信号与系统总结5
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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。
信号与系统实验总结及心得体会2011211204 刘梦颉2011210960 信号与系统是电子信息类专业的一门重要的专业核心基础课程,该课程核心的基本概念、基本理论和分析方法都非常重要,而且系统性、理论性很强,是将学生从电路分析领域引入信号处理与传输领域的关键性课程,为此开设必要的实验对我们加强理解深入掌握基本理论和分析方法,以及对抽象的概念具体化有极大的好处,而且为后续专业课程的学习提供了理论和大量实验知识储备,对以后的学术科研和创新工作都是十分重要的。
下面我将从实验总结、心得体会、意见与建议等三方面作以总结。
一.实验总结本学期我们一共做了四次实验,分别为:信号的分类与观察、非正弦周期信号的频谱分析、信号的抽样与恢复(PAM)和模拟滤波器实验。
1.信号的分类与观察主要目的是:观察常用信号的波形特点以及产生方法,学会用示波器对常用波形参数进行测量。
主要内容是:利用实验箱中的S8模块分别产生正弦信号、指数信号和指数衰减正弦信号,并用示波器观察输出信号的波形,测量信号的各项参数,根据测量值计算信号的表达式,并且与理论值进行比较。
2.非正弦信号的频谱分析主要目的是:掌握频谱仪的基本工作原理和正确使用方法,掌握非正弦周期信好的测试方法,理解非正弦周期信号频谱的离散性、谐波性欲收敛性。
主要内容是:通过频谱仪观察占空比为50%的方波脉冲的频谱,和占空比为20%的矩形波的频谱,并用坐标纸画图。
3.信号的抽样与恢复主要目的是:验证抽样定理,观察了解PAM信号的形成过程。
主要内容是:通过矩形脉冲对正弦信号进行抽样,再把它恢复还原过来,最后用还原后的图形与原图形进行对比,分析实验并总结。
4.模拟滤波器实验主要目的是:了解RC无源和有源滤波器的种类、基本结构及其特性,比较无源和有源滤波器的滤波特性,比较不同阶数的滤波器的滤波效果。
主要内容:利用点频法通过测试无源低通、高通、带通和有源带阻,以及有源带通滤波器的幅频特性,通过描点画图形象地把它们的特点表现出来。
重难点1.信号的概念与分类 按所具有的时间特性划分:确定信号和随机信号; 连续信号和离散信号; 周期信号和非周期信号; 能量信号与功率信号; 因果信号与反因果信号;正弦信号是最常用的周期信号,正弦信号组合后在任一对频率或周期的比值是有理分数时才是周期的;其周期为各个周期的最小公倍数;① 连续正弦信号一定是周期信号;② 两连续周期信号之和不一定是周期信号;周期信号是功率信号;除了具有无限能量及无限功率的信号外,时限的或,∞→t 0)(=t f 的非周期信号就是能量信号,当∞→t ,0)(≠t f 的非周期信号是功率信号;1. 典型信号① 指数信号: ()at f t Ke =,a ∈R ② 正弦信号: ()sin()f t K t ωθ=+ ③ 复指数信号: ()st f t Ke =,s j σω=+ ④ 抽样信号: sin ()tSa t t= 奇异信号(1) 单位阶跃信号1()u t ={ 0t =是()u t 的跳变点;(2) 单位冲激信号单位冲激信号的性质:1取样性 11()()(0)()()()f t t dt f t t f t dt f t δδ∞∞-∞-∞=-=⎰⎰()0t δ=当0t ≠时相乘性质:()()(0)()f t t f t δδ= 2是偶函数 ()()t t δδ=- 3比例性 ()1()at t aδδ=4微积分性质 d ()()d u t t tδ= ; ()d ()t u t δττ-∞=⎰5冲激偶 ()()(0)()(0)()f t t f t f t δδδ'''=- ; ()()d (0)f t t t f δ∞-∞''=-⎰ ()d ()tt t t δδ-∞'=⎰ ;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;重难点2.信号的时域运算 ① 移位: 0()f t t +, 0t 为常数当0t >0时,0()f t t +相当于()f t 波形在t 轴上左移0t ;当0t <0时, 0()f t t +相当于()f t 波形在t 轴上右移0t ;② 反褶: ()f t - ()f t -的波形相当于将()f t 以t =0为轴反褶; ③ 尺度变换: ()f at ,a 为常数当a >1时,()f at 的波形时将()f t 的波形在时间轴上压缩为原来的1a; 当0<a <1时,()f at 的波形在时间轴上扩展为原来的1a; ④ 微分运算: ()df t dt信号经微分运算后会突出其变化部分; 2. 系统的分类根据其数学模型的差异,可将系统划分为不同的类型:连续时间系统与离散时间系统;线性系统与非线性系统;时变系统与时不变系统; 重难点3.系统的特性(1) 线性性若同时满足叠加性与均匀性,则称满足线性性;当激励为1122()()C f t C f t +1C 、2C 分别为常数时,系统的响应为1122()()C y t C y t +;线性系统具有分解特性:)()()(t y t y t y zs zi +=零输入响应是初始值的线性函数,零状态响应是输入信号的线性函数,但全响应既不是输入信号也不是初始值的线性函数;(2) 时不变性 :对于时不变系统,当激励为0()f t t -时,响应为0()f t t -; (3) 因果性线性非时变系统具有微分特性、积分特性; 重难点4.系统的全响应可按三种方式分解:各响应分量的关系:重难点5.系统的零输入响应就是解齐次方程,形式由特征根确定,待定系数由-0初始状态确定;零输入响应必然是自由响应的一部分;重难点6.任意信号可分解为无穷多个冲激函数的连续和:那么系统的的零状态响应为激励信号与单位冲激响应的卷积积分,即)()()(t h t f t y zs *=;零状态响应可分解为自由响应和强迫响应两部分;重难点7.单位冲激响应的求解;冲激响应)(t h 是冲激信号作用系统的零状态响应; 重难点8.卷积积分(1) 定义 ττττττd f t f d t f f t f t f )()()()()(*)(212121-=-=⎰⎰∞∞-∞∞-(2) 卷积代数① 交换律 )(*)()(*)((1221t f t f t f t f =② 分配率 )(*)()(*)()]()([*)(3121321t f t f t f t f t f t f t f +=+ ③ 结合律 )](*)([*)()(*)](*)([321321t f t f t f t f t f t f = 重难点9.卷积的图解法 求某一时刻卷积值 卷积过程可分解为四步:1换元: t 换为τ→得 f 1τ, f 2τ2反转平移:由f 2τ反转→ f 2–τ 右移t → f 2t-τ 3乘积: f 1τ f 2t-τ4积分: τ从 –∞到∞对乘积项积分; 3性质1ft δt=δtft = ft )()(*)(00t t f t t t f -=-δ)()(*)(2121t t t f t t t t f --=--δ 210,,t t t 为常数2ft δ’t = f’t 3ftut ()()d ()d tf u t f τττττ∞-∞-∞=-=⎰⎰ut ut = tut4[]121221d ()d ()d ()*()*()()*d d d n n nn n nf t f t f t f t f t f t t t t ==5121212[()*()]d [()d ]*()()*[()d ]t t tf f f f t f t f τττττττ-∞-∞-∞==⎰⎰⎰6 f 1t –t 1 f 2t –t 2 = f 1t –t 1 –t 2 f 2t = f 1t f 2t –t 1 –t 2 = f t –t 1 –t 27 两个因果信号的卷积,其积分限是从0到t ; 8系统全响应的求解方法过程归纳如下:a.根据系统建立微分方程;b.由特征根求系统的零输入响应)(t y zi ;c.求冲激响应)(t h ;d.求系统的零状态响应)()()(t h t f t y zs *=;e.求系统的全响应)()()(t y t y t y zs zi +=;重难点10.周期信号的傅里叶级数任一满足狄利克雷条件的周期信号()f t 1T 为其周期可展开为傅里叶级数; 1三角函数形式的傅里叶级数0111()[cos()sin()]n n n f t a a n t b n t ωω∞==++∑ 式中112T πω=,n 为正整数;直流分量010011()t T t a f t dt T +=⎰ 余弦分量的幅度01112()cos()t T n t a f t n t dt T ω+=⎰ 正弦分量的幅度01112()sin()t T n t b f t n t dt T ω+=⎰三角函数形式的傅里叶级数的另一种形式为011()cos()n n n f t a A n t ωϕ∞==++∑2指数形式的傅里叶级数 1()jn tnn f t F eω∞=-∞=∑ 式中,n 为从-∞到+∞的整数;复数频谱011011()t T jn t n t F f t e dt T ω+-=⎰利用周期信号的对称性可以简化傅里叶级数中系数的计算;从而可知周期信号所包含的频率成分;有些周期信号的对称性是隐藏的,删除直流分量后就可以显示其对称性;①实偶函数的傅里叶级数中不包含正弦项,只可能包含直流项和余弦项; ②实奇数的傅里叶级数中不包含余弦项和直流项,只可能包含正弦项;③实奇谐函数的傅里叶级数中只可能包含基波和奇次谐波的正弦、余弦项,而不包含偶次谐波项;重难点11.从对周期矩形脉冲信号的分析可知:1 信号的持续时间与频带宽度成反比;2 周期T 越大,谱线越密,离散频谱将变成连续频谱;3 周期信号频谱的三大特点:离散性、谐波性、收敛性;重难点12.傅里叶变换 傅里叶变换定义为正变换()[()]()j t F f f t f t e dt ωω∞--∞==⎰逆变换11()[()]()2j t f t f F F e d ωωωωπ∞--∞==⎰频谱密度函数()F ω一般是复函数,可以写作 ()()()j F F e ϕωωω=其中()F ω是()F ω的模,它代表信号中个频谱分量的相对大小,是ω的偶函数;()ϕω是()F ω的相位函数,它表示信号中各频率分量之间的相位关系,是ω的奇函数;常用函数 F 变换对:δtπδωut 1()j πδωω+e -t ut 1j ωα+ g τt2Sa ωττ⎛⎫⎪⎝⎭sgn t 2j ωe –|t |222ααω+ 重难点13.傅里叶变换的基本性质 1 线性特性1212()()()()af t bf t aF j bF j ωω+↔+2 对称特性 ()2()F jt f πω↔-3 展缩特性 1()()f at F j a aω←−→ 4 时移特性0-j t 0()()f t t F j e ωω-←→⋅5 频移特性 0j 0()[()]t f t e F j ωωω⋅←→- 6 时域卷积特性 1212()()()()f t f t F j F j ωω*←→⋅ 7 频域卷积特性 12121()()[()()]2f t f t F j F j ωωπ⋅←→*8 时域微分特性 ()()n n n d fj F j dtωω←→⋅9 积分特性1()()(0)()tf d F j F j ττωπδωω-∞←→+⎰10.频域微分特性 ()()n nnndF j t f t j d ωω←→⋅ 11奇偶虚实性若()()()F R jX ωωω=+,则①()f t 是实偶函数()()f R ωω=,即()f ω为ω的实偶函数; ②()f t 是实奇函数()()f jX ωω=,即()f ω为ω的虚奇函数; 重难点14.周期信号的傅里叶变换周期信号()f t 的傅里叶变换是由一些冲激函数组成的,这些冲激位于信号的谐频11(0,,2,)ωω±±处,每个冲激的强度等于()f t 的傅里叶级数的相应系数n F 的2π倍;即重难点15.冲激抽样信号的频谱冲激抽样信号()s f t 的频谱为1()()s sn sf F n T ωωω∞=-∞=-∑其中s T 为抽样周期,()f ω为被抽样信号()f t 的频谱;上式表明,信号在时域被冲激序列抽样后,它的频谱()s F ω是连续信号频谱()f ω以抽样频谱s ω为周期等幅地重复;重难点16.对于线性非时变系统,若输入为非周期信号,系统的零状态响可用傅里叶变换求得;其方法为:1 求激励ft 的傅里叶变换F j;2 求频域系统函数H j;3 求零状态响应y zs t 的傅里叶变换Y zs j,即Y zs j= H j F j;4 求零状态响应的时域解,即y zs t = F -1Y zs j重难点17.对于线性非时变稳定系统,若输入为正弦信号)cos()(0t A t f ω=,则稳态响应为其中,)()(00ϕωωj e j H j H =为频域系统函数;重难点18.对于线性非时变系统,若输入为非正弦的周期信号,则系统的稳态响应的频谱为其中,n F 是输入信号的频谱,即)(t f 的指数傅里叶级数的复系统;)(Ωjn H 是系统函数,为基波;n Y 是输出信号的频谱;时间响应为重难点19.在时域中,无失真传输的条件是 )()(0t t f K t y -=在频域中,无失真传输系统的特性为 0)(t j e K j H ωω-=20.理想滤波器是指可使通带之内的输入信号的所有频率分量以相同的增益和延时完全通过,且完全阻止通带之外的输入信号的所有频率分量的滤波器;理想滤波器是非因果性的,物理上不可实现的;重难点21.理想低通滤波器的阶跃响应的上升时间与系统的截止频率带宽成反比;重难点22.时域取样定理注意:为恢复原信号,必须满足两个条件:1f t 必须是带限信号;2取样频率不能太低,必须f s ≥2f m,或者说,取样间隔不能太大,必须T s ≤1/2f m ;否则将发生混叠; 通常把最低允许的取样频率f s=2f m 称为奈奎斯特Nyquist 频率; 把最大允许的取样间隔T s=1/2f m 称为奈奎斯特间隔;重难点23.单边拉氏变换的定义为积分下限定义为-=0t ;因此,单位冲激函数1)(⇔t δ,求解微分方程时,初始条件取为-=0t ;重难点24.拉普拉斯变换收敛域:使得拉氏变换存在的S 平面上σ的取值范围称为拉氏变换的收敛域;)(t f 是有限长时,收敛域整个S 平面;)(t f 是右边信号时,收敛域0σσ>的右边区域;)(t f 是左边信号时,收敛域0σσ<的左边区域;)(t f 是双边信号时,收敛域是S 平面上一条带状区域;要说明的是,我们讨论单边拉氏变换,只要σ取得足够大总是满足绝对可积条件,因此一般不写收敛域;单边拉氏变换,只要σ取得足够大总是满足绝对可积条件,因此一般不写收敛域;重难点25.拉普拉斯正变换求解:常用信号的单边拉氏变换 重难点26.拉普拉斯变换的性质6时域卷积定理 f 1t f 2t ←→ F 1s F 2s7周期信号,只要求出第一周期的拉氏变换1()F s ,1()()1sTF s F s e-=- 频域微分性: d ()()()d F s t f t s-←→频域积分性: ()()s f t F d tηη∞←→⎰初值定理:0(0)lim ()lim ()t s f f t sF s →+→∞+==终值定理若ft 当t →∞时存在,并且 ft ← → F s , Res>0, 0<0,则 0()lim ()s f sF s →∞=拉氏变换的性质及应用;一般规律:有t 相乘时,用频域微分性质; 有实指数t e α相乘时,用频移性质; 分段直线组成的波形,用时域微分性质;周期信号,只要求出第一周期的拉氏变换1()F s ,1()()1sTF s F s e-=- 由于拉氏变换均指单边拉氏变换,对于非因果信号,在求其拉氏变换时应当作因果信号处理;重难点27.拉普拉斯反变换求解:掌握部分分式展开法求解拉普拉斯逆变换的方法1单实根时 )(t Ke a s Kt a ε-⇔+2二重根时2()()t KKte t s αεα-↔+ 重难点28.微分方程的拉普拉斯变换分析:当线性时不变系统用线性常系数微分方程描述时,可对方程取拉氏变换,并代入初始条件,从而将时域方程转化为S 域代数方程,求出响应的象函数,再对其求反变换得到系统的响应;重难点29.动态电路的S 域模型:由时域电路模型能正确画出S 域电路模型,是用拉普拉斯变换分析电路的基础; 引入复频域阻抗后,电路定律的复频域形式与其相量形式相似;重难点30.系统的零状态响应为 )()()(s F s H s Y zs =其中,)()(s H t h ⇔,)(s H 是冲激响应的象函数,称为系统函数;系统函数定义为)()()(s F s Y s H zs =重难点31.系统函数的定义重难点32.系统函数的零、极点分布图重难点33.系统函数H ·与时域响应h · :LTI 连续因果系统的h t 的函数形式由H s 的极点确定;① Hs 在左半平面的极点无论一阶极点或重极点,它们对应的时域函数都是按指数规律衰减的;结论:极点全部在左半开平面的系统因果是稳定的系统;② Hs 在虚轴上的一阶极点对应的时域函数是幅度不随时间变化的阶跃函数或正弦函数;Hs 在虚轴上的二阶极点或二阶以上极点对应的时域函数随时间的增长而增大;③ H s 在虚轴上的高阶极点或右半平面上的极点,其所对应的响应函数都是递增的;重难点34.系统的稳定性:稳定系统 Hs 的极点都在左半开平面,)θ+边界稳定系统 Hs 的极点都在虚轴上,且为一阶, 不稳定系统 Hs 的极点都在右半开平面或虚轴上二阶以上;H s=11101110()()m m m m n n n n b s b s b s b N s D s a s a s a s a ----++++=++++ 判断准则:1多项式的全部系数i a 符号相同为正数;2无缺项;3对三阶系统,323210()D s a s a s a s a =+++的各项系数全为正,且满足1203a a a a > 重难点35、常用的典型信号 1.单位抽样序列)(n δ)(n δ的延迟形式: 1,()0,n m n m n mδ=⎧-=⎨≠⎩推出一般式: ∑∞-∞=-=k k n k x n x )()()(δ2.单位阶跃序列()n ε✧ 与)(n δ的关系: ()()(1)n n n δεε=-- ✧ 延迟的表达式()n m ε-; 3. 矩形序列)(n R N -----有限长序列 4. 实指数序列----实指数序列)(n u a n 重难点36、离散系统的时域模拟它的基本单元是延时器,乘法器,相加器; 重难点37、系统的零输入响应若其特征根均为单根,则其零输入响应为:1()nkx xi i i y k c λ==∑C 由初始状态定相当于0-的条件 重难点38、卷积和的定义12()()()k f n f k f n k ∞=-∞=-∑=f 1n f 2n卷积和的性质1 交换律:()()()()1221f n f n f n f n *=*2 分配律:()()()()()()123123f n f n f n f n f n f n **=**⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦3 结合律.:()()()()()()()1231213f n f n f n f n f n f n f n *+=*+*⎡⎤⎣⎦f n δn = f n , f n δn – n 0 = f n – n 0 f n εn =()nk f k =-∞∑f 1n – n 1 f 2n – n 2 = f 1n – n 1 – n 2 f 2n卷和的计算:不进位乘法求卷积、利用列表法计算、卷积的图解法 重难点39、离散系统的零状态响应离散系统的零状态响应等于系统激励与系统单位序列响应的卷积和;即 重难点40.z 变换定义()()n n F z f n z ∞-=-∞=∑称为序列f k 的双边z 变换()()n n F z f n z ∞-==∑ 称为序列f k 的单边z 变换重难点41.收敛域因果序列的收敛域是半径为|a|的圆外部分; 重难点42.熟悉基本序列的Z 变换;k ←→ 1 , z>0 k ←→1zz -, z>1 重难点43.z 变换的性质 1移位特性双边z 变换的移位:()n z F z -↔f(k -n)单边z 变换的移位: f k-2 ←→ z -2F z + f -2 + f -1z -1 2序列乘a k z 域尺度变换 a k f k ←→ F z/a3卷积定理 f 1k f 2k ←→ F 1z F 2z 重难点44.掌握部分分式法求逆Z 变换; 重难点45.掌握离散系统Z 域的分析方法; 1差分方程的变换解 2系统的z 域框图 3稳定性Hz 按其极点在z 平面上的位置可分为:在单位圆内、在单位圆上和在单位圆外三类;① 极点全部在单位圆内的系统因果是稳定系统;② Hz 在单位圆上是一阶极点,单位圆外无极点,系统是临界稳定系统;③ Hz 在单位圆上的高阶极点或单位圆外的极点,系统是不稳定系统;。
信号与系统实验总结转眼间,信号与系统实验课已接近尾声。
和蔼的老师,亲切的同组同学,每一个新奇的信号实验,都给刚入大二的我留下了许多深刻印象。
这一学期,共做了“信号的分类与观察”、“非正弦信号的频谱分析”、“信号的抽样与恢复(PAM)”、和“模拟滤波器实验”共四个信号与系统实验。
此学期的实验课程加深了我对信号与系统这门课的感性认知与体会,也增强了我的实际动手能力,有效地处理了实验过程中遇到的问题,收获颇丰。
众所周知,信号与系统这门课程对于电子信息科学与技术专业的我们是何等的重要。
而每周一次的实验,培养了我分析问题和处理问题的能力,使抽象的概念和理论形象化、具体化、对增强学习的兴趣有了极大的好处,针对各个实验及实验中的具体问题,现总结如下:一.信号的分类与观察对于一个系统的特性进行研究,重要的一个方面是研究它的输入—输出关系,即在特定输入信号下,系统输出的响应信号。
因而对信号进行研究是研究系统的出发点,是对系统特性观察的基本方法和手段。
在这个实验中,对常用信号及其特性进行了分析、研究。
由实验箱中元件产生正弦波、指数信号、指数衰减正弦信号三种波形,示波器观察,并根据数据求出函数表达式。
此次实验我最大的收获,就是了解了示波器的使用方法和各个按钮的作用。
初步了解了信号与系统实验箱的各个模块作用。
比如示波器上无法显示波形,先调节辉度按钮,如还未出现,调节垂直POSITION按钮,看波形是不是在屏幕之外,波形不稳,调节触发电平或TIME/DIV,等等。
示波器在各种实验中都起到很重要的作用,所以了解它的原理和使用方法是必备的基础知识,为以后的实验打下了坚实的基础。
作图在实验数据处理中也是很重要的一步。
准确的记录,描点,坐标分度,看似很小的事情真的做起来就会觉得不是那么容易。
把每一个平凡的小事做好,就是一种不平凡。
在数据处理中,我学会了耐心的处理事情。
最后的正弦,指数,和指数衰减正弦信号都在坐标纸上有了很好的体现。
信号与系统课设心得体会信号与系统是电子信息类专业的一门重要课程,本课程主要涉及数字信号处理、模拟信号处理以及系统分析与设计等方面的知识。
在学习过程中,我们不仅通过理论学习了信号与系统的基本概念和原理,还进行了一些实践操作,完成了信号与系统的课设项目。
通过这个课设项目,我对信号与系统有了更深入的理解,也积累了一些实践经验。
以下是我的心得体会:首先,信号与系统的理论知识需要与实际应用相结合。
在课设项目中,我们需要根据实际问题设计信号处理系统,并对系统进行仿真和优化。
在这个过程中,只有理解信号与系统的基本原理,并能够将其应用到实际问题中,才能够设计出可行的解决方案。
因此,在学习信号与系统的理论知识时,我们应该多思考如何将这些理论知识应用到实际问题中,在实践中进行验证和优化。
其次,信号与系统的实验操作是加深理解的重要途径。
在信号与系统课程中,我们进行了一些实验,比如设计FIR滤波器、进行傅里叶变换等。
通过实际操作,我们可以更直观地感受到信号与系统的特性和处理方法。
实验操作让抽象的理论知识更具体化,增强了对信号与系统的理解。
因此,在学习过程中,我们应该积极参与实验操作,尽可能多地进行实践。
此外,信号与系统的问题解决能力需要锻炼。
在课设项目中,我们需要独立设计信号处理系统,并解决可能出现的问题。
这就要求我们具备较强的问题解决能力。
在实际操作中,我们可能会遇到各种各样的问题,比如仿真结果不符合预期、系统性能不稳定等。
在解决这些问题的过程中,我们需要运用信号与系统的知识和分析方法,找出问题所在,并采取相应的措施进行优化。
这个过程既是对理论知识的应用,也是对问题解决能力的锻炼。
最后,团队合作能力在信号与系统课设中也尤为重要。
在课设项目中,我们通常是以小组的形式进行工作。
每个人都承担着不同的任务,需要与其他成员密切合作,共同完成项目。
团队合作能力的好坏直接影响到项目的进展和成果的质量。
在团队中,我们需要相互协作、互相支持,合理分工,共同完成任务。
信号与系统知识点详细总结1. 信号与系统概念信号是指一种可以传递信息的载体,它可以是电气信号、光信号、声音等形式,常见的信号有连续信号和离散信号两种。
连续信号是定义在连续的时间域上的信号,例如声音信号;离散信号是定义在离散的时间域上的信号,例如数字信号。
系统是对输入信号进行加工处理的装置,它可以是线性系统或非线性系统、时变系统或时不变系统。
线性系统具有叠加性质,即输入信号的线性组合对应于输出信号的线性组合;非线性系统不满足叠加性质。
时变系统的特性随着时间的变化而改变,时不变系统的特性与时间无关。
2. 信号的分类信号可以按多种属性进行分类,例如按时间属性分类可分为连续信号和离散信号;按能量和功率分类可分为能量信号和功率信号,能量信号在有限时间内的总能量是有限值,功率信号在无穷时间内的平均功率是有限值;按周期性分类可分为周期信号和非周期信号,周期信号在一定时间间隔内具有重复的规律性。
3. 时域分析时域分析是指对信号在时间域上的特性进行分析,主要包括信号的幅度、相位、频率等方面。
信号的幅度是指信号的大小,可以用振幅来表示;相位是指信号在时间轴上的偏移量;频率是指信号的周期性特征。
时域分析的工具主要包括冲激响应、单位阶跃响应、单位斜坡响应等。
冲激响应是指系统对单位冲激信号的响应,它可以用来描述系统的线性性、时不变性等性质;单位阶跃响应是指系统对单位阶跃信号的响应,可以用来求系统的单位脉冲响应;单位斜坡响应是指系统对单位斜坡信号的响应,可以用来在频域中求系统的频率响应。
4. 频域分析频域分析是指对信号在频域上的特性进行分析,主要包括信号的频谱分布、频率成分等方面。
频域分析的工具主要包括傅里叶变换、傅里叶级数、拉普拉斯变换等。
傅里叶变换是将信号在时间域和频域之间进行转换的一种数学工具,可以将时域信号转换成频域信号,也可以将频域信号转换成时域信号。
傅里叶级数是对周期信号进行频域分析的工具,可以将周期信号展开成一组正弦和余弦函数的线性组合;拉普拉斯变换是对信号在复频域上的分析工具,用于分析线性时不变系统的频域特性。
信号与系统知识点总结一、信号的分类:1.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范围内存在的信号,如声音、电流;离散时间信号是在离散时间点上存在的信号,如数字音频信号、数字图像信号。
2.狄拉克脉冲信号与单位脉冲序列:狄拉克脉冲信号是一种无限大振幅、无限短时间持续的信号,用以表示一个突变或冲击,常用于信号的表示与合成;单位脉冲序列是一种以离散单位间隔的脉冲序列。
二、系统的分类:1.连续时间系统与离散时间系统:与信号的分类类似,系统也可以分为连续时间系统和离散时间系统。
2.线性系统与非线性系统:线性系统遵循线性叠加原理,输出响应与输入信号成正比,如线性滤波器;非线性系统在输入信号改变时,输出响应不满足比例关系。
3.时变系统与时不变系统:时变系统的特性随时间变化,而时不变系统的特性与时间无关。
三、信号的基本运算:1.基本信号的表示与合成:可以将任意信号表示为一系列基本信号的线性组合;2.信号的时移、尺度变换与反褶:时移操作将信号在时间轴上整体左移或右移;尺度变换通过拉伸或压缩信号的时间轴来改变信号长度和时间刻度;反褶操作是将信号沿时间轴进行翻转。
四、系统的基本性质:1.因果系统与非因果系统:因果系统的输出只依赖于过去或当前的输入,而不依赖未来的输入;非因果系统的输出可能依赖于未来或当前输入。
2.稳定系统与非稳定系统:稳定系统的输出有界,输入有界就会导致输出有界;非稳定系统的输出可能会趋向无穷。
3.线性时不变系统的冲击响应与频率响应:冲击响应是输入为单位脉冲时的输出响应;频率响应是输入为正弦波时的输出响应,常用于分析系统的频率特性。
五、信号与系统的分析方法:1.时域分析与频域分析:时域分析是通过对信号在时间上的变化进行分析,如冲击响应、脉冲响应、单位阶跃响应等;频域分析是通过对信号在频率上的特性进行分析,如频谱、频率响应等。
2.傅里叶变换与傅里叶级数:傅里叶变换是将时间域信号转换为频域信号,常用于连续时间信号的分析;傅里叶级数是将周期性信号分解为多个正弦和余弦信号的叠加。
信号与系统总结报告信号与系统是一门电子信息类本科阶段的专业基础课。
通过本学期对该课程的学习,我了解了什么是信号,什么是系统,掌握了基本的信号分析的理论和方法和对线性时不变系统的描述方法,并且对求解微分方程有了一定的了解。
最后学习了傅里叶变换和拉普拉斯变换,明白了如何用matlab去求解本课程的问题。
1.1信号与系统信号是一种物理量(电,光,声)的变化,近代中使用的电台发出的电磁波也是一种信号,所以信号本身是带有信息的。
而系统是一组相互有联系的事物并具有特定功能的整体,又分为物理系统和非物理系统,每一个系统都有各自的数学模型,两个不同的系统可能有相同的数学模型。
1.2信号从不同的角度看,信号也有不同的分类。
信号可分为确定性信号和随机性信号,周期信号与非周期信号,连续时间信号与离散时间信号。
还有一种离散信号:采样信号和数字信号。
在该课程中,还有几种类似数学函数的信号,指数信号和正弦信号;其表达式与对应的函数表达式也类似。
另外,如果指数信号的指数因子为一复数,则称为复指数信号,其表达式为 f(t)=Kest,s=σ+jw。
还有一种Sa(t)函数,其表达式为sint/t。
从数学上来讲,它也是一个偶函数。
1.2.1 信号的运算另外,信号也可以像数字那样进行运算,可以进行加减,数乘运算。
信号的运算以图像为基础进行运算;包括反褶运算:f(t)->f(-t),以y轴为轴,将图像对称到另一边,时移运算:f(t)->f(t-t1),该运算移动法则类似数学上的左加右减;尺度变换运算:f(t)->f(2t)表示将图像压缩。
除此之外,信号还有微分,积分运算,运算过后仍然是一个信号。
1.2.2信号的分类单位斜边信号指的是从某一时刻开始随时间正比例增长的信号,表达式为R (t)=t,(t>=0)。
单位阶跃信号从数学上来讲,是一个常数函数图像;单位冲激信号有不同的定义方法,狄拉克提出了一种方法,因此它又叫狄拉克函数;用极限也可以定义它,冲激函数也可以把冲激所在位置处的函数值抽取出来。
信号(xìnhào)与系统课设心得体会信号(xìnhào)与系统课设心得体会经过四周的时间,我们的信号与系统测试实验课画上了一个句号。
可以说,信号与系统测试实验课是我们真正的开始接触这个学科,因为以前学的都是理论知识,学懂得(dǒng de)仅仅是理论,而信号与系统测试实验课就给了我们这样一个将理论付诸于时间的时机,在这四周的实验课中,我收获了很多很多,也许会了很多很多。
可以说,这是我们第一次真正的进实验室,初中的实验室都是那些很简单的器材,以前也对大学的实验室充满了好奇,很想亲自送到实验室去体验体验。
然而,进了实验室我才发现,实验室并不像我的那样好玩,恰恰相反,实验室需要很严肃认真,来不得丝毫的玩笑。
每一个实验都要求很严格(yángé),只有认真的预习好实验的原理与详细操作方法,然后在实验时按照要求完成每一个步骤,才可以完成实验任务。
每一个微小的错误都有可能导致数据不准备,得不到正确的结论,所以在做实验的时候必须有一个严谨的态度。
在这短短的四周(sìzhōu)时间了,我们一共做了四个实验。
清楚是“信号的观察与分类”、“非正弦周期信号的频谱分析”、“信号的抽样与恢复(PAM)”、“模拟滤波器实验”。
通过这四个实验,我们根本上将所学的信号与系统的知识得到了全面的应用。
“信号的观察与分类”实验中各种常用的信号,这就要求对常用信号的波形特点及产生方法有所理解。
经过第一次的实验课,我不仅对各个常用信号的波形有了更深化的理解,也对信号的产生有了一定的认识。
在这个试验中,还用到了示波器,进过这次试验,根本理解了示波器的使用方法,各个按钮的功能,还有如何利用示波器显示出需要的信号。
“非正弦周期信号的频谱分析”实验中要求我们队非正弦周期信号的离散型、谐波性、频谱特性等有一定的理解,以及如何测试非正弦周期信号。
在这个实验中,我接触到了频谱仪和DDS信号源。