《信號與線性系統(tǒng)分析》課件

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1、信號與線性系統(tǒng)分析信號與線性系統(tǒng)分析緒論、信號與系統(tǒng)緒論、信號與系統(tǒng)上一頁上一頁授課教師：授課教師：聯(lián)系電話：聯(lián)系電話：E_mail:課件郵箱：課件郵箱：（密碼：（密碼：wwei8888）7/13/20241信號與線性系統(tǒng)分析授課教師：8/14/20231信號與線性系統(tǒng)分析信號與線性系統(tǒng)分析緒論、信號與系統(tǒng)緒論、信號與系統(tǒng)上一頁上一頁緒緒 論論第一章第一章 信號與系統(tǒng)信號與系統(tǒng) 第二章第二章 連續(xù)系統(tǒng)的時域分析連續(xù)系統(tǒng)的時域分析 第三章第三章 離散系統(tǒng)的時域分析離散系統(tǒng)的時域分析 第四章第四章 連續(xù)系統(tǒng)的頻域分析連續(xù)系統(tǒng)的頻域分析 第五章第五章 連續(xù)系統(tǒng)的連續(xù)系統(tǒng)的 s 域分析域分析第六章第六

2、章 離散時間系統(tǒng)的離散時間系統(tǒng)的 z z 域分析域分析 第七章第七章 系統(tǒng)函數(shù)系統(tǒng)函數(shù) 第八章第八章 系統(tǒng)的狀態(tài)變量分析系統(tǒng)的狀態(tài)變量分析目目 錄錄7/13/20242緒 論目 錄8/14/20232信號與線性系統(tǒng)分析信號與線性系統(tǒng)分析緒論、信號與系統(tǒng)緒論、信號與系統(tǒng)上一頁上一頁緒 論課程性質(zhì)課程性質(zhì)設(shè)置本課程的原因設(shè)置本課程的原因本課程的主要內(nèi)容本課程的主要內(nèi)容選用教材及參考書目選用教材及參考書目要求要求返返 回回7/13/20243緒 論課程性質(zhì)返 回8/14/20233信號與線性系統(tǒng)分析信號與線性系統(tǒng)分析緒論、信號與系統(tǒng)緒論、信號與系統(tǒng)上一頁上一頁它是通信及信號專業(yè)的必修課程、它是通信及

3、信號專業(yè)的必修課程、“電電路理論路理論”課程的繼續(xù)、深入和發(fā)展，用數(shù)學(xué)課程的繼續(xù)、深入和發(fā)展，用數(shù)學(xué)工具分析物理概念。實際上它分為信號分析工具分析物理概念。實際上它分為信號分析和系統(tǒng)分析兩部分：和系統(tǒng)分析兩部分：將比較復(fù)雜的信號分解成若干個簡單的基將比較復(fù)雜的信號分解成若干個簡單的基本信號本信號,以研究信號的基本特性。以研究信號的基本特性。課課 程程 性性 質(zhì)質(zhì) 信號分析技術(shù)基礎(chǔ)課技術(shù)基礎(chǔ)課7/13/20244它是通信及信號專業(yè)的必修課程、“電路理論”課程的繼續(xù)、深入和信號與線性系統(tǒng)分析信號與線性系統(tǒng)分析緒論、信號與系統(tǒng)緒論、信號與系統(tǒng)上一頁上一頁研究在給定系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的條件下，求得系統(tǒng)研究在給定

4、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的條件下，求得系統(tǒng)功能及輸出特性的一般方法。功能及輸出特性的一般方法。信號與系統(tǒng)緊密相聯(lián)不可分割，分析信號信號與系統(tǒng)緊密相聯(lián)不可分割，分析信號是目的，分析系統(tǒng)是手段，兩者缺一不可。是目的，分析系統(tǒng)是手段，兩者缺一不可。系統(tǒng)分析返返 回回7/13/20245研究在給定系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的條件下，求得系統(tǒng)功能及輸出特性的一般方法信號與線性系統(tǒng)分析信號與線性系統(tǒng)分析緒論、信號與系統(tǒng)緒論、信號與系統(tǒng)上一頁上一頁設(shè)置本課程的原因設(shè)置本課程的原因 科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與進步，對信號的加科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與進步，對信號的加工越多：放大、高頻、加密與解密、工越多：放大、高頻、加密與解密、檢檢錯與糾錯、調(diào)制與解調(diào)、數(shù)字化等

5、，信號錯與糾錯、調(diào)制與解調(diào)、數(shù)字化等，信號的結(jié)構(gòu)就越復(fù)雜。那么就有必要對信號的的結(jié)構(gòu)就越復(fù)雜。那么就有必要對信號的成分（或內(nèi)容）進行分解、處理（保留或成分（或內(nèi)容）進行分解、處理（保留或刪除、補充或修改）。刪除、補充或修改）。7/13/20246設(shè)置本課程的原因信號分析 科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與進步，對信號信號與線性系統(tǒng)分析信號與線性系統(tǒng)分析緒論、信號與系統(tǒng)緒論、信號與系統(tǒng)上一頁上一頁信號要由不同的系統(tǒng)來產(chǎn)生、發(fā)送、信號要由不同的系統(tǒng)來產(chǎn)生、發(fā)送、接收、儲存和處理；要產(chǎn)生不同的信號，接收、儲存和處理；要產(chǎn)生不同的信號，系統(tǒng)也會不一樣；不同的信號要由不同系統(tǒng)也會不一樣；不同的信號要由不同的系統(tǒng)來適應(yīng)，所

6、以必須了解和掌握系的系統(tǒng)來適應(yīng)，所以必須了解和掌握系統(tǒng)的特性。統(tǒng)的特性。返返 回回7/13/20247信號要由不同的系統(tǒng)來產(chǎn)生、發(fā)送、接收、儲存和處理；要產(chǎn)生不同信號與線性系統(tǒng)分析信號與線性系統(tǒng)分析緒論、信號與系統(tǒng)緒論、信號與系統(tǒng)上一頁上一頁本課程的主要內(nèi)容本課程的主要內(nèi)容時域分析：時域分析：解微分方程、卷積積分（連續(xù)信號解微分方程、卷積積分（連續(xù)信號）（第二章）（第二章）或解差分方程、卷積和（離散信號）或解差分方程、卷積和（離散信號）（第三章）（第三章）頻域分析：頻域分析：連續(xù)信號的傅里葉級數(shù)與傅里葉變換及連續(xù)信號的傅里葉級數(shù)與傅里葉變換及連續(xù)系統(tǒng)的頻域分析連續(xù)系統(tǒng)的頻域分析（第四章）（第四

7、章）復(fù)頻域分析：復(fù)頻域分析：連續(xù)信號的拉普拉斯變換及連續(xù)系統(tǒng)連續(xù)信號的拉普拉斯變換及連續(xù)系統(tǒng)的復(fù)頻域分析的復(fù)頻域分析（第五、七章）（第五、七章）或離散信號的或離散信號的z z變換及離散系變換及離散系統(tǒng)的統(tǒng)的z z域分析域分析（第六、七章）（第六、七章）狀態(tài)方程：狀態(tài)方程：連續(xù)或離散系統(tǒng)的狀態(tài)方程和輸出方程連續(xù)或離散系統(tǒng)的狀態(tài)方程和輸出方程的建立與求解（時域或變換域）的建立與求解（時域或變換域）（第八章）（第八章）返返 回回7/13/20248本課程的主要內(nèi)容時域分析：解微分方程、卷積積分（連續(xù)信號）（信號與線性系統(tǒng)分析信號與線性系統(tǒng)分析緒論、信號與系統(tǒng)緒論、信號與系統(tǒng)上一頁上一頁信號與系統(tǒng)選用

8、教材信號與系統(tǒng)選用教材西安電子科技大學(xué)，吳大正主編的西安電子科技大學(xué)，吳大正主編的信號與線信號與線性系統(tǒng)分析性系統(tǒng)分析；2005年第年第4版，高等教育出版社版，高等教育出版社出版；出版；教育部規(guī)劃，科技進步二等獎，普通高等教育教育部規(guī)劃，科技進步二等獎，普通高等教育“十五十五”國家級規(guī)劃教材；國家級規(guī)劃教材；該書基本概念清楚，數(shù)學(xué)推導(dǎo)嚴謹，理論系統(tǒng)該書基本概念清楚，數(shù)學(xué)推導(dǎo)嚴謹，理論系統(tǒng)性強，例題具有代表性，圖解說明性強，習(xí)題性強，例題具有代表性，圖解說明性強，習(xí)題豐富。豐富。7/13/20249信號與系統(tǒng)選用教材西安電子科技大學(xué)，吳大正主編的信號與信號與線性系統(tǒng)分析信號與線性系統(tǒng)分析緒論、信

9、號與系統(tǒng)緒論、信號與系統(tǒng)上一頁上一頁參考書目錄參考書目錄清華大學(xué)，鄭君里、應(yīng)啟珩、楊為理編寫的清華大學(xué)，鄭君里、應(yīng)啟珩、楊為理編寫的信號與信號與系統(tǒng)系統(tǒng)上下冊（第二版）；上下冊（第二版）；東南大學(xué)，管致中、夏恭恪編寫的東南大學(xué)，管致中、夏恭恪編寫的信號與線性系信號與線性系統(tǒng)統(tǒng)上下冊；上下冊；1991年第三版；年第三版；國防科技大學(xué)，羅永光、王里生編寫的國防科技大學(xué)，羅永光、王里生編寫的信號與系信號與系統(tǒng)分析統(tǒng)分析。返返 回回7/13/202410參考書目錄清華大學(xué)，鄭君里、應(yīng)啟珩、楊為理編寫的信號與系統(tǒng)信號與線性系統(tǒng)分析信號與線性系統(tǒng)分析緒論、信號與系統(tǒng)緒論、信號與系統(tǒng)上一頁上一頁要要 求求較

10、好地掌握相關(guān)的較好地掌握相關(guān)的“數(shù)學(xué)數(shù)學(xué)”及及“電路理論電路理論”課程課程掌握基本理論和基本分析方法掌握基本理論和基本分析方法計算與物理意義相結(jié)合計算與物理意義相結(jié)合理解基本概念理解基本概念主動學(xué)習(xí)，跟上進度，及時預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)主動學(xué)習(xí)，跟上進度，及時預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)及時的認認真真地獨立地完成作業(yè)，不要及時的認認真真地獨立地完成作業(yè)，不要逃避數(shù)學(xué)推導(dǎo)運算逃避數(shù)學(xué)推導(dǎo)運算返返 回回7/13/202411要 求較好地掌握相關(guān)的“數(shù)學(xué)”及“電路理論”課程返 回信號與線性系統(tǒng)分析信號與線性系統(tǒng)分析緒論、信號與系統(tǒng)緒論、信號與系統(tǒng)上一頁上一頁“數(shù)數(shù) 學(xué)學(xué)”課課 程程微分方程微分方程復(fù)變函數(shù)與積分變換復(fù)變函數(shù)與積分

11、變換線性代數(shù)線性代數(shù)返返 回回7/13/202412“數(shù) 學(xué)”課 程微分方程返 回8/14/202312信號與線性系統(tǒng)分析信號與線性系統(tǒng)分析緒論、信號與系統(tǒng)緒論、信號與系統(tǒng)上一頁上一頁“電路理論電路理論”內(nèi)容內(nèi)容歐姆定律、歐姆定律、KCL、KVL、支路電壓定律等、支路電壓定律等基本定律基本定律網(wǎng)孔、結(jié)（節(jié)）點等電路分析方法網(wǎng)孔、結(jié)（節(jié)）點等電路分析方法疊加定理疊加定理正弦穩(wěn)態(tài)電路的分析正弦穩(wěn)態(tài)電路的分析電路（包括含有電源的電路）的等效變換電路（包括含有電源的電路）的等效變換返返 回回7/13/202413“電路理論”內(nèi)容歐姆定律、KCL、KVL、支路電壓定律等基本信號與線性系統(tǒng)分析信號與線性系

12、統(tǒng)分析緒論、信號與系統(tǒng)緒論、信號與系統(tǒng)上一頁上一頁本本 章章 要要 求求了解什么是信號、系統(tǒng)了解什么是信號、系統(tǒng)了解信號、系統(tǒng)的分類了解信號、系統(tǒng)的分類7/13/202414本 章 要 求了解什么是信號、系統(tǒng)8/14/202314信號與線性系統(tǒng)分析信號與線性系統(tǒng)分析緒論、信號與系統(tǒng)緒論、信號與系統(tǒng)上一頁上一頁目目 錄錄1.1 緒緒 言言 1.2 信信 號號1.3 信號的基本運算信號的基本運算1.4 階躍函數(shù)和沖激函數(shù)階躍函數(shù)和沖激函數(shù)1.5 系統(tǒng)的描述系統(tǒng)的描述 1.6 系統(tǒng)的特性和分析方法系統(tǒng)的特性和分析方法返返 回回7/13/202415目 錄1.1 緒 言 返 回8/14/20231信號

13、與線性系統(tǒng)分析信號與線性系統(tǒng)分析緒論、信號與系統(tǒng)緒論、信號與系統(tǒng)上一頁上一頁信號與系統(tǒng)問題無處不在信號與系統(tǒng)問題無處不在 通信通信通信：可靠、順利地送達（或傳遞）信息通信：可靠、順利地送達（或傳遞）信息古老通信方式：古老通信方式：烽火、旗語、信號燈烽火、旗語、信號燈近代通信方式：近代通信方式：電報、電話、無線通信電報、電話、無線通信現(xiàn)代通信方式：現(xiàn)代通信方式：計算機網(wǎng)絡(luò)通信、視頻電視傳計算機網(wǎng)絡(luò)通信、視頻電視傳 播、衛(wèi)星傳輸、移動通信播、衛(wèi)星傳輸、移動通信1.1 緒緒 言言 返返 回回7/13/202416信號與系統(tǒng)問題無處不在通信1.1 緒 言 返 信號與線性系統(tǒng)分析信號與線性系統(tǒng)分析緒論、

14、信號與系統(tǒng)緒論、信號與系統(tǒng)上一頁上一頁信號信號是是信息信息的物理體現(xiàn)的物理體現(xiàn)是是消息消息的某種物理表現(xiàn)形式的某種物理表現(xiàn)形式信息包含在消息之中，消息是以某種物信息包含在消息之中，消息是以某種物理量（信號）的變化來表示。理量（信號）的變化來表示。信號的定義信號的定義7/13/202417信號是信息的物理體現(xiàn)是消息的某種物理表現(xiàn)形式信息包含在消息信號與線性系統(tǒng)分析信號與線性系統(tǒng)分析緒論、信號與系統(tǒng)緒論、信號與系統(tǒng)上一頁上一頁信息：信息：人們原來不知道或不確定的東西人們原來不知道或不確定的東西（新知識、新概念）（新知識、新概念）消息：消息：語言、文字、圖像、數(shù)據(jù)語言、文字、圖像、數(shù)據(jù)信號：信號：光

15、、聲、電（本課程主要討論電信光、聲、電（本課程主要討論電信號）號）信號的定義（二）信號的定義（二）7/13/202418信息：人們原來不知道或不確定的東西（新知識、新概念）信號的定信號與線性系統(tǒng)分析信號與線性系統(tǒng)分析緒論、信號與系統(tǒng)緒論、信號與系統(tǒng)上一頁上一頁由由若若干干相相互互作作用用和和相相互互依依賴賴的的事事物物組組成成，具具有有特特殊殊功功能能的的整整體體。（在在我我們們這這）其其實實質(zhì)質(zhì)是是產(chǎn)產(chǎn)生生、傳傳輸、處理、存儲、轉(zhuǎn)化信號的裝置。輸、處理、存儲、轉(zhuǎn)化信號的裝置。電氣、機械、運輸、生態(tài)電氣、機械、運輸、生態(tài)電路、網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)電路、網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)系統(tǒng)的定義系統(tǒng)的定義7/13/202419

16、由若干相互作用和相互依賴的事物組成，具有特殊功能的整體。（在信號與線性系統(tǒng)分析信號與線性系統(tǒng)分析緒論、信號與系統(tǒng)緒論、信號與系統(tǒng)上一頁上一頁T：傳輸（傳遞、轉(zhuǎn)移）函數(shù)，也可以傳輸（傳遞、轉(zhuǎn)移）函數(shù)，也可以看成一種運算關(guān)系看成一種運算關(guān)系系統(tǒng)的定義系統(tǒng)的定義返返 回回7/13/202420T：傳輸（傳遞、轉(zhuǎn)移）函數(shù)，也可以看成一種運算關(guān)系系統(tǒng)的定義信號與線性系統(tǒng)分析信號與線性系統(tǒng)分析緒論、信號與系統(tǒng)緒論、信號與系統(tǒng)上一頁上一頁1.2信信 號號一、一、描述描述二、二、分分 類類三、三、特特 性性返返 回回7/13/2024211.2信 號一、描述返 回8/14/202321信號與線性系統(tǒng)分析信號與

17、線性系統(tǒng)分析緒論、信號與系統(tǒng)緒論、信號與系統(tǒng)上一頁上一頁信信號號是是消消息息的的表表現(xiàn)現(xiàn)形形式式，通通常常體體現(xiàn)現(xiàn)為為隨隨若若干干變變量量的的變變化化而而變變化化的的某某種種物物理理量量。在在數(shù)數(shù)學(xué)學(xué)上上，可可以以描描述述為為一一個個或或多多個個獨獨立立變變量量的的函函數(shù)數(shù)。例例如如，在在電電子子信信息息系系統(tǒng)統(tǒng)中中，常常用用的的電電壓壓、電電流流、電電荷荷或或磁磁通通等等電電信信號號可可以以理理解解為為是是時時間間 t 或或其其他他變變量量的的函函數(shù)數(shù)；又又如如在在圖圖像像處處理理系系統(tǒng)統(tǒng)中中，描描述述平平面面黑黑白白圖圖像像像像素素灰灰度度變變化化情情況況的的圖圖像像信信號號，可可以以表表

18、示示為為平平面面坐坐標標位位置置（x，y）的函數(shù)，等等。）的函數(shù)，等等。信號的描述信號的描述7/13/202422信號是消息的表現(xiàn)形式，通常體現(xiàn)為隨若干變量的變化而變化的某種信號與線性系統(tǒng)分析信號與線性系統(tǒng)分析緒論、信號與系統(tǒng)緒論、信號與系統(tǒng)上一頁上一頁如如果果信信號號是是單單個個獨獨立立變變量量的的函函數(shù)數(shù)，稱稱這這種種信信號號為為一一維維信信號號。一一般般情情況況下下，信信號號為為 n 個個獨獨立立變變量量的的函函數(shù)數(shù)時時，就就稱稱為為 n 維維信信號號。本本書書只只討討論論一一維維信信號號。并并且且，為為了了方方便便起起見見，一一般般都都將將信信號號的的自自變變量設(shè)為量設(shè)為時間時間 t

19、或序號或序號 k 。與與函函數(shù)數(shù)一一樣樣，一一個個實實用用的的信信號號除除用用解解析析式式描描述述外外，還還可可用用圖圖形形、測測量量數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)或或統(tǒng)統(tǒng)計計數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)描描述述。通通常，將信號的圖形表示稱為波形或波形圖。常，將信號的圖形表示稱為波形或波形圖。信號的描述信號的描述7/13/202423如果信號是單個獨立變量的函數(shù)，稱這種信號為一維信號。一般情況信號與線性系統(tǒng)分析信號與線性系統(tǒng)分析緒論、信號與系統(tǒng)緒論、信號與系統(tǒng)上一頁上一頁7/13/2024248/14/202324信號與線性系統(tǒng)分析信號與線性系統(tǒng)分析緒論、信號與系統(tǒng)緒論、信號與系統(tǒng)上一頁上一頁數(shù)學(xué)上：數(shù)學(xué)上：信號是一個或多個變量的函數(shù)

20、信號是一個或多個變量的函數(shù)形態(tài)上：形態(tài)上：信號表現(xiàn)為一種波形信號表現(xiàn)為一種波形物理上：物理上：信號是信息寄寓變化的形式信號是信息寄寓變化的形式自變量：自變量：時間、位移、周期、頻率、幅度、相位時間、位移、周期、頻率、幅度、相位信號的描述信號的描述返返 回回7/13/202425數(shù)學(xué)上：信號是一個或多個變量的函數(shù)信號的描述返 回8/信號與線性系統(tǒng)分析信號與線性系統(tǒng)分析緒論、信號與系統(tǒng)緒論、信號與系統(tǒng)上一頁上一頁物理特性：物理特性：電與非電電與非電用途：用途：廣播、電視廣播、電視時間函數(shù)時間函數(shù)分布性質(zhì)分布性質(zhì)：確定性、隨機性：確定性、隨機性連續(xù)性連續(xù)性：連續(xù)、離散：連續(xù)、離散重復(fù)性重復(fù)性非周期非

21、周期周周 期期概周期概周期縱軸對稱：余弦縱軸對稱：余弦(偶函數(shù)偶函數(shù))原點對稱：正弦原點對稱：正弦(奇函數(shù)奇函數(shù))半波重疊：偶次波半波重疊：偶次波半波鏡像：奇次波半波鏡像：奇次波能量功率能量功率：能量、功率、非能量功率：能量、功率、非能量功率變量數(shù)：一維、二維、三維變量數(shù)：一維、二維、三維時間范圍時間范圍：因果、非因果、反因果：因果、非因果、反因果信號的分類信號的分類返返 回回7/13/202426物理特性：電與非電用途：廣播、電視時間函數(shù)分布性質(zhì)：確定信號與線性系統(tǒng)分析信號與線性系統(tǒng)分析緒論、信號與系統(tǒng)緒論、信號與系統(tǒng)上一頁上一頁確定性：能夠表示為確定的時間確定性：能夠表示為確定的時間函數(shù)函

22、數(shù)隨機性：只能知道它取某一值的概率隨機性：只能知道它取某一值的概率連續(xù)性：在所討論的時間范圍內(nèi)，除去有限個離連續(xù)性：在所討論的時間范圍內(nèi)，除去有限個離散點外，對一切時間值都有確定的且是散點外，對一切時間值都有確定的且是連續(xù)的函數(shù)值。連續(xù)的函數(shù)值。離散性：僅在一部分時間上具有確定的函數(shù)值離散性：僅在一部分時間上具有確定的函數(shù)值（如（如PCM碼：取樣、量化、編碼）碼：取樣、量化、編碼）信號的分類（一）信號的分類（一）7/13/202427確定性：能夠表示為確定的時間函數(shù)隨機性：只能知道它取某一值的信號與線性系統(tǒng)分析信號與線性系統(tǒng)分析緒論、信號與系統(tǒng)緒論、信號與系統(tǒng)上一頁上一頁對對于于間間斷斷點點處

23、處的的信信號號值值一一般般不不作作定定義義，這這樣樣做做不不會會影影響響分分析析結(jié)結(jié)果果。如如有有必必要要，也也可可按按高高等等數(shù)數(shù)學(xué)學(xué)規(guī)規(guī)定定，定定義義信信號號f(t)在在間間斷斷點點t0處處的的信信號號值值等等于于其其左左極極限限f(t0-)與右極限與右極限f(t0+)的算術(shù)平均值，的算術(shù)平均值，即即 間斷點：間斷點：滿足以下條件的點為間斷點滿足以下條件的點為間斷點7/13/202428對于間斷點處的信號值一般不作定義，這樣做不會影響分析結(jié)果。如信號與線性系統(tǒng)分析信號與線性系統(tǒng)分析緒論、信號與系統(tǒng)緒論、信號與系統(tǒng)上一頁上一頁在在工工程程應(yīng)應(yīng)用用中中，常常常常把把幅幅值值可可連連續(xù)續(xù)取取值值

24、的的連連續(xù)續(xù)信信號號稱稱為為模模擬擬信信號號，把把幅幅值值可可連連續(xù)續(xù)取取值值的的離離散散信信號號稱稱為為抽抽樣樣信信號號；而而把把幅幅值值只只能能取取某某些些規(guī)定數(shù)值的離散信號稱為數(shù)字信號。規(guī)定數(shù)值的離散信號稱為數(shù)字信號。為為方方便便起起見見，有有時時將將信信號號f(t)或或f(k)的的自自變變量量省省略略，簡簡記記為為f()，表表示示信信號號變變量量允允許許取取連連續(xù)續(xù)變變量量或或者者離離散散變變量量，即即用用f()統(tǒng)統(tǒng)一一表表示示連連續(xù)續(xù)信信號號和離散信號。和離散信號。7/13/202429在工程應(yīng)用中，常常把幅值可連續(xù)取值的連續(xù)信號稱為模擬信號，把信號與線性系統(tǒng)分析信號與線性系統(tǒng)分析緒

25、論、信號與系統(tǒng)緒論、信號與系統(tǒng)上一頁上一頁01212A Af1(t)t(a)(c)oAtf3(t)t0(b)o1tf2(t)連續(xù)信號連續(xù)信號7/13/20243001212AAf1(t)t(a)(c)oAtf3(t)信號與線性系統(tǒng)分析信號與線性系統(tǒng)分析緒論、信號與系統(tǒng)緒論、信號與系統(tǒng)上一頁上一頁離散信號離散信號返返 回回7/13/202431離散信號返 回8/14/202331信號與線性系統(tǒng)分析信號與線性系統(tǒng)分析緒論、信號與系統(tǒng)緒論、信號與系統(tǒng)上一頁上一頁因果：因果：t 0 時，時，f(t)0 非因果：非因果：對任何對任何 t 0，f(t)0反因果：反因果：t 0 時，時，f(t)0信號的分類

26、（二）信號的分類（二）如：如：連續(xù)信號連續(xù)信號、離散信號離散信號返返 回回7/13/202432因果：t 0 時，f(t)0 非因果：對任信號與線性系統(tǒng)分析信號與線性系統(tǒng)分析緒論、信號與系統(tǒng)緒論、信號與系統(tǒng)上一頁上一頁周期性周期性：按一個規(guī)律周而復(fù)始，按一個規(guī)律周而復(fù)始，f(t)=f(tnT)，其，其中中 T 為常數(shù)（周期）。為常數(shù)（周期）。概周期性：概周期性：有限個周期不為公倍數(shù)的信號之和有限個周期不為公倍數(shù)的信號之和（主要有周期為無理數(shù)的信號）。（主要有周期為無理數(shù)的信號）。非周期性：非周期性：不具有重復(fù)性。不具有重復(fù)性。信號的分類（三）信號的分類（三）7/13/202433周期性：按一個

27、規(guī)律周而復(fù)始，f(t)=f(tnT)，其中 信號與線性系統(tǒng)分析信號與線性系統(tǒng)分析緒論、信號與系統(tǒng)緒論、信號與系統(tǒng)上一頁上一頁周期信號周期信號7/13/202434周期信號8/14/202334信號與線性系統(tǒng)分析信號與線性系統(tǒng)分析緒論、信號與系統(tǒng)緒論、信號與系統(tǒng)上一頁上一頁縱軸對稱：余弦縱軸對稱：余弦(偶函數(shù)偶函數(shù))原點對稱：正弦原點對稱：正弦(奇函數(shù)奇函數(shù))半波重疊：偶次波半波重疊：偶次波半波鏡像：奇次波半波鏡像：奇次波（偶諧函數(shù)）（偶諧函數(shù)）（奇諧函數(shù)）（奇諧函數(shù)）7/13/202435縱軸對稱：余弦(偶函數(shù))原點對稱：正弦(奇函數(shù))半波重疊：偶信號與線性系統(tǒng)分析信號與線性系統(tǒng)分析緒論、信號

28、與系統(tǒng)緒論、信號與系統(tǒng)上一頁上一頁如果包含有如果包含有n個不同頻率余弦分量的復(fù)合信號是個不同頻率余弦分量的復(fù)合信號是一個周期為一個周期為T 的周期信號，則其周期的周期信號，則其周期T 必為各分量必為各分量信號周期信號周期Ti（i=1，2，n）的整倍數(shù)。即有的整倍數(shù)。即有T=miTi 或或i=mi。式中。式中 為各余弦的角頻率，為各余弦的角頻率，為復(fù)合信號的基波頻率，為復(fù)合信號的基波頻率，mi i 為正整數(shù)。為正整數(shù)。因此只要能找到因此只要能找到n 個不含整數(shù)公因子的正整數(shù)個不含整數(shù)公因子的正整數(shù)m1、m2、m3、mn 使使 7/13/202436如果包含有n個不同頻率余弦分量的復(fù)合信號是一個周

29、期為T 的周信號與線性系統(tǒng)分析信號與線性系統(tǒng)分析緒論、信號與系統(tǒng)緒論、信號與系統(tǒng)上一頁上一頁成立，就可判定該信號為周期信號，其周期為成立，就可判定該信號為周期信號，其周期為 如復(fù)合信號中某分量頻率為無理數(shù)，則該信號常稱如復(fù)合信號中某分量頻率為無理數(shù)，則該信號常稱為慨周期信號?？芷谛盘柺欠侵芷谛盘?，但如選為慨周期信號。慨周期信號是非周期信號，但如選用某一有理數(shù)頻率來近似表示無理數(shù)頻率，則該信用某一有理數(shù)頻率來近似表示無理數(shù)頻率，則該信號可視為周期信號。所選的近似值改變，則該信號號可視為周期信號。所選的近似值改變，則該信號的周期也隨之變化。的周期也隨之變化。7/13/202437成立，就可判定該

30、信號為周期信號，其周期為 如復(fù)合信號中某分量信號與線性系統(tǒng)分析信號與線性系統(tǒng)分析緒論、信號與系統(tǒng)緒論、信號與系統(tǒng)上一頁上一頁試試判判斷斷下下列列信信號號是是否否為為周周期期信信號號。若若是是，確確定其周期。定其周期。f1(t)=sin 2t+cos 3t f2(t)=cos 2t+sint解解：我我們們知知道道，如如果果兩兩個個周周期期信信號號 x(t)和和 y(t)的的周周期期具具有有公公倍倍數(shù)數(shù)，則則它它們們的的和和信信號號：f(t)=x(t)+y(t)仍仍然然是是一一個個周周期期信信號號，其其周周期期是是 x(t)和和 y(t)周期的最小公倍數(shù)。周期的最小公倍數(shù)。例例 題題7/13/20

31、2438試判斷下列信號是否為周期信號。若是，確定其周期。例 題8信號與線性系統(tǒng)分析信號與線性系統(tǒng)分析緒論、信號與系統(tǒng)緒論、信號與系統(tǒng)上一頁上一頁 因為因為 sin2t 是一個周期信號，其角頻率是一個周期信號，其角頻率1 和周和周期期T1 為為 同理同理由由T=miTi 或或 miTi=mjTj 可以得到：可以得到：3m1=2m2 取最小整數(shù)有：取最小整數(shù)有：于是：于是：所以，所以，f1(t)是周期信號。是周期信號。7/13/202439 因為 sin2t 是一個周期信號，其角頻率1 和周期T信號與線性系統(tǒng)分析信號與線性系統(tǒng)分析緒論、信號與系統(tǒng)緒論、信號與系統(tǒng)上一頁上一頁因為因為為無理數(shù)，這樣無

32、法找出準確的最小公倍數(shù)為無理數(shù)，這樣無法找出準確的最小公倍數(shù)T，只可能找到在一定條件下的只可能找到在一定條件下的 T 值。值。如當如當時，其時，其 T 值為值為當當時，其時，其 T 值為值為時，其時，其 T 值為值為返返 回回 同理，可先求得同理，可先求得 f2(t)中兩個周期信號中兩個周期信號 cos2t 和和 sint 的周期分別為：的周期分別為：當當所以，所以，f2(t)是概周期信號。是概周期信號。7/13/202440因為為無理數(shù)，這樣無法找出準確的最小公倍數(shù)T，只可能找到在信號與線性系統(tǒng)分析信號與線性系統(tǒng)分析緒論、信號與系統(tǒng)緒論、信號與系統(tǒng)上一頁上一頁信號的分類（四）信號的分類（四）

33、能量信號：能量信號：0 E （有限值），（有限值），P=0。（非周。（非周期信號）期信號）也有既不是功率，也不是能量的信號，如非周期也有既不是功率，也不是能量的信號，如非周期的的斜升信號斜升信號，周期的，周期的正切信號正切信號。功率信號：功率信號：E ，0 P （有限值）。（周（有限值）。（周期信號）期信號）7/13/202441信號的分類（四）能量信號：0 E t0 后后為為零零，則則輸輸出出也也為為零零的系統(tǒng)。的系統(tǒng)。因果：因果：輸入在輸入在 tt0 前為零，則輸出也為零。前為零，則輸出也為零。(一般一般 t0=0）返返 回回7/13/202462因果系統(tǒng)因果系統(tǒng)：任何時刻的輸出僅與該時刻

34、的輸入及以前的輸入信號與線性系統(tǒng)分析信號與線性系統(tǒng)分析緒論、信號與系統(tǒng)緒論、信號與系統(tǒng)上一頁上一頁動態(tài)、瞬時系統(tǒng)動態(tài)、瞬時系統(tǒng)瞬時（即時）系統(tǒng)：瞬時（即時）系統(tǒng)：任何時刻的輸出僅與該時刻任何時刻的輸出僅與該時刻的輸入有關(guān)。的輸入有關(guān)。如純電阻電路、組合邏輯電路等。如純電阻電路、組合邏輯電路等。動態(tài)系統(tǒng)：動態(tài)系統(tǒng)：任何時刻的輸出不僅與該時刻的輸入任何時刻的輸出不僅與該時刻的輸入有關(guān)，還與以前的輸入（或該時刻的狀態(tài)）有關(guān)。有關(guān)，還與以前的輸入（或該時刻的狀態(tài)）有關(guān)。如含有如含有電感、電容的電路、時序邏輯電路等。電感、電容的電路、時序邏輯電路等。返返 回回7/13/202463動態(tài)、瞬時系統(tǒng)瞬時（即

35、時）系統(tǒng)：任何時刻的輸出僅與該時刻的輸信號與線性系統(tǒng)分析信號與線性系統(tǒng)分析緒論、信號與系統(tǒng)緒論、信號與系統(tǒng)上一頁上一頁單輸入單輸入 單輸出系統(tǒng)單輸出系統(tǒng)多輸入多輸入 多輸出系統(tǒng)多輸出系統(tǒng)集中（總）參數(shù)系統(tǒng)集中（總）參數(shù)系統(tǒng)分布參數(shù)系統(tǒng)分布參數(shù)系統(tǒng)穩(wěn)定系統(tǒng)穩(wěn)定系統(tǒng)不穩(wěn)定系統(tǒng)不穩(wěn)定系統(tǒng)其它系統(tǒng)其它系統(tǒng)7/13/202464單輸入 單輸出系統(tǒng)其它系統(tǒng)8/14/202364信號與線性系統(tǒng)分析信號與線性系統(tǒng)分析緒論、信號與系統(tǒng)緒論、信號與系統(tǒng)上一頁上一頁（本課程的）（本課程的）任務(wù)及所討論系統(tǒng)任務(wù)及所討論系統(tǒng)任務(wù)：任務(wù)：在給定系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與激勵的條件下求系統(tǒng)在給定系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與激勵的條件下求系統(tǒng)的響應(yīng)。的響應(yīng)。

36、所所討討論論系系統(tǒng)統(tǒng)：本本課課程程所所討討論論的的是是集集中中（總總）參參數(shù)數(shù)、線線性性、時時不不變變、因因果果系系統(tǒng)統(tǒng)返返 回回7/13/202465（本課程的）任務(wù)及所討論系統(tǒng)任務(wù)：在給定系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與激勵的條件信號與線性系統(tǒng)分析信號與線性系統(tǒng)分析緒論、信號與系統(tǒng)緒論、信號與系統(tǒng)上一頁上一頁傅里葉級數(shù)（周期信號、連續(xù)）傅里葉級數(shù)（周期信號、連續(xù)）頻域：頻域：正弦信號的迭加正弦信號的迭加LTI系統(tǒng)分析方法概述系統(tǒng)分析方法概述z z變換（求和、離散）變換（求和、離散）卷積積分（連續(xù)）卷積積分（連續(xù)）卷積和（離散）卷積和（離散）傅里葉變換（非周期信號、連續(xù)）傅里葉變換（非周期信號、連續(xù)）復(fù)頻域：復(fù)頻

37、域：復(fù)指數(shù)信號的迭加復(fù)指數(shù)信號的迭加（五七章）（五七章）（不關(guān)心系統(tǒng)內(nèi)部，適用于單入單出系統(tǒng)）（不關(guān)心系統(tǒng)內(nèi)部，適用于單入單出系統(tǒng)）（二、三章）（二、三章）時域：時域：沖激信號（階躍信號）的迭加沖激信號（階躍信號）的迭加（四章）（四章）拉普拉斯變換（積分、連續(xù)）拉普拉斯變換（積分、連續(xù)）方法之一：方法之一：輸入輸出法輸入輸出法返返 回回7/13/202466傅里葉級數(shù)（周期信號、連續(xù)）頻域：正弦信號的迭加LTI系統(tǒng)分p經(jīng)常不斷地學(xué)習(xí),你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量pStudyConstantly,AndYouWillKnowEverything.TheMoreYouKnow,TheMorePowerfulYouWillBe寫在最后經(jīng)常不斷地學(xué)習(xí),你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量寫謝謝大家榮幸這一路，與你同行ItS An Honor To Walk With You All The Way演講人：XXXXXX 時 間：XX年XX月XX日 謝謝大家演講人：XXXXXX