高频电子电路ppt课件

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1、SignalsandSystemCourseSpeaker:Dr.BaoqiangDuInformationEngineeringSchool第1章信号与系统的概论信号与系统的主要奠基人英国物理学家麦克斯韦于1864年提出了电磁波理论，于1873年建立了麦克斯韦方程组。麦克斯韦四个微分方程的说明：在电磁场中任一点处（1）电位移的散度等于该点处自由电荷的体密度;（2）磁感强度的散度处处等于零;（3）电场强度的旋度等于该点处磁感强度变化率的负值;（4）磁场强度的旋度等于该点处传导电流密度与位移电流密度的矢量和；麦克斯韦方程组说明了

2、电场和磁场是一个不可分割的整体，揭示了电场与磁场相互转化中产生的对称性优美，这种优美以现代数学的形式得到了充分的表达；系统而完整地概括了电磁场的基本规律，并预言了电磁波的存在。傅里叶法国著名数学家傅里叶于1822年提出了具有三角形式的傅里叶级数，建立了以傅里叶变换为基础的信号分析理论。1.对于非周期函数：FT2.对于周期函数：FS3.傅里叶定律：在导热现象中，单位时间内通过给定截面的热量，正比例于垂直于该界面方向上的温度变化率和截面面积，而热量传递的方向则与温度升高的方向相反。拉普拉斯法国著名数学家拉普拉斯于1802年提出了拉

3、普拉斯变换，拉普拉斯方程和拉普拉斯定理，建立了信号的变换分析理论。拉普拉斯变换：LT，被看作FT的推广。克劳德.香农美国著名信息论学家香农于1948年以香农公式的形式给出了香农定理，被尊称为信息论及数字通信的奠基人。香农定理：其中，C为链路速度，B为链路带宽，S为平均信号功率，N是平均噪声功率，S/N为信噪比。香农定理描述了有限带宽、有随机热噪声信道的最大传输速率与信道带宽、信号噪声功率比之间的关系。美籍奥地利生物学家。一般系统论的创始人（1948年），从物理学、生物学与心理学探讨同型性的系统论原理，并应用开放系统论于生物学研

4、究的概念、方法与数学模型等，奠基了系统生物学，并导致了系统生态学、系统生理学的学科体系发展，以及影响了中国科学家20世纪90年代提出的系统医学、系统遗传学与系统生物工程的概念和原理。贝塔朗菲美国数学家，控制论的创始人（1948年），在现代信号处理中，有著名的维纳方程。维纳莫尔斯美国发明家莫尔斯于1844年发明了电报，莫尔斯电码、莫尔斯密码的创始人。贝尔美国发明家贝尔于1875年发明了电话。马可尼，意大利无线电工程师，实用无线电报通信的创始人。1909年他与布劳恩一起得诺贝尔物理学奖。马可尼世界上第一台计算机：ENIAC与现代微

5、机美国物理学家基尔比发明集成电路光纤光纤通信空间技术1.1.1信号的概念信号：信号是信息的载体，信息是信号的内涵。信息：信号的表现形式多种多样，但无论何种形式的信号都包含有一定的意义，这些意义统称为信息，也就是说，信息是信号中有意义的内容，例如，交通信号灯（红、黄、绿）、信号弹（就是用发光、发烟产生的信号来完成识别、定位、报警、通信、指挥、联络等任务）。通俗的讲，信号本身就是用简单的方式来表达复杂的含义。信息量：信息中有意义或实质性的内容的重要程度可用信息量来度量。xi为某一事件所包含的信息量，px为这一事件发生的概率。1.1

6、信号及分类信号的表示形式：信号波形和函数信号波形：所有信号，无论形式如何，它们都有一个共同的特点，就是它们所包含的信息蕴涵在某种变化形式的波形之中，这种波形被称为信号波形。函数：信号波形对应于一定的数学表达式，该表达式是时间或空间的函数，因此在信号与系统中，信号与函数这两个名词应视为同一概念。函数表达式和信号波形图是信号常用的两种表示形式。信号分析方法：时域分析法f(t)、频域分析法F(ω)、复频域分析法F(S)。三种方法之间的转换及对应三变量之间的关系是信号与系统研究的主要问题。目前工程上用于信号分析的仪器主要有两大类：模拟

7、式分析仪和数字式分析仪；信号与系统的关系：对信号的研究离不开系统，对系统的分析也离不开一定的信号，因此，信号与系统是相互渗透和相互关联的。系统：系统是用来处理信号的设备或电路，它是由电子元器件组成的实现不同功能的整体，如滤波系统、通信系统、控制系统等，它包括系统分析和系统设计两个方面的内容；系统分析是指已知系统，然后对系统的各种特性作出分析；系统设计又叫系统综合，是指根据某种需要设计出满足某种特定性能要求的系统。电信号：在日常生活中，人们用来传递信息的信号主要是电信号，所以本课程若无特殊说明，所研究的信号均为电信号。电信号就是

8、随时间变化的电压或电流即电压或电流是随时间变化的函数u(t)或i(t)。电信号有很多优点，它传播速度快、传播方式多（有线、无线、微波、卫星等），日常许多非电量（如压力、声音、图像等信号）也可以通过传感器转换为电信号，然后进行处理，如脑电图、心电图、CT等。1.1.2信号的分类