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课程意义及课堂要求本课程是“电路分析基础”课的继续和深入。是后继课程“通信原理”、“通信技术基础”、“数字信号与处理”等课程的基础。要求：上课手机不准发出声音；作一些预习和复习；做一些笔记；认真作业，必须独立完成。每周交一次。第一章信号与系统信号的基本概念及基本分类系统的基本概念及分类信号与系统分析概要本章学习目标：通过本章学习，应该达到以下要求：掌握信号的概念及分类。掌握系统的概念及分类。1.1信号的基本概念信号的描述1、信号：广义的说，信号是随时间变化的某种物理量。2、特点：带有信息的物理量。例如：红绿灯，上下课铃声等。所以，信号一般是指代表声音、图像和编码等消息。如声信号、光信号、电信号和数据信号等，但在本课程中我们大多采用电信号。1.1信号的基本概念3、信号总是以下面的形式传输：信源通过信道到达信宿甲(语言)（空气）乙(耳朵)信号的特性：（时间特性频率特性）一般地说:信号是时间的函数;有一定的波形。任一信号具有其自身特有的频率组成，所以信号也是频率的函数。1.2信号的分类1．确定性信号和随机信号按信号是否可预知划分，可以将信号分为确定性信号和随机信号。2．连续时间信号和离散时间信号按信号是否是时间的连续函数划分，将信号分为连续时间信号和离散时间信号。3．周期信号和非周期信号按信号是否具有重复性，可以将信号划分为周期信号和非周期信号。1.2信号的分类4．一维信号和n维信号按信号可以表示为几个变量的函数划分，将信号分为一维信号和维信号。5．时限信号和非时限信号按信号的持续时间划分，将信号分为时限信号和非时限信号。6．能量信号和功率信号按信号的能量特性划分，将信号分为能量信号和功率信号。1.确定信号与随机信号（a）（b）2.连续时间信号与离散时间信号-4-3012-1)(kfk)(tft01t3.周期信号与非周期信号周期信号是指依一定时间间隔周而复始，且无始无终的信号，表达式可写为非周期信号在时间上不具有周而复始的特性。非周期信号也可以看作为周期为无穷大的周期信号210，，nnTtftf4.奇异信号奇异信号是指信号本身有不连续点，或者其导数与积分有不连续点的信号。（a）阶跃信号（b）冲激信号1.3系统的定义和分类1、系统的定义系统就是由若干个相互关联又相互作用的事物组合而成的，具有某种特定功能的整体。例如：通信系统、电力系统等。1.3系统的定义和分类2、系统的分类（1）连续时间系统和离散时间系统按照输入输出信号来分类（2）线性和非线性系统如果系统同时满足叠加性和齐次性，那么这个系统就是一个线性系统，否则就是非线性系统。1.3系统的定义和分类如果则线性性表示为：tyktyktfktfk22112211tytf11tytf221.3系统的定义和分类（3）时变系统与非时变系统如果那么tytf00ttyttf1.3系统的定义和分类（4）因果系统与非因果系统因果系统是指当且仅当输入信号激励系统时才产生输出响应的系统。（5）记忆系统与即时系统系统的输出只取决于该时刻的输入，与系统的过去工作状态(历史)无关，则称之为无记忆系统或即时系统。1.3系统的定义和分类3、系统的模拟和联结系统的模拟1.4信号与系统分析概要1、信号的分析信号分析的内容及方法有多种，本教材主要描述了时域法和频域法。2、系统的分析系统的分析方法也有时域法和频域法。对连续时间系统的分析主要采用卷积法，而离散时间系统则采用卷积和的方法；第二章信号与系统的时域分析线性时不变系统的描述方法及系统的零输入响应和零状态响应的概念能正确掌握和应用单位阶跃函数和单位冲激函数及其性质卷积是时域分析的核心，应理解其物理意义，并能理解和应用其性质本章学习目标：通过本章学习，应该达到以下要求：掌握常见信号的描述。掌握信号的代数运算和波形变换。掌握信号的时域分解。掌握系统的零状态响应的卷积求解方法。掌握系统的联结。2.1信号的描述1、典型信号（1）复指数信号式中，，且都是实数tAetfstjs与，A2.1信号的描述2、抽样信号tttSasin2.1信号的描述3、奇异信号（a）（b）(c）2.1.3阶跃信号的应用1、矩形方波的描述2.1.3阶跃信号的应用2、信号的接入特性及定义域的表达2.1.3阶跃信号的应用2、信号的接入特性及定义域的表达2.1.4冲激信号的定义冲激信号：100dtttt，2.1.4冲激信号的性质1、抽样特性tfttf0000tttftttf2.1.4冲激信号的性质2、筛选特性0fdtttf00tfdttttf2.1.4冲激信号的性质3、偶函数的性质4、积分特性tt01tdt，00tdt，2.1.4冲激信号的性质5、展缩特性taat1attatat0012.2信号的运算和波形变换1、信号的运算（1）加减运算2.2.1信号的运算（2）乘法运算2.2.1信号的运算（3）积分和微分运算微分运算积分运算2.2.2信号的波形变换1、尺度变换2.2.2信号的波形变换2、反摺2.2.2信号的波形变换3、平移2.2.2信号的波形变换4、综合变换由要先反摺、后展缩、再平移tfbatf2.3信号的分解1、交直流分解2.3信号的分解2、奇偶分解2.3信号的分解3、信号的脉冲分解2.4系统的微分方程及其响应1、系统的微分方程＝tyatyatyatyannnn0/111tfbtfbtfbtfbmmmm0/1112.4系统的微分方程及其响应2、系统的零状态响应和零输入响应（1）零输入响应系统的输入为零时，求出的响应。（2）零状态响应系统的初始状态为零时，求出的响应。可以用经典法求解。2.4.2系统零状态响应的卷积求解1、冲激响应和阶跃响应输入信号为冲激信号时，输出为冲激响应)(th2.4.2系统零状态响应的卷积求解1、冲激响应和阶跃响应输入信号为阶跃信号时，输出为的响应为阶跃响应2.4.2系统零状态响应的卷积求解2、卷积积分（1）定义我们在数学上把上式定义为卷积积分，简称卷积，也可表示成为dthftyf2.4.2系统零状态响应的卷积求解（2）性质a.交换率b.分配率c.结合率d.位移特性e.积分特性f.微分特性2.4.2系统零状态响应的卷积求解g.等效特性h.与冲激信号的卷积i.与冲激偶函数的卷积j.与阶跃信号的卷积2.4.2系统零状态响应的卷积求解（3）计算方法a.解析解法利用定义或性质求解b.图解法2.4.2系统零状态响应的卷积求解2.5系统的联结1、级联有ththth212.5系统的联结2、并联有ththth21第三章连续时间信号的频域分析傅立叶级数傅立叶变换常见信号的傅氏变换傅氏变换的性质抽样定理本章学习目标：掌握信号的傅里叶级数分析法和傅里叶变换分析法，能对常用信号进行频域分析熟悉信号的时域特性和频域特性间的对应关系理解信号频谱的意义并掌握常用信号的频谱频域分析的重要工具是卷积定理，要熟练掌握理解并应用取样信号和取样定理3.1周期信号的频谱分析1、三角形式的傅立叶级数式中的系数a0，an，bn称为傅里叶系数，计算公式为，，，21)sincos()(1110ntnbtnaatfnnnTttnTttnTttttntfTbttntfTattfTa000000dsin)(2dcos)(2d)(11103.1周期信号的频谱分析2、复指数形式的傅立叶级数其中ntjnneFtf1)()(arctg21)(212200nnnnnnnnjnnabbaFjbaeFFaFn3.1周期信号的频谱分析3、周期信号的频谱周期矩形脉冲信号的频谱图3.1周期信号的频谱分析4、周期信号的频谱的特点一般周期信号频谱的共同特点：离散性和谐波性3.2非周期信号的频谱分析1、非周期信号的傅里叶变换记为：d)(21)(d)(lim)(tjtjnTejFtftetfTFjFjFtf3.2非周期信号的频谱分析2、常见非周期信号的傅氏变换（1）门函数的傅氏变换2021)(tttg，，)(jF)2Sa(3.2非周期信号的频谱分析（2）冲激信号的傅氏变换（3）单位直流信号的频谱注意推导的过程1)(t)(213.2非周期信号的频谱分析（4）指数信号的频谱（5）阶跃信号的频谱jatueat1)(jtu1)()(3.2非周期信号的频谱分析3、傅氏变换的性质线性性质频移特性时移特性tfatfa2211jFajFa2211tjetf00jF0ttf0tjejF3.2非周期信号的频谱分析尺度变换时域微分时域积分时域卷积频域卷积0aatfajFa1tfdtdnnjFjndft1jFjF1110tftf21jFjF21tftf21jFjF21213.3抽样定理取样过程3.3抽样定理取样定理：通常把最低允许取样频率称为奈奎斯特（Nyquist）取样频率，其倒数称为奈奎斯特取样间隔。msff2minmf21第四章离散时间信号和系统分析离散时间信号差分方程卷积和离散系统时域分析离散系统的频域分析本章学习目标：离散时间信号与离散系统差分方程的特征，学习中应注意与连续系统的对应和类比；理解卷积和及单位响应的概念，会计算常用的卷积和；掌握离散系统的分析方法，熟练计算离散系统的零输入响应、零状态响应、单位响应及全响应；离散信号的频域分析主要掌握序列的傅立叶级数及常用序列的序列的傅立叶变换并能绘出其频谱图。4.1离散时间信号1、离散信号的波形及表达式离散信号一般用序列来表示。4.1离散时间信号2、基本离散信号（1）单位序列（2）阶跃序列（3）矩形序列（4）单位指数序列（5）正弦序列4.1离散时间信号3、计算注意与连续时间信号对比)()()(21nfnfnf)()()(21nfnfnf4.2离散时间系统的时域分析卷积和kfknhkfty)()()(kknfkfnfnf)()()()(21214.2离散时间系统的时域分析卷积和的计算1、解析法2、图解法4.3离散时间系统的频域分析序列傅里叶变换定义nnjjenxeX)()(deeXnxnjj)(21)(4.3离散时间系统的频域分析2、性质线性性质、周期性、时移特性、频移性质、对称性、时域卷积特性、频域卷积定理、帕斯维尔(Parseval)定理注意与连续时间系统对应第五章双端口网络双端口网络等效特性网络函数匹配级联本章学习目标：理解双端口网络的四种参数及方程，这些知识是双端口网络的基本理论；熟悉双端口网络的基本联接形式及双端口网络等效的概念；网络函数是双端口网络理论中的重要概念，是设计网络的基础，应重点掌握；熟悉双端口网络匹配级联的概念和意义。5.1双端口网络的参数与方程Z方程与Z参数。。。。。。22212122121111IZIZUIZIZU22211211ZZZZZ5.1双端口网络的参数与方程Y方程与Y参数。。。。。。22212122121111UYUYI