信号与系统2020最新知识总结

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信号与系统的基本思想:把复杂的信号用简单的信号表示,再进行研究。

怎么样来分解信号?任何信号可以用Delta函数的移位加权和表示。只有系统是线性时不变系统,才可以用单位冲激函数处理,主要讨论各个单位冲激函数移位加权的响应的叠加能得到总的响应。

线性系统(齐次性,叠加定理)

时不变系统

对一个系统输入单位冲激函数,得到的响应为h(t.表征线性时不变系统的非常重要的东西,只要知道了系统对单位冲击函数的响应,就知道了它对任何信号的响应,因为任何信号都可以表示为单位冲激函数的移位加权和。

例如:d(t__h(t 那么a*d(t-t0__a*h(t-t0

的响应为

记为y(t=f(t*h(t,称为f(t和h(t的卷积

总结为两点:对于现行时不变系统,任何信号可以用单位冲激信号的移位加权和表示,任何信号的响应可以用输入函数和单位冲激函数响应的卷积来表示

连续时间信号和系统的频域分析

时域分析的重点是把信号分解为单位冲激函数的移位加权和,只讨论系统对单位冲激函数的响应。而频域的分析是把信号分解为各种不同频率的正弦函数的加权和,只讨论系统对sinwt的响应。都是把信号分解为大量单一信号的组合。

周期函数可以展开为傅里叶级数,将矩形脉冲展开成傅里叶级数,得到傅里叶级数的系数其中。

取样函数。产生一种震荡,0点的值最大,然后渐渐衰减直至0

第一:对于傅里叶级数的系数,n是离散的,所以频谱也是离散状的每条谱线都出现在基波频率的整数倍上,其包络是取样函数。

第二:谱线的间距是.。零点是,是谱的基波频率。如果不

变,T增大,那么减小,当T非常大的时候,非常小,谱线近似连续,越来越密,幅度越来越小。

傅里叶变换:非周期函数

正变换:

反变换:

常用函数的傅里叶变换(典型非周期信号的频谱)

1、门函数

2、指数函数(单边)

,实际上是一个低通滤波器

3、单位冲激函数

F(w)=1,频带无限宽,是一个均匀谱

4、常数1

常数1是一个直流信号,所以它的频谱当然只有在w=0的时候才有值,体现为。

可以由傅里叶变换的对称性得到

5、正弦函数

,相当于是直流信号的移位。

6、单位冲击序列

这是一个周期函数,每隔T出现一个冲击,周期函数的傅里叶变换是离散的

单位冲击序列的傅里叶变换仍然是周期序列,周期是

傅里叶变换的性质

1、线性性

傅里叶变换是积分运算,而积分运算是加法。

2、时移特性

信号在时域的时移,相当于信号在频域的各频率分量相移,即

3、频移特性(调制定理)

将时间信号f(t乘以coswt或者是sinwt,等效于将f(t的频谱F(W一分为二,即幅度减小一半,沿频率轴向左向右各移动w。

4、能量定理

时域和频域的不同表示,能量是相等的

5、卷积定理

两函数在时域中的卷积,等效于频域中两个函数傅里叶变换的乘积

两函数在频域里面的卷积

信号的分解:把信号分解为各种不同频率和不同幅度的简单信号的响应,只需分析一个一个正弦函数单一的频率的响应,其他的是频率和幅度的改变,最后叠加。前提是线性时不变