信号与系统的基本概念.ppt

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1、第1章信号与系统的基本概念1.1引言1.2信号1.3信号的基本运算1.4几种常见信号1.5系统的描述1.6系统的性质1.7LTI系统分析方法在各种领域中信号与系统的概念出现的极为广泛，而与其相关的分析思想和分析方法在很多科学技术领域起着很重要的作用。一般将语言、文字、图像或数据统称为消息；而信号是指消息的表现形式与传送载体；信息指消息中赋予人们的新知识、新概念等。电信号是应用最广泛的物理量，如电压、电流、电荷、磁通等。总之，信号是消息的表现形式与传送载体，消息是信号的传送内容。系统（SYSTEM）指由若干相互作用和相互

2、依赖的事物组合而成的，具有稳定功能的整体。系统可以看作是变换器、处理器。电系统具有特殊的重要地位，某个电路的输入、输出是完成某种功能，如微分、积分、放大，也可以叫系统。1.1引言下一页返回在电子技术领域中，“系统”、“电路”、“网络”三个名词在一般情况下可以通用。信号的概念与系统的概念是紧密相连的。信号在系统中按一定规律运动、变化，系统在输入信号的驱动下对它进行“加工”、“处理”并发送输出信号，如图1-1所示，输入信号常称为激励，输出信号常称为响应。在电子系统中，系统通常是电子线路，信号是随时间变化的电压或电流（有时可

3、能是电荷或磁通），即电信号，它是现代科学技术中应用最广泛的信号。本书将只涉及电信号。1.1引言返回上一页1.2.1信号的描述信号是消息的表现形式，通常表现为虽若干变量而变化的某种物理量。在数学上，可以描述为一个或多个独立变量的函数。为了对信号进行处理或传输，要对信号的特性进行分析研究。这既可以从信号随时间变化的快、慢、延时来分析信号时间特性，也可以从信号所包含的主要频率分量的振幅大小、相位的多少来分析信号的频率特性。当然，不同的信号具有不同的时间特性与频率特性。若信号是单个独立变量的函数，称这种信号为一维信号。一般情况

4、下。信号为n个独立变量的函数时，1.2信号下一页返回就称为n维信号。为方便起见，一般将信号的自变量设为时间t或序号n.。于离散信号，亦可称为序列。因此信号与函数、序列这三个名词是通用的。信号的函数关系可以用数学表达式、波形图、数据表等表示，其中数学表达式、波形图是最常用的表示形式。1.2.2信号的分类根据信号的特性,可以对常用信号进行分类。1．连续信号和离散信号根据信号按自变量时间（或其它量）取值在定义域内的连续与否来分可分为连续时间信号与离散时间信号，分别简称为连续信号与离散信号。1.2信号下一页返回上一页1）连续时

5、间信号连续时间信号自变量的取值在定义域内是连续的，而信号的值域可以是连续的，也可以不是。电路基础课程中所引入的信号都是连续信号。2）离散时间信号离散时间信号自变量的取值在定义域内是离散的，信号的值域可以是连续的，也可以是不连续的。离散信号也常称为序列。2．周期信号和非周期信号在规则信号中又可分为周期信号与非周期信号。所谓周期信号是指信号在定义区间（－∞，∞），1.2信号下一页返回上一页依一定时间间隔按相同规律周而复始变化，而且是无始无终的信号。而时间上不满足周而复始特性的信号称为非周期信号。3．确定性信号与随机性信号对

6、于确定的时刻，信号有确定的数值与之对应，这样的信号称为确定性信号。不可预知的信号称为随机信号。4．能量信号和功率信号如果把信号f(t)看作是随时间变化的电压和电流，则当信号f(t)通过电阻时，信号在时间间隔－内所消耗的能量称为归一化能量，即为1.2信号下一页返回上一页而在上述时间间隔内的平均功率称为归一化功率，即为5．有时限信号与无时限信号若在有限时间区间()内信号f(t)存在，而在此时间区间以外，信号f(t)=0，则此信号即为有时限信号，简称时限信号。否则即为无时限信号。1.2信号返回上一页1.3.1信号的相加与相乘

7、1．信号的时域相加两个信号相加，其和信号等于对应时刻的两函数值相加。2．信号的时域相乘两个信号相乘，其积信号等于对应时刻的两函数值相乘。1.3.2信号的平移、反转与尺度变换1．信号的平移信号的平移就是指。即：将信号f(t)沿t轴平移即得时移信号，为常数。1.3信号的基本运算下一页返回其中，，右移（滞后）；，左移（超前）。由于信号一般以时间t为自变量，因此信号的平移亦称为时移。2．信号的反转信号的反转就是指。从波形看，反转信号f(-t)的波形相当于将f(t)的波形以t=0为轴反转180度得到。即以纵轴为轴折叠，f(t)和

8、f(-t)的波形相对于纵轴成镜像关系。3．尺度变换或信号的展缩尺度的变换就是指。即波形发生压缩或扩展，标度变换。1.3信号的基本运算下一页返回上一页4．综合变换对于，其转换步骤一般为：1）先尺度变换：若a>1，则压缩a倍；若a<1，则扩展倍。2）后平移（时移）：若为“＋”，则左移单位；若为“－”，则右移单位。3）加上反转：1.3信