2019-北邮电路分析与信号系统课件第一章-文档资料
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[课件]第1章信号与系统分析导论PPT
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X
信号处理
对信号进行某种加工或变换。 目的： 消除信号中的多余内容； 滤除混杂的噪声和干扰； 将信号变换成容易分析与识别的形式，便于估计 和选择它的特征参量。 信号处理的应用已遍及许多科学技术领域。
系统(System)
系统（system）：由若干相互作用和相互依赖的事物组 合而成的，具有特定功能的整体。如通信系统、控制 系统、经济系统、生态系统等。 系统三要素：IOP：输入、输出、处理加工 系统可以看作是信号的变换器、处理器。 电系统具有特殊的重要地位，某个电路的输入、 输出是完成某种功能，如微分、积分、放大，也可 以称系统。 在电子技术领域中，“系统”、“电路”、“网 络”三个名词在一般情况下可以通用。
第1章信号与系统分 析导论
课程性质
– 电子信息类专业重要的专业基础 课； – 教学对象：电子信息、自动控制、电子技术 、电气工程、计算机技术、生物医学工程等；
课程性质
先修课 后续课程 《高等数学》 《通信原理》 《线性代数》 《数字识领域引入信号 处理与传输领域的关键性课程，在教学环节中起着承 上启下的作用 。
信号与系统之间的关系 信号与系统是相互依存的整体。
1. 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； 2. 系统的重要功能就是对信号进行加工、 变换与处理，没有信号的系统就没有存在 的意义
输出信号 输入信号 系统 响应 激励
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 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。 重点讨论信号的分析、系统的分析，分析是综合的基础。 分析的目的：认识世界；综合的目的：改造世界。
信号处理
对信号进行某种加工或变换。 目的： 消除信号中的多余内容； 滤除混杂的噪声和干扰； 将信号变换成容易分析与识别的形式，便于估计 和选择它的特征参量。 信号处理的应用已遍及许多科学技术领域。
系统(System)
系统（system）：由若干相互作用和相互依赖的事物组 合而成的，具有特定功能的整体。如通信系统、控制 系统、经济系统、生态系统等。 系统三要素：IOP：输入、输出、处理加工 系统可以看作是信号的变换器、处理器。 电系统具有特殊的重要地位，某个电路的输入、 输出是完成某种功能，如微分、积分、放大，也可 以称系统。 在电子技术领域中，“系统”、“电路”、“网 络”三个名词在一般情况下可以通用。
第1章信号与系统分 析导论
课程性质
– 电子信息类专业重要的专业基础 课； – 教学对象：电子信息、自动控制、电子技术 、电气工程、计算机技术、生物医学工程等；
课程性质
先修课 后续课程 《高等数学》 《通信原理》 《线性代数》 《数字识领域引入信号 处理与传输领域的关键性课程，在教学环节中起着承 上启下的作用 。
信号与系统之间的关系 信号与系统是相互依存的整体。
1. 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； 2. 系统的重要功能就是对信号进行加工、 变换与处理，没有信号的系统就没有存在 的意义
输出信号 输入信号 系统 响应 激励
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 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。 重点讨论信号的分析、系统的分析，分析是综合的基础。 分析的目的：认识世界；综合的目的：改造世界。
电路分析与电子电路基础电路复习(北邮计算机)_OK
电路与电子学基础
第一章 电路模型与基尔霍夫定律 第二章 电阻电路的基本分析方法与定理 第三章 动态电路的时域分析 第四章 正弦稳态电路的分析 第五章 基本半导体器件 第六章 基本放大电路 第七章 集成运算放大电路 第八章 负反馈放大电路 第九章 直流稳压电源 第十章 波形产生与整形电路
1X
第一章 电路模型与基尔霍夫定律
流i为未知量，同时增列一个电压源支路电压与相关节
点电压的方程。 （4）当电路中含有受控源时，把受控源当作独立源对 待，按一般规则列写独立节点电压方程。设法以节点 电压表示受控源的控制量，即每个控制量对应一个辅 助方程。
8
叠加定理
叠加定理：在由线性电阻、线性受控源和独立电源组 成的电路中，任一元件的电流(或电压)可以看成是电 路中每一个独立电源单独作用于电路时，在该元件产 生的电流(或电压)的代数和。 单独作用的含义：指某一独立源作用时，其他独立源 不作用，即置零。 即独立电压源短路，独立电流源开路。
相量形式的KCL： I 0 ， I m 0
相量形式的KVL： U 0 ， U m 0
电阻元件的复数欧姆定律（相量形式）：
U
R
m
R I Rm
U R R I R
I
Rm（I
）
R
U
Rm（U
）
R
R
+j I Rm
U Rm
u i
o
+1
电容元件的复数欧姆定律（相量形式）：
ICm j C U Cm
2-3 电路分析基本定理 1、叠加定理 2、替代定理 3、戴维南定理和诺顿定理 4、最大功率传输定理 5、对偶特性
5X
实际电压源/实际电流源
实
际 Rs
第一章 电路模型与基尔霍夫定律 第二章 电阻电路的基本分析方法与定理 第三章 动态电路的时域分析 第四章 正弦稳态电路的分析 第五章 基本半导体器件 第六章 基本放大电路 第七章 集成运算放大电路 第八章 负反馈放大电路 第九章 直流稳压电源 第十章 波形产生与整形电路
1X
第一章 电路模型与基尔霍夫定律
流i为未知量，同时增列一个电压源支路电压与相关节
点电压的方程。 （4）当电路中含有受控源时，把受控源当作独立源对 待，按一般规则列写独立节点电压方程。设法以节点 电压表示受控源的控制量，即每个控制量对应一个辅 助方程。
8
叠加定理
叠加定理：在由线性电阻、线性受控源和独立电源组 成的电路中，任一元件的电流(或电压)可以看成是电 路中每一个独立电源单独作用于电路时，在该元件产 生的电流(或电压)的代数和。 单独作用的含义：指某一独立源作用时，其他独立源 不作用，即置零。 即独立电压源短路，独立电流源开路。
相量形式的KCL： I 0 ， I m 0
相量形式的KVL： U 0 ， U m 0
电阻元件的复数欧姆定律（相量形式）：
U
R
m
R I Rm
U R R I R
I
Rm（I
）
R
U
Rm（U
）
R
R
+j I Rm
U Rm
u i
o
+1
电容元件的复数欧姆定律（相量形式）：
ICm j C U Cm
2-3 电路分析基本定理 1、叠加定理 2、替代定理 3、戴维南定理和诺顿定理 4、最大功率传输定理 5、对偶特性
5X
实际电压源/实际电流源
实
际 Rs
电路分析基础(北京邮电大学)ppt课件
R() (m)
(m2)
式中，是导体的长度（m），A是截面积（m2），ρ是电阻率计量 符号，国际单位为欧姆·米。
编辑版pppt
一般，电阻率比较高的材料做成电阻器，电阻器吸收的功率是
P V2 I2R R
电阻器所能承受的功率称为额定功率。工作时电阻器吸收的功率 要小于电阻的额定功率，一般称额定瓦数。
Z2 U2 +
Z3 U3 -
图3.6
编辑版pppt
电感元件的串联：
电容元件的串联：
当Z1，Z2和Z3分别为L1，L2和L3时， 当Z1，Z2和Z3分别为C1，C2和C3时，
编辑版pppt
波形图如图2.5所示
i, A
10
P, W
75
0
π/50
2π/50 t,s
0
π/50
2π/50 t,s
v, V
15
W, J
1.50
0
π/50
2π/50 t,s
0
π/50
2π/50
t,s
图2.5
由图2.5看出，当i=0时，能量为0，电感中电流增加时，能量增
加呈储存能量，电流减小，能量减小，是能量的释放阶段。
由于V，I随时间变化，则瞬间功率也为时间函数，功 率是能量对时间的微分
P=dW/dt 在电动机等其他设备中输出功率常用称为马力 (horsepower-hp)的单位表示。 马力与瓦特的关系为：
1hp=745.7W
编辑版pppt
第二章 电路基本概念
2.1 电路元件分类 2.2 电压源 2.3 电流源 2.4 电阻元件 2.5 电容元件 2.6 电感元件
1J1Nm
功和能量单位相同。 功率是做功的速率或能量从一种形式转化为另一种形式的速度， 功率的单位为瓦特(W),即:
(m2)
式中，是导体的长度（m），A是截面积（m2），ρ是电阻率计量 符号，国际单位为欧姆·米。
编辑版pppt
一般，电阻率比较高的材料做成电阻器，电阻器吸收的功率是
P V2 I2R R
电阻器所能承受的功率称为额定功率。工作时电阻器吸收的功率 要小于电阻的额定功率，一般称额定瓦数。
Z2 U2 +
Z3 U3 -
图3.6
编辑版pppt
电感元件的串联：
电容元件的串联：
当Z1，Z2和Z3分别为L1，L2和L3时， 当Z1，Z2和Z3分别为C1，C2和C3时，
编辑版pppt
波形图如图2.5所示
i, A
10
P, W
75
0
π/50
2π/50 t,s
0
π/50
2π/50 t,s
v, V
15
W, J
1.50
0
π/50
2π/50 t,s
0
π/50
2π/50
t,s
图2.5
由图2.5看出，当i=0时，能量为0，电感中电流增加时，能量增
加呈储存能量，电流减小，能量减小，是能量的释放阶段。
由于V，I随时间变化，则瞬间功率也为时间函数，功 率是能量对时间的微分
P=dW/dt 在电动机等其他设备中输出功率常用称为马力 (horsepower-hp)的单位表示。 马力与瓦特的关系为：
1hp=745.7W
编辑版pppt
第二章 电路基本概念
2.1 电路元件分类 2.2 电压源 2.3 电流源 2.4 电阻元件 2.5 电容元件 2.6 电感元件
1J1Nm
功和能量单位相同。 功率是做功的速率或能量从一种形式转化为另一种形式的速度， 功率的单位为瓦特(W),即:
电路,信号与系统第一讲
二、通信理论的发展历史 1837年莫尔斯发明了电码-电报； 1876年贝尔发明了电话； 1901年马客尼等实现了横渡大西洋的无线电通信； 信号与系统是通信理论中一门非常重要的基础课 现今信号与系统的概念出现在极为广阔的、各种 各样的领域中，在不同的学科中，信号与系统的物 理特性是截然不同的。在系统或网络理论研究中， 包括系统分析和系统综合，信号与系统着重系统分 析。
§1－2 电路变量 电压 电流及功率
注意：求功率时一定要注意符号：一是判断是 否为关联参考方向，来确定公式前是否加负号； 二是电压电流本身的正负号；
EX1:
已知：U=15v ,I=3A,求功率P。
+ aI
U
R
－ b
解：P=UI=15x3=45(W)
EX2:
+U
－
已知：U=15v ,I=-3A,求功率P。 a IR
2、电路模型：用抽象的理想元件及其组合 近似地代替实际器件，从而构成与实际电 路相对应的电路模型。
+
Us
_
RL
Rs R1
§1－1 电路及电路模型 集总假设
三、集总假设
集总参数元件：若实际电路的电器装置的几何尺 寸与工作波长相比非常小以致可以忽略不计，这 样的器件称为集总参数器件或元件。
理想化的集总参数器件没有体积大小，即特 性集中在空间一个点上，从一端流入的瞬时电流 等于从另一端流出的瞬时电流。 由集总参数元件构成的电路称为集总参数电路。
电容是贮能元件，它不消耗能量，也不 产生能量，只是吸收和放出能量，实行能量 的转换。
四、实际电容器
G
C
并联模型，G越小越好
R C 串联模型，R越小越好
LG
C
电路与信号分析基础第1章
焦耳(James Prescott Joule，1818—1889年) 从1840年起，焦耳开始研究电流的 热效应，这一发现为揭示电能、化 学能、热能的等价性打下了基础， 敲开了通向能量守恒定律的大门。 能量或功的单位就是以“焦耳”命 名的。
基尔霍夫(Gustav Robert Kirchhoff，1824— 1887年) 提出了稳恒电路中电流、电压、 电阻关系的两条电路定律，即著 名的基尔霍夫电流定律(KCL)和 基尔霍夫电压定律(KVL)，解决 了电器设计中电路方面的难题。 基尔霍夫被称为“电路求解大 师”。
欧姆(Georg Simon Ohm，1787—1854年)。 提出了经典电磁理论中著名 的欧姆定律。时至今日，电 路教科书中无一例外地都保 留、讲授这一精辟的电学定 律，为纪念其重要贡献，人 们将欧姆作为电阻单位。
法拉第(Michael Faraday，1791—1867年) 。 发现了电磁感应现象，他完成了 在磁体与闭合线圈相对运动时在 闭合线圈中激发电流的实验，这 一发现成为发明和制造发电机和 变压器的理论依据，从而使机械 能转变为电能成为可能，推动了 电在工业上的广泛应用，宣告了 电气时代的到来。
电容元件 只具有储 存电能的 电特性
对于电路模型的概念特别需要强调的有下面几点： (2) 不同的实际电路部件只要具有相同的主要电磁 特性，在一定的条件下可用同一个电路模型来表示。
灯泡
电阻器
பைடு நூலகம்
电炉
消耗电能
R
对于电路模型的概念特别需要强调的有下面几点： (3) 同一个实际电路部件在不同的条件下可以用不同的 模型来表示。
L L R C
L R
工作频率较低时，用 理想电感元件作为模 型
需考虑能量损耗 时，使用理想电 阻和电感元件串 联电路作为模型
北邮信号课件第一章
通信原理 I
无线通信中心 李卫东 liwd@ 6228,3233
1
参考书目
《通信原理》 北京邮电大学出版社 周炯槃等 --主要参考书，第一版第五次印刷 《现代通信原理》 清华大学出版社 曹志刚等 《通信原理》 国防工业出版社 樊昌信等 《数字通信》 电子工业出版社 John G. Proakis --Digital Communications (Third Editon) 《通信原理习题集》 杨鸿文等 北邮出版社 通信原理网站：/
5
讨论什么？ 总结
本门课程：信息传输的最基本的问题： 简单基本的信号特征、信道特征、信号 在信道上的传输方法。 研究的方法：数学模型，特别是概率模 型
6
通信原理：系列课程中的位置
通信原理 电 子 电 路 数 字 逻 辑 微 波 技 术 天 线 接 口 技 术 数 据 结 构 信息论
信号与系统
电路分析
14
Claude Elwood Shannon
贡献
30年代末，发表经典性论文“中继与开关电路的符号分 析”(Sym-bolic analysis of relay and switching circuits)，后 来的“逻辑代数”、“开关代数”、“布尔代数与自动机” 等研究，都可溯源于这项工作．有关的工作后来都反映在他 和J．麦克卡赛(McCarthy)合编的文集(文献)中．这个时候， 仙农造了一个新名词“比特(bit)”。 仙农 创立了经典信息论．1948年“A Mathematical Theory of Communication”．成了信息论的开端． 用严密的数学方法，对信源、信息、信息量、信道、编码、 解码、传输、接收、滤波等一系列基本概念，进行严格的数 学描述和定量度量，使得信息研究由粗糙的定性分析阶段进 入精密的定量阶段，并因此而发展成一门真正的科学学科．
无线通信中心 李卫东 liwd@ 6228,3233
1
参考书目
《通信原理》 北京邮电大学出版社 周炯槃等 --主要参考书，第一版第五次印刷 《现代通信原理》 清华大学出版社 曹志刚等 《通信原理》 国防工业出版社 樊昌信等 《数字通信》 电子工业出版社 John G. Proakis --Digital Communications (Third Editon) 《通信原理习题集》 杨鸿文等 北邮出版社 通信原理网站：/
5
讨论什么？ 总结
本门课程：信息传输的最基本的问题： 简单基本的信号特征、信道特征、信号 在信道上的传输方法。 研究的方法：数学模型，特别是概率模 型
6
通信原理：系列课程中的位置
通信原理 电 子 电 路 数 字 逻 辑 微 波 技 术 天 线 接 口 技 术 数 据 结 构 信息论
信号与系统
电路分析
14
Claude Elwood Shannon
贡献
30年代末，发表经典性论文“中继与开关电路的符号分 析”(Sym-bolic analysis of relay and switching circuits)，后 来的“逻辑代数”、“开关代数”、“布尔代数与自动机” 等研究，都可溯源于这项工作．有关的工作后来都反映在他 和J．麦克卡赛(McCarthy)合编的文集(文献)中．这个时候， 仙农造了一个新名词“比特(bit)”。 仙农 创立了经典信息论．1948年“A Mathematical Theory of Communication”．成了信息论的开端． 用严密的数学方法，对信源、信息、信息量、信道、编码、 解码、传输、接收、滤波等一系列基本概念，进行严格的数 学描述和定量度量，使得信息研究由粗糙的定性分析阶段进 入精密的定量阶段，并因此而发展成一门真正的科学学科．
2019-信号与系统(北邮课件)第一章§1.6 系统模型及其分类-PPT精选文档-文档资料
§1.6 系统模型及其分类
•描述系统的基本单元方框图 •系统的定义和表示 •系统的分类
北京邮电大学电子工程学院 2008.9
一．信号的时域运算（基本元件）
第 2
页
1.加法器 2.乘法器 3.标量乘法器（数乘器，比例器） 4.微分器 5.积分器 6.延时器
X
第
基本元件1
3
页
1.加法器 e1t
rt
重点研究: 确定性信号作用下的集总参数线性非时变系统 。
X
e1t r t
e2 t
2.乘法器 e1t
rt
e2t r t e 1 t e 2 t rt e 1 te 2 t
e2 t
注意: 与公式中的卷积符号相区别，没有卷积器。
3.标量乘法器（数乘器，比例器）
et
r t
a
a
r(t)ae(t)
集总参数 : 系常 统微分(方 t) 程 分布参数 :偏系 微统 分(方 t,x,y程 ,z)
X
第 7
页
线性 非线性
时变 系统 非时变
因 果 系 统 非 因 果 系 统
系统在t0时刻的响应只与t = t0和t< t0时刻 的输入有关，否则，即为非因果系统。
可逆系统 若系统在不同的激励信号作用下产生不同 不可逆系统 的响应，则称此系统为可逆系统。
X
第
基本元件2
4
页
4.微分器 5.积分器
et
d
r t
d
et
rt
rt de(t)
dt
t
r(t) e(t)dt
6.延时器
et rt
et T rt
rtet
•描述系统的基本单元方框图 •系统的定义和表示 •系统的分类
北京邮电大学电子工程学院 2008.9
一．信号的时域运算（基本元件）
第 2
页
1.加法器 2.乘法器 3.标量乘法器（数乘器，比例器） 4.微分器 5.积分器 6.延时器
X
第
基本元件1
3
页
1.加法器 e1t
rt
重点研究: 确定性信号作用下的集总参数线性非时变系统 。
X
e1t r t
e2 t
2.乘法器 e1t
rt
e2t r t e 1 t e 2 t rt e 1 te 2 t
e2 t
注意: 与公式中的卷积符号相区别，没有卷积器。
3.标量乘法器（数乘器，比例器）
et
r t
a
a
r(t)ae(t)
集总参数 : 系常 统微分(方 t) 程 分布参数 :偏系 微统 分(方 t,x,y程 ,z)
X
第 7
页
线性 非线性
时变 系统 非时变
因 果 系 统 非 因 果 系 统
系统在t0时刻的响应只与t = t0和t< t0时刻 的输入有关，否则，即为非因果系统。
可逆系统 若系统在不同的激励信号作用下产生不同 不可逆系统 的响应，则称此系统为可逆系统。
X
第
基本元件2
4
页
4.微分器 5.积分器
et
d
r t
d
et
rt
rt de(t)
dt
t
r(t) e(t)dt
6.延时器
et rt
et T rt
rtet
信号与系统 第一章课件
3）信号的处理与传输
• 通信系统中信号的传输
• 信号处理 本课程的参考书： • Oppeheim…… • Simon Haykin: Signal and System, 电子工业出版社
学习本课程的基本要求
• 课堂 • 作业 • 实验
思考题：
1、信号、信息与系统的定义；
2、理解为什么要信号分解？
6）单位冲激信号
冲激信号的定义：
(t )dt 1 (t ) 0
t 0 t0
冲激信号的性质：
(t ) f (t )dt (t ) f (0)dt f (0)
冲激信号为偶函数
阶跃信号与冲激信号的关系： 冲激函数的积分等于阶跃函数
4）正交函数分量 典型应用：傅立叶的级数展开
问题：为什么可以进行傅立叶的级 数展开?还有其它的展开形式吗？
数学理论表示： f (t) 可以用完备的正交函数系的线性组合来表示。
正交函数：
mr 0 t1 g m ( t ) g r ( t )dt Km m r ( m , r 1 ,2 ,3 , )
t2
完备的正交函数系：
不存在 x (t)
g m ( t )
t2
t1
x ( t ) g m ( t )dt 0 ( m 1 ,2 ,3 , )
三角函数系 {cos m1t， sin m1t} m n时：
T 2 T 2 T 2 T 2 T 2 T 2
cos m 1 t cos n 1 t dt 0 sin m 1 t sin n 1 t dt 0 sin m 1 t cos n 1 t dt 0
北邮通信原理课件(第一章)
I log a 1 p(x) log a p ( x )
（1.4-1）
《通信原理课件》
28
I代表两种含义：当事件x发生以前，表示事件x发生的 不确定性；当事件x发生以后，表示事件x所含有（或所提 供）的信息量。 信息量的单位由对数底的取值决定。若对数以2为底时 单位是“比特”（bit — binary unit的缩写）；若以e为 底时单位是“奈特”（nat—nature unit的缩写）；若以 10为底时单位是“哈特”（Hart — Hartley的缩写）。 通常采用“比特”作为信息量的实用单位。
《通信原理课件》
32
1.5.1模拟通信系统的主要性能指标
模拟通信系统的有效性指标用所传信号的有效传输带宽 来表征。当信道容许传输带宽一定，而进行多路频分复用 时，每路信号所需的有效带宽越窄，信道内复用的路数就 越多。显然，信道复用的程度越高，信号传输的有效性就 越好。信号的有效传输带宽与系统采用的调制方法有关。 同样的信号用不同的方法调制得到的有效传输带宽是不一 样的。 模拟通信系统的可靠性指标用整个通信系统的输出信噪 比来衡量。信噪比是信号的平均功率S与噪声的平均功率N 之比。信噪比越高，说明噪声对信号的影响越小。显然， 信噪比越高，通信质量就越好。输出信噪比一方面与信道 内噪声的大小和信号的功率有关，同时又和调制方式有很 大关系。例如宽带调频系统的有效性不如调幅系统，但是 调频系统的可靠性往往比调幅系统好。
《通信原理课件》
10
1.2.3 数字通信系统模型
数字通信系统是利用数字信号来传递信息的通信 系统。数字通信系统可进一步细分为数字频带传输 通信系统和数字基带传输通信系统。 一、数字频带传输通信系统 数字频带传输通信系统如图1-3 所示。 图1-3中，变换器的作用是把信息转换成数字基带 信号。信源编码的主要任务是提高数字信号传输的 有效性。信源编码器的输出就是信息码元,此外，话 音和图像压缩编码等都是在信源编码器内完成。接 收端信源译码则是信源编码的逆过程
（1.4-1）
《通信原理课件》
28
I代表两种含义：当事件x发生以前，表示事件x发生的 不确定性；当事件x发生以后，表示事件x所含有（或所提 供）的信息量。 信息量的单位由对数底的取值决定。若对数以2为底时 单位是“比特”（bit — binary unit的缩写）；若以e为 底时单位是“奈特”（nat—nature unit的缩写）；若以 10为底时单位是“哈特”（Hart — Hartley的缩写）。 通常采用“比特”作为信息量的实用单位。
《通信原理课件》
32
1.5.1模拟通信系统的主要性能指标
模拟通信系统的有效性指标用所传信号的有效传输带宽 来表征。当信道容许传输带宽一定，而进行多路频分复用 时，每路信号所需的有效带宽越窄，信道内复用的路数就 越多。显然，信道复用的程度越高，信号传输的有效性就 越好。信号的有效传输带宽与系统采用的调制方法有关。 同样的信号用不同的方法调制得到的有效传输带宽是不一 样的。 模拟通信系统的可靠性指标用整个通信系统的输出信噪 比来衡量。信噪比是信号的平均功率S与噪声的平均功率N 之比。信噪比越高，说明噪声对信号的影响越小。显然， 信噪比越高，通信质量就越好。输出信噪比一方面与信道 内噪声的大小和信号的功率有关，同时又和调制方式有很 大关系。例如宽带调频系统的有效性不如调幅系统，但是 调频系统的可靠性往往比调幅系统好。
《通信原理课件》
10
1.2.3 数字通信系统模型
数字通信系统是利用数字信号来传递信息的通信 系统。数字通信系统可进一步细分为数字频带传输 通信系统和数字基带传输通信系统。 一、数字频带传输通信系统 数字频带传输通信系统如图1-3 所示。 图1-3中，变换器的作用是把信息转换成数字基带 信号。信源编码的主要任务是提高数字信号传输的 有效性。信源编码器的输出就是信息码元,此外，话 音和图像压缩编码等都是在信源编码器内完成。接 收端信源译码则是信源编码的逆过程
电路与信号1
（1-25）
由伏安特性曲线可写出端电压、电流的关系式：
I Is
U＝任意值 （1-26）
理想电流源的两个基本性质：
它的输出电流是一定值，与外电路无关。 其端电压的大小是由外电路决定的。
（2）受控源
在电子电路中，常会遇到另一种性质的电源，它 们能提供电源或电流不由其本身决定，而受其他 支路电压或电流控制，这种电源称为受控源。
在下图所示关联参考方向下，当电容电压 uc 随时 间变化时，存储在电容元件极片上的电荷将随之 变化，出面充电或放电现象。这时元件外接引线
上出现传导电流。
q
uC
C
q
电容元件示意图
对于线性电容元件，电流与电压的关系为：
du c dq ic C dt dt
（1-16）
若 uc 、i为非关联参考方向，则为
w （直流） U q
（1-2)
电压的实际方向是从高电位（正极）指向低电位
（负极），即电位降的方向为电压的正方向。
（3）参考方向 电流和电压的方向是客观存在的，但在具体电路 中，特别是对于较复杂的直流电路，往往难于判 断某支路电流的实际方向，也难以事先判定元件 上两端电压的实际方向，对交流电路而言，其方 向随时间变化的，这种问题显得更为突出。
线圈内部，与线圈N匝都相交链时，称为磁链 ， 单位：韦伯，关系式为
NP
（1-21）
当电流增大时，磁链也增多，这时储存的磁场能 量增加。反之，则减小。也说明电感是一种储能 元件。
如果在任意一时刻，施加的电流与其磁链之间的
关系成正比，即
Li
（1-21）
（1）电感元件的伏安关系 当通过电感的电流发生变化时，磁链也相应的发 生变化，根据电磁感应定律，电感两端将产生电
信号与系统 第一章精品PPT课件
[4] 郑君里，应启珩等. 信号与系统. 第2版. 高等教育出版社，2000.
主要参考书
[5] 吴湘淇等. 信号、系统与信号处理(上). 第2版. 电子工业出版社，2001
[6] 吴湘淇等. 信号、系统与信号处理——软硬件实现. 电子工业出版社，2002
[7] 陈后金等. 信号与系统. 清华大学出版社， 2003 [8] 陈后金等. 信号与系统学习指导与习题精解.
Examples: Biomedical Signal Processing (生物信号处理)
The traces shown in (a), (b), and (c) are three examples of EEG signals recorded from the hippocampus of a rat. Neurobiological studies suggest that the hippocampus plays a key role in certain aspects of learning and memory.
2. 作业： 书面作业（理论）+ MATLAB上机作业（实践）。
3. 期中和期末考试：闭卷形式。主要考察学生对本门课的基本 理论基本原理及重点内容的掌握程度。
4.课程成绩的组成： 由书面作业、MATLAB作业、期中考试和期末考试4部分组成。
主要参考书
[1] Simon H.,Barry V.V. Signals and Systems. John Wiley & Sons,Inc.1999
Contents
第一章 信号与系统简介 （Introduction）
介绍信号与系统的基本概念； 信号分类及基本信号；系统分类和特性。
主要参考书
[5] 吴湘淇等. 信号、系统与信号处理(上). 第2版. 电子工业出版社，2001
[6] 吴湘淇等. 信号、系统与信号处理——软硬件实现. 电子工业出版社，2002
[7] 陈后金等. 信号与系统. 清华大学出版社， 2003 [8] 陈后金等. 信号与系统学习指导与习题精解.
Examples: Biomedical Signal Processing (生物信号处理)
The traces shown in (a), (b), and (c) are three examples of EEG signals recorded from the hippocampus of a rat. Neurobiological studies suggest that the hippocampus plays a key role in certain aspects of learning and memory.
2. 作业： 书面作业（理论）+ MATLAB上机作业（实践）。
3. 期中和期末考试：闭卷形式。主要考察学生对本门课的基本 理论基本原理及重点内容的掌握程度。
4.课程成绩的组成： 由书面作业、MATLAB作业、期中考试和期末考试4部分组成。
主要参考书
[1] Simon H.,Barry V.V. Signals and Systems. John Wiley & Sons,Inc.1999
Contents
第一章 信号与系统简介 （Introduction）
介绍信号与系统的基本概念； 信号分类及基本信号；系统分类和特性。
北邮通信电子电路课件
A U0
4 + ξ4
BW0.7 ≈
2 f0 QL
0
f
f0
26
2. 三参差调谐放大电路
结构：三级为一组 优点：幅频特性更接近矩形，通频带更宽 缺点：难调整
1.2.3 集中选频的小信号谐振放大电路
构成：
Ui 集中选择 滤波器
宽带集成 Uo 放大电路
通频带，选择 性，抑制干扰
高增益, 宽频带
27
一. 集中选择性滤波器
实现方法：LC谐振回路（串、并联及其耦合 回路）作放大器的负载，通过调f0进行选频 放大
19
1.2.1小信号谐振放大电路的技术指标和组成方法
一. 技术指标
谐振增益
AU (f) A U0
理想：S = 0, D = 1
f0处的电压增益 AU0
通频带
电压增益下降到最大
AU0 2
值的0.707倍（3dB）
RL
=
1 p2
RL
G
' L
=
p2GL
QL
=
1
ω0L(G
' L
+ GP )
=
ω0L(1
1
R
' L
+ GP )
R
' L
>
RL
p ↓→ R'L ↑→ QL ↑
17
例：信号源采用部分接入
d
p = L1 L
1 ω0 = LC
R'S = RS/p2 > RS
L1 L
IS
C
RS
I
' S
R
' S
RP L C
信号与系统分析PPT全套课件可修改全文
1．系统的初始状态
根据各电容及电感的状态值能够确定在 t 0
时刻系统的响应及其响应的各阶导数
( y(0 ) k 1, 2 , , n 1)
称这一组数据为该系统的初始状态。
2．系统的初始值
一般情况下，由于外加激励的作用或系统内 部结构和参数发生变化，使得系统的初始值与 初始状态不等，即：
y(0 ) y(0 )
自由响应又称固有响应，它反映了系统本身 的特性，取决于系统的特征根； 强迫响应又称强制响应，是与激励相关的响 应。 利用经典法可以直接求得自由响应与强迫响 应，强迫响应即特解
先求得系统的零输入响应和零状态响应，并 获得系统的全响应；
然后利用系统特性与自由响应、激励与强迫 响应的关系可以间接得到自由响应和强迫响应。
t
f (t) (t)dt f (0) (t)dt
f (0) (t)dt f (0)
(1)
0
t
ห้องสมุดไป่ตู้（3）偶函数
（4）
(at)
1 a
(t)
f (t) (t) ( f (0))
（5） (t)与U (t)的关系
0
t
1.2 基本信号及其时域特性
单位冲激偶信号 '(t)
f (t) 1/
f ' (t) (1/ )
第2章 连续系统的时域分析
2.1 LTI连续系统的模型 2.2 LTI连续系统的响应 2.3 冲激响应与阶跃响应 2.4 卷积与零状态响应
2.1 LTI连续系统的模型
2.1.1 LTI连续系统的数学模型 2.1.2 LTI连续系统的框图
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2.1.1 LTI连续系统的数学模型
对于任意一个线性时不变电路，当电路结构 和组成电路的元件参数确定以后， 根据元件的伏安关系和基尔霍夫定律，可以 建立起与该电路对应的动态方程。
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集总参数电路：由集总参数元件组成的电路。
！电路理论分析的对象是电路模型而不是实际电路。
电路采用集总参数概念的条件：
元件的尺寸 l « 正常工作频率对应的波长 λ
其中：λ=c/f c3 18m 0/s
例1：无线电调频接收机接受100MHz的频率的信号， λ=3m， 接收天线与接收机间的传输线即使只1m长，也不能作集总 参数对待。 例2：我国民用电，频率为50Hz，波长为6000km，对以此频率 工作的实验设备可按集总电路处理，但对远距离的电力传输线 则要考虑电场、磁场沿电线的分布情况。
型化）。 三种理想电路元件模型和符号：
R 电阻元件
（resistor）
消耗电能并转化为 非电能（热效应）
图片
L 电感元件
(inductor）
图片
存储或释放磁场能量 存储或释放电场能量
集总参数元件(lumped parameter element)：
C 电容元件
（capacitor)
图片
指无体积大小， 特性集总在空间一点上的理想元件模型。
自我介绍
张轶 北京邮电大学电子工程学院教师 联系方式： 电话：62282118 办公室：教四楼440室 电子邮箱：epic_zhang73163
前言
电路与信号分析(基础）
Fundamentals of Electric Circuit and Signal Analysis
课程内容
这三个核”系统“和”电路“、”信号“整本书围绕着 心展开讨论和分析。
+
i 例 1: (a) U = 5V， I = - 1A
P= UI = 5(-1) = -5 W
u
P< 0
实际供出5W
–
+
i u –
(b) U = 5V， I = - 1A
单位名称：安（培） Direct Current, 符号：A （Ampere） Alternating Current
实际电流方向：正电荷运动的方向。
参考方向：任意选定的一个方向作为电流的参考方向。
i
参考方向
例
I1
I1 = ＋1A 10V
I1
10
10V
I1 = -1A 10
R2
R3
Us
R6
R1
2、电路综合：给出输入输出的传输特性（即：输入与输出 之间的关系），求电路的结构和参数。
§1-1 电路及集总电路模型
电路定义： 就是电流所通过的路径。它是由电路元、器件 按一定方式组合而成的。
例如：手电筒是日常生活中最简单的一个电路例子。
开关
电 池
灯 泡
I
Rs
+ _ Us
+
RL U
_
理想电路模型
理想电路元件模型：在一定条件下，突出其在电路中的主要性能， （理想元件、元件） 忽略次要因素，将实际电路元件理想化（模
电流的参考方向由电压参考极性的正极指向负极。
U
+ U
I 关联参考方向
I 非关联参考方向
小结
(1) 分析电路前必须选定电压或电流的参考方向。 (2) 参考方向一经选定，必须在图中相应位置标注 (包括方向
和符号），在计算过程中不得任意改变。
(3) 参考方向也称为假定正方向，以后讨论均在参考方向下进 行，不考虑实际方向。
四、电路元件的（吸收）功率 (power)
pdwdwdqu(t)i(t) dt dqdt
功率单位：瓦（特） 符号（W） 能量单位：焦（耳) 符号（J） 将能量的传输（流动）方向定为功率的正方向。
关联参考方向下： p = u*i （W，瓦） 非关联参考方向下： p =- u*i （W，瓦）
P 为正值，吸收功率；反之，供出功率。
uab
(t)
def
d Wab dq
单位名称：伏(特) 符号：V（Volt）
实际方向
+
U
（参考方向）
U> 0
实际方向
+
U
（参考方向）
U<0
与电流一样，有了电压的参考方向和电压的正负值， 可判断实际电位。
三、关联参考方向(associated reference direction)
通俗说，就是电流所通过的路径。它是由 电路元、器件按一定方式组合而成的。我 们习惯认为：电路是由若干电气元器件相 互有机联接完成特定功能的整体。
汽车电路
车灯未关报警、 速度报警、安全气囊….
空调控制、动力窗控制 里程表、数字式速度表、 出租车用仪表…. 收音机、汽车电话
掌握电路分析 的基本概念、 理论和一些基 本分析方法， 培养分析和解 决问题的能力。
本课程的电路基本定律、定理的前提是：集总假设
下面首先讨论由电阻和电源组成的电阻电路（resistive circuit)
§1-2 电路的基本变量 电流、电压和功率
一、电流（current)及其参考方向(reference direction)
def Δq dq i(t)lim
Δt0Δt dt
参考书
《简明电路分析基础》 李瀚荪著 高等教育出版社 《电路分析》霍锡真等 北邮出版社 《电路》 邱关源 西安交通大学 《信号与系统》郑君里等 清华大学出版社
学习方法
听（笔记）、读、想、练
• 以上课教师的讲述为主！ Байду номын сангаас 教材作为主要参考书！
第一章 电路基础知识
电路理论的两大分支：
1、电路分析：给定电路结构与元件参数，求输入（激励） 与输出（响应）的关系；
什么是信号？
信号（Signal）：指消息的表现 形式与传送载体。 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。
注意：消息与信息的区别！
信号种类很多，如声、光、电信号都很常见，而作为通
信领域最为广泛出现的则是电信号。电流、电压、电荷、磁链 等都是电信号。
什么是电路？
较复杂的电路我们一般也称其为电系统。
什么是系统？ 系统：具有特定功能的总体，可以看 作信号的变换器、处理器。
举例
重点研究: 线性时不变系统的基本特性
综上所述
电路部分：学习电路的基本概念、规律 、定理和分析方法，能够独立分析较复 杂的电路问题。 信号与系统部分：掌握常用确定性信号 的基本概念、性质和信号作用于线性时 不变系统的基本分析方法。
参考方向
R4
R5
分析电路时，首先应假设 电流的一个参考方向，以 此对电路进行分析、计算。 由得出的电流正负值，可 判断出实际的电流方向。
二、电压（voltage)及其参考方向（极性）(reference direction)
电压（Uab）：单位正电荷从a点移动到b点所获得或失去 的能量，称为ab两点的电位差。