第一章信號(hào)與系統(tǒng)概論學(xué)習(xí)要點(diǎn)：信號(hào)的概念、分類；典型信號(hào)及其性質(zhì)、信號(hào)的運(yùn)算；系統(tǒng)的概念、分類；系統(tǒng)的線性性、時(shí)不變性、因果性、穩(wěn)定性、可逆性的定義與判斷。

第一節(jié)引言系統(tǒng)分析理論：微分方程、差分方程理論傅里葉（Fourier）變換拉普拉斯（Laplace）變換離散傅里葉變換z變換等信息論、控制論

第一節(jié)引言信號(hào)物質(zhì)的一切運(yùn)動(dòng)或狀態(tài)變化都是一種信號(hào)（signal），即信號(hào)是物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的表現(xiàn)形式。例如：機(jī)械振動(dòng)產(chǎn)生力信號(hào)、位移信號(hào)和噪聲信號(hào)；雷電過程產(chǎn)生聲、光信號(hào)；大腦、心臟分別產(chǎn)生腦電和心電信號(hào)；通信發(fā)射機(jī)產(chǎn)生電磁波信號(hào)等;圖像信號(hào);人口數(shù)；銀行存款；氣溫等。圖1-1女聲’Matlab’的波形信號(hào)與系統(tǒng)圖1-2Lena圖像（二維信號(hào)）信號(hào)與系統(tǒng)圖1-3ECG信號(hào)信號(hào)與系統(tǒng)圖1-5斐波那契數(shù)列（離散信號(hào)）信號(hào)與系統(tǒng)

第一節(jié)引言消息在通信系統(tǒng)中，信號(hào)是傳送消息（message）的工具。所謂消息，就是用某種方式傳遞的聲音、文字、圖像、符號(hào)等。例如，電話中傳送的話音，電報(bào)中傳送的報(bào)文，傳真系統(tǒng)傳送的圖文，廣播電臺(tái)傳送的新聞、音樂，電視系統(tǒng)傳送的圖像序列，示波器測(cè)量的電壓波形信號(hào)，頻譜分析儀顯示的頻譜特性等。

第一節(jié)引言信息從所傳遞的消息，受信者提取各種有用信息（information）。這就是說，信息內(nèi)含于信號(hào)，信號(hào)是信息的載體。人們真正感興趣的是內(nèi)含于信號(hào)中的信息。信號(hào)分析的目的就是要從信號(hào)中提取信息，即從所獲得的消息，通過不確定性的減少過程，獲取新內(nèi)容或新知識(shí)。

第二節(jié)

信號(hào)的基本概念與分類函數(shù)抽象地講，在數(shù)學(xué)上，信號(hào)用函數(shù)表示。因此，我們可把信號(hào)與函數(shù)等同起來看待。最常見的信號(hào)是隨時(shí)間變化的信號(hào)，例如電、光、聲、力、溫度等各種信號(hào)；另一種常見的信號(hào)隨空間位置變化，如圖像信號(hào)、熱場(chǎng)、運(yùn)動(dòng)場(chǎng)等。

第二節(jié)

信號(hào)的基本概念與分類信號(hào)分類有多種方法，大致有如下分類：分類標(biāo)準(zhǔn)確定否連續(xù)否量化否周期否因果否能量有限否功率有限否肯定時(shí)確定性連續(xù)量化周期因果能量有限功率有限否定時(shí)隨機(jī)性離散非量化非周期非因果能量無限功率無限

一、確定性信號(hào)與隨機(jī)信號(hào)

如果信號(hào)的變化規(guī)律是確定的，能用確定的數(shù)學(xué)函數(shù)表示，即對(duì)任一確定的時(shí)間（或空間），信號(hào)有確定的函數(shù)值，則稱其為確定性信號(hào)。如常用的多項(xiàng)式函數(shù)、三角函數(shù)、指數(shù)函數(shù)、對(duì)數(shù)函數(shù)等。相反，如果信號(hào)的變化規(guī)律是隨機(jī)的，不能用確定的數(shù)學(xué)函數(shù)表示，只能用統(tǒng)計(jì)規(guī)律來描述其隨機(jī)特性，即對(duì)任一確定的時(shí)間（或空間），信號(hào)沒有確定函數(shù)值，只能用均值、方差等統(tǒng)計(jì)量來描述，則稱其為隨機(jī)信號(hào)。如各種噪聲。

圖1-6各類信號(hào)波形圖

二、連續(xù)時(shí)間信號(hào)與離散時(shí)間信號(hào)如果除若干不連續(xù)點(diǎn)外，信號(hào)在一時(shí)間區(qū)間內(nèi)的每一時(shí)刻都能取值，即時(shí)間t取實(shí)數(shù)值，則稱為連續(xù)時(shí)間信號(hào)。反之，如果信號(hào)僅能在一時(shí)間區(qū)間內(nèi)的某些時(shí)刻上取值，即時(shí)間，其中n屬于整數(shù)，則稱為離散時(shí)間信號(hào)。

圖1-6各類信號(hào)波形圖

注意：模擬信號(hào)與連續(xù)時(shí)間信號(hào)的區(qū)別連續(xù)時(shí)間信號(hào)的幅值可以是連續(xù)的，也可是離散的，即僅取幾個(gè)規(guī)定數(shù)值。幅值和時(shí)間都為連續(xù)的信號(hào)稱為模擬信號(hào)。

二、連續(xù)時(shí)間信號(hào)與離散時(shí)間信號(hào)采樣信號(hào)：僅在采樣時(shí)刻取信號(hào)樣本值而在其它時(shí)刻取零值的連續(xù)時(shí)間信號(hào)，即離散信號(hào)是由采樣時(shí)刻的樣本值組成的序列。

注意：離散時(shí)間信號(hào)與數(shù)字信號(hào)的差別與聯(lián)系數(shù)字信號(hào)是時(shí)間與幅度取值都離散的信號(hào)。

離散時(shí)間信號(hào)的表示方式

三、周期信號(hào)與非周期信號(hào)周期信號(hào)是按某一固定周期重復(fù)出現(xiàn)的信號(hào)

周期信號(hào)可表示為

其中，T，N為周期，任何周期信號(hào)都可表示為僅在基本周期內(nèi)取非零值的有限長(zhǎng)信號(hào)的周期延拓，

圖1-6各類信號(hào)波形圖

周期信號(hào)舉例周期沖激信號(hào)周期脈沖信號(hào)半波整流信號(hào)

三、周期信號(hào)與非周期信號(hào)例1-1判斷下列信號(hào)是否周期信號(hào)，若是，判斷其周期。（1）（2）（3）（4）

離散時(shí)間信號(hào)的周期性判斷

四、因果信號(hào)與非因果信號(hào)若信號(hào)在小于零時(shí)刻都取零值則稱為因果信號(hào)，反之，稱為非因果信號(hào)。因果信號(hào)一定是非周期信號(hào)。因果周期信號(hào)：從接入時(shí)刻起，信號(hào)呈周期變化當(dāng)然，從整體而言，它仍是非周期信號(hào)。

圖1-6各類信號(hào)波形圖

五、有界信號(hào)與無界信號(hào)如果信號(hào)在所有時(shí)刻的取值都有界，即則稱為有界信號(hào)。反之，稱為無界信號(hào)。

六、七能量信號(hào)與功率信號(hào)能量和功率的計(jì)算公式：

六、七能量信號(hào)和功率信號(hào)若信號(hào)的能量有限，則稱為能量信號(hào)。有限持續(xù)時(shí)間信號(hào)一定是能量信號(hào)；反之，則未必。例如：高斯信號(hào)是無限持續(xù)時(shí)間信號(hào)，卻是能量信號(hào)。若信號(hào)有有限功率且不為0，則稱為功率信號(hào)。能量信號(hào)其功率必定有限，但稱為能量信號(hào)，非功率信號(hào)，二者互斥；反之，則未必成立。例如：正弦信號(hào)是功率信號(hào)，卻是能量無限信號(hào)。

能量信號(hào)和功率信號(hào)的判斷方法判斷能量信號(hào)和功率信號(hào)的方法：

1）先計(jì)算信號(hào)能量，若為有限值則為能量信號(hào)；2）若1）不滿足，則計(jì)算信號(hào)功率，若為有限值且不為0則為功率信號(hào)；