信号与系统分析绪论课件

信号与系统分析

——电子教案1信号与系统分析绪论本课程的重要性和要解决的问题信息时代的特征——用信息科学和计算机技术的理论和手段来解决科学、工程和经济问题.对各种信息进行提取、传输和处理，必然涉及到信号与系统。2信号与系统分析绪论信号与系统的理论与方法在很多科学领域起重要作用

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、视频电视传播、卫星传输、移动通讯3信号与系统分析绪论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4信号与系统分析绪论信息技术的应用举例

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5信号与系统分析绪论

两大模块:信号与系统研究的对象:线性时不变系统(LTI)信号的分析法___时域分析;频域分析;变换域分析系统的分析法___时域分析;频域分析;变换域分析系统的设计本课程所涉及的内容6信号与系统分析绪论本课程要解决的问题要有效的传输、处理信号，就必须对信号的属性，对传输、处理信号的系统有透彻的了解，因而必须学会分析信号与系统的理论和方法。研究信号与系统的基本理论和基本方法:(1).信号分析:

连续时间信号离散时间信号(2).线性系统分析:连续时间LTI系统的分析离散时间LTI系统的分析--------时域分析法、频域分析法、变换域分析法信号活动中的系统设计(3)信号活动中的系统设计7信号与系统分析绪论《信号与系统分析》课程大纲信号与系统概论 信号与系统概论。第一章信号与系统讨论信号与系统及有关的基本概念，常用的基本信号，系统的性质，系统的框图表示。第二章信号与系统的时域分析讨论LTI系统时域分析法，包括信号在时域的分解，卷积积分和卷积和。系统的性质。第三章拉普拉斯变换应用拉氏变换分析线性系统

8信号与系统分析绪论第四章Z变换 并行的讨论连续时间信号与系统和离散时间信号与系统在变换域的分析方法，并建立连续时间信号与离散时间信号之间的联系。第五章连续时间信号与系统的傅里叶分析

连续时间周期信号和非周期信号的傅立叶变换，傅立叶变换的基本性质，连续时间LTI系统的频域分析（卷积定理）和抽样定理。第六章离散时间信号与系统的傅里叶分析与第四章并行的讨论离散时间信号与离散时间LTI系统的频域分析法。9信号与系统分析绪论

10信号与系统分析绪论第七章模拟与数字滤波器

付里叶分析的一种应用，建立连续时间信号与离散时间信号的联系。11信号与系统分析绪论1.A.V.Oppenheim,A.S.WillskywithI.T.Young.SignalsandSystems.Prentice-Hall.Inc.1997.2.吴湘淇.信号系统与信号处理.北京电子工业出版社1996.3.郑君里杨为理.信号与系统.清华大学出版社,1999.4.管致中夏恭恪.信号与线性系统.人民教育出版社19835.姜建国，曹建中，高玉明.信号与线性系统分析基础.清华大学出版社,1999.参考书目录12信号与系统分析绪论对学生的几点要求：听课作业实验答疑13信号与系统分析绪论绪论信号的概念信号的分类信号的特征系统的概念系统的分类信号与系统分析14信号与系统分析绪论§1.1 信号的概念§1.1.1信息与信号1.信息——由一定的符号按照一定的规律排列起来具有某种含义的对象.例如:语言、文字、图画、数据、符号等→信号，以便远距离、高速、高效传输2.信号——是信息的载体,信息的表达形式，信息则是信号的具体内容,在信息活动中信号则指欲传输待处理的对象.15信号与系统分析绪论§1.1.1 信号的概念3.信号的描述物理上：信号是信息的载体通常表现为随时间变化的物理量，如：声、光、电、力等。电信号：随时间变化的电压、电流、电荷、磁通。数学上：信号是一个或多个变量的函数形态上：信号表现为一种波形语言、文字图画、数据符号16信号与系统分析绪论信号的数学描述——表达式周期=2*pi相位=0.5幅度=A17信号与系统分析绪论对阻尼振荡的数学描述18信号与系统分析绪论一段鸟鸣的声音的时域波形19信号与系统分析绪论鸟鸣在不同频率时的幅度分布—频谱20信号与系统分析绪论鸟鸣声的时—频谱阵图21信号与系统分析绪论§1.1.2信号分类：

1.确知信号:具有确定的函数关系(自变量的函数).

随机信号:不可预知的信号，例如信号传输中的干扰、噪声等。本课程只研究确知信号2.连续时间信号：自变量的取值范围是连续的，在实数域内取值。

离散时间信号：自变量只能取整数，也称为离散时间序列。

22信号与系统分析绪论注:n只能取整数,在两个整数值之间没有定义,x[n]可以描述自变量本来就是离散的现象,而大多数情况下它是连续信号经过采样后得到的离散序列•数字信号函数值取整数的离散时间信号.23信号与系统分析绪论连续时间信号的例子：离散时间信号的例子：

连续时间信号离散时间信号24信号与系统分析绪论§1.1.2

信号分类：

3.周期信号和非周期信号。

连续时间周期信号

离散时间周期信号

25信号与系统分析绪论§1.1.3信号的特征:自变量的函数具有:

1.时间特性(位移)-----波形的变化2.频率特性(频率分量:幅度、相位，信号带宽)

3.能量特性

26信号与系统分析绪论3.信号的能量特性：连续时间信号在区间的能量定义为：连续时间信号在区间的平均功率定义为：27信号与系统分析绪论离散时间信号在区间的能量定义为在区间的平均功率为

周期信号能量：用它的平均功率表征:28信号与系统分析绪论（以T为周期）或（以N为周期）29信号与系统分析绪论§1.2系统的概念§1.2.1系统:若干相互依赖、相互作用的事物组合而成的具有特定功能的整体或某一个过程---完成信号某种活动的过程,可以是物理的或非物理的系统.§1.2.2系统的分类:

连续时间系统离散时间系统30信号与系统分析绪论按系统自身的特性，分为：线性与非线性系统时变与时不变系统即时系统与动态系统（记忆与非记忆）因果与非因果系统可逆与不可逆系统稳定与不稳定系统集总参数与分布参数系统

本课程只讨论集总参数LTI系统§1.2.2系统的分类31信号与系统分析绪论§1.3信号与系统分析§1.3.1信号分析:

基本目的：是揭示信号自身的特性(时间特性、频率特性)，以及信号发生改变时，其特性相应的变化。

基本思想：信号分解为简单基本单元信号的线性组合，这种分解可以在时域、频域、变换域进行，相应产生了三种分析方法。32信号与系统分析绪论§1.3.1信号分析:时域：以(t)

(n)

作为基本单元频域：以ejtejn

作为基本单元变换域：以estZn

作为基本单元从连续时间信号离散时间信号，产生了抽样理论。为适应数字信号处理数字信号分析DFTFFT小波分析，时频分析抽样继续发展33信号与系统分析绪论§1.3.2系统分析:系统分析的任务：（１）求特定系统对给定输入的响应（２）从已知系统的激励与