信号与系统（第4版）PPT完整全套教学课件.pptx

第1章

信号与系统的基本

ch01信号与系统的基本概念.pptxch02连续系统时域分析.pptx

ch03连续信号频域分析.pptx

ch04连续系统频域分析.pptx

ch05连续系统复频域分析.pptx

ch06复频域系统函数与系统模拟.pptxch07离散信号与系统时域分析.pptx

ch08离散信号与系统Z域分析.pptxch09状态变量法.pptx

概念

信号与系统（第4版）

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PART

E号的描述与

01

分类

信号的描述

人类的发展需要人与人之间的交流，这种交流要依靠信息，因此，信息是存在于客观世界的一种事物现象，通常以文字、声音、图像或事先约定的编码等形式来表现。

信号描述可有多种方式，而一般常用的有下列三种。

1.函数

因为信号通常是时间变量仑的函数，所以对于某一类信号就可以用时间函数来描述，本书用函数发f(t)表示信号。如正弦函数、指数函数等。指数信号的表示形式为

2.图形

信号随时间E的变化情况，我们可以通过专门仪器观测到其变化的轨迹——图形，因此也可以用图形描述信号。若所得到的图形是曲线，也称为信号的波形，如图1-1所示。

应当注意，信号与函数在概念的内涵与外延上是有区别的。信号一般是时间变量t的函数，但函数并不一定都是信号；信号是实际的物理量或物理现象，而函数则可能只是一种抽象的数学定义。

本书对“信号”与“函数”两个词相互通用，不予区分。例如，正弦信号也说成正弦函数，或者相反;凡提到函数，指的均是信号。

信号的描述

3.数据

随着现代电子信息技术的飞速发展，相当一部分信号是用其采样点的数据表示的，如飞行体的轨道观测返回数据等

信号的分类

1.确定信号与随机信号

按信号随时间变化的规律来分，信号可分为确定信号与随机信号。

确定信号(determinatesignal)是指能够表示为确定的时间函数的信号。当给定某一时间值时，信号有确定的数值，其所含信息量的不同体现在其分布值随时间、或空间的变化规律上。正弦信号、指数信号、各种周期信号等都是确定信号。

随机信号(randomsignal)不是时间t的确定函数，它在每一个确定时刻的分布值是不确定的，只能通过大量试验测出它在某些确定时刻上取某些数值的概率。空中的噪声，电路元件中的热噪声电流等都是随机信号。

信号的分类

2.连续时间信号与离散时间信号

按自变量I取值的连续与否来分，信号有连续时间信号与离散时间信号，如图1-2所示。

连续时间信号(continuous-timesignal)是指自变量玄取值是连续的信号，如图1-2(a)所示。该类信号在某一时间间隔内，对于一切时间值，除了若干函数不连续点外，都能给出确定的值。连续时间信号也

简称为连续信号，电路基础课程中所引入的信号都是连续信号。

离散时间信号(discrete-timesignal)是指自变量t取值不是连续而是离散的信号，如图l-2(b)所示。该类

信号只在某些不连续的时间值上给出函数值，其他时间值上函数无定义。离散时间信号也简称为离散信号。

信号的分类

3.周期信号与非周期信号

按信号函数取值随自变量i的重复与否，确定信号可分为周期信号与非周期信号，如图1-3所示。周期信号(periodicsignal)是在时间上重复某一变化规律的信号，如图1-3(a)所示。

设信号，若存在一个常数T，使得f(t),teRf(t-nT)=fr)nez

则称f(t)是以T为周期的周期信号。从此定义看出，周期信号有三个特点：

①周期信号必须在时间上是无始无终的，即自变量I的定义域为

②随时间变化的规律必须具有周期性，其周期为T。

③在各周期内信号的波形完全一样。

非周期信号(non-periodicsignal)是指不满足式(1-1)及上述特点的信号，如图l-3(b)所示

teR

信号的描述

4.功率信号与能量信号

信号还可以用它的能量特性表示，通常分为能量信号与功率信号。

为了知道信号能量或功率的特性，常常研究信号(电流或电压)在一单位电阻上所消耗的能量或功率。信号的能量定义为在时间区间(-∞,∞)内信号f(t)的能量，记为

能量信号(energysignal)是指信号能量有限，而信号平均功率为零的信号。此类信号只能从能量去加以研究，而无法从平均功率去考察研究。例如，非周期脉冲信号、只存在于有限时间内的信号

是能量信号。

功率信号(powersignal)是指信号平均功率有限，而信号总能量为无限大的信号。对于此类信号能量就没有意义，而只能从平均功率去考察研究。例如，在时间间隔无限大的情况下，所有