西安电科大信号与系统课程讲义：信息载体与系统原理

信号与系统是一门基础且重要的课程，它主要研究信号的特性和系统如何处理这些信号。课程内容涵盖了信号的基本概念、描述和分类，以及系统的基本理论。首先，信号被定义为信息的载体，例如声音（声信号）、光（光信号）、电信号或广告牌上的视觉信号，这些都是日常生活中常见的例子。信号的产生和利用都离不开系统的支持，系统可以是简单的物理装置，如手机或电视机，也可以是复杂的网络，如通信网或计算机网络。 在信号与系统中，核心概念包括： 1. **信号的概念**：信号是信息的外在表现形式，如声音、图像、电信号等。它承载着信息，并通过特定方式传递和接收。系统的作用就是将信息转化为易于处理和传输的形式。 2. **系统的概念**：系统是由多个相互关联的部分组成，具备特定功能的整体。它可以是物理设备（如手机）或者抽象的网络（如互联网），其作用是接收输入信号并对其进行处理或转换。 3. **信号的描述与分类**：课程探讨了如何用数学工具如函数、时域和频域来描述信号，以及如何根据信号的特征进行分类，比如连续信号和离散信号。 4. **基本运算**：包括加法和乘法运算，这是信号处理的基础，如叠加、滤波等操作。同时，时间变换也是一个关键概念，如拉普拉斯变换和傅里叶变换，用于分析信号在不同时间或频率域的行为。 5. **特殊信号**：阶跃函数和冲激函数是信号与系统中的基础元素，它们具有独特的性质，如冲激函数在微积分中的奇异但有用的特性，以及序列δ(k)和ε(k)在离散信号处理中的作用。 6. **系统性质**：系统被定义为能对输入信号进行处理的物理装置，其分类和性质的研究有助于理解系统的响应和行为，如线性时不变(LTI)系统的特点。 7. **LTI系统分析方法**：这是研究系统性能和设计的关键部分，通过对LTI系统的分析，可以预测和控制系统的输出响应。 整个课程旨在为学生提供信号与系统的基本理论框架，以便他们能够理解和应用这些知识在工程、通信、计算机科学等多个领域。通过学习，学生将学会如何设计和分析信号处理系统，这对于现代科技发展至关重要。