信号传输系统
信息的传输与处理
信息传输的任务
| 将带有信息的信号,通过某种系统由发送者传送给接收者。
通信系统的组成
转换器
| 把消息转换为电信号或者把电信号还原成消息
信道
| 信号传输的通道,广义上来说。发射机和接收机也可以是信道的一部分
发射机
| 把电信号转换成适合传输的大功率射频信号
接收机
| 把发射机发射的信号转换成电信号
信号的概念
定义
| 随着时间变化的物理量。更广义的说,万物皆可为信号。
描述
时域法
频域法(变换域)
分类确定与随机信号确定信号| 可用确定的时间函数表示随机信号| 不可用确定的时间函数表示,只能用统计特性描述联系| 确定信号是一种近似的、理想化的随机信号连续与离散信号连续信号| 时间变量是连续的离散信号| 时间变量取离散值数字信号| 时间和幅度上都是离散的模拟信号| 时间和幅度上都是连续的周期与非周期信号| 绝对的周期信号不存在,工程上的周期信号指在较长时间内满足周期性两个周期信号相加/相乘不一定是周期信号连续周期信号抽样后不一定是周期信号(抽样后的离散信号的周期等于整数才可以)因果周期信号不是周期信号如sintε(t),但是是功率信号能量与功率信号能量信号定义| 信号能量为非零有限值,功率为0计算功率信号定义| 信号平均功率为非零有限值,能量为无穷计算非功非能信号定义| 能量和功率都为无限值即为非功非能信号典型信号:tε(t)注意周期信号/周期信号的线性叠加一定是功率信号,非周期信号也有可能是功率信号能量信号一定是非周期信号有限时间信号一定是能量信号因果周期信号也是功率信号如sintε(t)以下说法是错误的两个功率信号之和/积为功率信号(存在抵消的情况)能量信号与功率信号乘积必为能量信号随机信号必然是非周期信号
信号的简单处理
| 注意:所有的变换针对自变量而言
叠加
相乘
平移(延时)
反褶
尺度变换
系统的概念
定义
| 由若干互有关联的单元组成的、具有某种功能、用来达到某些特定目标的有机整体
描述
输入输出方程
框图模型
系统函数
状态方程
分类线性和非线性系统线性系统定义| 同时符合线性性和叠加性的系统注意点积分和微分都是线性运算非线性系统| 不符合线性性和叠加性的系统判定描述| 线性系统可用线性微分方程或差分方程描述;非线性系统可用非线性微分方程或差分方程描述非时变和时变系统非时变系统| 系统性质不随时间变化,系统由定常参数元件构成时变系统| 系统性质随时间发生变化判定描述| 非时变系统可用常系数线性微分方程来描述连续时间和离散时间系统连续时间系统| 处理连续时间信号的系统离散时间系统| 处理离散时间信号的系统因果和非因果系统因果系统| 符合因果规律的系统,即系统响应不可能出现在施加激励之前。非因果系统| 不符合因果规律的系统稳定和非稳定系统稳定系统| 在有限激励下产生有限响应的系统非稳定系统| 不满足上述条件的系统
线性非时变系统的分析
系统的研究内容
分析
| 已知系统特性和激励信号,求系统输出
识别
| 已知输入和输出信号,求系统特性
设计
| 已知输入和目标输出信号,构造系统
系统分析的步骤1.建立数学模型2.进行分析3.物理解释系统分析方法LTI连续时间系统时域法经典法:微分方程(直接法)算子法:近代时域法和卷积法变换域法频域法:傅里叶变换复频域法:拉普拉斯变换状态方程法LTI离散时间系统时域法经典法算子法变换域法:Z变换状态方程法