1、1信号与系统课程综述信号与系统课程综述2课程教学体系课程教学体系 新的电子信息学科专业基础课程体系由“电子电路、电磁场、信号处理”三大课群构成，体现了“三个并重三个并重”。l 电子电路、电磁场、信号处理并重l 理论教学、实验教学、自主教育并重l 基础理论、分析方法、综合技术并重3 信号与系统信号与系统 （原理）（原理）数字信号处理数字信号处理 （技术）（技术）DSP系统课程设计系统课程设计（应用）（应用）根据信号处理课群进行整体优化，实现原理、技术和应用的有机结合 信号信号分析分析 处理处理 实验实验(仿真仿真)4 时域分析时域分析变换域分析变换域分析 三大三大 变换变换 信号分析信号分析 系
2、统分析系统分析“信号与系统”课程知识架构系统响应？三大变换？信号表示 系统描述5信号分析系统分析连续分析离散分析时域分析变换域分析y(t)=x(t)*h(t)yk=xk*hkFourier变换Laplace变换、Z变换时域抽样定理频域抽样定理67 电子信息学科发展迅速，课程也要反映当前理论和技术的发展趋势。但是：知识没有知识没有“有用有用”与与“无用无用”之分之分 但有但有“有用有用”与与“更加有用更加有用”之别之别 8系统H输入信号x(t)输入信号xk输出信号y(t)输出信号ykx+H y Analysis 分析y+H x Control 控制x+y H Design 设计(a)若已知输入x
3、k及系统单位脉冲响应hk，随即求得系统的输出yk，称为正问题。(b)若已知输出yk及hk求输入xk，或者已知yk及xk求hk都需解卷积(deconvolution)，称为逆问题。(c)当给定yk及不完整的hk求xk，或者当给定yk及不完整的xk 求hk，称为半盲解卷(半盲分离 semi-blind separation),或称为灰盒问题。(d)当给定yk，不知xk与hk的有关信息，则称之为盲解卷(blind deconvolution)或盲分离(blind separation)，或称为黑盒问题。9n信号处理研究的热点与难点信号处理研究的热点与难点n小波变换小波变换:在语音、图像、通信、雷达、
4、水声、地震、生物医学、机械振动、化工、湍流分析等领域都已得到有效应用，如信号检测、特征提取、故障诊断与定位、数据压缩等，多学科关注的热点，也是信号处理的前沿课题。n自适应信号处理自适应信号处理(智能信号处理):是通信、自动控制与人工智能的交叉学科，目前一个研究方向是解决信号混叠，包括混叠图像的分离问题。n盲分离盲分离(信号的复原与重构):如子带编码在传输过程，如何从丢失部分子带情况下恢复原信号，如何从观测的地震数据中推求原地震源的状态，如何从CT断层图像数据中推求人体组织结构情况等等，都属于通过盲分离或半盲分离达到信号的重构与恢复。特别是独立分量分析(ICA)技术近年来已成为科技界与公安部门研
5、究的热点和难点。n其他方面其他方面:如信号分形分析，非线性信号处理(人工神经网络信号分析，信号的混沌分析)等都涉及交叉学科领域的问题，所以为科技界所重视。10典型应用（引入频域分析）典型应用（引入频域分析）原信号的频谱原信号的时域波形11含噪信号的时域波形含噪信号的频谱12滤波器的幅度响应滤波后信号的频谱滤波后信号的波形13时间/秒男生信号时域波形时间/秒女生信号时域波形14频率/Hz男生信号幅度频谱频率/Hz女生信号幅度频谱15电话拨号中的双音多频信号(DTMF)16键 1 的波形键 1 的频谱键 2 的波形键 2 的频谱DTMF 信号的时域波形和频谱17课前复习工程数学内容课前复习工程数学内容1、三大变换d e )j(21)(jtXtxzzzXkxkCd )(j211ssXtxtsd e )(j21)(jj182、全通系统与最小相位系统全通系统A(z)：l 幅度特性|A(ejW)|为常数的系统l 相位特性fA(ejW)为非正且单调减。最小相位系统Hmin(z)：l Hmin(z)的零极点都在Z平面单位圆内l 相位特性fmin(ejW)具有最大的相位，最小的延迟任意因果稳定的LTI系统H(z)：H(z)=Hmin(z)A(z)
