《信号与系统》复习要点

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2012级《信号与系统》复习提要

典型连续信号(exp(at),sgn(t),sinwt,coswt,Sa(t),G(t)),奇异信号u(t),δ(t)的二种定义,以上信号对应的离散序列,周期信号及周期序列。对应的频谱表达。

信号的图示(坐标3要素)。欧拉公式。

三大变换对象和性质:FT,LT,(双边LT, ROC),ZT (ROC)(双边),DTFT。同域变换(Hilbert变换)即信号通过1/πt的系统或称-90度移相网络。

连续卷积定义和性质,离散卷积定义。时域卷积定理,频域卷积定理。频谱(幅度谱、相位谱),实部虚部,幅度相角,奇偶性,直流分量的去除,(密度谱),功率谱。幅度的dB表示。信号频带宽度与时域波形特征。信号的周期化表达式,信号的截取,信号的离散化表达式,连续信号的重建。

系统的频率响应及参数定义,不失真信号传输条件。信号的调制解调。香农采样定理及其相关俗语,信号周期性与离散性在时域和频域的表现,表征参数。频谱混叠现象,采样信号的恢复和重建。

微分方程,差分方程,状态方程(输出方程)。系统方框图。

系统起始状态,初始条件,各种响应:连续系统零状态(离散系统的零状态),零输入,稳态,瞬态。自由项。单位冲激响应与单位样值

响应。

特征根,重根,共轭根。多项式根与系数关系。实系数与共轭根关系。系统因果性,稳定性(两种充要条件判断),收敛性,临界稳定。

传递函数,信号流图,零点,极点,零极点图形。

连续的部分分式分解求逆变换,极点上的留数。离散的部分分式逆变换。真假分式,长除法。

信号的Matlab实验的主要结论。

以下是细化的内容:

1.连续信号、离散信号的各自特征是什么?

2.连续时间信号的t=0点和t=∞处,它在现实中表示什么实际情况?

3.模拟信号、采样信号、数字信号的确切定义、联系和区别是什么?

4.用理想冲激和实际窄脉冲对连续信号进行采样,这两种方法采样点的值如何确定?而在恢复原信号时,两个采样点间的信号的值是如何得出的?

5.采样信号经过幅度量化而成为数字信号,量化过程所带来的误差(4舍5入)与量化阶数(位数)的关系如何?

6.对周期信号、非周期信号、两个周期信号之和并成为非周期信号的三种情况各举一例,并画波形图说明。

7.能量信号、功率信号、非能量亦非功率信号的各自定义是什么?各举一例。8.信号的时间特性(变化快慢)包含周期大小及该周期里信号形状两个方面,画图说明它们的含义?

9.周期信号的(频谱函数)及非周期信号的频率特性(频谱密度函数)的定义,物理意义,工程概念的信号频带是怎么定义及说明的?

10.系统的因果性、线性系统的比例性(齐次性)和叠加性的定义和判别。举出非线性系统的例子。

11.系统的非时变性定义,举一个时变系统的例子。

12.有始信号,因果信号,激励,零状态响应,零输入响应实际指的是什么?13.系统的起始状态与方程时域解的初始条件有什么区别?如何转换?

14.LTI系统的输入输出微分方程时域一般表达式。何谓自然(由)响应与受(强)迫响应?何谓稳态响应(包括直流或等幅振荡)与瞬态响应?(理解:零状态响应包括了一部分的自然响应和全部的强迫响应,而零输入响应只是自然响应中的另一部分)。例2-8。

15.分析线性系统时,指数信号e at是个非常有用的典型的激励信号,对a的所有可能取值情况,一一画出其波形图,标注关键数值。

16.系统的传递函数H(s)及系统阶次N的定义,系统的零、极点定义与绘制零极点位置图,试举2例。

17.LTI系统的特征方程与特征根、自然频率定义。方程的“自由项”是指什么?

特解形式选取及系数如何求出?完全解中通解部分的待定常数如何求出?18.阶跃函数、单位阶跃函数、冲激函数、单位冲激函数各自的实际物理含义。19.阶跃函数的“截断性质”、冲激函数的“抽样性质”和冲激偶以各自的位移情况是如何用数学式子与图形表达的?

20.任意的周期脉冲(矩形、锯齿、三角、或其他函数)信号用(奇异函数)u(t)或δ(t)的和的表达式。各写一例。

21.任意形状的信号分解为冲激函数δ(t)的叠加。

22.信号的直流分量与交流分量,偶分量与奇分量的定义及求解。

23.单位阶跃响应g(t)与单位冲激响应h(t)的(导数)关系。u(t)与符号函数sgn(t)的关系。

24.LTI系统在任意信号激励下的响应r(t),即卷积积分的推导过程。

25.卷积性质:f(t)*δ(t), f(t)*δ’(t), u(t)*u(t), e at u(t)* e bt u(t),

e ct u(t)* e ct u(t),以及两个函数延迟后的卷积计算。

26.两个信号的卷积的微分与积分,应用计算的过程。图2-17。

27.周期信号分解为三角傅立叶级数。直流、基波、各次谐波、分解系数与各谐波振幅、相位的关系,(序号n≥0,为什么?),狄里赫利条件,信号表示成有限项级数后所引入的截尾误差,吉伯斯gibbs现象指的是什么?

28.周期信号分解为指数e-jwt级数,(序号n为正负所有整数,为什么?),信号本身的奇偶性与其级数展开表达形式有什么关系?

29.奇函数、偶函数、任意函数的奇分量与偶分量、奇谐函数、偶谐函数6种情况的各自定义。逐一画图。

30.周期信号的频谱有哪三大主要特征?物理本质是什么?

31.信号的时域特征(偶函数,奇函数,奇谐函数,偶谐函数,直流成分)与其频谱特点对应关系是什么?

32.周期矩形脉冲信号的时间函数表达式和频谱表达式,频谱随脉冲的3个参数(E,T,τ)的变化而相应发生的哪些变化?(参照附录)

33.非周期信号(单个矩形脉冲,即(窗)门函数)的频谱表达式,参数意义。34.Sa(t)信号特点及其频谱表达式。与33问比较。

35.频谱密度函数与振幅频谱的区别。请证明实的时间函数的幅谱是频率的偶函数,而相谱为频率的奇函数。

36.冲激函数的FT关系式。

37.由单边收敛指数函数的傅立叶变换推出阶跃u(t)(奇异函数)的FT关系式。38.理解:强度为1的均匀冲激序列(时域T)的频谱(幅度谱)是强度为2π/T的均匀冲激序列(频域),谱间距2π/T ( rad/sec)。(相位谱为0),写