能在你家电视上呈现出清晰的画面。
这就好像是一场接力赛，信号就是那个接力棒，各个系统就是运动员，一起努力把精彩的节目送到你眼前，是不是很厉害？
3. 咱家里的音响系统不也是吗？音频信号在里面转来转去，经过放大啥的处理，最后让我们能享受到超棒的音乐。
这就像是一个音乐的加工厂，把原始的信号加工成让人陶醉的旋律，哇哦！
4. 交通信号灯你熟悉吧！它也是信号与系统的表现呀！红绿灯交替的信号，指挥着车辆和行人有序通行，这不就像一个无声的指挥官在有条不紊地调度着一切，要是没有它，那交通得多混乱呀！
5. 医院里的医疗设备，好多也是靠信号与系统工作的哟！比如心电图仪，它捕捉人体的电信号，转化成图像，让医生能了解你的心脏状况。
这多重要啊，简直是在为我们的健康保驾护航呢！
6. 网络的传输不也是这样嘛！各种数据信号在网络系统中跑来跑去，让我们能随时聊天、看视频啥的。
这就像是信息的高速公路，让一切变得那么便捷，你说妙不妙！
7. 你看那卫星导航系统，车子里常用的那个。
它接收卫星的信号，然后通过复杂的系统给我们指引方向。
这就像是一个超级智能的向导，无论我们在哪里，都能找到正确的路，这也太牛了吧！
我觉得信号与系统真的是无处不在，而且超级重要，没有它们我们的生活得缺少多少精彩和便利呀！。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
长沙学院《信号与系统》课程设计说明书题目信号与系统课程设计系(部) 电子与通信工程系专业(班级) 09光电二班姓名学号 200904 指导教师童耀南、王路露、张刚林起止日期2011.11.28-2011.12.3长沙学院课程设计任务书课程名称《信号与系统》课程设计系别电子与通信工程系班级光电信息工程二班姓名学号200904指导教师童耀南、王路露、张刚林2011年12 月5 日f(t)=的时域图（选做）目录1．摘要 (9)2．程序设计与实验仿真结果图 (10)3. 仿真结果分析 (38)4．结论与心得 (38)参考文献 (38)摘要1．程序设计与实验仿真结果图3.典型信号的描述及运算3.1 试用MATLAB绘制两正弦序列f1(k)=cos(kπ/8)，f2(k)=cos(2k)的时域波形，观察它们的周期性，并验证是否与理论分析结果相符？3.1.1 f1(k)=cos(kπ/8)程序：syms t;t=0:0.1:20;f1=cos(t*pi/8);stem(t,f1);运行结果：图3.1.1 cos(kπ/8)funtool操作：图3.1.1 cos(kπ/8) (k)=cos(2k)3.1.2 f2程序：syms t;t=0:0.1:5;f1=cos(2*t);stem(t,f1);运行结果：图3.1.2 cos(2k) funtool操作：图3.1.2 cos(2k)3.2 已知)]4()()[4()(1--+-=t u t u t t f 及信号)2sin()(2t t f π=，用MATLAB 绘出满足下列要求的信号波形。
（1）311()[(2)()]f t f t f t =--+ （2）423()()()f t f t f t =⨯ （3）512()()()f t f t f t =⨯ （4）612()(2)()f t f t f t =-+ 3.2.1 311()[(2)()]f t f t f t =--+ 程序：syms tf1=sym('(-t+4)*(u(t)-u(t-4))'); subplot(1,2,1); ezplot(f1); y1=subs(f1,t,-2*t); f3=-(f1+y1); subplot(1,2,2); ezplot(f3); 运行结果：123400.511.522.533.54t(-t+4) (u(t)-u(t-4))-224-4-3.5-3-2.5-2-1.5-1-0.50t-...- (2 t + 4) (u((-2) t) - u(- 2 t - 4))图3.2.1 311()[(2)()]f t f t f t =--+3.2.2 423()()()f t f t f t =⨯ 程序：syms tf1=sym('(-t+4)*(u(t)-u(t-4))'); subplot(1,4,1); ezplot(f1); y1=subs(f1,t,-2*t); f3=-(f1+y1); subplot(1,4,2); ezplot(f3);y2=sym(sin(2*pi*t)); subplot(1,4,3); ezplot(y2); f4=f3*y2; subplot(1,4,4); ezplot(f4); 运行结果：t(-t+4) (u(t)-u(t-4))t-...- (2 t + 4) (u((-2) t) - u(- 2 t - 4))tsin(2 πt)t-sin(2 π t) ((t - 4) (u(t - 4) - u(t)) + (2 t + 4) (u((-2) t) - u(- 2 t - 4)))图3.2.2 423()()()f t f t f t =⨯3.2.3 512()()()f t f t f t =⨯ 程序：syms tf1=sym('(-t+4)*(u(t)-u(t-4))'); subplot(1,2,1);ezplot(f1);f2=sym(sin(2*pi*t)); f5=f1*f2; subplot(1,2,2); ezplot(f5); 运行结果：1234t(-t+4) (u(t)-u(t-4))1234-3-2-11234tsin(2 π t) (t - 4) (u(t - 4) - u(t))图3.2.3 512()()()f t f t f t =⨯3.2.4 612()(2)()f t f t f t =-+ 程序：syms tf1=sym('(-t+4)*(u(t)-u(t-4))'); subplot(1,3,1); ezplot(f1); f3=subs(f1,t-2); subplot(1,3,2); ezplot(f3); f2=sym(sin(2*pi*t)) f6=f3+f2; subplot(1,3,3); ezplot(f6);运行结果：23456t-(u(t - 2) - u(t - 6)) (t - 6)-505-1012345tsin(2 π t) - (u(t - 2) - u(t - 6)) (t - 6)图3.2.4 612()(2)()f t f t f t =-+3.3 绘制f(t)=的时域图（选做）程序：syms t;f1=sym('sin(2*t/3)'); y1=(exp(-0.1))*f1; ezplot(y1) 运行结果：t(4075025458697629 sin((2 t)/3))/4503599627370496图3.3 f(t)=4.连续时间信号卷积及MATLAB 实现4.1已知两连续时间信号如下图所示，试用MATLAB 求f(t)=12()*()f t f t ，并绘出f(t)的时域波形图。
（设定取样时间间隔为p ）程序： M 文件：function [f,k]=sconv(f1,f2,k1,k2,p) %计算连续信号卷积积分f(t)=f1(t)*f2(t) % f: 卷积积分f(t)对应的非零样值向量 % k ：f(t)的对应时间向量 % f1: f1(t)非零样值向量 % f2: f2(t)的非零样值向量 % k1: f1(t)的对应时间向量 % k2: f2(t)的对应时间向量 % p ：取样时间间隔 6f=conv(f1,f2) %计算序列f1与f2的卷积和f f=f*pk0=k1(1)+k2(1) %计算序列f 非零样值的起点位置k3=(length(f1)+length(f2)-2)*p %计算卷积和f 的非零样值的宽度 k=k0:p:(k3+k0) %确定卷积和f 非零样值的时间向量 subplot(2,2,1)plot(k1,f1) %在子图1绘f1(t)时域波形图 title('f1(t)') xlabel('t')ylabel('f1(t)')axis([-3,3,-1,3])subplot(2,2,2)plot(k2,f2) %在子图2绘f2(t)时波形图title('f2(t)')xlabel('t')ylabel('f2(t)')axis([-3,3,-1,3])subplot(2,2,3)plot(k,f); %画卷积f(t)的时域波形h=get(gca,'position');h(3)=2.5*h(3);set(gca,'position',h) %将第三个子图的横坐标范围扩为原来的2.5倍title('f(t)=f1(t)*f2(t)')xlabel('t')ylabel('f(t)')axis([-6,6,-2,5])程序：p=0.01;k1=-3:p:3;f1=2*(Heaviside(k1+1)-Heaviside(k1-1));k2=k1;f2=Heaviside(k2+2)-Heaviside(k2-2);[f,k]=sconv(f1,f2,k1,k2,p)-202-10123f1(t)tf 1(t )-202-10123f2(t)tf 2(t )-6-4-20246f(t)=f1(t)*f2(t)tf (t )图4.1 f(t)=12()*()f t f t5.系统时域特性的仿真分析实验5.1 已知描述某连续系统的微分方程为：2y ’’(t)+y ’(t)+8y(t)=f(t)试用MATLAB ：（1）绘出该系统在0～30秒范围内，并以时间间隔0.01秒取样的冲激响应和阶跃响应的时域波形。
5.1.1冲激响应： 程序： a=[2 1 8]; b=[1];impulse(b,a,0:0.01:30);0510********-0.15-0.1-0.050.050.10.150.20.25Impulse ResponseTime (sec)A m p l i t u d e图5.1.1 2y ’’(t)+y ’(t)+8y(t)=f(t)的冲激响应5.1.2 阶跃响应： 程序：a=[2 1 8]; b=[1];step(b,a,0:0.01:30);运行结果：0510********0.050.10.150.20.25Step ResponseTime (sec)A m p l i t u d e图5.1.2 2y ’’(t)+y ’(t)+8y(t)=f(t)的阶跃响应5.2 已知某离散系统的差分方程为 y(k)-y(k-1)+0.9y(k-3)=f(k)，试作出： 5.2.1以默认方式绘出系统h(k)的时域波形； 程序：a=[1 -1 0.9]; b=[1]; impz(b,a);运行结果：20406080100120140160180n (samples)A m p l i t u d e图5.2.1 以默认方式绘出系统h(k)的时域波形5.2.2绘出系统在0～60取样点范围内h(k)的时域波形； 程序：a=[1 -1 0.9]; b=[1];impz(b,a,0:0.01:60);运行结果：102030405060n (samples)A m p l i t u d e图5.2.2 系统在0～60取样点范围内h(k)的时域波形5.2.3 绘出系统在－10～40离散时间范围内h(k)的时域波形； 程序：a=[1 -1 0.9]; b=[1];impz(b,a,-10:0.01:40) 运行结果：-10-5510152025303540n (samples)A m p l i t u d e图5.2.3系统在－10～40离散时间范围内h(k)的时域波形5.3 对如下连续时间系统21() 1.30.8s H s s s +=++ ，通过仿真分别观察其单位冲激响应波形和在周期矩形信号作用下的零状态响应波形。