信号的描述
1.1 连续时间与离散时间信号
一 信号
信号可以描述范围极其广泛的物理现象。信号可以分为确知信号与随机信号,也可以分为连续时间信号与离散时间信号。
确知信号可以表示成一个或几个自变量的函数。
信号的描述
连续时间信号 x(t), x(t1, t2)…
离散时间信号 x(n), x(n1,n2)…
连续时间信号在离散时刻点上的样本可以构成一个离散时间信号。
二 信号的能量与功率
连续时间信号在[t1,t2]区间的能量定义为:
E
=
∫
t
1
t
2
∣
x
(
t
)
∣
2
d
t
E=\int_{t_1}^{t_2}~|x(t)|^2{\rm d}t
E=∫t1t2 ∣x(t)∣2dt
连续时间信号在[t1,t2]区间的平均功率定义:
P
=
1
t
2
−
t
1
∫
t
1
t
2
∣
x
(
t
)
∣
2
d
t
P=\frac{1}{t_2-t_1}\int_{t_1}^{t_2}~|x(t)|^2{\rm d}t
P=t2−t11∫t1t2 ∣x(t)∣2dt
离散时间信号在[n1,n2]区间的能量定义为:
E
=
∑
n
=
n
1
n
2
∣
x
(
n
)
∣
2
E=\sum_{n =n_1}^{n_2}|x(n)|^2
E=n=n1∑n2∣x(n)∣2
离散时间信号在[n1,n2]区间的平均功率为:
P
=
1
n
2
−
n
1
+
1
∑
n
=
n
1
n
2
∣
x
(
n
)
∣
2
P=\frac{1}{n_2-n_1+1}\sum_{n =n_1}^{n_2}|x(n)|^2
P=n2−n1+11n=n1∑n2∣x(n)∣2
在无限区间上也可以定义信号的总能量:
连续时间情况下:
E
=
lim
T
→
∞
∫
−
T
T
∣
x
(
t
)
∣
2
d
t
=
∫
−
∞
∞
∣
x
(
t
)
∣
2
d
t
E=\lim_{T\rightarrow\infty}\int_{-T}^{T}~|x(t)|^2{\rm d}t = \int_{-\infty}^{\infty}~|x(t)|^2{\rm d}t
E=T→∞lim∫−TT ∣x(t)∣2dt=∫−∞∞ ∣x(t)∣2dt
离散时间情况下:
E
∞
=
lim
N
→
∞
∑
−
N
N
∣
x
(
n
)
∣
2
=
∑
−
∞
∞
∣
x
(
n
)
∣
2
E{_\infty}=\lim_{N\rightarrow\infty}\sum_{-N}^{N}|x(n)|^2 = \sum_{-\infty}^{\infty}|x(n)|^2
E∞=N→∞lim−N∑N∣x(n)∣2=−∞∑∞∣x(n)∣2
在无限区间内的平均功率可定义为:
P
∞
=
lim
T
→
∞
1
2
T
∫
−
T
T
∣
x
(
t
)
∣
2
d
t
P{_\infty}=\lim_{T\rightarrow\infty}\frac{1}{2T}\int_{-T}^{T}~|x(t)|^2{\rm d}t
P∞=T→∞lim2T1∫−TT ∣x(t)∣2dt
P
∞
=
lim
N
→
∞
1
2
N
+
1
∑
−
N
N
∣
x
(
n
)
∣
2
P{_\infty}=\lim_{N\rightarrow\infty}\frac{1}{2N+1}\sum_{-N}^{N}|x(n)|^2
P∞=N→∞lim2N+11−N∑N∣x(n)∣2
信号的自变量变换
基本信号
系统及其数学模型
系统的性质