信号、系统与数字信号处理 第1章 连续时间信号与系统的时域分析

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1、目录第一章连续时间信号与系统的时域分析第二章连续时间信号与系统的频域分析第三章连续时间系统的复频域分析——拉普拉斯变换第四章离散时间系统的时域分析第五章Z变换与离散系统的频域分析第六章离散傅立叶及其快速算法第七章数字滤波器的结构与状态变量分析法第八章无限冲激响应（IIR）滤波器的设计第九章有限冲激响应（FIR）滤波器的设计§1.1信号与信号处理系统简介第一章连续时间信号与系统的时域分析密切接触。例如，我们听广播、看电视是接收带有信息中有意义或具实质性的内容可用信息量量度。信号都包含有一定的意义，这些意义统称为信息，消息并称之为声信号、光信号、电信号。不同的声、光、电现代社会

2、的人们，每天都会与各种各样载有信息的信号灯塔发出的光；收音机、电视机、手机收到的电磁波等；具，是某种变化的物理量。如电话铃声、交通红绿灯、助一定形式的信号传送出去。信号是各类消息的运载工的消息；发短信、打电话，是为了把带有信息的消息借现代人们用来传递信息的信号，主要是电信号。众所周所以我们讨论的均为电信号。理信号，可以利用转换器变换为电信号进行处理、传输。转换方便等。转换是指实际工程中遇到的许多非电待处知电信号有许多的优势，如传播速度快、传播方式多、信号处理是利用一定的部（器）件或设备，对信号进行1.1-1所示是两类不同的电话处理系统。字处理的部件就称离散时间系统或数字处理

3、系统。如图拟处理的部件也称连续时间系统或模拟处理系统；而数处理；若用数字部件处理数字信号，即为数字处理。模设备可称为系统。用模拟部件处理模拟信号，称为模拟用信息和便于利用的目的。对信号处理的部（器）件或分析、变换、综合、识别等需要的加工，以达到提取有接收放大器方向滤波器受话器送话器方向滤波器调制器发送放大器均衡器解调器数字调制数字滤波数字滤波数字均衡数字解调一般的模拟处理数字处理系统A/DD/A20世纪80年代以来，随着计算机技术与大规模集成电甚至许多人认为21世纪将是数字化的时代。如手机、VCD、DVD、数码相机、高清晰度电视等。遥感遥测、生物工程等等，也日益普及到家庭和

4、个人，科研领域，如航空航天、通信、自动控制、地震预报、发展。数字信号处理（DSP）的应用现在不但遍及各路的发展与广泛的应用，促进了数字信号处理研究的不过我们也注意到自然界中待处理信号相当多是连续的还有必要对连续时间信号与系统进行分析研究。就要了解模拟信号，以及处理这类信号的模拟系统，就还需要连续时间系统处理。综上所述，要处理模拟信号，作中对一些工作频率很高，直接用数字集成器件困难的，需要模拟系统与数字系统的“混合系统”。另外，实际工其前后的处理往往都有模拟系统。因此在许多应用场合，如图1.1-1所示，也必须经过A/D与D/A转换，转换部分及实际工作中，即使是用离散时间系统对

5、模拟信号作处理，模拟信号，如声音、图像、压力、流速、震动等等。在由于存在连续时间与离散时间两类不同的信号描述，就统分析部分；后六章是离散时间信号与系统分析部分。离散的编排顺序，书中的前三章主要涉及连续信号及系有两类不同的传输、处理系统。本书中采用先连续、后信号随时间变化的快、慢、延时是信号的时间特性，信先时域分析，再频（变）域分析的顺序为便于理解，对模拟与数字两类信号与系统本书都采用（变）域分析，它们是对同一事物两类不同的分析方法。（复频率）变化的角度对信号与系统进行分析，称为频角度对信号与系统进行分析，称为时域分析；从随频率信号具有不同的时间特性与频率特性。从随时间变化的

6、号所包含的主要频率、相位是信号的频率特性。不同的我们所讨论的信号是随时间变化的电压或电流。因为§1.2信号的描述及分类等表示，其中数学表达式、波形图是最常用的表示形式。信号的函数关系可以用数学表达式、波形图、数据表散信号为序列，这样在本书中信号和函数或序列通用。或离散序列表示，所以有时亦称连续信号为函数，离信号随时间变化，在数学上可以用一个连续时间函数1.确定性信号与随机信号根据随机信号的统计规律再进一步研究随机信号的特性。理论上的抽象，我们应先研究确定性信号，在此基础上识上讲，确定性信号不包括有用的或新的信息。但作为计特性，如在某时刻取某值概率的则是随机信号。从常信号等。

7、若信号不能用确定的时间函数表示，只知其统对信号可以从不同角度进行分类，下面是几种常见的信号分类。信号，也称规则信号，如正弦信号、单脉冲信号、直流如果信号被表示为一确定性的时间函数，即为确定性周期信号是依一定的时间间隔、周而复始、无始无终2.周期信号与非周期信号其中T为最小重复时间隔，也称周期。不满足上式关系的信号为非周期信号。（1-1）的信号，一般表示为3．连续时间信号与离散时间信号不特别说明，一般连续信号与模拟信号通用。如图1-2所示。时间和幅值都连续的信号也称模拟信号。度值可以是连续的，也可以是离散的(只取某些