信号与系统丨信号与系统的概念

AXYZdong 发表于 2022/02/17 10:12:35 2022/02/17
【摘要】 信号、系统的概念及分类。

Author:AXYZdong 自动化专业 工科男
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一、信号

1、概念

信号:物质的运动形式或状态的变化。
表示:信号常用时间函数(或序列)表示。该函数的图像称为信号的波形。

2、分类

分类标准 信号类别
以自变量取值分类 连续信号、离散信号
以信号的起始时刻分类 因果信号、非因果信号
f ( t ) f(t) 取值分类 周期信号、非周期信号
以确立与随机分类 确定信号、随机信号
f ( t ) f(t) 为实函数或复函数分类 实信号、复信号
以能量是否有限分类 能量有限信号、能量无限信号

3、周期信号和非周期信号

3.1、基本概念

周期信号(period signal)是定义在 (- \infty ,+ \infty )区间,每隔一定时间 T T (或整数 N N ),按相同规律重复变化的信号。

连续周期信号 f ( t ) f(t) 满足:
f ( t ) = f ( t + m T ) , m = 0 , ± 1 , ± 2 , . . . f(t)=f(t+mT),m=0,\pm1,\pm2,...

离散周期信号 f ( k ) f(k) 满足:
f ( k ) = f ( k + m N ) , m = 0 , ± 1 , ± 2 , . . . f(k)=f(k+mN),m=0,\pm1,\pm2,...

满足上述关系的最小 T T (或整数 N N )称为该信号的周期。不具有周期性的信号称为非周期信号。

3.2、周期 T T 求法

举两个例子,通过例子来说明具体求法。
(1) f 1 ( t ) = sin 2 t + cos 3 t f_1(t)=\sin2t + \cos3t (2) f 2 ( t ) = cos 2 t + sin π t f_2(t)=\cos2t + \sin \pi t

解: 两个周期信号 x ( t ) , y ( t ) x(t),y(t) 的周期分别为 T 1 , T 2 T_1,T_2 ,若其周期之比 T 1 T 2 \frac{T_1}{T_2} 为有理数,则其和信号 x ( t ) + y ( t ) x(t)+y(t) 仍然是周期信号,其周期为 T 1 T_1 T 2 T_2 的最小公倍数。

(1) sin 2 t , T 1 = 2 π 2 = π \sin2t,T_1=\frac{2\pi}{2}=\pi

          cos 3 t , T 2 = 2 π 3 \cos3t,T_2=\frac{2\pi}{3}

          T 1 T 2 = 3 2 \frac{T_1}{T_2}=\frac{3}{ 2} 为有理数, f 1 ( t ) f_1(t) 为周期信号,周期 2 π 2\pi

(2) cos 2 t , T 1 = 2 π 2 = π \cos2t,T_1=\frac{2\pi}{2}=\pi

          sin π t , T 2 = 2 π π = 2 \sin \pi t,T_2=\frac{2\pi}{\pi}=2

          T 1 T 2 = π 2 \frac{T_1}{T_2}=\frac{\pi}{ 2} 为无理数, f 2 ( t ) f_2(t) 为非周期信号

总结:①连续的正弦信号一定是周期信号
           ②正弦序列不一定是周期序列
           ③ 两连续周期信号之和不一定是周期信号
           ④两周期序列之和一定是周期序列

二、系统

1、概念

系统(system):由若干个相互联系、相互作用的单元组成的具有一定功能的整体。
例:收音机系统

在这里插入图片描述
表示:图示、方程(微分方程、差分方程)。

2、分类

按系统处理信号的形式分类

在这里插入图片描述

  本次的分享就到这里


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