南京郵電學(xué)院《信號與系統(tǒng)》信號課件

南京郵電大學(xué)《信號與系統(tǒng)》課程歡迎來到南京郵電大學(xué)《信號與系統(tǒng)》課程！本課程旨在為學(xué)生提供信號與系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)理論和方法，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力。我們將從信號與系統(tǒng)的基本概念入手，逐步深入到各種變換域的分析，以及它們在實(shí)際系統(tǒng)中的應(yīng)用。通過本課程的學(xué)習(xí)，你將能夠掌握信號與系統(tǒng)的核心內(nèi)容，為未來的學(xué)習(xí)和工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。課程目標(biāo)與內(nèi)容概述本課程旨在讓學(xué)生掌握信號與系統(tǒng)的基本理論、分析方法和工程應(yīng)用。課程內(nèi)容涵蓋信號與系統(tǒng)的基本概念、時(shí)域分析、頻域分析、各種變換域分析以及隨機(jī)信號分析。通過理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐操作相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力，為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)和工程實(shí)踐打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。課程注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和團(tuán)隊(duì)合作精神，使其具備適應(yīng)未來社會發(fā)展需求的能力。課程目標(biāo)掌握信號與系統(tǒng)的基本理論熟悉各種信號和系統(tǒng)的時(shí)域、頻域特性掌握傅里葉變換、拉普拉斯變換、Z變換等分析方法能夠運(yùn)用所學(xué)知識解決實(shí)際工程問題內(nèi)容概述信號與系統(tǒng)的基本概念與分類信號的時(shí)域描述與系統(tǒng)時(shí)域響應(yīng)信號的傅里葉變換與頻譜分析連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)與離散時(shí)間系統(tǒng)的頻域分析拉普拉斯變換與Z變換緒論：信號與系統(tǒng)的基本概念信號與系統(tǒng)是電子、通信、控制等領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論。信號是信息的載體，系統(tǒng)是對信號進(jìn)行處理的實(shí)體。理解信號與系統(tǒng)的基本概念，是學(xué)習(xí)后續(xù)課程的關(guān)鍵。本節(jié)將介紹信號的定義、分類、典型信號，以及系統(tǒng)的定義、分類、典型系統(tǒng)。通過本節(jié)的學(xué)習(xí)，你將對信號與系統(tǒng)有一個整體的認(rèn)識，為后續(xù)深入學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。1信號的定義信號是攜帶信息的函數(shù)，可以是時(shí)間、空間或其他變量的函數(shù)。例如，語音信號、圖像信號、視頻信號等。2系統(tǒng)的定義系統(tǒng)是對信號進(jìn)行處理的實(shí)體，可以改變信號的形態(tài)、頻率等。例如，放大器、濾波器、編碼器等。3信號與系統(tǒng)的關(guān)系信號通過系統(tǒng)進(jìn)行處理，系統(tǒng)對信號產(chǎn)生響應(yīng)。研究信號與系統(tǒng)的關(guān)系，有助于我們設(shè)計(jì)和分析各種電子系統(tǒng)。信號的定義、分類及典型信號信號是信息的載體，在電子信息領(lǐng)域中扮演著至關(guān)重要的角色。信號可以根據(jù)不同的特性進(jìn)行分類，例如連續(xù)時(shí)間信號與離散時(shí)間信號、周期信號與非周期信號、能量信號與功率信號等。掌握這些分類方法有助于我們更好地理解和分析各種信號。此外，還有一些典型的信號，如單位沖激信號、單位階躍信號、正弦信號等，它們在信號分析中具有重要的應(yīng)用價(jià)值。本節(jié)將詳細(xì)介紹信號的定義、分類及典型信號，為你深入學(xué)習(xí)信號處理奠定基礎(chǔ)。信號定義攜帶信息的函數(shù)，例如語音、圖像、視頻等。信號分類連續(xù)/離散、周期/非周期、能量/功率等。典型信號單位沖激、階躍、正弦等。系統(tǒng)的定義、分類及典型系統(tǒng)系統(tǒng)是對信號進(jìn)行處理的實(shí)體，可以改變信號的形態(tài)、頻率等。系統(tǒng)同樣可以根據(jù)不同的特性進(jìn)行分類，例如線性系統(tǒng)與非線性系統(tǒng)、時(shí)不變系統(tǒng)與時(shí)變系統(tǒng)、因果系統(tǒng)與非因果系統(tǒng)等。掌握這些分類方法有助于我們更好地理解和分析各種系統(tǒng)。此外，還有一些典型的系統(tǒng)，如放大器、濾波器、編碼器等，它們在電子信息領(lǐng)域中具有廣泛的應(yīng)用。本節(jié)將詳細(xì)介紹系統(tǒng)的定義、分類及典型系統(tǒng)，為你深入學(xué)習(xí)系統(tǒng)分析奠定基礎(chǔ)。系統(tǒng)定義對信號進(jìn)行處理的實(shí)體，如放大器、濾波器等。系統(tǒng)分類線性/非線性、時(shí)不變/時(shí)變、因果/非因果等。典型系統(tǒng)放大器、濾波器、編碼器等。信號的時(shí)域描述時(shí)域描述是信號分析的基礎(chǔ)，它直接描述了信號隨時(shí)間變化的規(guī)律。在時(shí)域中，我們可以觀察信號的波形、幅度、周期等特性。通過時(shí)域分析，我們可以了解信號的基本特征，為后續(xù)的頻域分析和其他變換域分析打下基礎(chǔ)。本節(jié)將介紹信號的時(shí)域描述方法，包括波形圖、幅度譜、相位譜等，以及如何從時(shí)域波形中提取信號的特征參數(shù)。波形圖直觀展示信號隨時(shí)間變化的曲線。幅度信號在某一時(shí)刻的取值大小。周期周期信號重復(fù)出現(xiàn)的時(shí)間間隔。信號的幅值、相位、能量、功率幅值、相位、能量、功率是描述信號的重要參數(shù)。幅值反映了信號的強(qiáng)度，相位反映了信號的頻率特性，能量和功率則反映了信號的強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間。這些參數(shù)在信號分析和系統(tǒng)設(shè)計(jì)中都具有重要的意義。例如，在通信系統(tǒng)中，我們需要保證信號的幅值足夠大，才能抵抗噪聲的干擾；在電力系統(tǒng)中，我們需要關(guān)注信號的功率，以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。本節(jié)將詳細(xì)介紹這些參數(shù)的定義、計(jì)算方法以及在實(shí)際應(yīng)用中的意義。1幅值信號在某一時(shí)刻的取值大小，反映信號的強(qiáng)度。2相位描述信號在時(shí)間上的偏移，反映信號的頻率特性。3能量信號在整個時(shí)間范圍內(nèi)的總能量。4功率信號在單位時(shí)間內(nèi)的能量，適用于周期信號或持續(xù)信號。常用信號的時(shí)域表示（單位沖激、階躍、斜變等）單位沖激信號、單位階躍信號和斜變信號是信號與系統(tǒng)中常用的基本信號。它們在理論分析和系統(tǒng)建模中都具有重要的作用。單位沖激信號可以用來描述瞬時(shí)沖擊，單位階躍信號可以用來描述信號的突變，斜變信號則可以用來描述信號的線性變化。掌握這些信號的時(shí)域表示方法，有助于我們更好地理解和分析各種復(fù)雜的信號。本節(jié)將詳細(xì)介紹這些信號的定義、性質(zhì)以及在實(shí)際應(yīng)用中的例子。單位沖激信號在t=0時(shí)刻幅值為無窮大，其余時(shí)刻幅值為0的信號。用于描述瞬時(shí)沖擊。單位階躍信號t<0時(shí)刻幅值為0，t>=0時(shí)刻幅值為1的信號。用于描述信號的突變。斜變信號幅值隨時(shí)間線性變化的信號。用于描述信號的線性變化。系統(tǒng)的時(shí)域描述系統(tǒng)的時(shí)域描述是指用微分方程或差分方程來描述系統(tǒng)的輸入輸出關(guān)系。這種描述方法直接反映了系統(tǒng)在時(shí)間上的動態(tài)特性。通過求解微分方程或差分方程，我們可以得到系統(tǒng)的時(shí)域響應(yīng)，例如單位沖激響應(yīng)、單位階躍響應(yīng)等。這些響應(yīng)可以用來分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性、因果性等重要特性。本節(jié)將介紹系統(tǒng)的時(shí)域描述方法，以及如何利用時(shí)域響應(yīng)來分析系統(tǒng)的性能。1時(shí)域響應(yīng)系統(tǒng)對輸入信號的輸出響應(yīng)。2微分/差分方程描述系統(tǒng)輸入輸出關(guān)系的數(shù)學(xué)模型。3系統(tǒng)特性穩(wěn)定性、因果性等。線性時(shí)不變系統(tǒng)（LTI系統(tǒng)）的性質(zhì)線性時(shí)不變系統(tǒng)（LTI系統(tǒng)）是信號與系統(tǒng)分析中的重要概念。LTI系統(tǒng)具有線性性和時(shí)不變性，這意味著系統(tǒng)的輸出與輸入之間滿足線性關(guān)系，且系統(tǒng)的特性不隨時(shí)間變化。LTI系統(tǒng)具有許多重要的性質(zhì)，例如疊加性、均勻性、時(shí)移性等。這些性質(zhì)使得LTI系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)變得相對簡單。本節(jié)將詳細(xì)介紹LTI系統(tǒng)的性質(zhì)，以及如何利用這些性質(zhì)來分析和設(shè)計(jì)各種LTI系統(tǒng)。線性性1時(shí)不變性2疊加性3均勻性4時(shí)移性5卷積運(yùn)算的定義及性質(zhì)卷積運(yùn)算是信號與系統(tǒng)分析中的重要工具。它描述了線性時(shí)不變系統(tǒng)對輸入信號的響應(yīng)。卷積運(yùn)算的定義是輸入信號與系統(tǒng)單位沖激響應(yīng)的積分或求和。卷積運(yùn)算具有許多重要的性質(zhì)，例如交換律、結(jié)合律、分配律等。這些性質(zhì)使得卷積運(yùn)算的應(yīng)用更加靈活。本節(jié)將詳細(xì)介紹卷積運(yùn)算的定義、計(jì)算方法以及在實(shí)際應(yīng)用中的意義。1定義輸入信號與系統(tǒng)單位沖激響應(yīng)的積分或求和。2性質(zhì)交換律、結(jié)合律、分配律等。3應(yīng)用求解LTI系統(tǒng)的響應(yīng)。連續(xù)時(shí)間信號的傅里葉變換傅里葉變換是將信號從時(shí)域轉(zhuǎn)換到頻域的一種重要方法。它可以將復(fù)雜的時(shí)域信號分解成一系列不同頻率的正弦信號的疊加。通過傅里葉變換，我們可以了解信號的頻率成分，為信號分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)和信號處理提供重要的依據(jù)。本節(jié)將介紹連續(xù)時(shí)間信號的傅里葉變換的定義、存在條件以及典型信號的傅里葉變換。頻域分析將信號從時(shí)域轉(zhuǎn)換到頻域進(jìn)行分析。信號分解將信號分解成不同頻率的正弦信號。應(yīng)用廣泛信號分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、信號處理等。傅里葉變換的定義與存在條件傅里葉變換的定義是將信號乘以一個復(fù)指數(shù)函數(shù)，并在整個時(shí)間范圍內(nèi)進(jìn)行積分。傅里葉變換的存在需要滿足一定的條件，例如信號必須是絕對可積的。這些條件保證了傅里葉變換的收斂性，使得我們可以得到有意義的頻譜信息。本節(jié)將詳細(xì)介紹傅里葉變換的定義，并討論其存在條件，為后續(xù)學(xué)習(xí)傅里葉變換的性質(zhì)和應(yīng)用打下基礎(chǔ)。定義信號乘以復(fù)指數(shù)函數(shù)并積分。存在條件信號必須絕對可積。收斂性保證得到有意義的頻譜信息。典型信號的傅里葉變換掌握典型信號的傅里葉變換是信號分析的基礎(chǔ)。一些常用的信號，例如單位沖激信號、單位階躍信號、正弦信號等，它們的傅里葉變換具有特定的形式。了解這些變換關(guān)系，可以幫助我們快速分析復(fù)雜信號的頻譜特性。本節(jié)將介紹典型信號的傅里葉變換，并分析它們的頻譜特征，為后續(xù)學(xué)習(xí)傅里葉變換的應(yīng)用打下基礎(chǔ)。單位沖激信號傅里葉變換為常數(shù)。單位階躍信號傅里葉變換包含沖激函數(shù)。正弦信號傅里葉變換為兩個沖激函數(shù)。傅里葉變換的性質(zhì)（線性、時(shí)移、尺度變換等）傅里葉變換具有許多重要的性質(zhì)，例如線性性、時(shí)移性、尺度變換等。這些性質(zhì)使得傅里葉變換的應(yīng)用更加靈活。線性性意味著多個信號的疊加的傅里葉變換等于各個信號的傅里葉變換的疊加；時(shí)移性意味著信號在時(shí)域上的平移對應(yīng)于頻域上的相位變化；尺度變換意味著信號在時(shí)域上的壓縮或擴(kuò)展對應(yīng)于頻域上的擴(kuò)展或壓縮。本節(jié)將詳細(xì)介紹傅里葉變換的性質(zhì)，并分析它們在信號處理中的應(yīng)用。1線性性疊加信號的傅里葉變換等于各個信號的傅里葉變換的疊加。2時(shí)移性時(shí)域平移對應(yīng)于頻域相位變化。3尺度變換時(shí)域壓縮/擴(kuò)展對應(yīng)于頻域擴(kuò)展/壓縮。傅里葉變換的應(yīng)用：頻譜分析頻譜分析是傅里葉變換的重要應(yīng)用之一。通過傅里葉變換，我們可以將信號從時(shí)域轉(zhuǎn)換到頻域，從而分析信號的頻率成分。頻譜分析可以幫助我們了解信號的特性，例如信號的頻率范圍、主要頻率成分等。頻譜分析在許多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，例如語音識別、圖像處理、通信系統(tǒng)等。本節(jié)將介紹頻譜分析的基本原理，并分析其在實(shí)際應(yīng)用中的例子。頻率成分分析信號中包含的各種頻率成分。信號特性了解信號的頻率范圍、主要頻率成分等。應(yīng)用廣泛語音識別、圖像處理、通信系統(tǒng)等。離散時(shí)間信號的傅里葉變換(DTFT)離散時(shí)間傅里葉變換（DTFT）是將離散時(shí)間信號從時(shí)域轉(zhuǎn)換到頻域的一種重要方法。與連續(xù)時(shí)間傅里葉變換類似，DTFT可以將離散時(shí)間信號分解成一系列不同頻率的正弦信號的疊加。DTFT在數(shù)字信號處理中具有廣泛的應(yīng)用，例如數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)、音頻處理、圖像處理等。本節(jié)將介紹DTFT的定義和性質(zhì)，以及如何利用DTFT進(jìn)行離散時(shí)間信號的頻譜分析。數(shù)字信號處理DTFT在數(shù)字信號處理中應(yīng)用廣泛。信號分解將離散時(shí)間信號分解成不同頻率的正弦信號。頻域分析分析離散時(shí)間信號的頻率成分。DTFT的定義與性質(zhì)DTFT的定義是將離散時(shí)間信號乘以一個復(fù)指數(shù)序列，并在整個時(shí)間范圍內(nèi)進(jìn)行求和。DTFT具有許多重要的性質(zhì)，例如線性性、時(shí)移性、頻移性、周期性等。這些性質(zhì)使得DTFT的應(yīng)用更加靈活。例如，線性性使得我們可以對多個信號的疊加進(jìn)行DTFT；時(shí)移性使得我們可以分析信號在時(shí)間上的平移對頻譜的影響；頻移性使得我們可以分析信號在頻率上的平移對頻譜的影響。本節(jié)將詳細(xì)介紹DTFT的定義和性質(zhì)，并分析它們在數(shù)字信號處理中的應(yīng)用。1定義離散時(shí)間信號乘以復(fù)指數(shù)序列并求和。2性質(zhì)線性性、時(shí)移性、頻移性、周期性等。3應(yīng)用數(shù)字信號處理，如濾波器設(shè)計(jì)。離散時(shí)間信號的頻譜分析離散時(shí)間信號的頻譜分析是利用DTFT來分析離散時(shí)間信號的頻率成分。通過DTFT，我們可以將離散時(shí)間信號從時(shí)域轉(zhuǎn)換到頻域，從而了解信號的特性，例如信號的頻率范圍、主要頻率成分等。離散時(shí)間信號的頻譜分析在數(shù)字信號處理中具有廣泛的應(yīng)用，例如音頻處理、圖像處理、通信系統(tǒng)等。本節(jié)將介紹離散時(shí)間信號頻譜分析的基本原理，并分析其在實(shí)際應(yīng)用中的例子。頻率成分1信號特性2應(yīng)用廣泛3連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的頻域分析連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的頻域分析是指利用傅里葉變換來分析連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的特性。通過傅里葉變換，我們可以得到系統(tǒng)的頻率響應(yīng)，包括幅頻特性和相頻特性。頻率響應(yīng)描述了系統(tǒng)對不同頻率信號的響應(yīng)情況，是系統(tǒng)設(shè)計(jì)和分析的重要依據(jù)。本節(jié)將介紹連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的頻域分析方法，包括系統(tǒng)函數(shù)的定義、頻率響應(yīng)的計(jì)算以及系統(tǒng)穩(wěn)定性和因果性的判斷。1系統(tǒng)函數(shù)描述系統(tǒng)輸入輸出關(guān)系的頻域表示。2頻率響應(yīng)系統(tǒng)對不同頻率信號的響應(yīng)情況，包括幅頻特性和相頻特性。3系統(tǒng)特性穩(wěn)定性、因果性等。系統(tǒng)函數(shù)H(jω)的定義與物理意義系統(tǒng)函數(shù)H(jω)是連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)在頻域的表示，它描述了系統(tǒng)對不同頻率信號的放大或衰減程度以及相位移動情況。系統(tǒng)函數(shù)定義為系統(tǒng)輸出信號的傅里葉變換與輸入信號的傅里葉變換之比。系統(tǒng)函數(shù)的物理意義在于它反映了系統(tǒng)對不同頻率信號的選擇性，例如濾波器可以根據(jù)系統(tǒng)函數(shù)設(shè)計(jì)成低通、高通、帶通或帶阻濾波器。本節(jié)將詳細(xì)介紹系統(tǒng)函數(shù)的定義、計(jì)算方法以及物理意義。定義輸出信號傅里葉變換與輸入信號傅里葉變換之比。描述系統(tǒng)對不同頻率信號的放大或衰減程度。應(yīng)用濾波器設(shè)計(jì)，如低通、高通、帶通等。頻率響應(yīng)的幅頻特性與相頻特性頻率響應(yīng)是描述系統(tǒng)對不同頻率信號響應(yīng)的特性，它包括幅頻特性和相頻特性。幅頻特性描述了系統(tǒng)對不同頻率信號的放大或衰減程度，相頻特性描述了系統(tǒng)對不同頻率信號的相位移動情況。幅頻特性和相頻特性共同決定了系統(tǒng)對信號的處理方式。例如，一個理想的低通濾波器具有平坦的幅頻特性和線性相頻特性。本節(jié)將詳細(xì)介紹頻率響應(yīng)的幅頻特性和相頻特性，以及它們在系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。幅頻特性描述系統(tǒng)對不同頻率信號的放大或衰減程度。相頻特性描述系統(tǒng)對不同頻率信號的相位移動情況。系統(tǒng)處理幅頻特性和相頻特性共同決定了系統(tǒng)對信號的處理方式。系統(tǒng)的穩(wěn)定性和因果性穩(wěn)定性和因果性是描述系統(tǒng)的重要特性。穩(wěn)定性是指系統(tǒng)在有界輸入下產(chǎn)生有界輸出，即BIBO穩(wěn)定。因果性是指系統(tǒng)的輸出只取決于當(dāng)前的輸入和過去的輸入，而與未來的輸入無關(guān)。穩(wěn)定性和因果性是系統(tǒng)能夠正常工作的前提。例如，一個不穩(wěn)定的系統(tǒng)可能會產(chǎn)生無窮大的輸出，一個非因果的系統(tǒng)則無法在實(shí)際中實(shí)現(xiàn)。本節(jié)將介紹系統(tǒng)穩(wěn)定性和因果性的定義、判斷方法以及在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。穩(wěn)定性有界輸入產(chǎn)生有界輸出(BIBO穩(wěn)定)。因果性輸出只取決于當(dāng)前和過去的輸入。系統(tǒng)前提穩(wěn)定性和因果性是系統(tǒng)正常工作的前提。離散時(shí)間系統(tǒng)的頻域分析離散時(shí)間系統(tǒng)的頻域分析是指利用DTFT來分析離散時(shí)間系統(tǒng)的特性。通過DTFT，我們可以得到離散時(shí)間系統(tǒng)的頻率響應(yīng)，包括幅頻特性和相頻特性。頻率響應(yīng)描述了系統(tǒng)對不同頻率離散時(shí)間信號的響應(yīng)情況，是離散時(shí)間系統(tǒng)設(shè)計(jì)和分析的重要依據(jù)。本節(jié)將介紹離散時(shí)間系統(tǒng)的頻域分析方法，包括離散時(shí)間系統(tǒng)函數(shù)的定義、頻率響應(yīng)的計(jì)算以及離散時(shí)間系統(tǒng)穩(wěn)定性和因果性的判斷。1DTFT利用DTFT分析離散時(shí)間系統(tǒng)特性。2頻率響應(yīng)描述系統(tǒng)對不同頻率離散時(shí)間信號的響應(yīng)情況。3系統(tǒng)特性穩(wěn)定性、因果性等。離散時(shí)間系統(tǒng)函數(shù)H(ejω)離散時(shí)間系統(tǒng)函數(shù)H(ejω)是離散時(shí)間系統(tǒng)在頻域的表示，它描述了系統(tǒng)對不同頻率離散時(shí)間信號的放大或衰減程度以及相位移動情況。離散時(shí)間系統(tǒng)函數(shù)定義為系統(tǒng)輸出信號的DTFT與輸入信號的DTFT之比。離散時(shí)間系統(tǒng)函數(shù)的物理意義在于它反映了系統(tǒng)對不同頻率離散時(shí)間信號的選擇性，例如數(shù)字濾波器可以根據(jù)系統(tǒng)函數(shù)設(shè)計(jì)成低通、高通、帶通或帶阻濾波器。本節(jié)將詳細(xì)介紹離散時(shí)間系統(tǒng)函數(shù)的定義、計(jì)算方法以及物理意義。描述系統(tǒng)對不同頻率信號的放大或衰減程度。定義輸出信號DTFT與輸入信號DTFT之比。物理意義反映系統(tǒng)對不同頻率信號的選擇性。離散時(shí)間系統(tǒng)的頻率響應(yīng)離散時(shí)間系統(tǒng)的頻率響應(yīng)是描述系統(tǒng)對不同頻率離散時(shí)間信號響應(yīng)的特性，它包括幅頻特性和相頻特性。幅頻特性描述了系統(tǒng)對不同頻率離散時(shí)間信號的放大或衰減程度，相頻特性描述了系統(tǒng)對不同頻率離散時(shí)間信號的相位移動情況。幅頻特性和相頻特性共同決定了系統(tǒng)對離散時(shí)間信號的處理方式。例如，一個理想的數(shù)字低通濾波器具有平坦的幅頻特性和線性相頻特性。本節(jié)將詳細(xì)介紹離散時(shí)間系統(tǒng)的頻率響應(yīng)，以及它們在離散時(shí)間系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。幅頻特性描述系統(tǒng)對不同頻率信號的放大或衰減程度。相頻特性描述系統(tǒng)對不同頻率信號的相位移動情況。信號處理共同決定系統(tǒng)對離散時(shí)間信號的處理方式。抽樣定理抽樣定理是信號處理中的一個重要定理，它描述了如何將連續(xù)時(shí)間信號轉(zhuǎn)換成離散時(shí)間信號，并保證能夠從離散時(shí)間信號中恢復(fù)出原始的連續(xù)時(shí)間信號。抽樣定理指出，如果抽樣頻率大于等于信號最高頻率的兩倍，則可以完全恢復(fù)原始信號。抽樣定理是數(shù)字信號處理的基礎(chǔ)，例如音頻信號的數(shù)字化、圖像信號的數(shù)字化都需要滿足抽樣定理的要求。本節(jié)將詳細(xì)介紹抽樣定理的內(nèi)容和意義，以及奈奎斯特頻率的概念。連續(xù)到離散將連續(xù)時(shí)間信號轉(zhuǎn)換成離散時(shí)間信號。信號恢復(fù)保證能夠從離散時(shí)間信號中恢復(fù)出原始信號。頻率要求抽樣頻率大于等于信號最高頻率的兩倍。抽樣定理的內(nèi)容與意義抽樣定理的核心內(nèi)容是：對于一個最高頻率為fmax的連續(xù)時(shí)間信號，如果以大于2fmax的頻率進(jìn)行抽樣，則抽樣后的離散時(shí)間信號包含了原始信號的所有信息，可以通過適當(dāng)?shù)闹亟ǚ椒ㄍ耆謴?fù)原始信號。抽樣定理的意義在于它為連續(xù)時(shí)間信號的數(shù)字化提供了理論基礎(chǔ)，使得我們可以利用數(shù)字信號處理技術(shù)來處理模擬信號。抽樣定理在許多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，例如音頻處理、圖像處理、通信系統(tǒng)等。本節(jié)將詳細(xì)介紹抽樣定理的內(nèi)容和意義，并分析其在實(shí)際應(yīng)用中的例子。1核心內(nèi)容抽樣頻率大于2fmax可完全恢復(fù)原始信號。2理論基礎(chǔ)為連續(xù)時(shí)間信號的數(shù)字化提供了理論基礎(chǔ)。3應(yīng)用廣泛音頻處理、圖像處理、通信系統(tǒng)等。奈奎斯特頻率奈奎斯特頻率是抽樣定理中的一個重要概念。奈奎斯特頻率定義為信號最高頻率的兩倍，即fNyquist=2fmax。根據(jù)抽樣定理，抽樣頻率必須大于等于奈奎斯特頻率，才能保證信號的完全恢復(fù)。如果抽樣頻率小于奈奎斯特頻率，則會發(fā)生頻率混疊現(xiàn)象，導(dǎo)致無法從離散時(shí)間信號中恢復(fù)出原始信號。因此，在進(jìn)行信號抽樣時(shí)，必須選擇合適的抽樣頻率，以滿足奈奎斯特頻率的要求。本節(jié)將詳細(xì)介紹奈奎斯特頻率的定義和意義，以及如何選擇合適的抽樣頻率。定義信號最高頻率的兩倍，fNyquist=2fmax。要求抽樣頻率必須大于等于奈奎斯特頻率。頻率混疊抽樣頻率小于奈奎斯特頻率會導(dǎo)致頻率混疊。抽樣信號的頻譜分析抽樣信號的頻譜分析是指分析抽樣后的離散時(shí)間信號的頻率成分。抽樣信號的頻譜與原始連續(xù)時(shí)間信號的頻譜之間存在一定的關(guān)系。根據(jù)抽樣定理，抽樣信號的頻譜是原始信號頻譜的周期延拓，周期為抽樣頻率。如果抽樣頻率小于奈奎斯特頻率，則會發(fā)生頻率混疊現(xiàn)象，導(dǎo)致抽樣信號的頻譜與原始信號的頻譜發(fā)生重疊。因此，在進(jìn)行抽樣信號的頻譜分析時(shí)，必須注意頻率混疊現(xiàn)象的影響。本節(jié)將介紹抽樣信號的頻譜分析方法，以及如何避免頻率混疊現(xiàn)象的發(fā)生。1周期延拓抽樣信號的頻譜是原始信號頻譜的周期延拓。2頻率混疊抽樣頻率小于奈奎斯特頻率會導(dǎo)致頻率混疊。3避免混疊選擇合適的抽樣頻率，滿足奈奎斯特頻率的要求。信號的恢復(fù)與重建信號的恢復(fù)與重建是指從抽樣后的離散時(shí)間信號中恢復(fù)出原始的連續(xù)時(shí)間信號。根據(jù)抽樣定理，如果抽樣頻率大于等于奈奎斯特頻率，則可以通過適當(dāng)?shù)闹亟ǚ椒ㄍ耆謴?fù)原始信號。常用的重建方法包括理想低通濾波器、零階保持器、線性插值等。理想低通濾波器可以完全濾除抽樣信號頻譜中的周期延拓成分，從而恢復(fù)原始信號；零階保持器和線性插值則是常用的近似重建方法。本節(jié)將介紹信號的恢復(fù)與重建方法，并分析它們的優(yōu)缺點(diǎn)。理想低通濾波器1零階保持器2線性插值3拉普拉斯變換拉普拉斯變換是將信號從時(shí)域轉(zhuǎn)換到復(fù)頻域的一種重要方法。與傅里葉變換類似，拉普拉斯變換可以將信號分解成一系列復(fù)指數(shù)信號的疊加。拉普拉斯變換在系統(tǒng)分析和控制理論中具有廣泛的應(yīng)用，例如系統(tǒng)穩(wěn)定性分析、控制器設(shè)計(jì)等。與傅里葉變換相比，拉普拉斯變換具有更廣泛的適用范圍，可以處理一些傅里葉變換無法處理的信號，例如指數(shù)增長信號。本節(jié)將介紹拉普拉斯變換的定義、收斂域以及常用函數(shù)的拉普拉斯變換。1復(fù)頻域?qū)⑿盘枏臅r(shí)域轉(zhuǎn)換到復(fù)頻域。2系統(tǒng)分析在系統(tǒng)分析和控制理論中應(yīng)用廣泛。3適用范圍廣可以處理傅里葉變換無法處理的信號。拉普拉斯變換的定義與收斂域拉普拉斯變換的定義是將信號乘以一個復(fù)指數(shù)函數(shù)，并在整個時(shí)間范圍內(nèi)進(jìn)行積分。與傅里葉變換不同，拉普拉斯變換的積分區(qū)域是復(fù)數(shù)域，因此拉普拉斯變換的結(jié)果也是一個復(fù)函數(shù)。拉普拉斯變換的存在需要滿足一定的條件，即積分必須收斂。收斂域是指使得積分收斂的復(fù)數(shù)s的取值范圍。不同的信號具有不同的收斂域，了解收斂域?qū)τ谡_進(jìn)行拉普拉斯反變換至關(guān)重要。本節(jié)將詳細(xì)介紹拉普拉斯變換的定義和收斂域，為后續(xù)學(xué)習(xí)拉普拉斯變換的性質(zhì)和應(yīng)用打下基礎(chǔ)。定義信號乘以復(fù)指數(shù)函數(shù)并積分。收斂域積分收斂的復(fù)數(shù)s的取值范圍。反變換了解收斂域?qū)τ谡_進(jìn)行反變換至關(guān)重要。常用函數(shù)的拉普拉斯變換掌握常用函數(shù)的拉普拉斯變換是進(jìn)行系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)。一些常用的函數(shù)，例如單位沖激函數(shù)、單位階躍函數(shù)、指數(shù)函數(shù)、正弦函數(shù)等，它們的拉普拉斯變換具有特定的形式。了解這些變換關(guān)系，可以幫助我們快速分析復(fù)雜系統(tǒng)的特性。本節(jié)將介紹常用函數(shù)的拉普拉斯變換，并分析它們的極點(diǎn)和零點(diǎn)，為后續(xù)學(xué)習(xí)拉普拉斯變換的應(yīng)用打下基礎(chǔ)。單位沖激函數(shù)單位階躍函數(shù)指數(shù)函數(shù)正弦函數(shù)拉普拉斯變換的性質(zhì)拉普拉斯變換具有許多重要的性質(zhì)，例如線性性、時(shí)移性、尺度變換、微分性質(zhì)、積分性質(zhì)等。這些性質(zhì)使得拉普拉斯變換的應(yīng)用更加靈活。線性性意味著多個信號的疊加的拉普拉斯變換等于各個信號的拉普拉斯變換的疊加；時(shí)移性意味著信號在時(shí)域上的平移對應(yīng)于復(fù)頻域上的指數(shù)函數(shù)；微分性質(zhì)和積分性質(zhì)則可以將微分方程和積分方程轉(zhuǎn)換成代數(shù)方程，簡化求解過程。本節(jié)將詳細(xì)介紹拉普拉斯變換的性質(zhì)，并分析它們在系統(tǒng)分析和控制理論中的應(yīng)用。線性性時(shí)移性尺度變換微分性質(zhì)積分性質(zhì)拉普拉斯反變換拉普拉斯反變換是將信號從復(fù)頻域轉(zhuǎn)換回時(shí)域的一種重要方法。通過拉普拉斯反變換，我們可以得到系統(tǒng)的時(shí)域響應(yīng)，從而分析系統(tǒng)的特性。拉普拉斯反變換的計(jì)算方法包括部分分式展開法、留數(shù)定理法等。部分分式展開法是將復(fù)頻域函數(shù)分解成一系列簡單分式的和，然后利用常用函數(shù)的拉普拉斯反變換表進(jìn)行反變換；留數(shù)定理法則是利用復(fù)變函數(shù)理論中的留數(shù)定理進(jìn)行反變換。本節(jié)將介紹拉普拉斯反變換的計(jì)算方法，并分析它們在系統(tǒng)分析中的應(yīng)用。1時(shí)域響應(yīng)2部分分式展開法3留數(shù)定理法拉普拉斯變換的應(yīng)用：電路分析拉普拉斯變換在電路分析中具有廣泛的應(yīng)用。利用拉普拉斯變換，可以將電路中的微分方程轉(zhuǎn)換成代數(shù)方程，從而簡化電路的分析過程。例如，可以用拉普拉斯變換分析電路的暫態(tài)響應(yīng)、頻率響應(yīng)等。此外，拉普拉斯變換還可以用于電路的元件建模，例如電阻、電容、電感等元件的拉普拉斯變換模型可以用來分析復(fù)雜電路的特性。本節(jié)將介紹拉普拉斯變換在電路分析中的應(yīng)用，并分析實(shí)際電路的例子。簡化分析1暫態(tài)響應(yīng)2頻率響應(yīng)3元件建模4系統(tǒng)函數(shù)的拉普拉斯變換形式系統(tǒng)函數(shù)的拉普拉斯變換形式是指將系統(tǒng)函數(shù)表示成復(fù)頻域s的函數(shù)。系統(tǒng)函數(shù)的拉普拉斯變換形式可以用來分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性、因果性等特性。例如，可以通過分析系統(tǒng)函數(shù)的極點(diǎn)位置來判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性；可以通過分析系統(tǒng)函數(shù)的收斂域來判斷系統(tǒng)的因果性。此外，系統(tǒng)函數(shù)的拉普拉斯變換形式還可以用于系統(tǒng)設(shè)計(jì)，例如可以根據(jù)系統(tǒng)函數(shù)的拉普拉斯變換形式設(shè)計(jì)濾波器。本節(jié)將介紹系統(tǒng)函數(shù)的拉普拉斯變換形式，并分析它們在系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。1復(fù)頻域s2穩(wěn)定性3因果性4系統(tǒng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析是利用拉普拉斯變換來判斷系統(tǒng)是否穩(wěn)定的方法。根據(jù)拉普拉斯變換理論，如果系統(tǒng)的所有極點(diǎn)都位于復(fù)平面左半平面，則系統(tǒng)是穩(wěn)定的；如果系統(tǒng)存在極點(diǎn)位于復(fù)平面右半平面或虛軸上，則系統(tǒng)是不穩(wěn)定的。常用的穩(wěn)定性判據(jù)包括勞斯-赫爾維茨判據(jù)、奈奎斯特判據(jù)等。勞斯-赫爾維茨判據(jù)是通過構(gòu)造勞斯表來判斷系統(tǒng)是否穩(wěn)定的；奈奎斯特判據(jù)則是通過分析系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)的奈奎斯特曲線來判斷系統(tǒng)是否穩(wěn)定的。本節(jié)將介紹系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析方法，并分析實(shí)際系統(tǒng)的例子。極點(diǎn)位置勞斯-赫爾維茨判據(jù)奈奎斯特判據(jù)z變換z變換是將離散時(shí)間信號從時(shí)域轉(zhuǎn)換到z域的一種重要方法。與拉普拉斯變換類似，z變換可以將離散時(shí)間信號分解成一系列復(fù)指數(shù)序列的疊加。z變換在離散時(shí)間系統(tǒng)分析和數(shù)字信號處理中具有廣泛的應(yīng)用，例如數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)、離散時(shí)間系統(tǒng)穩(wěn)定性分析等。與DTFT相比，z變換具有更廣泛的適用范圍，可以處理一些DTFT無法處理的信號，例如指數(shù)增長序列。本節(jié)將介紹z變換的定義、收斂域以及常用序列的z變換。z域離散時(shí)間系統(tǒng)數(shù)字信號處理z變換的定義與收斂域z變換的定義是將離散時(shí)間信號乘以一個復(fù)指數(shù)序列，并在整個時(shí)間范圍內(nèi)進(jìn)行求和。與DTFT不同，z變換的求和區(qū)域是復(fù)數(shù)域，因此z變換的結(jié)果也是一個復(fù)函數(shù)。z變換的存在需要滿足一定的條件，即求和必須收斂。收斂域是指使得求和收斂的復(fù)數(shù)z的取值范圍。不同的序列具有不同的收斂域，了解收斂域?qū)τ谡_進(jìn)行z反變換至關(guān)重要。本節(jié)將詳細(xì)介紹z變換的定義和收斂域，為后續(xù)學(xué)習(xí)z變換的性質(zhì)和應(yīng)用打下基礎(chǔ)。復(fù)數(shù)域求和求和收斂z反變換常用序列的z變換掌握常用序列的z變換是進(jìn)行離散時(shí)間系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)。一些常用的序列，例如單位沖激序列、單位階躍序列、指數(shù)序列、正弦序列等，它們的z變換具有特定的形式。了解這些變換關(guān)系，可以幫助我們快速分析復(fù)雜系統(tǒng)的特性。本節(jié)將介紹常用序列的z變換，并分析它們的極點(diǎn)和零點(diǎn)，為后續(xù)學(xué)習(xí)z變換的應(yīng)用打下基礎(chǔ)。1單位沖激序列2單位階躍序列3指數(shù)序列4正弦序列z變換的性質(zhì)z變換具有許多重要的性質(zhì)，例如線性性、時(shí)移性、尺度變換、微分性質(zhì)、卷積性質(zhì)等。這些性質(zhì)使得z變換的應(yīng)用更加靈活。線性性意味著多個序列的疊加的z變換等于各個序列的z變換的疊加；時(shí)移性意味著序列在時(shí)域上的平移對應(yīng)于z域上的z的冪次；卷積性質(zhì)則可以將卷積運(yùn)算轉(zhuǎn)換成乘法運(yùn)算，簡化計(jì)算過程。本節(jié)將詳細(xì)介紹z變換的性質(zhì)，并分析它們在離散時(shí)間系統(tǒng)分析和數(shù)字信號處理中的應(yīng)用。線性性時(shí)移性尺度變換卷積性質(zhì)z反變換z反變換是將信號從z域轉(zhuǎn)換回時(shí)域的一種重要方法。通過z反變換，我們可以得到系統(tǒng)的時(shí)域響應(yīng)，從而分析系統(tǒng)的特性。z反變換的計(jì)算方法包括部分分式展開法、留數(shù)定理法、冪級數(shù)展開法等。部分分式展開法是將z域函數(shù)分解成一系列簡單分式的和，然后利用常用序列的z反變換表進(jìn)行反變換；留數(shù)定理法則是利用復(fù)變函數(shù)理論中的留數(shù)定理進(jìn)行反變換；冪級數(shù)展開法則是將z域函數(shù)展開成冪級數(shù)，然后利用冪級數(shù)的系數(shù)來確定時(shí)域序列。本節(jié)將介紹z反變換的計(jì)算方法，并分析它們在離散時(shí)間系統(tǒng)分析中的應(yīng)用。1時(shí)域響應(yīng)2部分分式展開法3留數(shù)定理法4冪級數(shù)展開法z變換的應(yīng)用：離散時(shí)間系統(tǒng)分析z變換在離散時(shí)間系統(tǒng)分析中具有廣泛的應(yīng)用。利用z變換，可以將離散時(shí)間系統(tǒng)中的差分方程轉(zhuǎn)換成代數(shù)方程，從而簡化系統(tǒng)的分析過程。例如，可以用z變換分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性、頻率響應(yīng)等。此外，z變換還可以用于離散時(shí)間系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，例如可以根據(jù)z變換設(shè)計(jì)數(shù)字濾波器。本節(jié)將介紹z變換在離散時(shí)間系統(tǒng)分析中的應(yīng)用，并分析實(shí)際系統(tǒng)的例子。差分方程1穩(wěn)定性分析2頻率響應(yīng)3數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)4系統(tǒng)函數(shù)的z變換形式系統(tǒng)函數(shù)的z變換形式是指將離散時(shí)間系統(tǒng)函數(shù)表示成z域的函數(shù)。系統(tǒng)函數(shù)的z變換形式可以用來分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性、因果性等特性。例如，可以通過分析系統(tǒng)函數(shù)的極點(diǎn)位置來判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性；可以通過分析系統(tǒng)函數(shù)的收斂域來判斷系統(tǒng)的因果性。此外，系統(tǒng)函數(shù)的z變換形式還可以用于系統(tǒng)設(shè)計(jì)，例如可以根據(jù)系統(tǒng)函數(shù)的z變換形式設(shè)計(jì)數(shù)字濾波器。本節(jié)將介紹系統(tǒng)函數(shù)的z變換形式，并分析它們在系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。1z域函數(shù)2穩(wěn)定性3因果性4數(shù)字濾波器離散時(shí)間系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析離散時(shí)間系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析是利用z變換來判斷系統(tǒng)是否穩(wěn)定的方法。根據(jù)z變換理論，如果系統(tǒng)的所有極點(diǎn)都位于單位圓內(nèi)，則系統(tǒng)是穩(wěn)定的；如果系統(tǒng)存在極點(diǎn)位于單位圓外或單位圓上，則系統(tǒng)是不穩(wěn)定的。常用的穩(wěn)定性判據(jù)包括茹爾判據(jù)、李雅普諾夫判據(jù)等。茹爾判據(jù)是通過構(gòu)造茹爾表來判斷系統(tǒng)是否穩(wěn)定的；李雅普諾夫判據(jù)則是通過分析系統(tǒng)的狀態(tài)方程來判斷系統(tǒng)是否穩(wěn)定的。本節(jié)將介紹離散時(shí)間系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析方法，并分析實(shí)際系統(tǒng)的例子。單位圓內(nèi)茹爾判據(jù)李雅普諾夫判據(jù)系統(tǒng)狀態(tài)變量分析系統(tǒng)狀態(tài)變量分析是一種描述系統(tǒng)內(nèi)部狀態(tài)的方法。與傳統(tǒng)的輸入輸出描述不同，狀態(tài)變量分析可以更全面地描述系統(tǒng)的動態(tài)特性。狀態(tài)變量是指描述系統(tǒng)狀態(tài)的最小一組變量，例如電路中的電容電壓、電感電流等。狀態(tài)方程是指描述狀態(tài)變量隨時(shí)間變化的方程，輸出方程是指描述系統(tǒng)輸出與狀態(tài)變量之間關(guān)系的方程。本節(jié)將介紹系統(tǒng)狀態(tài)變量分析的基本概念，以及狀態(tài)方程的建立和求解方法。內(nèi)部狀態(tài)動態(tài)特性狀態(tài)變量狀態(tài)方程的建立狀態(tài)方程的建立是系統(tǒng)狀態(tài)變量分析的關(guān)鍵步驟。狀態(tài)方程的建立方法包括直接法、圖解法等。直接法是根據(jù)系統(tǒng)的物理定律，例如電路定律、力學(xué)定律等，直接列寫狀態(tài)方程；圖解法則是利用信號流圖或方塊圖來輔助建立狀態(tài)方程。狀態(tài)方程的建立需要選擇合適的狀態(tài)變量，并確定狀態(tài)變量之間的關(guān)系。本節(jié)將介紹狀態(tài)方程的建立方法，并分析實(shí)際系統(tǒng)的例子。直接法圖解法選擇狀態(tài)變量狀態(tài)方程的求解狀態(tài)方程的求解是指求解狀態(tài)變量隨時(shí)間變化的函數(shù)。狀態(tài)方程的求解方法包括時(shí)域法、變換域法等。時(shí)域法是直接求解微分方程或差分方程；變換域法則是利用拉普拉斯變換或z變換將微分方程或差分方程轉(zhuǎn)換成代數(shù)方程，然后求解代數(shù)方程，最后進(jìn)行反變換得到時(shí)域解。本節(jié)將介紹狀態(tài)方程的求解方法，并分析實(shí)際系統(tǒng)的例子。1時(shí)域法2變換域法3拉普拉斯變換4z變換狀態(tài)方程的應(yīng)用狀態(tài)方程在系統(tǒng)分析和控制理論中具有廣泛的應(yīng)用。例如，可以用狀態(tài)方程分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可控性、可觀性等。穩(wěn)定性是指系統(tǒng)是否能夠在外部干擾下保持穩(wěn)定；可控性是指是否可以通過控制輸入將系統(tǒng)從任意初始狀態(tài)轉(zhuǎn)移到任意目標(biāo)狀態(tài)；可觀性是指是否可以通過測量輸出信號來確定系統(tǒng)的內(nèi)部狀態(tài)。此外，狀態(tài)方程還可以用于控制器設(shè)計(jì)，例如可以根據(jù)狀態(tài)方程設(shè)計(jì)狀態(tài)反饋控制器。本節(jié)將介紹狀態(tài)方程的應(yīng)用，并分析實(shí)際系統(tǒng)的例子。穩(wěn)定性1可控性2可觀性3控制器設(shè)計(jì)4系統(tǒng)函數(shù)與狀態(tài)方程的關(guān)系系統(tǒng)函數(shù)和狀態(tài)方程是描述系統(tǒng)的兩種不同方法。系統(tǒng)函數(shù)描述了系統(tǒng)的輸入輸出關(guān)系，狀態(tài)方程描述了系統(tǒng)的內(nèi)部狀態(tài)。系統(tǒng)函數(shù)和狀態(tài)方程之間存在一定的關(guān)系，可以通過狀態(tài)方程推導(dǎo)出系統(tǒng)函數(shù)，也可以通過系統(tǒng)函數(shù)推導(dǎo)出狀態(tài)方程。了解系統(tǒng)函數(shù)和狀態(tài)方程的關(guān)系，可以幫助我們更全面地理解系統(tǒng)的特性。本節(jié)將介紹系統(tǒng)函數(shù)和狀態(tài)方程的關(guān)系，并分析實(shí)際系統(tǒng)的例子。1輸入輸出關(guān)系2內(nèi)部狀態(tài)3推導(dǎo)關(guān)系信號的調(diào)制與解調(diào)信號的調(diào)制與解調(diào)是通信系統(tǒng)中的重要概念。調(diào)制是指將信號的某些特性，例如幅度、頻率、相位等，按照一定規(guī)律隨載波信號變化的過程；解調(diào)是指從已調(diào)信號中恢復(fù)出原始信號的過程。調(diào)制的目的包括提高信號的傳輸效率、實(shí)現(xiàn)多路復(fù)用、改善系統(tǒng)的抗干擾性能等。常用的調(diào)制方式包括幅度調(diào)制（AM）、頻率調(diào)制（FM）、相位調(diào)制（PM）等。本節(jié)將介紹信號的調(diào)制與解調(diào)的基本原理，以及常用的調(diào)制方式。幅度調(diào)制(AM)頻率調(diào)制(FM)相位調(diào)制(PM)幅度調(diào)制(AM)幅度調(diào)制（AM）是指將信號的幅度按照調(diào)制信號的規(guī)律進(jìn)行變化的過程。AM信號的頻譜包含載波頻率和上下邊帶頻率。AM調(diào)制方式簡單易實(shí)現(xiàn)，但抗干擾性能較差。