1、给定条件下取值是确定的。 进一步分为:周期信号,非周期信号。 非确定性信号(随机信号):给定条件下取值是不确定的 按取值情况分类:模拟信号,离散信号数字信号:属于离散信号,幅值离散,并用二进制表示。 信号描述方法 时域描述 如简谐信号 频域描述 以信号的频率结构来描述信号的方法:将信号看成许多谐波(简谐信号)之和,每一个谐波称作该信号的一个频率成分,考察信号含有那些频率的谐波,以及各谐波的幅值和相角。22 周期信号与离散频谱一、 周期信号傅里叶级数的三角函数形式 周期信号时域表达式T:周期。注意n的取值:周期信号“无始无终”# 傅里叶级数的三角函数展开式 (n=1, 2, 3,) 傅立叶系数:
2、式中 -周期;0-基频, 0=2/T。 三角函数展开式的另一种形式:周期信号可以看作均值与一系列谐波之和-谐波分析法 频谱图 周期信号的频谱三个特点:离散性、谐波性、收敛性 例1:求周期性非对称周期方波的傅立叶级数并画出频谱图解:信号的基频傅里叶系数n次谐波的幅值和相角最后得傅立叶级数频谱图幅频谱图 相频谱图二、 周期信号傅里叶级数的复指数形式 欧拉公式或 傅立叶级数的复指数形式 复数傅里叶系数的表达式 其中an,bn的计算公式与三角函数形式相同,只是n包括全部整数。 一般cn是个复数。 因为an是n的偶函数,bn是n的奇函数,因此 #即:实部相等,虚部相反,cn与c-n共轭。 cn的复指数形
3、式共轭性还可以表示为,cn与c-n模相等,相角相反。 傅立叶级数复指数也描述信号频率结构。它与三角函数形式的关系 对于n (等于三角函数模的一半) (与三角函数形式中的相角相等) 用cn画频谱:双边频谱第一种:幅频谱图:|cn|-,相频谱图: n- 第二种:实谱频谱图:Recn- ,虚频谱图:Imcn- ;也就是an- 和-bn- .23 非周期信号与连续频谱分两类:a.准周期信号 定义:由没有公共周期(频率)的周期信号组成 频谱特性:离散性,非谐波性 判断方法:周期分量的频率比(或周期比)不是有理数b.瞬变非周期信号几种瞬变非周期信号数学描述:傅里叶变换一、 傅里叶变换演变思路:视作周期为无
4、穷大的周期信号式(2.22)借助(2.16)演变成:定义x(t)的傅里叶变换X() X()的傅里叶反变换x(t): 傅里叶变换的频谱意义:一个非周期信号可以分解为角频率 连续变化的无数谐波的叠加。称X()其为函数x(t)的频谱密度函数。 对应关系:X()描述了x(t)的频率结构X()的指数形式为 以频率 f (Hz)为自变量,因为f =w/(2p),得X( f )的指数形式 幅值频谱图和相位频谱图:实频谱图ReX()和虚频谱图Im()如果X()是实函数,可用一张X()图表示。负值理解为幅值为X()的绝对值,相角为或。二、 傅里叶变换的主要性质(一)叠加性(二)对称性 (注意翻转)(三)时移性质
5、(幅值不变,相位随 f 改变2ft0)(四)频移性质(注意两边正负号相反)(五)时间尺度改变特性 (六)微分性质(七)卷积性质 (1)卷积定义 (2)卷积定理三、 脉冲函数及其频谱(一) 脉冲函数:定义函数(要通过函数值和面积两方面定义)函数值:脉冲强度(面积)(二)脉冲函数的样质1 脉冲函数的采性(相乘)样质:强度:结论:1.结果是一个脉冲,脉冲强度是x(t)在脉冲发生时刻的函数值 2.脉冲函数与任意函数乘积的积分等于该函数在脉冲发生时刻的的值。2 脉冲函数的卷积性质:(a) 利用结论2(b) 利用结论2 结论:平移(三)脉冲函数的频谱均匀幅值谱由此导出的其他3个结果 (利用时移性质) (利用对称性质) (对上式,再用频移性质)(四)正弦函数和余弦函数的频谱
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