第一,信号的概念

消息(message):经常把各种来自外界的报道称为消息。

信息(information):消息中有意义的内容通常被称为信息。

信号(signal):信号是反映信息的各种物理量,是系统为实现通信而直接处理和转换的对象。

信号是信息的表现形式,信息是信号的具体内容。

信号是信息的载体,信息是通过信号传递的。


第二,系统的概念

系统(system)指几个相互关联的事物组合在一起,形成具有特定功能的整体。

描述和分类1.2信号

第一,描述信号

1、数学描述:使用特定的数学表达式,将信号描述为一个或多个自变量函数或序列。

2、波描述:根据函数自变量的变化关系,绘制信号的波形。

“信号”和“函数”这两个词通常是相互通用的。

第一节课讲的内容不多,主要是介绍信号和系统的大致内容,以及考试中经常考的知识点。

在第一章中,信号和系统有一个特殊的描述信号和系统的语言,以及一整套有力的分析信号和系统的方法,因为信号和系统的概念出现在各个领域。

这种语言和方法可以很好地应用于这些领域需要解决的问题。

本章从引入信号和系统的数学描述及其表达开始,构建了这样一个分析系统。

一是连续时间和离散时间。

在数学上,信号可以代表一个或多个变量的函数。

举例来说,语音信号可以代表声压随时间变化的函数。

一张黑白照片可以用亮度随二维空间变量变化的函数来表示。

然而,本书的讨论范围仅限于单个变量的函数。

为了方便起见,自变量通常在讨论中用时间来表示。

然而,在一些特定的应用中,自变量不一定是时间。

整本书将考虑两种基本类型的信号:连续时间信号和离散时间信号。

在前一种情况下,自变量是连续可变的,因此信号在自变量的连续值上有定义;后者只定义在离散时间点,即自变量只取在一组离散值上。

为了区分这两种类型的信号,我们用t表示连续时间变量,用n表示离散时间变量。

此外,连续时间信号由圆括号()包括自变量,而离散时间信号由方括号[]表示。

如果用图表表示信号很有用,也可以。

需要注意的是,离散时间信号x[n]只有在自变量的整数值上才有定义,离散时间信号x[n]图表也是为了强调这一点,有时候为了强调这一点,简单地称X。

这是一个离散时间序列。

[例1.2.判断以下信号是否为周期信号,如果是,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)它们的周期分别是T1和T2,如果它们的周期比T1/T2有理数,那么它们和信号x(t)+y(t)这仍是一个周期信号,它的周期是T1和T2的最小公倍数。

(1)sin2t是一个周期信号,它的角频和周期分别是ω1=2rad/s,T1=2π/ω1=πscos3t是一个周期信号,

它的角频和周期分别是ω2=3rad/s,T2=2π/ω2=(2π因为T1/T2=3/2是有理数,所以f1(t)这是一个周期信号,它的周期是T1和T2的最小公倍数。

(2)cos2t和sinπT的周期分别为T1=πs,T2=2s,因为T1/T2是无理数,所以f2(t)非周期信号。

结论:①连续性的正弦信号必须是周期信号,而正弦序列不一定是周期序列。

②两个周期信号之和不一定是周期信号,而两个周期序列之和必须是周期序列。


第二,信号能量和功率

信号可以看作是随时间变化的电压或电流,信号f(t)1欧姆电阻上的瞬时功率为|f(t)|2,时间间隔消耗的总能量和平均功率分别定义为:

能量信号:信号总能量为有限值,信号平均功率为零。

功率信号:平均功率为有限值,信号总能量为无限大。

在物理系统中,我们知道如何解决信号的能量和功率。

对于信号,戴氏也有解决信号的能量和功率的方法。

由于模型的相似性,信号的能量和功率可以通过类比来解决。

对于连续时间信号,如果x(t)它是一个周期信号,寻求连续时间周期信号x。

(t)能量是对X(t)从负无穷大到正无穷大,对x进行无穷大(t)模具的平方积分,显然结果是无限的,对于连续时间周期信号x,(t)功率是在一个周期内对x的。

(t)模具8的平方积分再除以周期T。

同样,对于离散时间信号x[n]能量和功率的求法差不多,只是把积分换成求和的形式。



三是自变量的变化

信号和系统分析中一个非常重要的概念是信号转换的概念。

本节只关注几个非常有限但非常重要的最基本的信号变化,这些变化只涉及自变量的简单变化,即时间轴的变化。

信号的基本运算一、信号的基本运算+、-、×计算两个信号f1(·)和f2(·)+、-、×指两个信号值在同一时间对应加减乘。

信号和系统的几个基本性质可以引入这些基本的信号变化。

1:时间移动。

将离散时间信号表示为x[n]并且进行时移的x[n-n0](n0是常数),这两个信号在形状上是完全相同的,但在位置上是相互移位的,在连续时间信号域内有x。

(t)并且进行时移的x(t-t0(t0是常数),这里的x(t-t0)代表一个x延迟为t0(如果t0为正)(t),或代表xx超前为t0(如果t0为负)(t),意味着时间的平移,或者提前,或者延迟,在形状上没有变化。

但需要注意的是,无论自变量t前面的系数是否为1,时间t的时间移动和离散时间信号都是一样的。

2.尺度变换(横坐标展缩)将f(t)→f(at),称为对信号f(t)尺度变换。

如果是a>1,则沿横坐标压缩波形;如果是01则f;(at)将f(t)由于ff,波形沿时间轴压缩到原来的1/a对离散信号,(ak)只有当ak是整数时才有意义,当尺度变换时,一些信号可能会丢失。

所以一般不做波形的尺度变换。



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课时一信号与系统mp4


课时二连续系统的时域分析mp4


课时三离散系统的时域分析.mp4


课时四傅里叶变换及系统的频域分析mp4


课时五S域分析mp4


课时六Z域分析.mp4


课时七系统函数mp4


课时八系统状态变量分析mp4


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散系统的时域分析讲解视频截图:

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