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信号与系统第一章 绪论 PPT课件.ppt

上传人:微传9988 文档编号:2633290 上传时间:2018-09-24 格式:PPT 页数:22 大小:4.46MB
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资源描述

1、信号与系统,第一章 信号与系统的基本概念,1,课程讲授者:张旭琳 办公室:科技楼534 联系电话:26534860 E-mail:,2,课程概论,课程名:信号与系统 学分:3 时间:春夏季学期1-19周 先修课程: 高等数学 数学物理方法 电路分析 线性代数,3,学习方法,统观全局,明确所学内容和所学概念在课程中的位置;不要逃避数学推导和运算,要注重物理概念与数学分析之间的对照,不要盲目计算;计算和物理意义相结合,注意分析结果的物理解释,以便于更好地理解物理概念;同一问题可能有多种解法,应寻找最简单、最合理的解法,比较各方法之优劣;要注意反复学习课程的基本概念,及时复习、做作业。,4,绪论 第

2、一章,连续系统 第二章,离散系统 第五章,傅里叶变换 第三章,拉普拉斯变换 第四章,状态变量法 第七章,Z变换 第六章,基本概念,拓宽加深部分,教材内容纲要及参考书目,余成波等。信号与系统(第二版),清华大学出版社,2007年。,核心内容,5,参考书目,6,成绩考核,出勤情况:15% 作业&讨论:15% 期末考试:70% 申请免听课的同学:作业要按时完成,7,电类相关专业的学生,专业理论基础课程。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,*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

3、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,8,应用举例(1)谐波分析,电弧炉,大型,f,50,250,幅度,电网,频谱分析,9,(2)故障诊断电动机鼠笼断条,鼠笼断裂,电机转子 的鼠笼,f,频谱分析,泄露,10,(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,11,各种传输信号的方法:烽火、鼓声、旗语、电信号 信号按物理属性分:电信号和非电信号,它们可以相互转换。,1.1 信号的定义与分类,信号是信息的一种物理体现,信息则是信号的具体内容。,

4、电信号传输优点:容易产生,便于控制,易于处理。,本课程讨论电信号-简称“信号”,一、信号的定义,电压、电流、电荷、磁通,12,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,单边指数信号波形图,在本书中,“信号”与“函数”两词常相互通用,13,模拟信号:时间和幅值均为连续的信号。,抽样信号: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。,(1),(2),(3),14,二、信号的分类 classification of signal,1、确定信号与随机信号,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信号

5、的基础。本课程只讨论确定信号。,确定信号,连续时间信号(时间变量t连续,所有实数,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,15,连续时间信号,连续时间信号(可包含不连续点),离散时间信号(抽样信号),数字信号,f(n),(2) (1) (1),0 1 2 3

6、 4,n,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,16,2、周期信号与非周期信号,周期信号是定义在(-,)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,,t为任意实数 离散周期信号fk满足: fk = fk + mN,m = 0,1,2,,k为任意整数 满足上述关系的最小T(或整数N)称为该信号的周期。,在时间上不具有周期性的信号称为非周期信号。,准周期信号:由有限个周期信号合成,但各周期信号的频率相互间不是公倍数关系,其合成信号不满足周期

7、条件。常出现在通信领域。,17,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+sint,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1= 2 rad/s , T1= 2/ 1= s cos3t是周期信号,其角频率和周期分别为2= 3 rad/s , T2= 2/ 2= (2/3) s,由于T1/T2= 3/2为有理数,故f1(t)为周期信号,其周

8、期为T1和T2的最小公倍数2。,(2) cos2t 和sint的周期分别为T1= s, T2= 2 s,由于T1/T2为无理数,故f2(t)为非周期信号。,18,3、能量信号与功率信号,(1)信号f(t)的能量,将信号f (t)施加于1电阻上,它所消耗瞬时功率为 ,在区间 ( , )的能量和平均功率定义为:,(2)信号f(t)的功率,若信号f(t)的功率有界,即P ,则称为功率有限信号,简称功率信号,此时E=。,若信号f(t)的能量有界,即E ,则称其为能量有限信号,简称能量信号,此时P=0。,2.23,19,依据定义,判断信号,(1)信号f(t)的能量,(2)信号f(t)的功率,直流信号也属于功率信号,20,4、时限与频限信号,时域有限信号:在有限区间(t1,t2)内定义,而此区间外恒等于零。其频谱在频率轴上可以延伸至无限远。,频域有限信号:信号经过傅里叶变换,在频域内占据一定带宽(f1,f2),其外恒等于零。一有限带宽的信号,在时间轴上延伸至无限远。,5、物理可实现信号,物理可实现信号是指满足条件t0时,f(t)=0,即在时刻小于零的一侧全为零,信号完全由时刻大于零的一侧确定,又称单边信号。反映了物理上的因果律。,物理系统是指当激发脉冲作用于系统之前,系统是不会有响应的。,21,Thanks for listening!,

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