信号与系统的基本概念教学.ppt

《信号与系统的基本概念教学.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《信号与系统的基本概念教学.ppt（25页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第第一章一章 信号与系统的基本概念信号与系统的基本概念1-1 1-1 信号及其分类信号及其分类1、信号：消息的运载工具和表现形式、信号：消息的运载工具和表现形式2、表示：、表示：函数：函数：f(t)=Af(t)=Am mcos(cos(t+t+)波形：波形：数据：数据：t 0.10.20.30.40.50.60.7u(t)1.21.41.31.71.11.91.83、分类：分类：周期信号周期信号非周期信号非周期信号 连续信号连续信号 离散信号离散信号能量信号能量信号功率信号功率信号 确定信号确定信号 随机信号随机信号消息、信号、消息、信号、信息信息12、直流信号、直流信号f(t)=Af(t)=

2、Am mcos(cos(t+t+)1-2 常用连续时间信号常用连续时间信号1、正弦信号、正弦信号(-(-t)t)f(t)=Af(t)=A (-(-t)t)3、单位阶跃信号单位阶跃信号 性质：性质：切除性切除性 y(t)=f(t)U(t)y(t)=f(t)U(t)24、单位门信号、单位门信号5、单位冲激信号、单位冲激信号 性质：性质：U(t)U(t)与与(t)(t)关系：关系：或或3 例例1：画出下列信号时域波形画出下列信号时域波形 f(t)=5U(-t-1)例例2：求下列表达式值求下列表达式值 y(t)=U(t2+5t+4)=3/2=13/846、单位冲激偶信号、单位冲激偶信号 性质性质：例例

3、:求求=2=(t)+U(t)57、单位符号信号、单位符号信号 8、单位斜坡信号：、单位斜坡信号：单位斜坡信号与阶跃信号、冲激信号关系：单位斜坡信号与阶跃信号、冲激信号关系：69、复指数信号、复指数信号特点：特点：(1)s=0:f(t)=K (1)s=0:f(t)=K （直流信号）（直流信号）(2)(2)=0:=0:其中其中(-(-t)t)(3)(3)=0:=0:（等幅正弦信号）（等幅正弦信号）（幅值为指数函数的正弦信号）（幅值为指数函数的正弦信号）（实指数信号）（实指数信号）(4)(4)s=s=+j+j:710、抽样信号：、抽样信号：性质：性质：(1)f(t)=f(-t)(1)f(t)=f(-

4、t)(2)f(0)=1(2)f(0)=1(3)(3)(-(-t)t0 当当0a1时：时：y(t)相对相对f(t)压缩压缩a倍倍.10解解:练习练习1:已知已知f(t)如图所示，求如图所示，求f(2t)和和f(t/2)的波形。的波形。11解：解：练习练习2:已知已知f(t)如图所示，求如图所示，求 y(t)=f(-3t+6)的波形。的波形。方法方法2：方法方法3：方法方法1展缩展缩折叠折叠平移平移平移平移展缩展缩折叠折叠12解解:例例:已知已知f(t)如右图所示，求其一次微分后的波形如右图所示，求其一次微分后的波形y(t)。13三、信号分解三、信号分解：其中：其中：1）f(t)=fD(t)+fA

5、(t)直流分量（平均值）直流分量（平均值）交流分量交流分量2）f(t)=fo(t)+fe(t)其中：其中：奇分量奇分量偶分量偶分量例例1：求：求fD(t)和和fA(t)例例2：求求fo(t)和和fe(t)14任意信号的其它分解：任意信号的其它分解：矩形分解矩形分解3）任意连续时间信号可分解为冲激信号的连续和。任意连续时间信号可分解为冲激信号的连续和。154）任意连续时间信号可分解为阶跃信号的连续和。任意连续时间信号可分解为阶跃信号的连续和。165）f(t)=C1 f1(t)+C2 f2(t)+Cn fn(t)其中：其中：f1(t)、f2(t)、fn(t)完备正交函数集完备正交函数集6）7）17

6、1-4 连续时间系统的基本概念连续时间系统的基本概念一、系统概念一、系统概念 1）定义：）定义：相互作用、相互依赖事物集合，具有特定功能的整体。相互作用、相互依赖事物集合，具有特定功能的整体。2）功能：）功能：完成信号产生、变换、运算等。完成信号产生、变换、运算等。3）分类：）分类：集中参数系统集中参数系统 分布参数系统分布参数系统 线性系统线性系统 非线性系统非线性系统 连续系统连续系统 离散系统离散系统 时不变系统时不变系统 时变系统时变系统 动态系统动态系统 静态系统静态系统 因果系统因果系统 非因果系统非因果系统 单输入单输入/单输出系统单输出系统多输入多输入/多单输出系统多单输出系统

7、18二、线性时不变系统特性二、线性时不变系统特性 1、齐次性、齐次性 2、叠加性、叠加性4、时不变性、时不变性3、线性、线性5、微分性、微分性6、积分性、积分性7、因果性、因果性19 8、响应可分解性、响应可分解性 9、零输入线性、零输入线性10、零状态线性、零状态线性例：判断下列系统为哪种系统？例：判断下列系统为哪种系统？20三、信号与系统分析三、信号与系统分析 2、系统分析：、系统分析：已知系统模型，研究系统对各种激励信号作用已知系统模型，研究系统对各种激励信号作用下的响应特性。下的响应特性。4、分析方法：、分析方法：3、信号与系统分析的意义：、信号与系统分析的意义：（1 1）信号时间特性

8、与系统时间特性匹配；）信号时间特性与系统时间特性匹配；（2 2）信号频率特性与系统频率特性匹配；）信号频率特性与系统频率特性匹配；（3 3）信号功率特性与系统负载功率匹配；）信号功率特性与系统负载功率匹配；（4 4）信号信息含量与系统容量匹配；）信号信息含量与系统容量匹配；分解分解阶跃信号阶跃信号冲激信号冲激信号正弦信号正弦信号指数信号等指数信号等基本信号特性基本信号特性复杂信号特性复杂信号特性基本信号基本信号 1、信号分析：、信号分析：复杂信号复杂信号时域法时域法/变域法变域法内部法内部法/外部法外部法21例例1：右图所示系统已知：右图所示系统已知：则对下图所示系统，则对下图所示系统，解：解

9、：对所示的级联系统，有对所示的级联系统，有22例例2：已知：已知：f1(t)作用于某线性时不变系统的零状态响应为作用于某线性时不变系统的零状态响应为y1(t)，如图所示。，如图所示。求求f2(t)作用于该系统的零状态响应为作用于该系统的零状态响应为y2(t)。y2(t)=y1(t)-y1(t-1)+y1(t-2)解解:f2(t)=f1(t)-f1(t-1)+f1(t-2)23例例3：已知某线性时不变系统，已知某线性时不变系统，当激励当激励f(t)=U(t)，初始状态，初始状态x1(0-)=1，（1）激励激励f(t)=0，初始状态，初始状态x1(0-)=1，x2(0-)=2时的响应时的响应y3(

10、t)=？（2）激励）激励f(t)=2U(t)，初始状态为零时的响应，初始状态为零时的响应y4(t)=？x2(0-)=2时，响应时，响应y1(t)=6e-2t-5e-3t；当激励当激励f(t)=3U(t)，初始状态保，初始状态保持不变时，响应持不变时，响应y2(t)=8e-2t-7e-3t。求：求：解解:当激励当激励f(t)=U(t)，初始状态，初始状态x1(0-)=1，x2(0-)=2时，响应时，响应=6e-2t-5e-3t当激励当激励f(t)=3U(t)，初始状态保持不变时，响应，初始状态保持不变时，响应=8e-2t-7e-3t可得可得 yf(t)=e-2t-e-3tyx(t)=5e-2t-4e-3t所以，所以，响应响应 y3(t)=yx(t)=5e-2t-4e-y4(t)=2yf(t)=2e-2t-2e-3t24解：解：例例4:图示系统，求图示系统，求f1(t)、f2(t)和和y(t)的波形。的波形。25