《南京郵電學(xué)院《信號(hào)與系統(tǒng)》信號(hào)課件》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《南京郵電學(xué)院《信號(hào)與系統(tǒng)》信號(hào)課件（56頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、信號(hào)與系統(tǒng),電子教案,南京郵電學(xué)院電子工程系,信號(hào)與系統(tǒng)課程的主要內(nèi)容：,信號(hào)與系統(tǒng)的基本概念,連續(xù)信號(hào)與系統(tǒng)的時(shí)域分析,連續(xù)信號(hào)與系統(tǒng)的頻域分析,連續(xù)信號(hào)與系統(tǒng)的復(fù)頻域分析,離散信號(hào)與系統(tǒng)的時(shí)域分析,狀態(tài)變量分析,離散信號(hào)與系統(tǒng)的變換域分析,第一章 信號(hào)與系統(tǒng)的基本概念,系統(tǒng)理論：系統(tǒng)分析，系統(tǒng)綜合,1-1 信號(hào)的描述及其分類(lèi),信號(hào)：隨時(shí)間變化的物理量,信號(hào)特性：時(shí)間特性，頻率特性,1-1-1信號(hào)及其描述,時(shí)間特性：出現(xiàn)時(shí)間的先后、持續(xù)時(shí)間的長(zhǎng)短、重復(fù)周期的大小、隨時(shí)間變化的快慢等。,頻率特性：頻率分量的組成、主要頻率分量占有的范圍。,1-1-2 信號(hào)的分類(lèi),1 確定信號(hào)和隨機(jī)信號(hào),2 連續(xù)
2、時(shí)間信號(hào)和離散時(shí)間信號(hào),除若干個(gè)不連續(xù)點(diǎn)外，其它時(shí)刻都有定義，,3 周期信號(hào)和非周期信號(hào),僅在離散時(shí)刻有定義，,非周期信號(hào)可看作周期趨于無(wú)窮大時(shí)的周期信號(hào),周期信號(hào)：每隔一定時(shí)間重復(fù)出現(xiàn)且無(wú)始無(wú)終,信號(hào)的能量與平均功率的定義,設(shè)信號(hào)電壓或電流為(t),它在1歐姆電阻上的瞬時(shí)功率為|(t)|2, 在時(shí)間區(qū)間(-T,T)內(nèi)消耗的總能量為：,,,平均功率為：,能量信號(hào)：信號(hào)的能量有界，即,4 能量信號(hào)與功率信號(hào)及非能量非功率信號(hào),功率信號(hào)：信號(hào)的功率有界，即,非功率非能量信號(hào),,一般地，周期信號(hào)是功率信號(hào)，屬于能量信號(hào)的非周期信號(hào)稱(chēng)為脈沖信號(hào)，它在有限時(shí)間范圍內(nèi)有一定的數(shù)值，而當(dāng) 時(shí)，數(shù)值為零，
3、屬于功率信號(hào)的非周期信號(hào)是當(dāng) 時(shí)仍然為有限值的一類(lèi)信號(hào)。,例：如圖所示信號(hào)，判斷其是否為功率信號(hào)或能量信號(hào),解：對(duì)信號(hào) 有,,,該信號(hào)為能量信號(hào),,對(duì)信號(hào) 有,該信號(hào)為非能量非功率信號(hào),1-1-3 典型連續(xù)信號(hào),1 單位階躍信號(hào),2 單位沖激信號(hào),和,延遲單位階躍信號(hào),則,單位沖激信號(hào)的積分是單位階躍信號(hào),3 復(fù)指數(shù)信號(hào),1-2 信號(hào)的運(yùn)算,1-2-1 信號(hào)的相加與相乘,兩個(gè)信號(hào)相加與相乘，將它們?cè)谕凰查g的值相加或相乘。,,,1-2-2 信號(hào)的導(dǎo)數(shù)與積分,信號(hào)的導(dǎo)數(shù) 波形上是求信號(hào)各點(diǎn)隨時(shí)間的變化率，在不連續(xù)點(diǎn)處，,信號(hào)的積分,1-2-3 信號(hào)的時(shí)移與折疊,,,折疊(沿縱軸）,既折
4、疊又時(shí)移,1-2-4 信號(hào)的尺度變換,信號(hào)所有運(yùn)算都是對(duì) t 而言。,1-3 系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型及其分類(lèi),1-3-1 系統(tǒng)的基本概念,系統(tǒng)是由若干個(gè)互有關(guān)聯(lián)的單元組成的具有某種功能的有機(jī)整體。如通信系統(tǒng),1-3-2 系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,電路與系統(tǒng),若系統(tǒng)具有初始狀態(tài)，則,如,1-3-2 系統(tǒng)的類(lèi)別,1 連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)與離散時(shí)間系統(tǒng),2 線性系統(tǒng)和非線性系統(tǒng),線性：齊次性和疊加性,齊次性表示：,疊加性表示：,線性表示：,若系統(tǒng)具有初始狀態(tài)，線性系統(tǒng)同時(shí)滿(mǎn)足下列條件：,a 分解性,全響應(yīng)=零輸入響應(yīng)+零狀態(tài)響應(yīng),c 零狀態(tài)線性,b 零輸入線性,系統(tǒng)有多個(gè)初始狀態(tài)時(shí)，零輸入響應(yīng)對(duì)每個(gè)初始狀態(tài)呈線性,系統(tǒng)有多個(gè)
5、輸入時(shí)，零狀態(tài)響應(yīng)對(duì)多個(gè)輸入呈線性,不滿(mǎn)足齊次性,不滿(mǎn)足疊加性，系統(tǒng)是非線性的,零狀態(tài)線性，系統(tǒng)是線性的,(2)有初始狀態(tài)的系統(tǒng)，,零輸入線性,例：判斷下列系統(tǒng)是否是線性系統(tǒng)，并說(shuō)明理由,具有分解性，但不具零輸入零狀態(tài)線性。,不具分解性,線性系統(tǒng),而原方程式不能提供上式的形式，所以，該系統(tǒng)為非線性系統(tǒng)。,響應(yīng)為 ,現(xiàn)有,3 時(shí)不變系統(tǒng)和時(shí)變系統(tǒng),表示：,時(shí)不變系統(tǒng)：系統(tǒng)的參數(shù)不隨時(shí)間變化。系統(tǒng)的零狀態(tài)響應(yīng)與輸入信號(hào)的接入時(shí)間無(wú)關(guān)，而僅決定于輸入信號(hào)的波形,系統(tǒng)的線性與時(shí)不變性是兩個(gè)互不相關(guān)的概念,描述線性時(shí)不變連續(xù)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型是常系數(shù)線性微分方程，描述線性時(shí)不變離散系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型是常
6、系數(shù)線性差分方程,例：判斷下列系統(tǒng)是否為時(shí)不變系統(tǒng),解：,顯然,系統(tǒng)1為時(shí)變系統(tǒng),顯然,系統(tǒng)2為時(shí)不變系統(tǒng),4 因果系統(tǒng)和非因果系統(tǒng),因果系統(tǒng)：響應(yīng)不會(huì)超前于激勵(lì)的系統(tǒng),任何時(shí)刻的響應(yīng)只取決于激勵(lì)的現(xiàn)在與過(guò)去值，而不取決于激勵(lì)的將來(lái)值。,響應(yīng)未出現(xiàn)于激勵(lì)前，是因果系統(tǒng),解：,例： 判斷系統(tǒng)是否為因果系統(tǒng),實(shí)際系統(tǒng)都是因果系統(tǒng)，非因果系統(tǒng)是理想系統(tǒng),1-4 系統(tǒng)的模擬,1-4-1 基本運(yùn)算器,1 加法器：,2 標(biāo)量乘法器：,,3 積分器：,,1-4-2 連續(xù)系統(tǒng)的模擬圖,根據(jù)微分方程繪模擬圖,一階系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型為,改寫(xiě)為,二階系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型為,改寫(xiě)為,構(gòu)造系統(tǒng)模擬圖的規(guī)則,(1)把微分方程輸出函
7、數(shù)的最高階導(dǎo)數(shù)項(xiàng)保留在等式左邊，其他項(xiàng)移到右邊；,(2)將最高階導(dǎo)數(shù)作為第一個(gè)積分器的輸入，其輸出作為第二個(gè)積分器的輸入，以后每經(jīng)過(guò)一個(gè)積分器，輸出函數(shù)的導(dǎo)數(shù)項(xiàng)就降低一階，直到獲得輸出函數(shù)為止；,(3)把各個(gè)階數(shù)降低了的導(dǎo)數(shù)及輸出函數(shù)分別通過(guò)各自的標(biāo)量乘法器，一起送到第一個(gè)積分器與輸入函數(shù)相加，加法器的輸出就是最高階導(dǎo)數(shù),,n階系統(tǒng),如果方程中還包含 的各階導(dǎo)數(shù)，如,則引入輔助函數(shù)，使,代入原方程,由此可見(jiàn),例：試畫(huà)出下列系統(tǒng)的摸擬圖,解：設(shè),即,則,例：已知模擬圖如下，試列寫(xiě)描述系統(tǒng)輸入輸出關(guān)系的微分方程。,,,,解：設(shè)輔助函數(shù)如圖,第一章主要內(nèi)容,1信號(hào)的描述 時(shí)域表達(dá)式及波形圖,2信號(hào)的分類(lèi)及典型信號(hào),3信號(hào)的運(yùn)算 加，乘，時(shí)移和折疊，求導(dǎo)， 積分，尺度變換,4 系統(tǒng)的分類(lèi) 線性，時(shí)變性，因果性,5 系統(tǒng)的模擬,第1次作業(yè)： 1-1(2,5,8) 1-3(4,6,8) 1-9(2,3,4),第2次作業(yè) 1-14（4） 1-15(2,3,510)(選一題寫(xiě)出過(guò)程) 1-16(3,5,7) 1-17(1,4,6) 1-19 1-20,,,,
南京郵電學(xué)院《信號(hào)與系統(tǒng)》信號(hào)課件
