1.1信号与系统概述信号的概念1主要内容
系统的概念2
信号与系统研究的主要问题
3
信号与系统面对最基本问题
1、什么是信号?
信号是消息的表现形式,消息则是信号的具体内容。
信号是各类消息的运载工具,是某种变化的物理量。
如温度、气压、水流、水压、流量、语音、图像等等。
手机铃声、红绿灯为声信号、光信号。
不同的声、光、电信号都包含有一定的意义,这些意义统称为信息。
消息中有意义或实质性的内容可用信息量量度。
现代社会的人每天都会与各种各样载有消息的信号密切接触。
例如电台、电视台借助一定形式的信号发送节目,听众观众听广播、看电视是接收信息;借助网络人们打电话、上网、用微信既可以接收信息,也可以发送信息。
2、什么是系统?
系统是由若干相互作用和相互依赖的事物组合而成的具有特定功能的整体。
在自然、社会、工程、物理等诸多领域中,有诸多不同的系统。
系统的概念与方法被广泛应用。
通信、控制系统是信息科学与技术领域的重要组成部分,它们还可以组合成更复杂高级的系统。
本课程主要借助电路问题,讨论系统分析的概念与方法。
信号、电路(网络)与系统之间联系密切。
离开信号,电路与系统没有意义。
信号是待处理消息的表现形式,而电路或系统是为对信号进行加工处理的某种组合。
电路与系统两词差别主要在着眼点或角度不同。
电路问题关心局部,系统问题关注全局。
主要研究信号通过系统进行传输、处理的基本理论和基本分析f (⋅)y (⋅)
h (⋅)方法,通常可由下图所示的方框图表示。
信号与系统的研究与描述
其中f (⋅)是系统的输入(激励),y (⋅)是系统的输出(响应),h (⋅)是系统特性一种描述。
“⋅”是自变量,可以是连续变量t ,也可以是离散变量n 。
课程中默认自变量(独立变量)为时间。
信号与系统分析框图中,有激励、系统特性、响应三个变量,描述信号与系统有时域、频域、复频域三种方法。
研究的主要问题是
各变量不同描述方法之间的转换关系。
三个变量之间的关系(已知其中两个求解出第三个)。
因为存在连续与离散时间两类不同的信号描述,为此有连续与离散两类不同的分析、处理系统。
课程学习采用先连续,后离散的顺序进行。
单位阶跃信号定义、波形1
用阶跃信号表示接入特性2
主要内容
用阶跃信号表示开关特性
3阶跃信号
1、单位阶跃信号1
0u (t )t t <00t >01u (t )=2、用阶跃信号表示接入特性
单位阶跃信号u
(t )的定义
t <00t >0f (t )
特性或因果(单边)特性。
利用单位阶跃信号u (t )可以很方便地用数学函数描述信号的接入=f (t )u (t )
阶跃信号
解例用阶跃信号表示如图所示的单边正弦信号。
sin ωt
t <0
0t >0f 1(t
)=1−1
f 1(t )
t 0…
T T /2=sin ωt u (t )2、用阶跃信号表示接入特性
3、用阶跃信号表示开关特性。