信号与系统：概念解析

"西安电子科技大学 信号与系统" 在学习"信号与系统"这一主题时，首先需要理解两个核心概念：信号和系统。信号是信息的载体，它承载着要传达的消息，可以是声音、图像、文字或其他形式。信号在我们的日常生活中无处不在，如电话铃声、交通信号灯的颜色变化、电视广播的电磁波以及生物体内的电信号等。信号的作用在于通过某种方式将信息转换成便于传输和处理的形式。 系统则是由多个相互关联的部分组成，共同实现特定功能的集合。例如，手机是一个系统，它接收和发送语音、数据等信号；电视机也是一个系统，它接收并处理信号，将图像和声音呈现给观众。系统的基本运作机制是接收输入信号，经过加工处理，产生所需的输出信号。这个过程可以用数学模型来描述，比如在信号与系统分析中常见的系统模型，包括输入信号（激励）、输出信号（响应）以及系统本身。 1.1 绪论部分探讨了信号与系统的关系。信号是信息的物理表现，而系统则负责处理这些信号，两者密不可分。系统可以分为连续系统和离散系统，前者处理的是连续时间的信号，后者则处理离散时间的信号。此外，系统还可以按照其特性进一步分类，如线性时不变（LTI）系统，这类系统的特点是输出对输入的响应与信号的幅度和时间平移无关。 1.2 信号的描述与分类中，信号被描述为时间和幅度的函数，可以是模拟信号或数字信号。根据不同的特征，信号可以被归类为周期信号、非周期信号、能量信号和功率信号等。 1.3 信号的基本运算包括加法、乘法以及时间变换，这些都是信号处理的基础操作。 1.4 阶跃函数和冲激函数是分析系统特性的重要工具。阶跃函数代表信号在某时刻突然改变的情况，而冲激函数是一个非常特殊的信号，它的瞬时强度极大，但持续时间极短。冲激函数有多种性质，并在信号分析和系统理论中发挥关键作用。 1.5 系统的性质及分类部分，系统定义为接收输入并产生输出的实体，其分类主要基于线性性、时变性、因果性和稳定性等属性。 1.6 系统的描述涉及如何数学化地表示系统，包括微分方程、传递函数、频率响应等方法，以便于分析系统的动态行为。 1.7 LTI系统分析方法概述，介绍了如何利用拉普拉斯变换或Z变换等工具分析这些系统的行为，这些方法在控制系统设计、滤波器设计等领域具有广泛的应用。 "信号与系统"是电子工程和通信技术的核心课程，它不仅涵盖了信号的基本概念，还深入研究了系统如何处理这些信号，为理解和设计复杂的通信网络和信息系统奠定了理论基础。