【正文】 3 頁 ■ 抽樣信號(hào) (Sampling Signal) t? ?tSa1ππ2π3Oπ?性質(zhì) ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ? ? ? ?，偶函數(shù)tt SaSa ??1)S a (lim1)S a (,0 0 ??? ? ttt t，即?3,2,1π,0)S a ( ???? nntt ，?? ???? ?? πds i n,2πds i n0 tt ttt t0)Sa (lim ???? tt? ? ? ?ttt ππs i n)s i n c ( ?ttt s in)S a ( ?第 24 頁 ■ 復(fù)指數(shù)信號(hào) ? ? ? ?tKtKtKtfttst?? ?? s i nejc o se)( e)(????????討論 ???????????衰減指數(shù)信號(hào)升指數(shù)信號(hào)直流 0 ,0 0 ,0 0 ,0??????振蕩衰減增幅等幅???????????????? 0 ,0 0 ,0 0 ,0??????為復(fù)數(shù)，稱為復(fù)頻率 j ?? ??s , 均為實(shí)常數(shù)??r a d / s /s1 的量綱為，的量綱為 ??第 25 頁 ■ 離散周期信號(hào)舉例 1 例 判斷正弦序列 f(k) = sin(βk)是否為周期信號(hào)，若是，確定其周期。 第 22 頁 ■ ▲ 三．幾種典型確定性信號(hào) 本課程討論 確定性 信號(hào)。 多維信號(hào) ： 由多個(gè)自變量描述的信號(hào)，如圖像信號(hào)。 δ(t)是無定義的非功率非能量信號(hào)。 ? 還有一些非周期信號(hào)，也是非能量信號(hào)。 ??? ?????2/2/2|)(|1lim NNkNkfNP第 20 頁 ■ ▲ 一般規(guī)律 ? 一般周期信號(hào)為功率信號(hào)。 若滿足 的離散信號(hào)，稱為 能量信號(hào) 。此時(shí) P = 0 若信號(hào) f (t)的功率有界，即 P ∞ ,則稱其為功率有限信號(hào)，簡稱 功率信號(hào) 。 ②兩連續(xù)周期信號(hào)之和不一定是周期信號(hào)，而兩周期序列之和一定是周期序列。 不具有周期性的信號(hào)稱為 非周期信號(hào) 。 1,177。 1,177。 第 16 頁 ■ ▲ 3. 周期信號(hào)和非周期信號(hào) 定義在 (∞， ∞)區(qū)間，每隔一定時(shí)間 T (或整數(shù) N），按相同規(guī)律重復(fù)變化的信號(hào)。 ?抽樣信號(hào)： 時(shí)間離散的，幅值 連續(xù)的信號(hào) 。 第 15 頁 ■ ▲ 模擬信號(hào)，抽樣信號(hào)，數(shù)字信號(hào) ?數(shù)字信號(hào)： 時(shí)間和幅值均為離散 的信號(hào) 。其中 k稱為序號(hào)。 ? 離散點(diǎn)間隔 Tk= tk+1tk可以相等也可不等。 1,177。 ? 定義域 —時(shí)間是離散的 ，它只在某些規(guī)定的離散瞬間給出函數(shù)值，其余時(shí)間無定義。 ? 用 t表示連續(xù)時(shí)間變量。 第 12 頁 ■ ▲ 2. 連續(xù)信號(hào)和離散信號(hào) ?連續(xù)時(shí)間信號(hào)： 在連續(xù)的時(shí)間范圍內(nèi) (∞ t ∞）有定義的信號(hào)，簡稱連續(xù)信號(hào)。 取值具有不確定性的信號(hào) 。 對(duì)于指定的某一時(shí)刻 t，有確定的函數(shù)值 f(t)。 ? 按所具有的時(shí)間特性劃分： 確定信號(hào)和隨機(jī)信號(hào) ； 連續(xù)信號(hào)和離散信號(hào) ； 周期信號(hào)和非周期信號(hào) ； 能量信號(hào)與功率信號(hào) ； 一維信號(hào)與多維信號(hào) ； 因果信號(hào)與反因果信號(hào)； 實(shí)信號(hào)與復(fù)信號(hào)； 左邊信號(hào)與右邊信號(hào)；等等。 ? 描述信號(hào)的常用方法 （ 1）表示為時(shí)間的函數(shù) （ 2）信號(hào)的圖形表示 波形 “ 信號(hào) ” 與 “ 函數(shù) ” 兩詞常相互通用。本課程討論電信號(hào) 簡稱 “ 信號(hào) ” 。它們可以相互轉(zhuǎn)換。它一般是隨時(shí)間或位置變化的物理量。 第 8 頁 ■ ? 信號(hào)的描述 ? 信號(hào)的分類 ?幾種典型確定性信號(hào) 167。 ?利用電磁波傳送無線電信號(hào)。 ?利用電信號(hào)傳送消息。 第 7 頁 ■ 信號(hào)傳輸 通信的目的是為了實(shí)現(xiàn)消息的傳輸。 目的： ?消除信號(hào)中的多余內(nèi)容； ?濾除混雜的噪聲和干擾； ?將信號(hào)變換成容易分析與識(shí)別的形式，便于估計(jì)和選擇它的特征參量。 ? 系統(tǒng)的基本作用是對(duì)信號(hào)進(jìn)行 傳輸 和 處理 。 如手機(jī)、電視機(jī)、通信網(wǎng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)等都可以看成系統(tǒng)。 第 4 頁 ■ ▲ 信號(hào)的產(chǎn)生、傳輸和處理需要一定的物理裝置，這樣的物理裝置常稱為系統(tǒng)。 一、信號(hào)的概念 第 3 頁 ■ ▲ 信號(hào)實(shí)例 信號(hào)我們并不陌生。 信號(hào)是信息的載體。 通常把消息中有意義的內(nèi)容稱為信息。第 1 頁 ■ 什么是信號(hào)？什么是系統(tǒng)？為什么把這兩個(gè)概念連在一起？ ? 信號(hào)的概念 ? 系統(tǒng)的概念 167。 緒論 第一章 信號(hào)與系統(tǒng) 第 2 頁 ■ ▲ ? 消息 (message): ? 信息 (information): ? 信號(hào) (signal): 人們常常把來自外界的各種報(bào)道統(tǒng)稱為消息。 本課程中對(duì) “ 信息 ” 和 “ 消息 ” 兩詞不加嚴(yán)格區(qū)分。 通過信號(hào)傳遞信息。如 剛才鈴聲 — 聲信號(hào) ，表示該上課了； 十字路口的紅綠燈 — 光信號(hào) ，指揮交通； 電視機(jī)天線接受的電視信息 — 電信號(hào) ； 廣告牌上的 文字、圖象信號(hào) 等等。 ? 一般而言，系統(tǒng) (system)是指若干相互關(guān)聯(lián)的事物組合而成具有特定功能的整體。它們所傳送的語音、音樂、圖象、文字等都可以看成信號(hào)。 系統(tǒng) 輸入信號(hào) 激勵(lì) 輸出信號(hào) 響應(yīng) 二、系統(tǒng)的概念 第 5 頁 ■ ▲ 通信系統(tǒng) 信道發(fā)送設(shè)備接收設(shè)備受信者信息源噪聲源發(fā)送端接收端消息 信號(hào) 信號(hào) 消息為傳送消息而裝設(shè)的全套技術(shù)設(shè)備 第 6 頁 ■ 信號(hào)處理 對(duì)信號(hào)進(jìn)行某種加工或變換。 信號(hào)處理的應(yīng)用已遍及許多科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。 ?原始的光通信系統(tǒng) ——古代利用烽火傳送邊疆警報(bào)； ?聲音信號(hào)的傳輸 ——擊鼓鳴金。 1837年，莫爾斯 ()發(fā)明電報(bào)； 1876年，貝爾 ()發(fā)明電話。 1901年，馬可尼 ()成功地實(shí)現(xiàn)了橫渡大西洋的無線電通信；全球定位系統(tǒng) GPS(Global Positioning System)；個(gè)人通信具有美好的發(fā)展前景。 信號(hào)的描述和分類 第 9 頁 ■ ▲ 一、信號(hào)的描述 ? 信號(hào) 是信息的一種物理體現(xiàn)。 ? 信號(hào)按 物理屬性 分： 電信號(hào) 和 非電信號(hào) 。 電信號(hào)容易產(chǎn)生，便于控制，易于處理。 ? 電信號(hào)的基本形式 ：隨時(shí)間變化的電壓或電流。 第 10 頁 ■ ▲ 二、信號(hào)的分類 ? 按實(shí)際用途劃分： 電視信號(hào)，雷達(dá)信號(hào)，控制信號(hào)，通信信號(hào)，廣播信號(hào)， …… 信號(hào)的分類方法很多，可以從不同的角度對(duì)信號(hào)進(jìn)行分類。 第 11 頁 ■ ▲ 1. 確定信號(hào)和隨機(jī)信號(hào) 可用確定的時(shí)間函數(shù)表示的信號(hào) 。 ?確定性信號(hào) ?隨機(jī)信號(hào) ?偽隨機(jī)信號(hào) 貌似隨機(jī)而遵循嚴(yán)格規(guī)律產(chǎn)生的信號(hào)（偽隨機(jī)碼）。 如：電子系統(tǒng)中的起伏熱噪聲、雷電干擾信號(hào)。 ? 這里的 “ 連續(xù) ” 指函數(shù)的定義域 —時(shí)間是連續(xù)的，但可含間斷點(diǎn)，至于值域可連續(xù)也可不連續(xù)。 tof 1 ( t ) = s i n ( π t )1 2 to 1 21 1 11f 2 ( t )值域連續(xù) 值域不連續(xù) 第 13 頁 ■ ▲ ?離散時(shí)間信號(hào)： 僅在一些離散的瞬間才有定義的信號(hào)，簡稱離散信號(hào)。如右圖的 f(t)僅在一些離散時(shí)刻 tk(k = 0,177。 2,…) 才有定義，其余時(shí)間無定義。通常取等間隔 T，離散信號(hào)可表示為 f(kT)，簡寫為 f(k)，這種等間隔的離散信號(hào)也常稱為序列。 to2t 11f ( t ) 1 . 521t 2 t 3 t 4t 1第 14 頁 ■ ▲ 上述離散信號(hào)可簡畫為 ko211f ( k ) 1 . 5212 3 4 1用表達(dá)式可寫為 ????????????????????k，k，k,k,k,.k,k,kf其他04130221510211)(或?qū)憺? f(k)= {… ， 0， 1， 2， ， 2， 0， 1， 0， …} ↑ k=0 通常將對(duì)應(yīng)某序號(hào) m的序列值稱為第 m個(gè)樣點(diǎn)的 “ 樣值 ” 。 ?模擬信號(hào)： 時(shí)間和幅值均為連續(xù) 的信號(hào) 。 量化 Ot? ?tf? ?kfkO ? ?kfkO抽樣 ?連續(xù)信號(hào)與模擬信號(hào)，離散信號(hào)與數(shù)字信號(hào)常通用。 連續(xù)周期信號(hào) f(t)滿足 f(t) = f(t + mT)， m = 0,177。 2,… 離散周期信號(hào) f(k)滿足 f(k) = f(k + mN)， m = 0,177。 2,… 滿足上述關(guān)系的最小 T(或整數(shù) N)稱為該信號(hào)的 周期 。 第 17 頁 ■ ▲ 舉例 由上面幾例可看出 ： ①連續(xù)正弦信號(hào)一定是周期信號(hào)，而正弦序列不一定是周期序列。 例 1 例 2 例 3 連續(xù)周期信號(hào)示例 離散周期信號(hào)示例 1 離散周期信號(hào)示例 2 第 18 頁 ■ ▲ 4．能量信號(hào)與功率信號(hào) 將信號(hào) f (t)施加于 1Ω電阻上，它所消耗的瞬時(shí)功率為 | f (t) |2，在區(qū)間 (–∞ , ∞)的能量和平均功率定義為 （ 1）信號(hào)的能量 E ? ???? ttfE d)( 2d e f（ 2）信號(hào)的功率 P ? ???? 222d e f d)(1limTTT ttfTP 若信號(hào) f (t)的能量有界，即 E ∞ ,則稱其為能量有限信號(hào)，簡稱 能量信號(hào) 。此時(shí) E = ∞ 第 19 頁 ■ ▲ 離散信號(hào)的功率和能量 對(duì)于離散信號(hào)，也有能量信號(hào)、功率信號(hào)之分。 ??? ?????kkfE 2|)(|若滿足 的離散信號(hào)，稱為 功率信號(hào) 。 ? 時(shí)限信號(hào) (僅在有限時(shí)間區(qū)間不為零的非周期信號(hào) )為能量信號(hào)。 如 ε(t)是功率信號(hào)； 而 tε(t)、 e t為非功率非能量信號(hào) 。 第 21 頁 ■ ▲ 5．一維信號(hào)和多維信號(hào) 一維信號(hào) ： 只由一個(gè)自變量描述的信號(hào)，如語音信號(hào) 。 還有其他分類，如： ? 實(shí)信號(hào)與復(fù)信號(hào) ? 左邊信號(hào)與右邊信號(hào) ? 因果信號(hào)和反因果信號(hào) 等等。 先連續(xù)，后離散；先周期，后非周期。 解 f (k) = sin(βk) = sin(βk + 2mπ) ， m = 0,177。 2,… m N ) ]s i n [ β ( kβ2πmkβs i n ??????????????????式中 β稱為數(shù)字角頻率，單位： rad。 當(dāng) 2π/ β為有理數(shù)時(shí) ，正弦序列仍為具有周期性，但