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信号与系统
1.绪论
- 系统是指若干相互关联、相互作用的事务按一定规律组合而成的具有特定功能的整体。系统的基本作用是对输入信号进行加工和处理,将其转换为所需要的输出信号。通信系统的任务是传输信息(如语言、文字、图像、数据、指令等)。
- 在分析各类系统时,常抽去具体系统物理的或社会的含义而把它抽象为理想化的模型,将系统中运动、变化的各种量(如电压、电流、光强、力、位移、生物数量等)统称为信号。
- 信号是消息的一种表示形式,通过信号传递信息,信号是信息/消息的载体;消息是包含信息的图像、语言、文字、编码等(约定方式组成的符号),信息是消息的具体内容。
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2.信号
分类:确定信号(重点讨论)与随机信号
连续(时间)信号与离散(时间)信号
周期信号与非周期信号:周期信号之和不一定是周期信号
实信号和复信号:桥梁——欧拉公式
能量(有限)信号和功率(有限)信号
3.信号的基本运算
加乘、反转和平移、尺度变化:运算都是对自变量t进行的。
尺度变换:设a>1,f(at)表示将原信号f(t)以原点为基准,沿横轴压缩到原来的\(\frac{1}{a}\);\(f(\frac{1}{a}t)\)表示将f(t) 沿横轴展宽至a倍。
4.常见信号
阶跃函数:
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冲激函数(偶函数):
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关系:
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冲激函数的性质:
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冲激偶:冲激函数的导数(上下两个冲激,奇函数)
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5.系统的描述
即时(/无记忆)系统与动态(/记忆)系统(重点讨论)
连续系统与离散系统
单输入输出系统与多输入输出系统
时变系统与时不变系统
线性系统与非线性系统
连续系统:微分方程、积分器、加法器、数乘器、延时器
离散系统:差分方程、迟延单元、加法器、数乘器
(1)选中间变量x( ),对于连续系统,选最右端积分器输出为x( );对于离散系统,选最左端迟延单元的输入为x( );
(2)写出各加法器输出信号的方程;
(3)消去中间变量x( )。
6.系统的特性和分析方法
线性与非线性;时变与时不变;因果与非因果;稳定与不稳定
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动态系统的响应不仅决定与系统的激励,而且与系统的初始状态有关,当动态系统具有分解特性(响应可分为零输入与零状态)、零状态线性、零输入线性时,其为线性系统。
线性时不变系统:常系数线性微分/差分方程
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- LTI(Linear Time Invariant)系统分析方法概述
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注:我院使用教材为吴大正老师主编的信号与线性系统分析(第四版)。 |