信号与系统第一章(精)
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1-1画出下列各信号的波形【式中)()(t t t r ε=】为斜升函数。
(2)∞<<-∞=-t et f t,)( (3))()sin()(t t t f επ=(4))(sin )(t t f ε= (5))(sin )(t r t f = (7))(2)(k t f kε= (10))(])1(1[)(k k f kε-+=解:各信号波形为 (2)∞<<-∞=-t et f t,)((3))()sin()(t t t f επ=(4))(sin )(t t f ε=(5))f=rt)(sin(t(7))t=(kf kε(2)(10))f kεk=(k+-((])11[)1-2 画出下列各信号的波形[式中)()(t t t r ε=为斜升函数]。
(1))2()1(3)1(2)(-+--+=t t t t f εεε (2))2()1(2)()(-+--=t r t r t r t f(5))2()2()(t t r t f -=ε (8))]5()([)(--=k k k k f εε(11))]7()()[6sin()(--=k k k k f εεπ(12))]()3([2)(k k k f k ---=εε解:各信号波形为(1))2()1(3)1(2)(-+--+=t t t t f εεε(2))2()1(2)()(-+--=t r t r t r t f(5))2()2()(t t r t f -=ε(8))]5()([)(--=k k k k f εε(11))]7()()[6sin()(--=k k k k f εεπ(12))]()3([2)(k k k f k ---=εε1-3 写出图1-3所示各波形的表达式。
1-4 写出图1-4所示各序列的闭合形式表达式。
1-5 判别下列各序列是否为周期性的。
如果是,确定其周期。
(2))63cos()443cos()(2ππππ+++=k k k f(5))sin(2cos 3)(5t t t f π+=解:1-6 已知信号)(t f 的波形如图1-5所示,画出下列各函数的波形。
第一章:信号与系统的基本概念1.1 信号的基本概念一、什么是信号信号是信息的表现形式。
例如,光信号、声信号和电信号等。
二、信号的分类1、确定性信号和随机信号()f t 确定性信号有确定的函数表达式2、周期信号和非周期信号f(t)=f(t+kT) k=1,2,3...周期信号3、连续时间信号和非连续时间信号时间t 连续的是连续时间信号,时间变量t 只取特定值的为离散时间信号4、有始信号和无始信号0t t <若,0()0,f t t =为起始点三、典型的连续时间信号1、正旋信号21()cos(),,,2f t A wt T f w f w T πϕπ=+===AMFMPM A w ϕ不为常数,调幅信号不为常数,调频信号不为常数,调相信号欧拉公式:cos 2sin 2j j e e j j ee jθθθθθθ-+--=⎧⎪⎪⎨⎪⎪⎩=2、指数信号为实数αα,)(t ke t f =3、复指数信号(一种数学模型)(),st f t ke s jw δ==+4、抽样信号sin (),a ts t t t =-∞<<∞性质1、偶函数,随着t 的增大,幅值减小0sin 2()lim 1a x tt t →==性质:t=0,s3sin 0,1, 2...t t k k π=⇒==±±性质:过零点1.2 信号的运算一、信号的时域变换1、平移(时移)000()()()()()()f t f t t f t f t t f t f t t =±→-→+右移,左移2、反转以纵轴为中心,左右反转()()f t f t =-t 3、展缩{011,()(),a a f t f at <<>=,扩展压缩二、信号的相加、相乘、微分和积分1、相加:对应点相加2、相乘:主要用于信号的截取3、微分:t 4∞、积分:指(-,0)上积分t-(),f d t ττ∞⎰为变量t<0()0t 1()t>1()1t t t f d f d tf d ττττττ-∞-∞-∞=<<==⎰⎰⎰当时,当0时,当时,1.3 奇异信号----------------------------------------------------一种数学模型信号的取值或导数出现了奇异值(极大),趋于无穷一、单位阶跃信号{0,01,0()t t t ε<>=t因果信号{0,0(),0()()t f t t f t t ε<>=二、单位冲击信号----------------也是一种数学模型作用时间极短,但幅值极大{()0,0()1,1t t t dt δδ+∞-∞=∀≠=⎰即冲激强度为性质1:抽样性0000001.()()(0)()2.()()(0)()3.()()(0)()(0)4.()()()()()t t t t f t t f t f t t t f t t f t t d f t d f f t t t d f t t t d f t δδδδδδδδ+∞+∞-∞-∞+∞+∞-∞-∞=-=-==-=-=⎰⎰⎰⎰性质2:卷积特性1212()()()()()f t f t f t f f t d τττ+∞-∞=*=-⎰0005.()()()()()6.()()()()()f t t f t d f t f t t t f t t d f t t ττδτδτδτδτ+∞-∞+∞-∞*=-=*-=--=-⎰⎰注:一个信号与冲激信号的卷积就是信号本身三、阶跃、冲激信号的关系 {0,01,0()()()()t t t d t d t t dt δττεεδ<-∞>===⎧⎰⎨⎩注:阶跃信号求导即为冲激信号1.4 信号分解为冲激信号的叠加1.5系统及分类一、分类1.连续时间系统:微分方程离散时间系统:差分方程2.线性系统:叠加性、齐次性f(t)→系统→y(t) kf(t)→系统 →ky(t)f1(t)+f2(t)→系统→y1(t)+y2(t)当齐次和叠加只要有一个不满足则是非线性的3.因果系统:响应不早于激励非因果系统4.时变系统是不变系统:输入输出都做相应的变化,并不随时间变化二、线性时不变系统(LTI 系统)性质1:线性、齐次性、叠加性Yzi(t):零输入响应,外部激励为0,仅在初始状态作用下的响应 Yzs(t):零状态响应,仅在外部激励作用下的响应性质2:是不变性性质3:微分、积分性f(t)→系统→y(t)()y ()f t t ''→→系统t -()()tf t dt y t dt-∞∞→→⎰⎰系统 性质4:因果性。
一、填空题1.信号()f t 在区间a t a −<<上的功率可表示为 。
2.信号(4)f t −−可将信号()f t ,得到(4)f t −;而后 ,得到(4)f t −−。
3.连续系统的时域框图的基本单元包括积分器、加法器、 和 。
4.单位冲激函数的积分运算可以得到 ;单位阶跃函数的 微分运算可以得到 。
5.根据系统初始状态和激励的不同影响,LTI 连续系统的响应可分为 和 。
6.离散系统可用 方程来描述。
7.LTI 连续系统的零输入响应与 之和可构成LTI 系统的 。
8.时间上是离散的、幅度上是量化的信号称做__________。
二、单项选择题(在每小题的备选答案中,选出一个正确答案,并将正确答案的序号填在括号内。
)1.单位序列在k=( )时其数值为1。
A .1 B .0 C .无穷大 D .无穷小2.已知某连续系统的零状态响应()2()zs y t f t =,则可知系统是( )。
A .不能确定稳定性 B .稳定的 C .不稳定的 D .非因果的3.根据冲激函数的性质,()ate t δ可化简为( )。
A .0B .1C .()t δD .∞4.在LTI 系统中,已知激励信号为()f t 时的零状态响应为()zs y t ,则可知系统在激励信号为(5)f t −时的零状态响应为( )。
A .不能确定B .()zs y tC .(5)zs y t −D .1(1)8zs y t −三.判断题 (下述结论若正确,则在括号内填入√,若错误则填入×)1、离散信号和数字信号的含义相同。
( ) 2.单位阶跃序列在k=0时取值为1。
( )四、画图题1、画出LTI 离散时间系统 )1()1(3)(−=−+k f k y k y 的系统框图。
2.已知信号()f t 的波形如图所示,试画出()(1)(1)g t f t t ε=−−的波形图。
3.已知信号()f t 的波形如图所示,试画出d ()d f t t的波形图。