2022-2023学年高二物理竞赛课件：物理信号与系统分析导论

信号与系统分析导论 信号与系统分析导论 系统的描述及分类 信号与系统分析概述 信号的描述及分类 信号的描述与分类 信号的基本概念 信号的分类 确定信号 与 随机信号 连续信号 与 离散信号 周期信号 与 非周期信号 能量信号 与 功率信号 一、信号的基本概念 1. 定义 广义: 信号是随时间变化的某种物理量。 严格: 信号是消息的表现形式与传送载体。 电信号通常是随时间变化的电压或电流。 2. 表示 数学解析式或图形 语音信号: 空气压力随时间变化的函数。 语音信号 “信号” 的波形 静止的单色图象: 亮度随空间位置变化的信号 。 静止的彩色图象: 三基色红(R)、绿(G)、蓝(B)随空间位置变化的信号。 二、信号的分类 1. 确定信号 与 随机信号 确定信号 能够以确定的时间函数表示的信号。 随机信号 也称为不确定信号,不是时间的确定函数。 二、信号的分类 2. 连续信号 与 离散信号 连续信号: 在观测过程的连续时间范围内信号有确 定的值。允许在其时间定义域上存在有限个间断点。 通常以x(t)表示。 模拟信号:如果连续信号在任意时刻的取值是连续的。 离散信号:信号仅在规定的离散时刻有定义。 通常以x[k]表示。 数字信号:取值为离散的离散信号。 连续时间信号 与 离散时间信号 波形 连续时间信号 离散时间信号 离散信号的产生 1) 对连续信号抽样 x[k]=x(kT) 2) 信号本身是离散的 3) 计算机产生 连续时间周期信号定义: ,存在正数T,使得 二、信号的分类 3. 周期信号 与 非周期信号 成立,则 x(t) 为周期信号。 离散时间周期信号定义: k I , 存在正整数N,使得 成立,则 x[k] 为周期信号。 满足上述条件的最小的正T、正N称为信号的基本周期。 不满足周期信号定义的信号称为非周期信号。 定义一个周期信号,是从其函数值的重复性来说 一个信号可以是连续的,又是周期的,还是确定的 二、信号的分类 4. 能量信号 与 功率信号 能量信号: 0 < W < ,P = 0。 功率信号: W ,0 < P < 。 归一化能量W 与 归一化功率P 的计算 连续信号 离散信号 直流信号与周期信号都是功率信号。 注意: 一个信号可以既不是能量信号也不是功率信号, 但不可能既是能量信号又是功率信号。 ? 一个信号可不可以既是能量信号,又是功率信号 ��������� t� ������������������� t� -2p� t� x(t)� 1� -p� -3p� 2p� 3p� p� 0� x(t)� t� -2� 1� 3� 0� x[k]� 0� 1� -1� 1� k� -2� 2� 2� 2� 3� $