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1、课程的发展课程的发展五十年代：五十年代：谱分析谱分析（傅里叶变换）、（傅里叶变换）、过渡过渡过程分析过程分析（拉普拉斯变换）（拉普拉斯变换）六十年代：伺服系统分析（灵敏度与六十年代：伺服系统分析（灵敏度与稳定性稳定性）七十年代：七十年代：时域分析、离散信号与系统时域分析、离散信号与系统八十年代：数字信号处理、时间序列分析八十年代：数字信号处理、时间序列分析九十年代：神经网络、时频综合分析九十年代：神经网络、时频综合分析 信号与系统的绪论信号与系统的绪论通讯通讯古老通讯方式：烽火、旗语、鼓声古老通讯方式：烽火、旗语、鼓声 信号与系统的绪论信号与系统的绪论课程课程意义意义近代通讯方式：电报、电话、
2、无线通讯近代通讯方式：电报、电话、无线通讯 现代通讯方式：计算机网络通讯、视频电现代通讯方式：计算机网络通讯、视频电视传播、卫星传输、移动通讯视传播、卫星传输、移动通讯 信号与系统的绪论信号与系统的绪论课程课程意义意义信号传输系统（通信系统）信号传输系统（通信系统）后续课程后续课程通信系统通信系统微波技术、通信原理微波技术、通信原理信息系统信息系统数字信号处理、信息论数字信号处理、信息论控制系统控制系统优化原理，自动控制原理，优化原理，自动控制原理，电力拖动电力拖动动力系统动力系统电力系统自动化、热力系统自电力系统自动化、热力系统自 动化、水利系统自动化、原子动化、水利系统自动化、原子 能系统
3、能系统课程课程意义意义 一门一门专业基础专业基础理论课：作为分析信号理论课：作为分析信号与系统的数学工具与系统的数学工具 信号与系统的绪论信号与系统的绪论 信号与系统的绪论信号与系统的绪论课程课程意义意义 信号与系统的基本概念与分析方信号与系统的基本概念与分析方法具有广泛的应用范围：通信、控法具有广泛的应用范围：通信、控制、微电子、机械领域、声音制、微电子、机械领域、声音/图像图像处理领域处理领域；甚至其他的专业领域：甚至其他的专业领域：生物、化学、地质、经济等。生物、化学、地质、经济等。信号与系统的绪论信号与系统的绪论课程课程任务及内容任务及内容1 1：任务（要解决的问题）：任务（要解决的问
4、题）：什么是信号？什么是系统？信号作用什么是信号？什么是系统？信号作用于系统产生什么响应？于系统产生什么响应？信号与系统的基本概念信号与系统的基本概念(第一章第一章)时域分析时域分析 (第二、五章第二、五章)频域分析频域分析 (第三章第三章)S S域分析域分析 (第四章第四章)Z Z域分析域分析 (第六章第六章)2 2：内容：内容：掌握信号与系统的基本概念和理论掌握信号与系统的基本概念和理论 掌握确定性信号经过系统传输与处理的掌握确定性信号经过系统传输与处理的基本分析方法基本分析方法 了解各种分析方法相互间的联系及其具了解各种分析方法相互间的联系及其具体应用体应用 初步具备应用信号与系统的观点
5、和方法初步具备应用信号与系统的观点和方法处理实际问题的能力处理实际问题的能力 信号与系统的绪论信号与系统的绪论课程课程基本要求基本要求1.1.郑君里郑君里 应启衍应启衍 杨为理杨为理 信号与信号与系统系统(第二版第二版).).北京：高等教育出版社，北京：高等教育出版社，2000.2000.2.2.管致中管致中 夏恭恪夏恭恪 信号与线性系统信号与线性系统(第第四版四版).).北京：高等教育出版社，北京：高等教育出版社，2004.2004.主要参考书目主要参考书目 信号与系统的绪论信号与系统的绪论 平时作业：平时作业：10%10%出勤：出勤：10%10%实验：实验：10%10%期末考试：期末考试：
6、70%70%信号与系统的绪论信号与系统的绪论考核考核方法方法 第一章：信号与系统的基本概念第一章：信号与系统的基本概念1 1：信号的概念：信号的概念3 3：连续信号的基本运算（：连续信号的基本运算（5 5种）种）与时域变换（与时域变换（4 4种）种）4 4：系统的概念与特性：系统的概念与特性2 2：基本的连续信号及其时域特性（：基本的连续信号及其时域特性（1111种）种）本章主要内容本章主要内容一、信号的定义与描述一、信号的定义与描述11 11 信号的概念信号的概念信息信息含有一定内容或意义的语言、文字、含有一定内容或意义的语言、文字、图画、编码、数据等等。图画、编码、数据等等。信号信号带有信
7、息的随时间和空间变化的物理量带有信息的随时间和空间变化的物理量 或物理现象。或物理现象。如声信号、光信号、电信号等。如声信号、光信号、电信号等。信号是信息的载体与表现形式，信息是信号信号是信息的载体与表现形式，信息是信号的具体内容。的具体内容。一、信号的定义与描述一、信号的定义与描述11 11 信号的概念信号的概念信号的描述信号的描述物理上物理上：信号是信息寄寓变化的形式信号是信息寄寓变化的形式数学上数学上：信号是一个或多个变量的函数信号是一个或多个变量的函数形态上形态上：信号表现为一种波形：信号表现为一种波形自变量自变量：时间、位移、周期、频率、幅度、：时间、位移、周期、频率、幅度、相位相位
8、二、信号的分类二、信号的分类随机信随机信号号给定给定t t的某一个值时，信号值并不的某一个值时，信号值并不确定，而只知道此信号取某一数值的概率。确定，而只知道此信号取某一数值的概率。11 11 信号的概念信号的概念1 1按信号的按信号的确定性确定性可分类为：可分类为：确定信号确定信号能够表示为确定的时间函数的信号。能够表示为确定的时间函数的信号。连续信号连续信号信号在某一时间段内的所有时间点信号在某一时间段内的所有时间点 上上(除了有限个断点之外除了有限个断点之外)都有定义。都有定义。二、信号的分类二、信号的分类11 11 信号的概念信号的概念2 2按信号按信号是否连续是否连续可分类为：可分类
9、为：离散信号离散信号信号仅在离散时刻上有定义。间隔信号仅在离散时刻上有定义。间隔 相等的离散信号也称为相等的离散信号也称为序列序列。3 3按信号值按信号值随时间变化的规律随时间变化的规律可以分为：可以分为：连续连续时间周期性信号满足：时间周期性信号满足：离散离散时间周期性信号满足时间周期性信号满足：非周期性信号非周期性信号：不满足上述关系的信号。不满足上述关系的信号。二、信号的分类二、信号的分类11 11 信号的概念信号的概念周期性信号周期性信号：4 4按信号的按信号的能量特性能量特性可以分类为：可以分类为：能量信号能量信号：P=0P=0，E E为有限值。为有限值。功率信号：功率信号：E=E=
10、，P P为有限值。为有限值。连续信号连续信号f(t)f(t)的的能量定义能量定义为：为：连续信号连续信号f(t)f(t)的的平均功率定义平均功率定义为：为：二、信号的分类二、信号的分类11 11 信号的概念信号的概念5 5按信号按信号定义的时间区间定义的时间区间可以分类为可以分类为：有时限信号：有时限信号：若在有限时间区间若在有限时间区间(t t1 1tttt2 2 ，t t1 1与与t t2 2为实常数为实常数)内存在，而在内存在，而在此时间区间之外此时间区间之外f(t)=0f(t)=0；二、信号的分类二、信号的分类11 11 信号的概念信号的概念无时限信号：无时限信号：不满足上述定义的信号
11、。不满足上述定义的信号。有有始始信信号号：若若tttttt1 1时时f(t)f(t)0 0；有终信号有终信号：若若tttt2 2(终了时刻、实常数终了时刻、实常数)时时f(t)=0f(t)=0，ttt0a0，则则 注意：当实常数注意：当实常数a0a0a0时：时：1212基本的连续信号及其时域特性基本的连续信号及其时域特性五五、单位冲激信号、单位冲激信号5 5(t)(t)与与(t)t)互为微分与积分互为微分与积分的关系的关系推广：推广：1212基本的连续信号及其时域特性基本的连续信号及其时域特性五五、单位冲激信号、单位冲激信号1212基本的连续信号及其时域特性基本的连续信号及其时域特性五五、单位
12、冲激信号、单位冲激信号例例:计算下列积分计算下列积分:解解：例（书例（书P7P7）计算下列积分计算下列积分:解解：1212基本的连续信号及其时域特性基本的连续信号及其时域特性五五、单位冲激信号、单位冲激信号六、单位冲激偶信号（自学）六、单位冲激偶信号（自学）1212基本的连续信号及其时域特性基本的连续信号及其时域特性函数定义：函数定义：七、单位斜坡信号七、单位斜坡信号 r(t)r(t)t t 单位斜坡信号单位斜坡信号0 01 11 11212基本的连续信号及其时域特性基本的连续信号及其时域特性函数定义：函数定义：r(t)r(t)与与(t)t)、(t)(t)、(t)(t)的关系如下的关系如下:八
13、、单边衰减指数信号八、单边衰减指数信号(衰减系数衰减系数 为为正正的实常数的实常数)1212基本的连续信号及其时域特性基本的连续信号及其时域特性函数定义：函数定义：九、复指数信号九、复指数信号f(t)=f(t)=AeAestst，-t+t+式中式中s=s=+j+j 称为称为复频率复频率函数定义：函数定义：十、抽样信号十、抽样信号 抽样信号抽样信号Sa(t)Sa(t)t t0 01 1 -2 2 2 2 -3 3-3 3-0.2170.217-0.2170.2170.1280.1280.1280.1281212基本的连续信号及其时域特性基本的连续信号及其时域特性函数定义：函数定义：抽样信号抽样信
14、号Sa(Sa(t t)有如下性质有如下性质:1 1Sa(t)Sa(t)为为实实变变量量t t的的偶偶函函数数，即即 SaSa(-t)=Sa(t)(-t)=Sa(t)2 2 3 3 4 4 5 5 十、抽样信号十、抽样信号1212基本的连续信号及其时域特性基本的连续信号及其时域特性十一：符号函数十一：符号函数sgn(sgn(t t)t t 符号函数符号函数0 01 11 1用闭形表达式写成用闭形表达式写成sgn(tsgn(t)=)=(t)-(t)-(-t)=2(-t)=2(t)-1(t)-1 1212基本的连续信号及其时域特性基本的连续信号及其时域特性函数定义：函数定义：例：例：试绘出试绘出sgn(cossgn(cos t)t)的波形的波形 coscos t tt t0 01 12 23 3-1-1sgn(cossgn(cos t t)t t0 0-1 1 2 21 1 2 23 3 2 25 5 2 27 7 2 2-3 3 2 21 1-1-11212基本的连续信号及其时域特性基本的连续信号及其时域特性十一：符号函数十一：符号函数作业作业 1-1-1-1-预习：预习：、4 4、5 5、6 6