《信号与系统》第七章课件(英文版)
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信号与系统课件(奥本海姆+第二版)+中文课件.pdf

解:因为 x[n] = e jω0n = cos ω0n + j sin ω0n (欧拉公式)
则有 e jω0n = 1
∑ ∑ ∞
∞
E∞ = x[n] 2 = 1= ∞
n=−∞
n=−∞
∑ P∞
=
lim
N→∞
1N 2N +1n=−N
x[n] 2
= lim N→∞
1 ×(2N 2N +1
+1)
=1
所以是功率信号
控制
执行机构
网络
图 1 控制系统
R+
uc (t)
x (t)
C
uc (t)
-
t
图 2 RC电路
6 / 94
二、信号的分类 信号的分类方法很多。
1、确定性信号与随机信号 按信号与时间的函数关系来分,信号可分为确定性信号与随
机信号。 1)、确定性信号——指能够表示为确定的时间函数的信号。 当给定某一时间值时,信号有确定的数值。 例如:正弦信号、指数信号和各种周期信号等。 2)、随机信号——不是时间t的确定函数的信号。 它在每一个确定时刻的分布值是不确定的。 例如:电器元件中的热噪声等。
11 / 94
5、连续时间信号和离散时间信号——按自变量的取值是否连续来分。
1、连续时间信号——自变量是连续可变的,因此信号在自变量的连续值上 都有定义。我们用t表示连续时间变量,用圆括号(.)把自变量括在里面。例 如 图一的 x(t)。
x (t)
x [n]
X[1] X[-1]
0
t
图一 连续时间信号
1)、时间特性——波形、幅度、重复周期及信号变化的快慢等。 ω
2)、频率特性——振幅频谱和相位频谱。即从频域 来研究信号的变化情 况。
信号与系统课件第七章离散时间系统

两序列的样值 ======= 新序列
2)相乘:z(n) x(n) y(n)
逐项对应相加
两序列的样值 ======= 新序列
3)延时:z(n) x(n m)
逐项对应相乘
原序列 ============ 新序列
2016/1/21 信号与系统 11
逐项依次左移或右移m位
离散信号的运算
4)反褶:z(n) x(n)
1 n 0 u ( n) 0 n 0
n=0,其 值=1
u (n i )
n
1 n i u (n i ) 0 n i
n
3 2 1 0
1
i
u ( n) ( n k ) k 0 (n) u (n) u (n 1)
序列:信号的时间函数只在某些离散瞬时nT 有定义值,即x(nT )
其中T为均匀的离散时刻之间隔隔; nT 称函数的宗量, n 0, 1, 2,
样值:离散信号处理的非实时性 x(n)表示序列
其中n表示各函数值在序列中出现的序号
某序列n的函值x(n)=== 在第n个样值的“样值”
2016/1/21 信号与系统 9
2016/1/21 信号与系统 30
五、离散、时间系统的数学模型联系
离散、连续模型之间联系 差分方程与 微分方程:
对连续y(t ), 若在t nT 各点取样值y(nT ), 且T 足够小
y(nT ) n 1 T dy(t ) y 则 dt T
2016/1/21
x ( n)
6
3
3 2 1 0 1 2 3 4 5 6
n
x(2n)
6 4 2
信号与系统ppt课件

X5
信号与系统
§4.2 系统频率响应 ➢ §4.3 无失真系统 ➢ §4.4 理想低通滤波器 ➢ §4.5 系统的因果性 ➢ §4.6 相关函数 ➢ §4.7 激励与响应的谱关系 ➢ §4.8 实用性抽样系统分析模型 ➢ §4.9 幅度调制与解调
——系统函数 ➢ §5.8 连续时间系统的结构框图 ➢ §5.9 s域零极点分布与时域特性的关系 ➢ §5.10 s域系统稳定性判断 ➢ §5.11复频域与频域相结合的系统特性分析
X7
信号与系统
第六章 离散时间系统的时域分析
➢ §6.1 引言 ➢ §6.2 离散时间序列 ➢ §6.3 离散时间系统 ➢ §6.4 常系数线性差分方程的求解 ➢ §6.5 零输入响应与零状态响应 ➢ §6.6 系统单位样值响应 ➢ §6.7 卷积和
X8
信号与系统
第七章 离散时间信号与系统变换域分析
➢ §7.1 引言 ➢ §7.2 Z变换 ➢ §7.3 Z变换的性质 ➢ §7.4 逆Z变换 ➢ §7.5 利用Z变换求解离散系统离散时间系统响应 ➢ §7.6 单位样值响应Z变换 ➢ §7.7 离散时间系统的因果性及稳定性 ➢ §7.8 序列的傅里叶变换 ➢ §7.9 离散时间系统的频率响应 ➢ §7.10 利用离散系统离散时间系统实现对模拟信号的滤波
信号与系统
X2
第一章 信号与系统概论
➢ §1.1 引言 ➢ §1.2 信号的描述和分类 ➢ §1.3 信号的运算 ➢ §1.4 基本信号 ➢ §1.5 系统的描述 ➢ §1.6 系统的特性与分类
信号与系统
X3
信号与系统
第二章 连续时间系统的时域分析
➢ §2.1 引言 ➢ §2.2 常系数线性微分方程 ➢ §2.3 零输入响应与零状态响应 ➢ §2.4 单位冲激响应 ➢ §2.5 信号的时间轴分解 ➢ §2.6 卷积及其性质和计算 ➢ §2.7 基于单位冲激响应的系统特性分析
信号与系统
§4.2 系统频率响应 ➢ §4.3 无失真系统 ➢ §4.4 理想低通滤波器 ➢ §4.5 系统的因果性 ➢ §4.6 相关函数 ➢ §4.7 激励与响应的谱关系 ➢ §4.8 实用性抽样系统分析模型 ➢ §4.9 幅度调制与解调
——系统函数 ➢ §5.8 连续时间系统的结构框图 ➢ §5.9 s域零极点分布与时域特性的关系 ➢ §5.10 s域系统稳定性判断 ➢ §5.11复频域与频域相结合的系统特性分析
X7
信号与系统
第六章 离散时间系统的时域分析
➢ §6.1 引言 ➢ §6.2 离散时间序列 ➢ §6.3 离散时间系统 ➢ §6.4 常系数线性差分方程的求解 ➢ §6.5 零输入响应与零状态响应 ➢ §6.6 系统单位样值响应 ➢ §6.7 卷积和
X8
信号与系统
第七章 离散时间信号与系统变换域分析
➢ §7.1 引言 ➢ §7.2 Z变换 ➢ §7.3 Z变换的性质 ➢ §7.4 逆Z变换 ➢ §7.5 利用Z变换求解离散系统离散时间系统响应 ➢ §7.6 单位样值响应Z变换 ➢ §7.7 离散时间系统的因果性及稳定性 ➢ §7.8 序列的傅里叶变换 ➢ §7.9 离散时间系统的频率响应 ➢ §7.10 利用离散系统离散时间系统实现对模拟信号的滤波
信号与系统
X2
第一章 信号与系统概论
➢ §1.1 引言 ➢ §1.2 信号的描述和分类 ➢ §1.3 信号的运算 ➢ §1.4 基本信号 ➢ §1.5 系统的描述 ➢ §1.6 系统的特性与分类
信号与系统
X3
信号与系统
第二章 连续时间系统的时域分析
➢ §2.1 引言 ➢ §2.2 常系数线性微分方程 ➢ §2.3 零输入响应与零状态响应 ➢ §2.4 单位冲激响应 ➢ §2.5 信号的时间轴分解 ➢ §2.6 卷积及其性质和计算 ➢ §2.7 基于单位冲激响应的系统特性分析
课件信号与系统奥本海姆.ppt

2. System a process of signals, in which input signals are transformed into output signals
4
Ch1. Signals and Systems
Signal:the carrier of information 信号:信息的载体
1
SIGNALS AND SYSTEMS
• 信号与系统
8
Main content : Ch1. Signals and Systems
• Continuous-Time and Discrete-Time Signals 〔连续时间与离散时间信号〕
• Transformations of the Independent Variable〔自变量的变换〕
信号是信息的具体物理表现形式,包含了信息的 具体内容。总是1个或多个独立变量的函数。
同一信息可以有不同的物理表现形式,因此对应 有不同的信号,但这些不同的信号都包含同一个信息。 这些不同的信号之间可以相互转换。
例如语音信息用声压表示,可用电压或电流信号 作为载体;也可以用一组数据(01)信号作载体。对应 模拟信号和数字信号,可以AD转换。
2
Ch1. Signals and Systems
控制论创始人维纳认为: 信息是人或物体与外部世界交换内容的名称。内 容是事物的原形,交换是信息载体[信号]将事物原形 [内容]映射到人或物体的感觉器官,人们把这种映射 的结果认为获得了信息。通俗地说,信息指人们得到 的消息。
信息多种多样、丰富多彩,具体的物理形态也千 差万别。
• Basic System Properties (根本系统性质) 9
Ch1. Signals and Systems
4
Ch1. Signals and Systems
Signal:the carrier of information 信号:信息的载体
1
SIGNALS AND SYSTEMS
• 信号与系统
8
Main content : Ch1. Signals and Systems
• Continuous-Time and Discrete-Time Signals 〔连续时间与离散时间信号〕
• Transformations of the Independent Variable〔自变量的变换〕
信号是信息的具体物理表现形式,包含了信息的 具体内容。总是1个或多个独立变量的函数。
同一信息可以有不同的物理表现形式,因此对应 有不同的信号,但这些不同的信号都包含同一个信息。 这些不同的信号之间可以相互转换。
例如语音信息用声压表示,可用电压或电流信号 作为载体;也可以用一组数据(01)信号作载体。对应 模拟信号和数字信号,可以AD转换。
2
Ch1. Signals and Systems
控制论创始人维纳认为: 信息是人或物体与外部世界交换内容的名称。内 容是事物的原形,交换是信息载体[信号]将事物原形 [内容]映射到人或物体的感觉器官,人们把这种映射 的结果认为获得了信息。通俗地说,信息指人们得到 的消息。
信息多种多样、丰富多彩,具体的物理形态也千 差万别。
• Basic System Properties (根本系统性质) 9
Ch1. Signals and Systems
奥本海默《信号与系统课件》

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h(n) x(n) h(t) y(t) x(t) y(t) x(t) h(t) x(n) y(n) h(n) y(n)
4. 卷积运算其它性质: 卷积积分微分、积分特性:
若 x (t ) h(t ) y (t ),则
x(t ) h(t ) x(t ) h(t ) y(t ) [ x( ) d ] h(t ) x(t ) [ h( ) d ] [ y ( ) d ]
k
x ( k ) h( n k )
k
x ( n k ) h ( k ) h( n) x ( n)
y (t ) x(t ) h(t ) x( )h(t )d x(t )h( )d h(t ) x(t )
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2 .3 Properties of Linear
Time-Invariant Systems
Wang Zhengyong College of Electronics and Information, Sichuan University
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一. 卷积积分与卷积和的性质
1. 交换律(The commutative property ):
y ( n ) x ( n) h( n)
信号与系统(刘树棠译)第七章精品PPT课件

内插:由样本值重建某一函数的过程。 一. 理想内插:
若 h(t) 为理想低通的单位冲激响应,则
x(t) xp (t) h(t) x(nT ) (t nT ) h(t) n x(nT )h(t nT )
n
20
理想内插以理想低通滤波器的单位冲激响应 作为内插函数
h(t) Tc Sinc(c t) Tc Sinct T Sin ct
n
xp (t) x(t) p(t) x(t) (t nT )
n
x(nT ) (t nT )
n
9
x(t)
t
0
p(t )
t 2T T 0 T 2T
x p (t)
x(2T ) x(T )
x(0)x(T ) x(2T )
t 2T T 0 T 2T
10
在频域由于 p(t) P( j) 2 ( 2 k)
Signals and Systems
A.V. OPPENHEIM, et al.
第7章 采样 Sampling
1
本章主要内容
1. 如何用连续时间信号的离散时间样本来表示连 续时间信号——采样定理。
2. 如何从采样所得到的样本重建连续时间信号。 3. 欠采样导致的后果——频谱混叠。
2
7.0 引言:( Introduction )
此外,对同一个连续时间信号,当采样间隔不 同时也会 得到不同的样本序列。
8
二.采样的数学模型:
x(t)
xp (t)
在时域:x p (t) x(t) p(t)
在频域:
X p ( j )
1
2
X ( j) P( j)
p(t)
三.冲激串采样(理想采样):
若 h(t) 为理想低通的单位冲激响应,则
x(t) xp (t) h(t) x(nT ) (t nT ) h(t) n x(nT )h(t nT )
n
20
理想内插以理想低通滤波器的单位冲激响应 作为内插函数
h(t) Tc Sinc(c t) Tc Sinct T Sin ct
n
xp (t) x(t) p(t) x(t) (t nT )
n
x(nT ) (t nT )
n
9
x(t)
t
0
p(t )
t 2T T 0 T 2T
x p (t)
x(2T ) x(T )
x(0)x(T ) x(2T )
t 2T T 0 T 2T
10
在频域由于 p(t) P( j) 2 ( 2 k)
Signals and Systems
A.V. OPPENHEIM, et al.
第7章 采样 Sampling
1
本章主要内容
1. 如何用连续时间信号的离散时间样本来表示连 续时间信号——采样定理。
2. 如何从采样所得到的样本重建连续时间信号。 3. 欠采样导致的后果——频谱混叠。
2
7.0 引言:( Introduction )
此外,对同一个连续时间信号,当采样间隔不 同时也会 得到不同的样本序列。
8
二.采样的数学模型:
x(t)
xp (t)
在时域:x p (t) x(t) p(t)
在频域:
X p ( j )
1
2
X ( j) P( j)
p(t)
三.冲激串采样(理想采样):
信号与系统课件(英文)讲解

balance --- y[n] net deposit --- x[n] interest --- 1% so y[n]=y[n-1]+1%y[n-1]+x[n] or y[n]-1.01y[n-1]=x[n]
x[n] Balance in bank y[n]
(sytem
x(t)
t1 y(t)
t2
1 Signal and System
1.6.4 Stability
x[n]
Discrete-time y[n]
System
SISO system
MIMO system?
1 Signal and System
1.5.1 Simple Example of systems
Example 1.8:
RC Circuit in Figure 1.1 : Vc(t) Vs(t)
Memoryless system: It’s output is dependent only on the input at the same time. Features: No capacitor, no conductor, no delayer.
Examples of memoryless system: y(t) = C x(t) or y[n] = C x[n]
Representation of System: (1) Relation by the notation
x(t) L y(t)
x[n] L y[n]
1 Signal and System
(2) Pictorial Representation
x(t) Continous-time
System
x[n] Balance in bank y[n]
(sytem
x(t)
t1 y(t)
t2
1 Signal and System
1.6.4 Stability
x[n]
Discrete-time y[n]
System
SISO system
MIMO system?
1 Signal and System
1.5.1 Simple Example of systems
Example 1.8:
RC Circuit in Figure 1.1 : Vc(t) Vs(t)
Memoryless system: It’s output is dependent only on the input at the same time. Features: No capacitor, no conductor, no delayer.
Examples of memoryless system: y(t) = C x(t) or y[n] = C x[n]
Representation of System: (1) Relation by the notation
x(t) L y(t)
x[n] L y[n]
1 Signal and System
(2) Pictorial Representation
x(t) Continous-time
System
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(奥本海默第二版)第7章

(a) 脉冲抽样
First-order fold interpolation
|t | 1 sin(T / 2) h1 (t ) 1 , | t | T H1 ( j ) T T /2
2
x1 (t ) x p (t ) * h1 (t )
h1 (t ) * x(nT ) (t nT )
n
x(t ) (t nT )
x2(kT) x2(kT)
n
x(nT ) (t nT )
7.1.1 Impulse-train sampling
p(t)
N
x p (t )
(t nT)
In frequency domain
Band limited interpolation
cT sin(ct) 内插 h(t) ct 函数
xr (t ) x p (t ) * h(t ),
[ x(nT) (t nT)] * h(t)
n
n
[x(nT) (t nT)ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ* h(t)]
x0 (t ) h0 (t ) * x p (t )
n
x(nT)h (t nT)
0
Examples for the applications of zero-order fold interpolation (c )图(a)的1/4间隔抽样, (b)零级保持-重建 零级保持-重建
1 X d (e ) X c ( j ( / T 2k )) T k
1 2k X p ( j ) X ( ) T k T
信号与系统-课件-郑君里

School of Computer Science and Information
1.1 Signals
Signals are functions of independent variables that carry information. The independent variables can be continuous or discrete. The independent variables can be 1-D, 2-D, ••• , n-D. For this course: Focus on a single (1-D) independent variable which we call “time”. Continuous-Time signals: x(t), t-continuous values. Discrete-Time signals: x(n), n-integer values only.
School of Computer Science and Information
Examples
Electrical signals — voltages and currents in a circuit. Acoustic signals — audio or speech signals. Video signals — intensity variations in an image. Biological signals — sequence of bases in a gene.
School of Computer Science and Information
1.3 Types of Signals
1. Certain Signal and Random Signal
1.1 Signals
Signals are functions of independent variables that carry information. The independent variables can be continuous or discrete. The independent variables can be 1-D, 2-D, ••• , n-D. For this course: Focus on a single (1-D) independent variable which we call “time”. Continuous-Time signals: x(t), t-continuous values. Discrete-Time signals: x(n), n-integer values only.
School of Computer Science and Information
Examples
Electrical signals — voltages and currents in a circuit. Acoustic signals — audio or speech signals. Video signals — intensity variations in an image. Biological signals — sequence of bases in a gene.
School of Computer Science and Information
1.3 Types of Signals
1. Certain Signal and Random Signal
《信号与系统》奥本海姆第七章

15
采样频率: 1 f s 2 f M 或 s 2M T
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信号重建:
x(t)
连续信号
∞
xp(t)
FT
x1 (t ) X1 ( j) 0,| | 1 ;
FT
x2 (t ) X 2 ( j) 0,| | 2 ;
[1 2 ]
计算 x(t ) x1 (t ) x2 (t ) 的采样频率.
20
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1 1 n 0时, X p j X j , 包 T 含原信号的全部信息, 幅度差T倍。
Xp( j)
A/ T
2
X p j 以s为周期的连续谱 , 有 新的频率成分 ,即 X j 的周期 性延拓。
s
0
s
A
X ( j)
s s M
M M
离散信号与系统的主要优点:
(1) 信号稳定性好 (2) 信号可靠性高 (3) 信号处理简便 (4) 系统灵活性强
4
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7.0 引言
采样定理是从连续信号到离散信号的桥梁, 也是对信号进行数字处理的第一个环节。
fs (t )
f (t )
A/ D
量化编码
f (n)
数字 滤波器
g(n)
采样频率: 1 f s 2 f M 或 s 2M T
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信号重建:
x(t)
连续信号
∞
xp(t)
FT
x1 (t ) X1 ( j) 0,| | 1 ;
FT
x2 (t ) X 2 ( j) 0,| | 2 ;
[1 2 ]
计算 x(t ) x1 (t ) x2 (t ) 的采样频率.
20
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only.
1 1 n 0时, X p j X j , 包 T 含原信号的全部信息, 幅度差T倍。
Xp( j)
A/ T
2
X p j 以s为周期的连续谱 , 有 新的频率成分 ,即 X j 的周期 性延拓。
s
0
s
A
X ( j)
s s M
M M
离散信号与系统的主要优点:
(1) 信号稳定性好 (2) 信号可靠性高 (3) 信号处理简便 (4) 系统灵活性强
4
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7.0 引言
采样定理是从连续信号到离散信号的桥梁, 也是对信号进行数字处理的第一个环节。
fs (t )
f (t )
A/ D
量化编码
f (n)
数字 滤波器
g(n)
信号与系统第7章(陈后金)3

一、系统函数
2. H(z)与h[k]的关系
[k]
h[k] yzs [k] = [k]*h[k] h[k ]
Z { yzs [k ]} Z {h[k ]} H ( z) Z {h[k ]} Z { [k ]} 1
H ( z ) Z {h[k ]}
h[k ] Z [H ( z)]
H(z)
2.5 1.25 z 1 0.5 z 2 H ( z) 1 0.25 z 2
二、系统函数的零极点分布
系统函数可以表达为零极点增益形式,即
( z r1 )( z r2 )( z rm ) N ( z) H ( z) K D( z ) ( z z1 )( z z2 )( z zn )
-
-
-
W(z)
an-1 an
z域框图
二、离散系统的模拟框图
2. 级联型结构
将系统函数的N(z) 和D(z)分解为一阶或二阶实系
数因子形式,将它们组成一阶和二阶子系统,即
H(z) = H1(z) H2(z) ….. Hn(z)
画出每个子系统直接型模拟流图,然后将各 子系统级联。
X(z)
H1(z)
H2(z)
D(z)=0的根是H(z)的极点,在z平面用表示。 N(z)=0的根是H(z)的零点,在z平面用 表示。 例如
(2) 1 Im (z) j 0. 5j (3) 0. 5 0 0. 5j j Re (z) 0. 5 1
H (z)
z3(z 1 j)(z 1 j)
(z 0.5)(z 1)2(z 0.5 j0.5)(z 0.5 j0.5)
w[k ] a j w[k j ] x[k ]
信号与系统课件(英文)

or
{ak }
x(t ) ak
are called Fourier Series coefficients or spectral coefficients of .
FS
x(t )
3 Fourier Series Representation of Periodic Signals 1 (t ) Note:About orthogonality
e
e
j 0t
,e
j 0t
: Fundamental components
j 20t
,e
j 20t
: Second harmonic components
e
jN0t
,e
jN 0t : Nth harmonic components
So, arbitrary periodic signal can be represented as ( Fourier series )
e
jk 0T1
]
3 Fourier Series Representation of Periodic Signals
sin k0T1 sin k0T1 ak 2 k0T k
(3.44)
0T 2
1 a0 T
2T1 dt T T1
T1
So,Fourier Series Representation of
Discrete time LTI system:
x[n] ak zk
k 1
N
n
y[n] ak H ( zk ) zk
k 1
N
n
H ( z)
3 Fourier Series Representation of Periodic Signals Example 3.1
《信号与系统》第七章

x1 (kT ) x2 (kT ) x3 (kT )
很显然,有无限多个信号都可以产生一组给定的样本值。然而,若一个信号 是带限的(即它的傅里叶变换在某一有限频带范围外均为 零),并且它的样本取 得足够密时(相对与信号中的最高频率而言),那么这些样本值就能唯一地用来 表征这一信号,并且能从这些样本中恢复出来。这一结果就是采样定理。 从连续信号中取出样本值的方法很多,主要有以下两种: 1、冲激串采样;
1 T
k
X ( j ( k0 ))
显然, X 究带限
且由一组移位的 X ( j ) 的叠加而成,但在幅度上有1/T的变化。为了进一步研
p
( j) 是频域上的周期函数,它满
足
X p ( j) X p ( j( ) 频谱之间的关系,将各信号的频谱分别画在图7.3中。
频率点上精确重现原信号的频谱,仅在幅度上有 1/T变化。因此,可用一个低
x p (t ) 中恢复出来(要求低通滤波器的截止频率 c 满足 M c (s M ),且增益为T 。如图7.4所示。一般 c 取值为:
通滤波器,把信号x (t) 从
c
s
2
2、当
s X ( j ) 在 存在重叠,这种现象称为频谱的褶叠。由于这种褶叠, 部分 2 s 的高频成分将叠加到 X p ( j) 的 那部分上去。出现假频现象,导致不
很方便。如在信号的保持期间,对采样值进行量化,就可以获得 x (t) 的数字信 号。
2、重建 x (t)
由一个零阶保持系统的输出来重建 x (t),仍然可以用低通滤波的办法来实现。
为了求得所要求的滤波器特性, 1、首先将这个零阶保持的输出 个LTI系统得到的。 2、为了由
信号与系统英文课件

y(t ) cos[4(t 3)] cos[7(t 3)]
3.2 The Response of LTI Systems to Complex Exponentials
From this example, we see that if an input applied to an LTI system is a linear combination of complex exponentials, then the corresponding output response is also a linear combination of the same complex exponentials. sk t y(t ) ak H (sk )e sk t x(t ) ak e
k k
x[n] ak zk
k
n
y[n] ak H ( zk ) zk
k
n
3.2 The Response of LTI Systems to Complex Exponentials
If the input is a linear combination of sinusoids, then the output response is also a combination of the same sinusoids.
Conclusion: for an LTI system, if the input signal is a complex exponential, then the output response is the same complex exponential modified by H(s).
Compare it with y (t ) e H ( s)
3.2 The Response of LTI Systems to Complex Exponentials
From this example, we see that if an input applied to an LTI system is a linear combination of complex exponentials, then the corresponding output response is also a linear combination of the same complex exponentials. sk t y(t ) ak H (sk )e sk t x(t ) ak e
k k
x[n] ak zk
k
n
y[n] ak H ( zk ) zk
k
n
3.2 The Response of LTI Systems to Complex Exponentials
If the input is a linear combination of sinusoids, then the output response is also a combination of the same sinusoids.
Conclusion: for an LTI system, if the input signal is a complex exponential, then the output response is the same complex exponential modified by H(s).
Compare it with y (t ) e H ( s)
信号与系统课件SandS-4-7

Ax(t) By(t) FS AX k BYk
(4-7-1)
如果x(t)和y(t)的基波周期不同,则需用周期变换性质。
3
第四章 傅立叶分析
4-7-2 时移性质
如果
x(t) FS X k
则
x(t t0 ) FS e jk0t0 X k
e jk (2
X T )t0 k
(4-7-2)
时移性质表明,周期信号在时间轴上的移位对应于傅立叶系数 乘以一个谐波次数为 k 的复函数。该性质的一个应用是,当一个 周期信号在时间轴上移位时,其傅立叶系数的模(也即幅度频谱) 保持不变。
4
第四章 傅立叶分析
4-7-2 时移性质
证明:设 z(t) x(t t0,) 则
Zk
1 T
T x(t t0 )e jk0t dt
令 t t0 ,注意到变量 0 也是在周期T内变化,则有
Zk
1 T
T
x(t
t0 )e
jk0t dt
1 T
x( )e jk0 ( t0 )d
T
e jk0t0 1 T
情况1:基波周期 T
a
z(t)=x(at), a>0 的傅立叶系数为
a
Zk T
t0 T a z(t)e jk0at dt a
t0
T
t0 T a x(at)e jk0at dt
t0
对上式作变量代换 at ,则有
Zk
a T
1 a
at0 T x( )e jk0 d 1
at0
T
at0 T x( )e jk0 d
x(t)
cos(0
(tt0))源自cos50t
1 200
上式中
信号与系统课件SandS-2-7

因果系统也称为不可预测系统。另外,几乎所有的 物理系统都是因果系统。
10
第二章 连续时间信号与系统
2-7-3 因果性
讨论题2-7-2 设一延迟系统的方程为
y(t) x(t 3)
其中时间t的单位为秒。该系统是因果系统吗?
解:因为系统当前的输出 y(t) 等于系统在3秒前的输入, 故系统是因果的。该系统的一个工程实例是磁带录音机。
内容安排
2-7-1 稳定性 2-7-2 记忆性 2-7-3 因果性 2-7-4 可逆性 2-7-5 时不变性
2-7-6 线性
9
第二章 连续时间信号与系统
2-7-3 因果性
如果系统在 t0时刻的输出值只与t t0时刻的输入(即
只与现在或过去的输入)有关,则称该系统为因果系统。 反之,若系统的输出依赖于输入信号的一个或多个未来值, 则称系统为非因果系统。
判断或者检验一个系统不具有某种性质较为容易,因 为只需要找到不符合该性质的反例即可。但若需要判断一 个系统具有某种性质,则需要对系统进行理论分析,证明 其对任意的输入信号条件均成立。
设x(t ),y (t )分别表示系统的输入和输出信号,则定义
关系式
x(t) y(t)
(2-7-1)
表示“由x(t) 产生y(t) ”,该式与时(2-6-1)的含义相同。
6
第二章 连续时间信号与系统
2-7-2 记忆性
例如,电阻是无记忆元件,因为电阻的端口特性,即
流过电阻的电流i(t)与电阻两端的电压 v(t)的关系由欧姆定
律约束:
i(t) 1 v(t) R
其中,R是阻值。但是,电感却是记忆元件,因为电感的
端口特性,即流过电感的电流 i(t)与电感两端的电压v(t)的
10
第二章 连续时间信号与系统
2-7-3 因果性
讨论题2-7-2 设一延迟系统的方程为
y(t) x(t 3)
其中时间t的单位为秒。该系统是因果系统吗?
解:因为系统当前的输出 y(t) 等于系统在3秒前的输入, 故系统是因果的。该系统的一个工程实例是磁带录音机。
内容安排
2-7-1 稳定性 2-7-2 记忆性 2-7-3 因果性 2-7-4 可逆性 2-7-5 时不变性
2-7-6 线性
9
第二章 连续时间信号与系统
2-7-3 因果性
如果系统在 t0时刻的输出值只与t t0时刻的输入(即
只与现在或过去的输入)有关,则称该系统为因果系统。 反之,若系统的输出依赖于输入信号的一个或多个未来值, 则称系统为非因果系统。
判断或者检验一个系统不具有某种性质较为容易,因 为只需要找到不符合该性质的反例即可。但若需要判断一 个系统具有某种性质,则需要对系统进行理论分析,证明 其对任意的输入信号条件均成立。
设x(t ),y (t )分别表示系统的输入和输出信号,则定义
关系式
x(t) y(t)
(2-7-1)
表示“由x(t) 产生y(t) ”,该式与时(2-6-1)的含义相同。
6
第二章 连续时间信号与系统
2-7-2 记忆性
例如,电阻是无记忆元件,因为电阻的端口特性,即
流过电阻的电流i(t)与电阻两端的电压 v(t)的关系由欧姆定
律约束:
i(t) 1 v(t) R
其中,R是阻值。但是,电感却是记忆元件,因为电感的
端口特性,即流过电感的电流 i(t)与电感两端的电压v(t)的
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n = −∞
π ωc (t − nT )
7.3 the effect of undersampling : aliasing (p527)(欠采样的效果:混叠现象)
Example:x(t) = cosω0t
spectrum of original signal
ω0
=
ωs
6
xr (t ) = cosω0t
k =−∞
∑ =
1 T
∞ k =−∞
X(
j(ω
−
kωs
))
X p ( jω ) is a periodic function of ω consisting of a superposition of shifted replicas of X ( jω ), scaled by 1
T
x(t)
x p (t )
7.0 Introduction
9What is sampling? A continuous-time signal is represented by its values, or samples, at points equally spaced in time.
9The importance of the sampling
x(t)
xp(t) = x(t ) ⋅ p(t )
p(t )
∑ P(
jω )
=
2π
T
∞
δ (ω
n = −∞
−
kωs )
X p ( jω ) =
1
2π
X ( jω ) ∗ P ( jω )ωs=2π
T
∑ In frequency
domain:
=
1
2π
X ( jω ) ∗ 2π
T
∞
δ (ω − kωs )
Under certain conditions a c-t signal can be completely recovered from a sequence of its samples .
Due to the dramatic development of digital technology, we can use d-t system technology to implement c-t systems and process c-t signals:
ω0
=
2ωs
6
xr (t ) = cosω0t
ωs > 2ω0
spectrum of original signal
ω0
=
4ωs
6
xr (t ) = cos(ωs − ω0 )t ≠ x(t)
ωs < 2ω0
ω0
=
5ωs
6
xr (t ) = cos(ωs − ω0 )t ≠ x(t)
problems:
We exploit sampling to convert a c-t signal to a d-t signal, process the d-t signal using a d-t system and then convert back to continuous time.
7.1 representation of a continuous-time signal by its samples: the sampling theorem (p516)(用信号样本表示连续时间 信号:采样定理)
Consider a c-t signal x ( t ) whose Fourier
transform has the property that X ( jf ) = 0 for f > 200 H z
The signal lasted for 2 minutes. Determine the minimum sample points numberN
¾Interpolation(内插): a process in which the fitting(拟合) of a continuous-time signal to a set of sample values is performed.
¾band-limited interpolation(带限内插): interpolation using the impulse response of an ideal low-pass filter
7.2 7.6 7.9 7.22
Ch7 Sampling
第七章 采样
V Main content
1. The sampling theorem (抽样定理); 2. reconstruction of a signal from its
samples using interpolation(利用内插 从采样信号中重建信号); 3. The effect of undersampling : aliasing(欠采样的效果:混叠现象)
∞
∑ xr (t) = xp (t) ∗ h(t) = x(nT )δ (t − nT ) ∗ h(t) n−∞
∞
= ∑ x(nT )h(t − nT ) n = −∞
h(t ) = Tωc Sinωct = T ⋅ Sinωct
π ωct
πt
∴ x(t)
∑ = ∞ x(nT ) ⋅ ωcT Sinωc (t − nT )
ωs > 2ωM Nyquist rate(奈奎斯特频率)
where
ωs
=
2π
T
9Exact recovery of a c-t signal from its samples using an ideal lowpass filter
ωM < ωc < (ωs − ωM )
Example 1(supplementary):
Solution: fM = 100Hz
fsMin = 2 fM = 200Hz
TsMax =
1 f sMin
= 1s 200
N Min
=
τ
TsMax
= (2× 60)
1 = 24000 200
7.2 reconstruction of a signal from its samples using interpolation (p522)(利用 内插由样本重建信号)
T?
7.1.1 Impulse-train sampling (冲激串采样)
In time domain:
x(t)
∞
p(t) = ∑ δ (t − nT ) n= −∞
xp(t) = x(t ) ⋅ p(t )
∞
p(t) = ∑ x(nT )δ (t − nT ) −∞
T :Sampling period Sampling function
In the absence of any additional conditions , could a signal be specified by a sequence of equally spaced samples?
NO!
9In addition, we can get different sequences if a signal is sampled at different regular intervals .
p(t )
ωs > 2ωM
ωM
ωs < 2ωM
9Sampling theorem
Let x ( t ) be a band-limited signal with X ( jω ) = 0 for ω > ω M
Then x ( t )is uniquely determined by its samples x ( n T ), n = 0 , ± 1, ± 2 ,K , if