《信号与系统》陈后金-信号平均功率与分类解析

"这篇资料是关于《信号与系统》课程的内容，主要由陈后金、胡健、薛健三位教授编著，属于北京交通大学国家电工电子教学基地的教材。资料涵盖了信号的基本概念、分类，以及系统的描述和分析概述。特别强调了信号的平均功率在有效带宽内的占比，周期矩形脉冲信号的功率特性，并提到了信号的周期性和非周期性。" 在《信号与系统》这门课程中，信号的平均功率是一个重要的概念。平均功率是指信号在一段时间内的平均能量，它是衡量信号强度和持续时间的一个指标。特别是在通信工程中，理解信号的平均功率对于系统设计和性能评估至关重要。根据描述，周期矩形脉冲信号在有效带宽(0到2π/t)内的各谐波平均功率大约占整个信号平均功率的90%，这一特性对于理解和计算这类信号的总功率具有指导意义。 信号的分类是学习信号与系统的基础。首先，信号可以分为确定信号和随机信号。确定信号是可以通过确定的时间函数表示的，其值在任何时间都是已知的；而随机信号，也叫不确定信号，无法用单一的时间函数精确描述，它们通常涉及概率统计的概念。此外，信号还可以按时间连续性分为连续信号和离散信号。连续信号在任何时间点都有定义，而离散信号则只在特定时刻有值，如数字信号，其取值是离散的。 离散信号的产生有三种方式：一是通过抽样将连续信号转化为离散信号；二是信号本身就具有离散特性；三是由计算机等数字设备直接生成。抽样是信号处理中的重要步骤，根据奈奎斯特定理，抽样频率必须至少是信号最高频率的两倍，以避免信息丢失。 最后，信号按照周期性可分为周期信号和非周期信号。周期信号是无限重复且具有固定周期T的信号，如正弦波；非周期信号则没有明显的重复模式，例如瞬态信号。这些分类对于分析信号的行为和进行系统建模至关重要。 《信号与系统》课程涵盖了信号的多方面属性，包括功率、类型、连续性和周期性，这些都是理解和应用信号处理技术的关键元素。通过深入学习这些知识，学生能够更好地掌握通信系统、滤波器设计、频谱分析等领域的核心概念。