信号与系统(绪论)

兰州财经大学电子工程系
信号与系统
基本概念

信号（ Signal ）：指消息的表现形式与传送载体， 消息是信号的传送内容。一般表现为随时间变化的 某种物理量或物理现象。例如电信号传送声音、图 像、文字等。 信息（Information）：一般指消息中赋予人们的新 知识、新概念。电信号是应用最广泛的物理量，如 电压、电流、电荷、磁通等。
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信号与系统
信号与系统的应用领域
控制 电 类 信号处理 信号检测 计算机等 非电类: 社科领域： 机械、热力、光学等 股市分析、人口统计等
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信号与系统
课程目录
• • • • • • 第1章：信号与系统 基础 第2章：信号与线性系统的时域分析 第3章：信号与系统的频域分析 第4章：信号与系统的复频域分析 第5章：Z变换与系统的复频域分析 第6章：系统的状态变量

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信号与系统
输入信号
激励 Ｍ个 输入 Ｍ＝Ｎ＝１
系统
映射／变换机构
单输入－单输出 多输入－多输出
输出信号 响应 Ｎ个 输出
（SＩSＯ） （ＭＩＭＯ）
系统分析和综合 系统分析：已知激励和系统，求输出响应 系统综合：已知激励和输出，进行系统设计
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信号与系统
信号与系统之间的关系
信号与系统
主讲：路永华 教材：信号与系统（路永华，何继爱，李海燕） 邮箱：lyh949@163.com 北京师范大学出版社
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信号与系统
参考书目
1. 郑君里、杨为理、应启珩.信号与系统 （第二版）高等教育出版社 2. 管致中、夏恭恪. 信号与系统
（第三版）高等教育出版社
3. 吴大正、杨林耀、张永瑞. 信号与线性系统分析 （第三版）高等教育出版社 4. 陈生潭等．《信号与系统》 西安电子科技大学出版社
y[k]=x[k]*h[k] 频域： Y(ejW )=X(ejW )H(ejW ) Z域： Y(z)=X(z)H(z)
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信号与系统
信号与系统基本概念 信
号
分 析
系统输入 输出分析
{ { {
连 续 离 篇 散 篇
连续信号与系统时域分析 连续信号与系统频域分析 离散信号与系统时域分析
•本课程的任务和地位。
•为什么要学习该课程？
•怎样才能学好该课程？
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信号与系统
本课程要研究的问题是什么？
信号
输入信号
系统
系统
输出信号
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信号与系统
信号传输系统：
信源 发送 设备 信道 接收 设备 收信者
发送端 消息 信号
噪声源 信号
接收端 消息
通信系统：为传送消息而装设的全套技术设备，重 点是信号处理和传输
(t) (ω ) (t) 时域 ω域 s域 z域
连续信号与系统复频域分析 (s)
离散信号与系统频域分析
(ω)(*)
离散信号与系统复频域分析 (z)
系统状态空间分析
《高等数学》 《积分变换》
《复变函数》 《大学物理》
《线性代数》 《电路分析基础》 兰州财经大学电子工程系
信号与系统
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信号与系统
基本概念
人类在不断探求自然界和人类社会的奥秘，通过消息 来了解自然界和人类社会的各个事物。

消息(Message)：
人们常常把语言、文字、图像或数据等统称为消息。 消息涉及的内容极其广泛，包括天文、地理、历史、 政治、经济、科技、文化等。消息可以通过书信、 电话、广播、电视、互联网等多种媒体或方式进行 发布和传输。
信 号 分 析
信 号 与 系 统
系 统 分 析
状态空间描述： N 个一阶微分方程组
时域： 频域：
系统响应求解
y(t)=x(t)*h(t) Y(jw)=X(jw)H(jw)
复频域： Y(s)=X(s) H(s) 系统的描述 离散系统 系统响应求解 输入输出描述法： N 阶差分方程 状态空间描述： 时域： N 个一阶差分方程组
信号与系统课程的知识结构，可以概括为一
个任务，两种系统，两类方法，三大变换
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信号与系统 “信号与系统”课程内容的架构关 系
系统分析
变换域分析
三大 变换
信号分析
时域分析
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信号与系统
本课程的任务和地位
• 是通信工程、电子信息类各专业主干技术基础课 程； • 主要讨论信号、线性非时变系统的分析方法 。为 学习信号处理、网络理论、通信理论等课程学习 打好基础； • 是培养学生创新思维能力，提高解决实际问题能 力的重要课程； • 是体系完整、理论优美、应用广泛的热门课程
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信号与系统
课程要求
• • • • • •
总学时：72；其中课内学时64；实验学时8； 适用专业: 通信工程、电子信息、应用物理 考核方式：闭卷笔试 成绩：平时30﹪，期末考试70﹪ 课程性质：专业基础课 先修课程：高等数学，电路分析
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信号与系统
•本课程要研究的问题是什么？
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信号与系统
课程学习的基本方法
1. 着重掌握信号与系统分析的原理与方法，将数 学概念、物理概念及其工程概念相结合。 2. 注意提出问题，分析与解决问题的认知过程。 3. 加强实践环节(学会用MATLAB进行信号分析)， 通过实验加深对理论与概念的理解。 4. 通过练习、复习和归纳等深刻理解基本概念， 掌握分析与解决问题的方法。
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信号与系统
系统(System)
银河系 交通运输 电气 生态系统 工业监控 声学 神经网络
自然系统 人工系统
移动通讯 互联网 光学 市场管理
机械
物理系统 非物理系统
政治体制
经济预测
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信号与系统

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。如太阳系、控制 系统、电力系统经济系统、计算机系统等。 系统一般由物理器件构成，它在接收一个输入信号时 会产生一个或者多个输出。输入叫激励，输出叫响应。
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，系统就没有存在的意义。
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信号与系统
本课程要研究的问题是什么
信号的表示，信号分析；系统的描述，系统
分析。
分析系统对信号的响应
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信号与系统
时域：信号表达为冲激信号的线性组合 连续信号 频域：信号表达为正弦信号的线性组合（CFS，CTFT） 复频域：信号表达为复指数的线性组合（单边、双边） 抽样 时域：信号表达为脉冲序列的线性组合 离散信号 频域：信号表达为正弦序列的线性组合（DFS，DTFT） Z域：信号表达为复指数的线性组合（单边、双边） 系统的描述 连续系统 输入输出描述法：N 阶微分方程