信號(hào)與系統(tǒng)課前介紹課件

信號(hào)與系統(tǒng)課程綜述1信號(hào)與系統(tǒng)課程綜述1課程教學(xué)體系

新的電子信息學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)課程體系由“電子電路、電磁場、信號(hào)處理”三大課群構(gòu)成，體現(xiàn)了“三個(gè)并重”。

電子電路、電磁場、信號(hào)處理并重理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、自主教育并重基礎(chǔ)理論、分析方法、綜合技術(shù)并重2課程教學(xué)體系

新的電子信息學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)課程體系由

信號(hào)與系統(tǒng)

（原理）

數(shù)字信號(hào)處理

（技術(shù)）DSP系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)（應(yīng)用）根據(jù)信號(hào)處理課群進(jìn)行整體優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)原理、技術(shù)和應(yīng)用的有機(jī)結(jié)合信號(hào)分析處理實(shí)驗(yàn)(仿真)3信號(hào)與系統(tǒng)

時(shí)域分析變換域分析

三大變換

信號(hào)分析

系統(tǒng)分析“信號(hào)與系統(tǒng)”課程知識(shí)架構(gòu)系統(tǒng)響應(yīng)？三大變換？信號(hào)表示系統(tǒng)描述4三大“信號(hào)與系統(tǒng)”課程知識(shí)架構(gòu)系統(tǒng)響應(yīng)？三大變換信號(hào)分析系統(tǒng)分析連續(xù)分析離散分析時(shí)域分析變換域分析y(t)=x(t)*h(t)y[k]=x[k]*h[k]Fourier變換Laplace變換、Z變換時(shí)域抽樣定理頻域抽樣定理5信號(hào)分析系統(tǒng)分析連續(xù)分析離散分析時(shí)域分析變換域分析y(t)=66電子信息學(xué)科發(fā)展迅速，課程也要反映當(dāng)前理論和技術(shù)的發(fā)展趨勢。但是：知識(shí)沒有“有用”與“無用”之分但有“有用”與“更加有用”之別

7電子信息學(xué)科發(fā)展迅速，課程也要反映當(dāng)前理論和技術(shù)系統(tǒng)H輸入信號(hào)x(t)輸入信號(hào)x[k]輸出信號(hào)y(t)輸出信號(hào)y[k]x+HyAnalysis

分析y+HxControl

控制x+y

HDesign

設(shè)計(jì)若已知輸入x[k]及系統(tǒng)單位脈沖響應(yīng)h[k]，隨即求得系統(tǒng)的輸出y[k]，稱為正問題。(b)若已知輸出y[k]及h[k]求輸入x[k]，或者已知y[k]及x[k]求h[k]都需解卷積(deconvolution)，稱為逆問題。(c)當(dāng)給定y[k]及不完整的h[k]求x[k]，或者當(dāng)給定y[k]及不完整的x[k]

求h[k]，稱為半盲解卷(半盲分離semi-blindseparation),或稱為灰盒問題。(d)當(dāng)給定y[k]，不知x[k]與h[k]的有關(guān)信息，則稱之為盲解卷(blinddeconvolution)或盲分離(blindseparation)，或稱為黑盒問題。8輸入信號(hào)x(t)輸入信號(hào)x[k]輸出信號(hào)y(t)輸出信號(hào)y[信號(hào)處理研究的熱點(diǎn)與難點(diǎn)小波變換:在語音、圖像、通信、雷達(dá)、水聲、地震、生物醫(yī)學(xué)、機(jī)械振動(dòng)、化工、湍流分析等領(lǐng)域都已得到有效應(yīng)用，如信號(hào)檢測、特征提取、故障診斷與定位、數(shù)據(jù)壓縮等，多學(xué)科關(guān)注的熱點(diǎn)，也是信號(hào)處理的前沿課題。自適應(yīng)信號(hào)處理(智能信號(hào)處理):是通信、自動(dòng)控制與人工智能的交叉學(xué)科，目前一個(gè)研究方向是解決信號(hào)混疊，包括混疊圖像的分離問題。盲分離(信號(hào)的復(fù)原與重構(gòu)):如子帶編碼在傳輸過程，如何從丟失部分子帶情況下恢復(fù)原信號(hào)，如何從觀測的地震數(shù)據(jù)中推求原地震源的狀態(tài)，如何從CT斷層圖像數(shù)據(jù)中推求人體組織結(jié)構(gòu)情況等等，都屬于通過盲分離或半盲分離達(dá)到信號(hào)的重構(gòu)與恢復(fù)。特別是獨(dú)立分量分析(ICA)技術(shù)近年來已成為科技界與公安部門研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。其他方面:如信號(hào)分形分析，非線性信號(hào)處理(人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)分析，信號(hào)的混沌分析)等都涉及交叉學(xué)科領(lǐng)域的問題，所以為科技界所重視。9信號(hào)處理研究的熱點(diǎn)與難點(diǎn)9典型應(yīng)用（引入頻域分析）原信號(hào)的頻譜原信號(hào)的時(shí)域波形10典型應(yīng)用（引入頻域分析）原信號(hào)的頻譜原信號(hào)的時(shí)域波形10含噪信號(hào)的時(shí)域波形含噪信號(hào)的頻譜11含噪信號(hào)的時(shí)域波形含噪信號(hào)的頻譜11濾波器的幅度響應(yīng)濾波后信號(hào)的頻譜濾波后信號(hào)的波形12濾波器的幅度響應(yīng)濾波后信號(hào)的頻譜濾波后信號(hào)的波形12時(shí)間/秒男生信號(hào)時(shí)域波形時(shí)間/秒女生信號(hào)時(shí)域波形13時(shí)間/秒男生信號(hào)時(shí)域波形時(shí)間/秒女生信號(hào)時(shí)域波形13頻率/Hz男生信號(hào)幅度頻譜頻率/Hz女生信號(hào)幅度頻譜14頻率/Hz男生信號(hào)幅度頻譜頻率/Hz女生信號(hào)幅度頻譜14電話撥號(hào)中的雙音多頻信號(hào)(DTMF)15電話撥號(hào)中的雙音多頻信號(hào)(DTMF)15鍵’1’的波形鍵’1’的頻譜鍵’2’的波形鍵’2’的頻譜DTMF信號(hào)的時(shí)域波形和頻譜16鍵’1’的波形鍵’1’的頻譜鍵’2’的波形鍵’課前復(fù)習(xí)工程數(shù)學(xué)內(nèi)容1、三大變換1.連續(xù)信號(hào)的Fourier變換2.連續(xù)信號(hào)的Laplace變換3.離散信號(hào)的Z變換17課前復(fù)習(xí)工程數(shù)學(xué)內(nèi)容1、三大變換1.連續(xù)信號(hào)的Fourie2、全通系統(tǒng)與最小相位系統(tǒng)全通系統(tǒng)A(z)：

幅度特性|A(ejW)|為常數(shù)的系統(tǒng)相位特性fA(ejW)為非正且單調(diào)減。最小相位系統(tǒng)Hmin(z)：

Hmin(z)的零極點(diǎn)都在Z平面單位圓內(nèi)相位特性fmin(