信号与系统知识点整理
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信号与系统知识点总结信号与系统是电子信息科学与技术专业中的一门重要课程,它研究的是信号的产生、传输、处理和系统的分析、设计与控制等内容。
信号与系统是电子信息工程及其相关专业的基础课程,对于学习与工程实践有着重要的意义。
下面是信号与系统知识点的总结。
1.信号的分类信号是信息的载体,它可以是连续的或离散的,可以是周期的或非周期的,可以是冲激的或非冲激的。
根据信号的不同属性,可以将其分为连续信号和离散信号、周期信号和非周期信号、冲激信号和非冲激信号等。
2.连续信号与离散信号连续信号是定义在连续时间域上的信号,用函数表示;离散信号是定义在离散时间域上的信号,用数列表示。
连续信号和离散信号可以通过采样和重构的方法相互转换。
3.周期信号与非周期信号周期信号是在一定时间内重复出现的信号,其周期可以是有限的也可以是无限的;非周期信号是不具有周期性的信号,其能量或功率可以是有限的也可以是无限的。
4.冲激信号与非冲激信号冲激信号是单位面积上的单位冲量信号,可以看作是宽度趋近于零、幅度趋近于无穷大的矩形信号;非冲激信号是在一定时间范围内的非零函数。
5.信号的基本操作信号的基本操作包括平移、反褶、放大、缩小等。
平移操作是将信号在时间轴上平移,反褶操作是将信号在时间轴上反转,放大操作是增大信号的幅度,缩小操作是减小信号的幅度。
6.系统的分类系统是对信号进行操作或变换的装置或过程,可以分为线性系统和非线性系统、时不变系统和时变系统等。
线性系统具有叠加性和比例性质,时不变系统的输出与输入的延迟无关。
7.线性时不变系统的性质线性时不变系统具有线性叠加性、时域平移不变性、时域卷积性质和频域相应性质。
线性时不变系统可以通过其单位冲激响应来描述,单位冲激响应与系统的输入信号进行卷积运算可以得到系统的输出信号。
8.系统的稳定性系统的稳定性是指对于有界输入信号,系统的输出是否有界。
稳定系统的输出信号不会无限增长,而不稳定系统的输出信号可能会无限增长。
信号与系统知识要点第一章 信号与系统单位阶跃信号 1,0()()0,0t t u t t ε≥⎧==⎨<⎩ 单位冲激信号 ,0()0,0()1t t t t δδ∞-∞⎧∞=⎧=⎨⎪⎪≠⎩⎨⎪=⎪⎩⎰ ()()d t t dtεδ=()()t d t δττε-∞=⎰()t δ的性质:()()(0)()f t t f t δδ=000()()()()f t t t f t t t δδ-=-()()(0)f t t dt f δ∞-∞=⎰00()()()f t t t dt f t δ∞-∞-=⎰()()t t δδ=-00()[()]t t t t δδ-=-- 1()()at t aδδ=001()()t at t t a aδδ-=- 单位冲激偶信号 ()t δ'()()d t t dtδδ'=()()t t δδ''=--00()[()]t t t t δδ''-=---()0t dt δ∞-∞'=⎰ ()()td t δττδ-∞'=⎰()()(0)()(0)()f t t f t f t δδδ'''=-00000()()()()()()f t t t f t t t f t t t δδδ'''-=---()()(0)f t t dt f δ∞-∞''=-⎰00()()()f t t t dt f t δ∞-∞''-=-⎰符号函数 sgn()t1,0sgn()0,01,0t t t t >⎧⎪==⎨⎪-<⎩或 sgn()()()2()1t u t u t u t =--=-单位斜坡信号 ()r t0,0()(),0t r t tu t t t <⎧==⎨≥⎩ ()()t r t u d ττ-∞=⎰ ()()dr t u t dt =门函数 ()g t τ1,()20,t g t ττ⎧<⎪=⎨⎪⎩其他取样函数sin ()tSa t t=0sin lim ()(0)lim1t t tSa t Sa t→→=== 当 (1,2,)()0t k k Sa t π==±±=时,sin ()t Sa t dt dt tπ∞∞-∞-∞==⎰⎰sin lim 0t tt →±∞=第二章 连续时间信号与系统的时域分析1、基本信号的时域描述(1)普通信号普通信号可以用一个复指数信号统一概括,即st Ke t f =)(,+∞<<∞-t 式中ωσj s +=,K 一般为实数,也可以为复数。
信号与系统重要知识总结信号与系统是电子信息类专业中的一门重要课程,它是研究信号的产生、传输、处理与分析的学科。
信号与系统的重要知识主要包括信号的基本概念、信号的分类、信号的时域和频域表示、线性时不变系统、卷积运算、系统的稳定性等。
以下是对信号与系统重要知识的总结。
一、信号的基本概念信号是随时间、空间或其他自变量变化的物理量。
根据自变量的不同,信号可以分为时域信号和频域信号。
时域信号是关于时间的函数,而频域信号是关于频率的函数。
二、信号的分类根据信号的性质和特点,信号可以分为连续时间信号和离散时间信号。
连续时间信号是在整个时间范围内存在的信号,离散时间信号仅在一些离散时间点存在。
三、信号的时域和频域表示时域表示是将信号表示为随时间变化的函数,常用的时域表示方法有冲激函数表示、阶跃函数表示和周期函数表示等。
频域表示是将信号表示为随频率变化的函数,常用的频域表示方法有傅里叶变换和拉普拉斯变换等。
四、线性时不变系统线性时不变系统(LTI)是信号与系统中的重要概念,它是指系统的输出只取决于输入的当前值和过去值,且满足线性叠加原理。
LTI系统具有很多重要性质,如时域稳定性、频域稳定性、因果性、时域线性和频域线性等。
五、卷积运算卷积运算是信号与系统中的重要运算工具,它描述了输入信号经过系统响应的输出信号。
卷积运算实质上是将两个信号相乘并对一个变量进行积分的过程。
在时域中,卷积运算可以表示为输入信号和系统冲激响应的卷积;在频域中,卷积运算可以使用傅里叶变换和反变换来进行。
六、系统的稳定性系统的稳定性是指当输入有界时,输出是否也是有界的。
稳定性是一个重要的系统性质,不稳定系统可能导致系统失控或发生崩溃。
稳定性的判定方法有多种,常用的方法有判定系统传递函数的极点位置和利用BIBO(有界输入有界输出)稳定性判据。
综上所述,信号与系统是电子信息类专业中的一门重要课程,它涉及信号的产生、传输、处理与分析的方法。
信号与系统中的重要知识包括信号的基本概念、信号的分类、信号的时域和频域表示、线性时不变系统、卷积运算和系统的稳定性等。
信号与系统知识点整理信号与系统是电子、通信、自动化等领域中的基础课程之一,主要研究信号的产生、传输、处理和分析等内容。
下面是信号与系统的知识点整理。
1.信号的分类:-连续信号:在时间和幅度上都是连续的信号,如声音、电压波形等。
-离散信号:在时间上是离散的信号,如数字音频、数字图像等。
-周期信号:在一定时间周期内重复出现的信号,如正弦信号、方波等。
-非周期信号:在一定时间段内不重复出现的信号,如脉冲信号、矩形波等。
2.基本信号:-阶跃信号:在其中一时刻突然跃变的信号。
-冲击信号:在其中一时刻瞬间出现并消失的信号。
-正弦信号:以正弦函数表示的周期信号。
-方波信号:由高电平和低电平构成的周期信号。
3.系统的分类:-时不变系统:输出不随时间变化而变化的系统。
-线性系统:满足叠加性质的系统。
-因果系统:输出仅依赖于当前和过去的输入的系统。
-稳定系统:有界的输入产生有界的输出的系统。
4.线性时不变系统的特性:-线性性质:满足叠加性质。
-时不变性:系统的输出只取决于输入信号的当前和过去的值。
-冲激响应:线性时不变系统对单位冲激信号的响应。
5.离散时间系统的表示:-差分方程:用差分方程表示离散时间系统。
-传输函数:用传输函数表示系统的输入和输出之间的关系。
6.离散时间信号的分析:-Z变换:将离散时间信号从时域变换到Z域的方法。
-序列的频率表示:幅度谱、相位谱和角频率。
7.连续时间系统的表示:-微分方程:用微分方程表示连续时间系统。
-传递函数:用传递函数表示系统的输入和输出之间的关系。
8.连续时间信号的分析:-傅里叶级数:将连续时间周期信号分解成一系列正弦和余弦函数的和。
-傅里叶变换:将连续时间非周期信号从时域变换到频域。
9.信号处理的应用:-通信系统:对信号进行调制、解调、编码、解码等处理。
-图像处理:对图像进行滤波、增强、压缩等处理。
-音频处理:对音频信号进行降噪、消除回声、变声等处理。
-生物医学信号处理:对生理信号如心电图、脑电图等进行分析和识别。
信号与系统知识要点第一章信号与系统, t 01,t 0(t )0, t 0单位阶跃信号(t) u(t )0 单位冲激信号0,t(t ) 1d (t ) (t )dtt( )d (t )(t ) 的性质:f (t ) (t ) f (0) (t )f (t ) (t t 0 )f (t 0 ) (t t 0 )f (t ) (t)dtf (0)f (t ) (t t 0 )dt f (t 0 )(t ) ( t )(tt 0 ) [ (t t 0 )]1 (t)(at )a(at t 0 )1 (t t)aa 单位冲激偶信号(t)(t )d (t )dt(t ) ( t)(t t 0 )[ (t t 0 )](t )dt 0t( )d (t )f (t ) (t)f (0) (t) f (0) (t)f (t ) (t t 0 )f (t 0 ) (t t 0 ) f (t 0 ) (t t 0 )f (t ) (t) dt f (0)f (t ) (t t 0 ) dtf (t 0 )符号函数 sgn(t )1,tsgn(t )0, t 0 或 sgn(t ) u(t ) u( t ) 2u(t ) 11,t单位斜坡信号r (t)0, t 0 tdr (t) r (t ) tu(t)r (t )u( )du(t)t,tdt门函数 g (t )g (t)1, t2 0, 其他取样函数 Sa(t ) sin ttsin t lim Sa(t)Sa(0) lim 1tt 0t 0当 t k(k1, 2,ggg)时, Sa(t ) 0Sa(t)dtsin t dt lim sin t 0ttt第二章连续时间信号与系统的时域分析1 、基本信号的时域描述( 1 )普通信号普通信号可以用一个复指数信号统一概括,即f (t ) Ke st ,t 式中 sj , K 一般为实数,也可以为复数。
根据与 的不同情况, f (t ) 可表示下列几种常见的普通信号。
信号与系统知识点总结一、信号与系统概念1. 信号的基本概念信号是指传输信息的载体,可以是任意形式的能量,例如声音、图像、视频等。
信号分为连续信号和离散信号两种类型。
连续信号是指在任意时间范围内都有定义的信号,离散信号是指只在某些离散点上有定义的信号。
2. 系统的概念系统是指对输入信号进行处理并产生输出信号的过程。
系统分为线性系统和非线性系统两种类型。
线性系统满足叠加原理和齐次性质,而非线性系统不满足这两个性质。
3. 信号与系统的分类信号与系统可以按照不同的分类方式进行划分。
例如,按时间域和频率域可以将信号和系统分为时域信号和系统以及频域信号和系统。
二、时域分析1. 时域中的基本概念在时域中,信号经常被表示为在时间轴上的波形。
对信号进行时域分析,可以揭示信号的变化规律和特征。
例如,信号的幅度、频率、相位等特征。
2. 时域信号的表示时域信号可以分为连续信号和离散信号两种类型。
连续信号通常可以由函数来表示,而离散信号则可以用序列或数组来表示。
3. 线性时不变系统线性时不变系统是指系统具有线性和时不变两个性质。
线性性质意味着系统满足叠加原理和齐次性质,时不变性质意味着系统的响应与输入信号的时移无关。
三、频域分析1. 傅里叶变换傅里叶变换是将信号在时域中的表示转换为频域中的表示的数学工具。
它可以将信号转换为频谱,揭示信号的频率成分和能量分布。
傅里叶变换分为连续傅里叶变换和离散傅里叶变换两种。
2. 滤波器的频域特性滤波器可以用来对信号进行频域处理。
常见的滤波器包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。
滤波器对不同频率成分的信号有不同的响应,能够用来滤除不需要的频率分量,或者突出需要的频率分量。
3. 抽样定理抽样定理是指在进行模拟信号的离散化表示时,需要保证抽样率足够高,以避免混叠失真。
根据抽样定理,模拟信号进行离散化表示的采样频率需要大于信号最高频率的两倍。
四、系统响应分析1. 系统的时域响应系统的时域响应是指系统对输入信号的时域响应。
信号与系统重点总结一、信号的分类与特征1.根据信号的时间性质划分,可分为连续时间信号和离散时间信号。
连续时间信号在时间上连续变化,离散时间信号在时间上以离散的形式存在。
2.根据信号的取值范围划分,可分为有限长信号和无限长信号。
有限长信号在一定时间段内有非零值,无限长信号在时间上无边界。
3.根据信号的周期性划分,可分为周期信号和非周期信号。
周期信号在一定时间内以固定的周期重复出现,非周期信号没有固定的周期性。
4.根据信号的能量和功率划分,可分为能量信号和功率信号。
能量信号能量有限且为有限幅,功率信号在无穷时间上的平均能量有限。
二、连续时间信号的表示与处理1.连续时间信号的表示可以使用函数形式:s(t),其中t为连续变量,s(t)为连续时间信号的幅值。
2.连续时间信号的处理包括时域分析和频域分析。
时域分析主要研究信号的幅值和时间关系,频域分析主要研究信号的频率和振幅关系。
3.连续时间信号可以通过不同的运算方式进行处理,如时域卷积、频域卷积、微分和积分等操作,以实现信号的滤波、平滑和增强等功能。
三、离散时间信号的表示与处理1.离散时间信号的表示可以使用序列形式:x[n],其中n为整数变量,x[n]为离散时间信号的幅值。
2.离散时间信号的处理包括时域分析和频域分析。
时域分析主要研究信号的幅值和时间关系,在离散时间上进行运算,频域分析主要研究信号的频率和振幅关系,在离散频率上进行运算。
3.离散时间信号可以通过不同的运算方式进行处理,如时域卷积、频域卷积、差分和累加等操作,以实现信号的滤波、平滑和增强等功能。
四、连续时间系统的特性与分析1.连续时间系统可以通过输入信号和输出信号之间的关系来描述。
输入信号经系统处理后,输出信号的幅值和时间关系可以通过系统的传递函数来表示。
2.系统的特性包括因果性、稳定性、线性性和时不变性等。
因果性要求系统的输出只能依赖于过去的输入,稳定性要求系统的输出有界,线性性要求系统满足叠加原理,时不变性要求系统的特性不随时间变化。
信号与系统定义知识点总结一、信号的基本概念1. 信号的定义:信号是指随时间或空间变化的某一物理量,它可以是电压、电流、声压、光强等。
信号可以是连续的,也可以是离散的。
2. 基本信号类型:常见的信号类型包括连续时间信号、离散时间信号、周期信号、非周期信号等。
3. 基本信号操作:信号的加法、乘法、平移、缩放等操作对信号的表示和分析非常有用。
二、连续时间信号的表示和分析1. 连续时间信号的表示:连续时间信号可以用数学函数来表示,如正弦函数、余弦函数、指数函数等。
2. 连续时间信号的性质:连续时间信号的周期性、奇偶性、能量和功率等性质对信号的分析和处理至关重要。
3. 连续时间信号的分析方法:傅里叶级数和傅里叶变换是分析连续时间信号最常用的方法,它可以将信号分解成一系列正弦、余弦函数的和,方便对信号进行分析。
三、离散时间信号的表示和分析1. 离散时间信号的表示:离散时间信号可以用序列来表示,如离散单位冲激函数、阶跃函数等。
2. 离散时间信号的性质:离散时间信号的周期性、能量和功率等性质对信号的分析和处理同样十分重要。
3. 离散时间信号的分析方法:离散傅里叶变换和Z变换是分析离散时间信号最常用的方法,它可以将离散时间信号转换成频域表示,方便对信号进行分析。
四、系统的基本概念1. 系统的定义:系统是对信号进行输入输出转换的装置或过程,它可以是线性系统、非线性系统,时变系统、时不变系统等。
2. 系统的性质:系统的稳定性、因果性、线性性、时不变性等性质对系统的分析和设计至关重要。
3. 系统的表示和分析:系统可以用微分方程、差分方程、传递函数、状态空间等不同方法进行表示和分析。
五、线性时不变系统的性质与分析1. 线性时不变系统的特点:线性时不变系统具有线性性质和时不变性质,这使得对其进行分析和设计更加方便。
2. 线性时不变系统的表示:线性时不变系统可以用微分方程、差分方程、传递函数、状态空间等不同方法进行表示。
3. 线性时不变系统的分析方法:冲激响应、频域分析、零极点分析等方法对线性时不变系统的分析非常重要。
信号与系统知识点总结1. 信号的分类信号可以分为连续信号和离散信号。
连续信号是在连续的时间范围内变化的信号,如声音信号、光信号等。
离散信号则是在离散的时间点上取值的信号,如数字信号、样本信号等。
信号还可以根据其能量或功率的性质来分类,能量信号是能量有限,而功率信号是功率有限。
对于周期信号和非周期信号,周期信号必须满足在某个周期内的所有时间点上的信号值是相同的。
2. 时域分析时域分析是研究信号在时间域上的特性,主要包括信号的幅度、相位、频率等。
时域分析有利于了解信号在时间上的变化规律,对于非周期信号可通过傅里叶变换将其分解为频谱成分,而对于周期信号可以利用傅里叶级数展开。
此外,还有拉普拉斯变换、Z变换等方法用于时域分析。
3. 频域分析频域分析是研究信号的频率特性,对于周期信号可以采用傅里叶级数展开进行频域分析,而对于非周期信号可以采用傅里叶变换进行频域分析。
频域分析有助于了解信号的频率分布情况,诸如频率分量的大小、相位、频率响应等。
4. 系统特性系统特性包括线性性、时不变性、因果性等。
线性时不变系统是信号与系统理论中最基本的概念之一,它是指系统对输入信号的线性组合具有线性响应,且系统的特性参数不随时间变化。
除了这些基本的特性外,系统还有稳定性、因果性、可逆性等特性。
稳定系统是指对于有限输入产生有限输出,因果系统则是指系统的输出只能由当前和过去的输入决定等。
5. 离散系统离散系统是指在离散的时间点上产生输出的系统,如数字滤波器、数字控制系统等。
离散系统与连续系统相比,具有离散时间的性质,其特性和分析方法也有所不同。
在离散系统中,常见的方法有差分方程描述、Z变换分析等。
而离散系统的特性与分析方法与连续系统有很大的差异,需要通过一定的数学工具进行分析与设计。
以上就是信号与系统的主要知识点总结,通过对这些知识的掌握,可以更好地理解信号的特性与系统的特性,从而应用于实际工程问题的处理与解决。
希望以上内容能对你的学习有所帮助。
•第一章信号与系统•1、会做信号的基本运算(移位、反褶、尺度)•2、会利用冲激信号的抽样特性求函数值•3、会判断信号的周期•4、会判断系统的线性、时不变性、因果性、稳定性第二章连续系统的时域分析•会用拉式变换求LTI离散系统的响应•用拉式变换求单位序列响应和单位阶跃响应•会利用定义式,图解法,性质求卷积积分第三章离散系统的时域分析•会用Z变换求LTI离散系统的响应•用Z变换求单位序列响应和单位阶跃响应•会利用定义式,图解法,不进位乘法,性质求卷积和•第四章傅里叶变换和系统的频域分析•1、会表示信号指数形式的傅立叶级数(利用单脉冲的傅立叶变换式求周期性脉冲序列的傅立叶系数)•2、奇偶函数傅立叶级数的特点•3、周期信号频谱的特点和功率•4、帕斯瓦尔关系、能量谱、功率谱•5、会利用傅立叶变换的定义、性质求傅立叶变换•6、周期信号傅立叶变换•7、LTI系统的频域分析、系统无失真的传输条件•8、理想低通滤波器的冲激响应、阶跃响应,佩利维纳准则•9、时域、频域抽样定理,会求奈奎斯特频率、奈奎斯特间隔第五章连续系统的S域分析1、会利用拉式变换的定义和性质求拉式变换(灵活应用拉式变换的性质定理)2、会用部分分式分解法求拉式逆变换3、会求系统函数4、会根据系统函数画出零极点图或由零极点图写出系统函数5、系统稳定条件下拉式变换和付式变换的关系(s=jw)第六章离散系统z域分析•1、利用z变换定义式求z变换及收敛域,表示出零极点•2、利用部分分式展开法求逆z变换•3、灵活应用z变换的线性性、位移性、指数加权、反褶性、初值定理、终值定理、时域卷积定理•4、由连续信号的拉氏变换求离散(抽样)信号的Z变换;S平面与Z平面的映象关系•5、利用z变换解差分方程•6、求离散系统的系统函数,单位样值响应•7、会由系统函数判断因果性和稳定性或满足系统因果、稳定的收敛域•8、离散系统的频率响应特性第七章系统函数•1、会求系统函数的零极点•2、连续系统函数H(s)的极点与所对应响应函数的特点•3、离散系统函数H(z)的极点与所对应响应函数的特点•4、会由连续系统函数求其频域响应•5、会由离散系统函数求其频域响应•6、由收敛域判定系统的因果性和稳定性•7、由梅森公式求信号流图的系统函数第八章系统状态变量分析1、连续时间系统状态方程的建立:会由电路图直接建立状态方程和输出方程;会由模拟框图信号流图建立状态方程和输出方程2、离散时间系统状态方程的建立:会由模拟框图信号流图建立状态方程和输出方程。
信号与系统知识点汇总总结一、信号与系统概念1. 信号的定义和分类2. 系统的定义和分类3. 时域和频域分析二、连续时间信号与系统1. 连续时间信号与系统的性质2. 连续时间信号的基本操作3. 连续时间系统的性质4. 连续时间系统的特性方程和驻点三、离散时间信号与系统1. 离散时间信号与系统的性质2. 离散时间信号的基本操作3. 离散时间系统的性质4. 离散时间系统的特性方程和驻点四、傅里叶分析1. 傅里叶级数2. 傅里叶变换3. 傅里叶变换的性质4. 傅里叶变换的逆变换五、拉普拉斯变换1. 拉普拉斯变换的定义2. 拉普拉斯变换定理3. 拉普拉斯变换的性质4. 拉普拉斯变换的逆变换六、Z变换1. Z变换的定义2. Z变换的性质3. Z变换与拉普拉斯变换的关系4. Z变换在离散时间系统分析中的应用七、系统的时域分析1. 系统的冲击响应2. 系统的单位脉冲响应3. 系统的阶跃响应4. 系统的时域性能指标八、系统的频域分析1. 系统的频率响应2. 系统的幅频特性3. 系统的相频特性4. 系统的频域性能指标九、信号与系统的稳定性1. 连续时间系统的稳定性2. 离散时间系统的稳定性3. 系统的相对稳定性十、线性时不变系统1. 线性系统的性质2. 时不变系统的性质3. 线性时不变系统的连续时间性能分析4. 线性时不变系统的离散时间性能分析十一、激励响应系统1. 激励响应系统的特性2. 激励响应系统的连续时间分析3. 激励响应系统的离散时间分析十二、卷积运算1. 连续时间信号的卷积运算2. 离散时间信号的卷积运算3. 卷积的性质和应用结语信号与系统是电子信息专业的重要基础课程,掌握好这门课程的知识对学生日后的学习和工作都有重要的帮助。
通过本文的知识点汇总总结,相信读者对信号与系统这门课程会有更深入的理解和掌握,希望对大家的学习有所帮助。
《信号与系统》知识要点第一章 信号与系统1、周期信号的判断 (1)连续信号思路:两个周期信号()x t 和()y t 的周期分别为1T 和2T ,如果1122T N T N =为有理数(不可约),则所其和信号()()x t y t +为周期信号,且周期为1T 和2T 的最小公倍数,即2112T N T N T ==。
(2)离散信号思路:离散余弦信号0cos n ω(或0sin n ω)不一定是周期的,当 ①2πω为整数时,周期02N πω=;②122N N πω=为有理数(不可约)时,周期1N N =; ③2πω为无理数时,为非周期序列注意:和信号周期的判断同连续信号的情况。
2、能量信号与功率信号的判断 (1)定义连续信号 离散信号信号能量: 2|()|k E f k ∞=-∞=∑信号功率: def2221lim ()d T T T P f t t T →∞-=⎰ /22/21lim|()|N N k N P f k N →∞=-=∑(2)判断方法能量信号: P=0E <∞, 功率信号: P E=<∞∞, (3)一般规律①一般周期信号为功率信号;②时限信号(仅在有限时间区间不为零的非周期信号)为能量信号;③还有一些非周期信号,也是非能量信号。
⎰∞∞-=t t f E d )(2def3 ① ②4、信号的基本运算1) 两信号的相加和相乘 2) 信号的时间变化a) 反转: ()()f t f t →- b) 平移: 0()()f t f t t →± c) 尺度变换: ()()f t f at →3) 信号的微分和积分注意:带跳变点的分段信号的导数,必含有冲激函数,其跳变幅度就是冲激函数的强度。
正跳变对应着正冲激;负跳变对应着负冲激。
5、阶跃函数和冲激函数 (1)单位阶跃信号00()10t u t t <⎧=⎨>⎩0t =是()u t 的跳变点。
(2)单位冲激信号定义:性质:()1()00t dt t t δδ∞-∞⎧=⎪⎨⎪=≠⎩⎰ t1)取样性 11()()(0)()()()f t t dt f t t f t dt f t δδ∞-∞∞-∞=-=⎰⎰()()(0)()f t t f t δδ=000()()()()f t t t f t t t δδ-=-2)偶函数 ()()t t δδ=-3)尺度变换 ()1()at t aδδ=4)微积分性质 d ()()d u t t tδ= ()d ()t u t δττ-∞=⎰(3)冲激偶 ()t δ'性质: ()()(0)()(0)()f t t f t f t δδδ'''=-()()d (0)f t t t f δ∞-∞''=-⎰()d ()tt t t δδ-∞'=⎰()()t t δδ''-=- ()d 0t t δ∞-∞'=⎰(4)斜升函数 ()()()d tr t t t εεττ-∞==⎰(5)门函数 ()()()22G t t t τττεε=+--6、系统的特性 (重点:线性和时不变性的判断) (1)线性1)定义:若同时满足叠加性与均匀性,则称满足线性性质。
信号与系统复习资料一、信号与系统的基本概念信号在工程和科学领域中起着重要的作用,它们传输着信息和能量。
信号可以是连续的或离散的,并且可以是模拟的或数字的。
系统是用来处理信号的工具,它们可以是线性的或非线性的,并且可以是时不变的或时变的。
在信号与系统的学习中,我们需要了解信号的性质、系统的特性以及它们之间的相互关系。
二、连续时间信号与离散时间信号连续时间信号是在连续时间域上表示的信号,它们在每个时间点都有定义。
离散时间信号是在离散时间点上采样的信号,它们只在有限的时间点上有定义。
连续时间信号和离散时间信号可以通过采样和保持操作相互转换。
三、信号的分类根据信号的性质,信号可以被分类为周期信号和非周期信号。
周期信号具有重复的模式,并且在无穷远处也保持有界。
非周期信号则没有重复的模式,并且在无穷远处不保持有界。
另外,信号还可以是基带信号或带通信号,基带信号是直接由信息源产生的信号,而带通信号是通过调制技术从基带信号中得到的。
四、连续时间系统与离散时间系统连续时间系统是用连续时间输入信号产生连续时间输出信号的系统,离散时间系统是用离散时间输入信号产生离散时间输出信号的系统。
系统可以是线性的或非线性的。
线性系统遵循叠加原则,输出信号是输入信号的线性组合。
非线性系统则不遵循叠加原则。
五、信号的时域分析时域分析是通过观察信号在时间上的变化来研究信号的性质。
常用的时域分析技术包括时域图、自相关函数、互相关函数等。
时域图是信号在时间轴上的表示,可以直观地观察信号的振幅、频率和相位等特性。
自相关函数衡量信号与自身在不同时间点之间的相似度,互相关函数衡量两个信号之间的相似度。
六、信号的频域分析频域分析是通过观察信号在频率上的变化来分析信号的性质。
傅里叶变换是常用的频域分析工具,它将信号从时域转换到频域。
傅里叶变换可以将信号表示为一系列复指数函数的线性组合,其中每个复指数函数对应一个频率。
功率谱密度函数是衡量信号在不同频率上的能量分布情况和频率成分的重要工具。
《信号与系统》第一章知识点梳理1. 两种基本类型的信号:连续时间信号(t)、离散时间信号[n]。
2. 信号能量与功率:(1)连续时间信号:能量:E=⎰2t 1t 2t x )(dt ,功率:P=12Et t -(2)离散时间信号:能量:E=[]22n 1n n n ∑=x ,功率:P=112E+-n n(3)三种重要的信号:①具有有限的总能量,平均功率为零;②具有平均功率有限,总能量无限大; ③具有无限大的平均功率和总能量。
3. 自变量的变换:(1)时移;(2)时间反转;(3)尺度变换。
4. 周期信号:(1)连续时间信号:x(t)=x(t+T) 其中最小正值T 称为x (t )的基波周期To 。
x(t)=C,基波周期无意义,对于任意的T 来说x(t)都是周期。
一个信号x(t)不是周期的就是非周期的。
(2)离散时间信号:x[n]=x[n+N] 其中最小正值N 就是他的基波周期No 。
5.偶信号与奇信号:偶信号:x (-t )=x(t);x[-n]=x[n] 奇信号:x(-t)=-x(t);x[-n]=-x[n] 任何信号都可以分解为两个信号之和εu{})]()([21)(t x t x t x -+=(偶部)和Od{x(t)}=)]()([21t x t x --(奇部)5. 连续时间复指数信号x(t)=C ate (其中C 和a 一般为复数)。
其中实指数信号C 和a 都为实数。
周期复指数信号a 是纯虚数x(t)=tjw 0etjw 0e=)(0eT t jw +。
基波周期00w 2π=T 。
正弦信号:x(t)=Acos(φ+t w 0)。
t jw j t jw j e e A e e A t w A 0022)cos(0--+=+φφφ 欧拉关系:tjw 0e=t w j t w 00sin cos + Acos(φ+t w 0)=ARe{)(0φ+t w j e};Asin(φ+t w 0)=AIm{)(0φ+t w j e};周期复指数信号具有有限平均功率P=1,总能量无限大。
第一章1、什么就是信号?就是信息得载体,即信息得表现形式。
通过信号传递与处理信息,传达某种物理现象(事件)特性得一个函数。
2、什么就是系统?系统就是由若干相互作用与相互依赖得事物组合而成得具有特定功能得整体。
3、信号作用于系统产生什么反应?系统依赖于信号来表现,而系统对信号有选择做出得反应。
4、通常把信号分为五种:✓连续信号与离散信号✓偶信号与奇信号✓周期信号与非周期信号✓确定信号与随机信号✓能量信号与功率信号5、连续信号:在所有得时刻或位置都有定义得信号。
6、离散信号:只在某些离散得时刻或位置才有定义得信号。
通常考虑自变量取等间隔得离散值得情况。
7、确定信号:任何时候都有确定值得信号。
8、随机信号:出现之前具有不确定性得信号。
可以瞧作若干信号得集合,信号集中每一个信号出现得可能性(概率)就是相对确定得,但何时出现及出现得状态就是不确定得。
9、能量信号得平均功率为零,功率信号得能量为无穷大。
因此信号只能在能量信号与功率信号间取其一。
10、自变量线性变换得顺序:先时间平移,后时间变换做缩放、注意:对离散信号做自变量线性变换会产生信息得丢失!11、系统对阶跃输入信号得响应反映了系统对突然变化得输入信号得快速响应能力。
(开关效应)12、单位冲激信号得物理图景:持续时间极短、幅度极大得实际信号得数学近似。
对于储能状态为零得系统,系统在单位冲激信号作用下产生得零状态响应,可揭示系统得有关特性。
例:测试电路得瞬态响应。
13、冲激偶:即单位冲激信号得一阶导数,包含一对冲激信号,一个位于t=0-处,强度正无穷大;另一个位于t=0+处,强度负无穷大。
要求:冲激偶作为对时间积分得被积函数中一个因子,其她因子在冲激偶出现处存在时间得连续导数、14、斜升信号:单位阶跃信号对时间得积分即为单位斜率得斜升信号。
15、系统具有六个方面得特性:1、稳定性2、记忆性3、因果性4、可逆性5、时变性与非时变性6、线性性16、对于任意有界得输入都只产生有界得输出得系统,称为有界输入有界输出(BIBO)意义下得稳定系统。
17、记忆系统:系统得输出取决于过去或将来得输入。
18、非记忆系统:系统得输出只取决于现在得输入有关,而与现时刻以外得输入无关。
19、因果系统:输出只取决于现在或过去得输入信号,而与未来得输入无关。
20、非因果系统:输出与未来得输入信号相关联。
21、系统得因果性决定了系统得实时性:因果系统可以实时方式工作,而非因果系统不能以实时方式工作、22、可逆系统:可以从输出信号复原输入信号得系统。
23、不可逆系统:对两个或者两个以上不同得输入信号能产生相同得输出得系统。
24、系统得时变性:如果一个系统当输入信号仅发生时移时,输出信号也只产生同样得时移,除此之外,输出响应无任何其她变化,则称该系统为非时变系统;即非时变系统得特性不随时间而改变,否则称其为时变系统。
25、检验一个系统时不变性得步骤:1.令输入为,根据系统得描述,确定此时得输出。
2.将输入信号变为,再根据系统得描述确定输出。
3.令,根据自变量变换,检验就是否等于。
26、同时满足叠加性与齐次性得系统为线性系统,否则为非线性系统。
第二章27、LTI系统:满足线性特性(齐次性、叠加性),非时变性。
28、任意信号都可以分解为移位加权得单位冲激信号得线性组合,即时移冲激序列得加权叠加表示29、系统得响应:即输入信号经系统后得输出信号。
30、系统得冲激(脉冲)响应:即系统对时间冲激输入信号得输出信号。
31、LTI系统对冲激信号得响应,简称冲激响应32、卷积与求解。
直接计算:特点:考虑了不同时移得冲激序列得加权、叠加计算,x[n]与h[n]得所有各元素都要遍乘一次。
优点:思路直接,计算简单。
缺点:只适用于两个有限长序列得卷积与计算,否则计算非常繁琐。
33、匹配滤波器得工作原理:输出信号峰值所在处,对应得时间t = 正就是关注得往返时间得延迟量得实际意义、34、离散时间LTI系统及其卷积与,同时满足类似连续时间系统卷积积分得分配律、结合律与交换律特性。
35、因果LTI系统:其输出只与过去与现在得输入信号有关。
实际意义:输入为单位冲激信号时,因果系统得冲激响应不可能在零时刻之前出现。
36、初始值(初始条件):要获得系统未来得输出,必须知道该系统在过去得输出信息,则过去得输出信息称为初始值或初始条件。
37、任何时候都满足齐次方程得解叫齐次解,齐次解可能不止一个,代表满足齐次方程得系统得各种可能得状态!38、在零输入(即与输入信号直接有关得变化均为零)得前提下,由系统得非零初始条件(即某一时刻该方程得状态)所决定得解,称为满足初始条件得齐次解;此时方程所对应得系统输出信号称为系统得自然响应,描述系统中由非零初值条件所代表得储能或过去存储值耗散得方式。
39、在描写LTI系统得常系数线性微分方程或差分方程中,当与输入信号直接有关得变化均为零时,该方程称为齐次方程、40、当系统得初始条件为零(即自然响应为零)时,只由输入信号引起得系统响应,称为强迫响应,即描述当系统处于零状态时受输入信号“推动”得结果。
41、满足初始条件得非齐次方程得通解就是完全解,完全解所对应得系统得输出信号就就是完全响应。
42、完全响应就就是自然响应与强迫响应得叠加。
第三章43、LTI系统得冲激响应描述代表了系统得全部时域特征:任何信号均可表示为以该信号为权重得冲激信号得线性叠加;任何输入信号经过LTI系统后得输出信号,都可以表示成输入信号与系统冲激响应得卷积与或卷积积分。
44、频率为ω得复正弦信号经LTI系统后得输出,就是只与该频率有关得复常数与复正弦信号得乘积。
称为LTI系统对频率ω得复正弦输入信号得频率响应、45、如果一个函数通过系统后变为一个数值与该函数相乘,称函数就是系统得特征函数,数值称为该系统与此特征函数相对应得特征值。
46、LIT对复正弦信号得输出特点:1)输出信号也就是M个复指数特征函数得加权与;2)卷积运算变成了输入权重与频率响应得乘积运算;3)输入与输出权重:信号由时域表示转换为频域表示;4)与每个频率得复正弦信号相联系得权重表示该频率得正弦信号对整个信号得贡献。
47、“周期信号都可以表示为成谐波关系得正弦信号得加权与(傅里叶级数)。
”——傅里叶得第一个主要论点“非周期信号都可以用正弦信号得加权积分来表示(傅里叶变换) 。
”——傅里叶得第二个主要论点。
48、傅里叶分析:利用复正弦信号,通过傅里叶级数及傅里叶变换,分析信号与系统在频域范围内性质得方法。
傅里叶分析表明:连续时间周期信号可以按傅里叶级数分解成无数个复正弦谐波分量得加权叠加。
49、狄里赫利(Dirichlet)条件:1、信号就是有界且单值得;2、任何区间内绝对可积(或绝对可与);3、信号在任何有限区间内只有有限个极大值与极小值;4、信号在任何有限区间内只有有限个不连续点。
50、实数域周期信号得傅里叶级数还可以表示为有初相位变化得余弦函数形式,称为谐波型傅里叶级数51、时移特性:时移↔引起频率线性函数得相移;与幅度,相移大小就是时移与正弦频率得乘积。
频移特性:号得频移↔时域:初始复正弦与另一频率等于频移量得复正弦得乘积。
频移与时移两种特性就是对偶关系:一个域内得移动,对应于另一个域内乘以一个复正弦函数。
52、帕斯瓦尔(Parseval)关系信号得能量或功率在时域与频域中就是相等得。
53、不定性原理:不可能同时减小信号得持续时间与带宽。
54、对偶特性:时域与频域表示之间得对称性。
55、对偶特性要求:对偶得两信号得类型相同。
56、复正弦函数就是LTI系统得特征函数,对应特征值只就是频率得函数,即LTI系统对频率ω得复正弦输入信号得频率响应。
57、连续周期信号得FT对应得频域信号:瞧做一个频移量为得冲激序列得加权叠加,各冲激信号得强度为,间隔为基频。
离散周期信号得DTFT对应得频域信号:瞧做一个频移量为得冲激序列得加权叠加,各冲激信号得强度为,间隔为基频。
58、冲激抽样:抽样信号表示为原始连续信号与冲激序列得乘积、59、从抽样信号恢复原信号满足得要求:如果X(jω)与x(t)就是一对傅里叶变换对, X(jω)存在最大频率限制,即|ω|>ωm 时X(jω) = 0;当抽样频率满足ωs>2ωm 时,原来得信号x(t)由样本x(nTs),n=±1, ±2,…惟一确定、60、抗混叠滤波—抽样(离散化)前得预处理:目得:1、将无限带宽信号变为有限带宽信号;2、消除与待传输或待处理信号无关得信号;3、消除部分高频噪声。
61、零阶保持:表示为抽样间隔整数倍得矩形脉冲得时移加权与。
62、零阶保持效应:导致抽样信号得频谱失真。
包括线性相移、由得主瓣弯曲、旁瓣衰减等引起得失真。
63、等效连续时间系统得频率响应,就就是离散时间系统频率响应在一个周期内得特性,只不过在频率上有一个尺度变换。
64、反向滤波器:为了可以恢复原始连续信号,要求在零阶保持系统后再级联一个系统。
作用:反像滤波器可校正零阶保持抽样信号频谱得畸变,以及平滑时域信号得不连续阶梯。