《南京郵電學(xué)院《信號與系統(tǒng)》信號課件》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《南京郵電學(xué)院《信號與系統(tǒng)》信號課件（56頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、信號與系統(tǒng),電子教案,南京郵電學(xué)院電子工程系,信號與系統(tǒng)課程的主要內(nèi)容：,信號與系統(tǒng)的基本概念,連續(xù)信號與系統(tǒng)的時域分析,連續(xù)信號與系統(tǒng)的頻域分析,連續(xù)信號與系統(tǒng)的復(fù)頻域分析,離散信號與系統(tǒng)的時域分析,狀態(tài)變量分析,離散信號與系統(tǒng)的變換域分析,第一章 信號與系統(tǒng)的基本概念,系統(tǒng)理論：系統(tǒng)分析，系統(tǒng)綜合,1-1 信號的描述及其分類,信號：隨時間變化的物理量,信號特性：時間特性，頻率特性,1-1-1信號及其描述,時間特性：出現(xiàn)時間的先后、持續(xù)時間的長短、重復(fù)周期的大小、隨時間變化的快慢等。,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 信號的分類,1 確定信號和隨機(jī)信號,2 連續(xù)
2、時間信號和離散時間信號,除若干個不連續(xù)點外，其它時刻都有定義，,3 周期信號和非周期信號,僅在離散時刻有定義，,非周期信號可看作周期趨于無窮大時的周期信號,周期信號：每隔一定時間重復(fù)出現(xiàn)且無始無終,信號的能量與平均功率的定義,設(shè)信號電壓或電流為(t),它在1歐姆電阻上的瞬時功率為|(t)|2, 在時間區(qū)間(-T,T)內(nèi)消耗的總能量為：,,,平均功率為：,能量信號：信號的能量有界，即,4 能量信號與功率信號及非能量非功率信號,功率信號：信號的功率有界，即,非功率非能量信號,,一般地，周期信號是功率信號，屬于能量信號的非周期信號稱為脈沖信號，它在有限時間范圍內(nèi)有一定的數(shù)值，而當(dāng) 時，數(shù)值為零，
3、屬于功率信號的非周期信號是當(dāng) 時仍然為有限值的一類信號。,例：如圖所示信號，判斷其是否為功率信號或能量信號,解：對信號 有,,,該信號為能量信號,,對信號 有,該信號為非能量非功率信號,1-1-3 典型連續(xù)信號,1 單位階躍信號,2 單位沖激信號,和,延遲單位階躍信號,則,單位沖激信號的積分是單位階躍信號,3 復(fù)指數(shù)信號,1-2 信號的運算,1-2-1 信號的相加與相乘,兩個信號相加與相乘，將它們在同一瞬間的值相加或相乘。,,,1-2-2 信號的導(dǎo)數(shù)與積分,信號的導(dǎo)數(shù) 波形上是求信號各點隨時間的變化率，在不連續(xù)點處，,信號的積分,1-2-3 信號的時移與折疊,,,折疊(沿縱軸）,既折
4、疊又時移,1-2-4 信號的尺度變換,信號所有運算都是對 t 而言。,1-3 系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型及其分類,1-3-1 系統(tǒng)的基本概念,系統(tǒng)是由若干個互有關(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)的類別,1 連續(xù)時間系統(tǒng)與離散時間系統(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)同時滿足下列條件：,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)有多個初始狀態(tài)時，零輸入響應(yīng)對每個初始狀態(tài)呈線性,系統(tǒng)有多個
5、輸入時，零狀態(tài)響應(yīng)對多個輸入呈線性,不滿足齊次性,不滿足疊加性，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 時不變系統(tǒng)和時變系統(tǒng),表示：,時不變系統(tǒng)：系統(tǒng)的參數(shù)不隨時間變化。系統(tǒng)的零狀態(tài)響應(yīng)與輸入信號的接入時間無關(guān)，而僅決定于輸入信號的波形,系統(tǒng)的線性與時不變性是兩個互不相關(guān)的概念,描述線性時不變連續(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)是否為時不變系統(tǒng),解：,顯然,系統(tǒng)1為時變系統(tǒng),顯然,系統(tǒng)2為時不變系統(tǒng),4 因果系統(tǒng)和非因果系統(tǒng),因果系統(tǒng)：響應(yīng)不會超前于激勵的系統(tǒng),任何時刻的響應(yīng)只取決于激勵的現(xiàn)在與過去值，而不取決于激勵的將來值。,響應(yīng)未出現(xiàn)于激勵前，是因果系統(tǒng),解：,例： 判斷系統(tǒng)是否為因果系統(tǒng),實際系統(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,改寫為,二階系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型為,改寫為,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)項保留在等式左邊，其他項移到右邊；,(2)將最高階導(dǎo)數(shù)作為第一個積分器的輸入，其輸出作為第二個積分器的輸入，以后每經(jīng)過一個積分器，輸出函數(shù)的導(dǎo)數(shù)項就降低一階，直到獲得輸出函數(shù)為止；,(3)把各個階數(shù)降低了的導(dǎo)數(shù)及輸出函數(shù)分別通過各自的標(biāo)量乘法器，一起送到第一個積分器與輸入函數(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,例：試畫出下列系統(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信號的描述 時域表達(dá)式及波形圖,2信號的分類及典型信號,3信號的運算 加，乘，時移和折疊，求導(dǎo)， 積分，尺度變換,4 系統(tǒng)的分類 線性，時變性，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)(選一題寫出過程) 1-16(3,5,7) 1-17(1,4,6) 1-19 1-20,,,,
南京郵電學(xué)院《信號與系統(tǒng)》信號課件
