第01章 信号与系统的基本概念.ppt

信号与系统
第1章信号与系统的基本概念
引言
信号
系统
信号的MATLAB表示和可视化
引言
信号与系统的概念其实对于每个人并不陌生,在生活和工作中有很多例子都属于信号与系统的范畴。
当一束白光射入三棱镜时,就可以看到美丽的七色光谱。此时,三棱镜就是一个处理光信号的系统,白光就是输入的光信号,被三棱镜分解出来红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种不同的光就是系统的输出信号。
一个由电阻、电感和电容组成的电路就是一个电系统。电压源的电压或电流源的电流就是一个给定的输入信号,该电路的每个元件上的电压和电流就是对这个输入信号作出响应的输出信号。
。其中转换器是指把声音转换为电信号或者把电信号转换为声音的装置,如话筒和喇叭。信道是指电信号传输的通道,在有线电话中它是一对导线,在无线电话中它是电磁波传播的空间和通信卫星等。在电话通信系统中,声音信号变换为电信号后经发射机以电磁波的形式通过信道传输给接收端,接收端的转换器再把传过来的电信号转换为声音信号。

上述各种信号与系统都具有两个基本的共同点:一是包含物理对象性质的信息都是用信号来表现的,二是系统总是对给定的信号进行处理并作出响应而产生出另外的信号。信号与系统是紧密关联的整体,其中信号是主体,系统则是传输或处理信号的手段。
信号与系统分析就是要把各种不同领域的信号与系统问题抽象为理想化的模型,用最简洁的数学语言去描述、分析、计算它们,以便使我们认识和掌握其内在的规律。信号的数学描述可以用时间的函数x(t)与y(t)来表示,而系统的作用就是把输入信号x(t)变换成需要的输出信号y(t),那么系统的数学描述就是y(t)与x(t)的代数方程或微(差)分方程。
信号
信号是信息的物理表现形式,或说是传递信息的函数,而信息则是信号的具体内容。例如,交通红绿灯是信号,它传递的信息是:红灯停,绿灯行。物理系统输出的信号反映了该系统全部或部分行为特征,因此又可以说信号是物理系统的表现形式。
从数学的观点来说,信号都是自变量的函数。其自变量可以是时间、频率、空间。在信号分析中,最基本的自变量是时间和频率。在本书中,“信号”与“函数”这两个术语是互相通用的。