信号与系统 刘泉 第一章 信号与系统的基本概念.ppt

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1、绪论第一章连续时域第二章离散时域第五章频域分析第三章拉普拉斯变换系统函数第四章状态变量分析法第七章Z变换第六章基本概念引导核心内容拓宽加深部分Compendiumoftextbook教材内容纲要第一章：信号与系统的基本概念F信号的概念F系统的概念F系统分析方法本章要点F引言F教材内容纲要及参考书目《信号与系统》是电类相关专业的学生必须学习的专业理论基础课程之一，本章将分别对什么是信号，什么是系统，以及系统分析所采用的方法等问题作简单介绍。引言*信息科学的应用与发展通讯古老通讯方式：烽火、旗语、信号灯近代通讯方式：电报、电话、无线通讯现代通讯方式：计算机网络通讯、视频

2、电视传播、卫星传输、移动通讯信号与系统问题无处不在信息科学已渗透到所有现代自然科学和社会科学领域*工业监控、生产调度、质量分析、资源遥感、地震预报、人工智能、高效农业、交通监控*宇宙探测、军事侦察、武器技术、安全报警、指挥系统*经济预测、财务统计、市场信息、股市分析*电子出版、新闻传媒、影视制作*远程教育、远程医疗、远程会议*虚拟仪器、虚拟手术应用举例（1）谐波分析电弧炉大型f50250幅度电网频谱分析(2)故障诊断——电动机鼠笼断条鼠笼断裂电机转子的鼠笼454950f滑差电流电动机频谱分析泄露（3）生物医学信号处理应用举例滤波以前干扰严重滤波以后干扰祛除一、信号的

3、描述二、信号的分类*什么是信号？信号是消息的一种物理体现，消息则是信号的具体内容。信号按物理属性分：电信号和非电信号,它们可以相互转换。电信号传输优点：容易产生，便于控制，易于处理。1.1信号的描述与分类一、信号的描述单边指数信号函数表达式描述信号的常用方法（1）函数表达式f(t)（2）波形descriptionofsignal单边指数信号波形图1t0f(t)“信号”与“函数”两词常相互通用1.1信号的描述与分类二、信号的分类classificationofsignal1、按信号的时间特性分类信号的分类方法很多，可以从不同的角度对信号进行分类。研究确定信号是研究随机

4、信号的基础。本课程只讨论确定信号。确定性信号连续时间信号（时间变量t连续或称模拟信号）离散时间信号抽样信号——数字信号——信号可以用确定时间函数表示的信号，称为确定信号或规则信号。如正弦信号。不能用确定时间函数表示的信号，且在任意时刻的取值都具有不确定性，只可能知道它的统计特性，如在某时刻取某一数值的概率，这类信号称为随机信号或不确定信号。电子系统中的起伏热噪声、雷电干扰信号就是两种典型的随机信号。随机信号时间离散幅值连续时间离散幅值离散()nfn()nfn()tfOt三角波1.1信号的描述与分类Ot()tf()nfn()nfn模拟信号：时间和幅值均为连续的信号。抽

5、样信号：时间是离散的，幅值是连续的信号。数字信号：时间和幅值均为离散的信号。()tfOt三角波离散时间信号(1)(2)(3)15On1-100sinwnt0sinW11.1信号的描述与分类连续时间信号n012345t0连续时间信号（可包含不连续点）离散时间信号（抽样信号）f(t)t0数字信号f(n)(2)(1)(1)01234n判断下列信号判断下列波形是连续时间还是离散时间信号，若是离散时间信号是否为数字信号？值域连续值域不连续t<0时，f(t)=0的信号称为有始信号1.1信号的描述与分类3.周期信号与非周期信号1.1信号的描述与分类周期信号(periodsigna

6、l)是定义在(-∞，∞)区间，每隔一定时间T(或整数N），按相同规律重复变化的信号。连续周期信号f(t)满足:f(t)=f(t+mT)，m=0,±1,±2,…离散周期信号f(k)满足:f(k)=f(k+mN)，m=0,±1,±2,…满足上述关系的最小T(或整数N)称为该信号的周期。不具有周期性的信号称为非周期信号。例1判断下列信号是否为周期信号，若是，确定其周期。（1）f1(t)=sin2t+cos3t（2）f2(t)=cos2t+sinπt解：两个周期信号x(t)，y(t)的周期分别为T1和T2，若其周期之比T1/T2为有理数，则其和信号x(t)+y(t)仍然是周

7、期信号，其周期为T1和T2的最小公倍数。（1）sin2t是周期信号，其角频率和周期分别为ω1=2rad/s，T1=2π/ω1=πscos3t是周期信号，其角频率和周期分别为ω2=3rad/s，T2=2π/ω2=(2π/3)s由于T1/T2=3/2为有理数，故f1(t)为周期信号，其周期为T1和T2的最小公倍数2π。（2）cos2t和sinπt的周期分别为T1=πs，T2=2s，由于T1/T2为无理数，故f2(t)为非周期信号。能量信号功率信号信号（1）信号f（t）的能量（2）信号的功率P若信号f(t)的功率有界，即0