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1、第 2 章 基础篇 系统的基本性质(一)Signals and Systems 基础篇 系统系统 信号信号 时域篇 连续连续 离散离散 频域篇 连续连续 离散离散 复频域篇 连续连续 离散离散 状态变量篇 连续连续 离散离散 1 4 系统的基本性质 基本信号 线性、时不变性质 记忆、因果性质 2 信号的基本运算 3 系统的互联 稳定、可逆性质 第2章 信号与系统基础_2.4.1 系统的因果、稳定、记忆与可逆性质 1 不同不同类型类型的系统采用不同的的系统采用不同的描述描述与与分析方法分析方法 系统的系统的基本性质基本性质:记忆性记忆性 稳定性稳定性 因果性因果性 可逆性可逆性 线性线性 时不变
2、性时不变性 第2章 信号与系统基础_2.4.1 系统的因果、稳定、记忆与可逆性质 2 记忆性记忆性 无记忆系统:无记忆系统:系统某时刻输出仅仅决定于该时刻输入系统某时刻输出仅仅决定于该时刻输入 无记忆系统无记忆系统即时系统即时系统,记忆系统,记忆系统动态系统动态系统)t(iR=)t(v-+R)t(in x1Sn x=n y-+C)t(i 记忆的概念记忆的概念系统具有系统具有存贮存贮非当前时刻的输入信息的功能非当前时刻的输入信息的功能 许多实际系统:记忆许多实际系统:记忆能量的储存能量的储存 数字微处理器实现的系统:记忆数字微处理器实现的系统:记忆移位寄存器移位寄存器 n x2S1()()dtv
3、 ti ttC nky nx k 第2章 信号与系统基础_2.4.1 系统的因果、稳定、记忆与可逆性质 3 因果性因果性 因果系统:因果系统:系统某时刻输出只取决于该时刻及该时刻之前的输入系统某时刻输出只取决于该时刻及该时刻之前的输入 无记忆系统必定是因果系统无记忆系统必定是因果系统 因果系统的因果系统的输出输出应该出现在应该出现在输入施加之后输入施加之后 因果性在因果性在系统分析和实现中系统分析和实现中起着关键起着关键作用作用 n x2S)t(x1Sn x3Sn x4S010零状态响应零状态响应 nky nx k()()dty tx tt 1y nx nx n 1y nx nx n()x t
4、t()y tt 第2章 信号与系统基础_2.4.1 系统的因果、稳定、记忆与可逆性质 4 因果性因果性 对于对于自变量是自变量是真实时间变量真实时间变量的的系统而言:系统而言:现实世界现实世界因果系统可以实时实现因果系统可以实时实现,非因果系统不可实时实现非因果系统不可实时实现 研究非因果系统的意义在于:研究非因果系统的意义在于:自变量不是真正的时间变量自变量不是真正的时间变量 可以容忍一定延时或不要求实时实现可以容忍一定延时或不要求实时实现 提供因果系统性能的上限提供因果系统性能的上限 借助借助“因果因果”这个名词,定义因果信号,即这个名词,定义因果信号,即 x tt()0(0)x nn 0
5、(0)第2章 信号与系统基础_2.4.1 系统的因果、稳定、记忆与可逆性质 5 稳定性稳定性 稳定性:表征系统在小激励或输入下,其输出是否发散稳定性:表征系统在小激励或输入下,其输出是否发散 稳定性:有界输入产生有界输出(稳定性:有界输入产生有界输出(BIBO)若怀疑一个系统是不稳定的若怀疑一个系统是不稳定的 可以找到一个有界输入导致无界输出可以找到一个有界输入导致无界输出 n xSn10零状态响应零状态响应 n10 nky nx k 第2章 信号与系统基础_2.4.1 系统的因果、稳定、记忆与可逆性质 6 稳定性稳定性 稳定性是十分重要的系统性质稳定性是十分重要的系统性质 稳定系统和不稳定系
6、统的稳定系统和不稳定系统的分析方法不完全一样分析方法不完全一样 从系统设计和实现的角度从系统设计和实现的角度 稳定系统是有意义的稳定系统是有意义的 不稳定系统却难以被实际应用不稳定系统却难以被实际应用 第2章 信号与系统基础_2.4.1 系统的因果、稳定、记忆与可逆性质 7 可逆可逆性性 可逆系统:可逆系统:系统在系统在不同输入不同输入信号作用下产生信号作用下产生不同输出不同输出信号信号 可逆系统根据系统的可逆系统根据系统的输出输出信号可信号可唯一确定唯一确定它的它的输入输入 若系统对不同输入信号产生相同输出信号,则该若系统对不同输入信号产生相同输出信号,则该系统不可逆,如系统不可逆,如 n
7、x=nwn yn x)t(x=)t(w)t(y)t(x统系逆统系 可逆系统特有的性质,也是可逆系统特有的性质,也是判定系统是否可逆判定系统是否可逆的充要条件的充要条件:y tx t()()2y t()0 第2章 信号与系统基础_2.4.1 系统的因果、稳定、记忆与可逆性质 8 可逆可逆性性 实际应用中,可逆性和逆系统涉及到实际应用中,可逆性和逆系统涉及到信号恢复信号恢复问题问题 例如在通信系统中,编码器应是可逆的,其逆系统为解码器例如在通信系统中,编码器应是可逆的,其逆系统为解码器 )t(x=)t(w)t(y)t(x)0t+t(y=)t(w)0t-t(x=)t(yn x=nwn yn x1-n y-n y=nwnkkxny 第2章 信号与系统基础_2.4.1 系统的因果、稳定、记忆与可逆性质 9 小 结 记记 忆忆 性性 稳稳 定定 性性 可可 逆逆 性性 因果性因果性 某时刻某时刻输出输出不仅不仅决定于决定于该时刻输入该时刻输入 某时刻某时刻输出输出仅决定于仅决定于该时刻该时刻及其之前及其之前输入输入 有界输入有界输入产生产生有界输出有界输出 不同输入不同输入产生产生不同输出不同输出 Signals and Systems 1 4 系统的基本性质 基本信号 因果、稳定性质 线性、时不变性质 2 信号的基本运算 3 系统的互联 记忆、可逆性质 本知识点 下一知识点