信号与系统常用公式
信号与系统是现代电子信息工程学科中的重要基础课程,它涉及到了信号的产生、传输和处理等方面的知识。在学习和应用信号与系统的过程中,我们经常会使用到一些公式和定理。本文将为大家介绍一些信号与系统中常用的公式和定理,希望能对大家的学习和工作有所帮助。
一、信号的基本性质:
1.基本信号及其性质:
矩形信号:rect(t/T) =
1,-T/2≤t≤T/2
0,其他
三角信号:tri(t/T) =
1-,t/T,-T≤t≤T
0,其他
正弦信号:sin(ωt) = (e^jωt - e^(-jωt))/(2j)
余弦信号:cos(ωt) = (e^jωt + e^(-jωt))/2
傅里叶变换公式表信号与系统2.对称性:
奇对称信号:如果s(t)=-s(-t),则s(t)是奇对称信号。
偶对称信号:如果s(t)=s(-t),则s(t)是偶对称信号。
3.平均功率:
平均功率:P = lim(T→∞)1/T ∫_(T/2)^(T/2) ,s(t),^2 dt
4.交流分量:
交流分量:s_AC=1/2*[s(t)-s_DC]
二、线性时不变系统的基本性质:
1.线性时不变系统的定义:
线性性:s_1(t)+s_2(t)—>LTI—>s_1(t)+s_2(t)
时不变性:s(t-t_0)—>LTI—>s(t-t_0)
2.系统的冲激响应:
系统的冲激响应:h(t) = d(s(t))/dt,其中d是微分算子。
3.系统的单位阶跃响应:
系统的单位阶跃响应:H(t)=∫_(-∞)^th(τ)dτ
4.线性卷积定理:
线性卷积定理:s_1(t)*s_2(t)—>LTI—>S_1(ω)*S_2(ω)
三、频域分析:
1.傅里叶级数:
傅里叶级数:s(t)=∑_(n=-∞)^∞C_n*e^(jω_nt),其中C_n是频谱系数,ω_n是频率。
2.傅里叶变换:
傅里叶变换:S(ω) = ∫_(-∞)^∞ s(t) * e^(-jωt) dt
3.周期信号的频谱:
周期性信号的频谱:S(ω)=∑_(k=-∞)^∞(1/T)*S(kω_0)*δ(ω-kω_0),其中S(kω_0)是周期频谱系数。
4.非周期信号的频谱:
非周期信号的频谱:S(ω) = ∫_(-∞)^∞ s(t) * e^(-jωt) dt
四、系统的稳定性分析:
1.系统的有界输入有界输出稳定性(BIBO稳定性):
有界输入有界输出稳定性:对于输入信号s(t),如果存在一些常数M,使得,s(t),≤M对于所
有的,t,≥T,都成立,那么输出信号x(t)也满足,y(t),≤N,其中N是常数。
2.系统的因果性:
因果性:如果对于任何t_1<t_2,输入信号s(t_1)=s(t_2)对于t_1>t_2时,输出信号y(t_1)=y(t_2),则系统是因果性的。
五、连续时间系统与离散时间系统的转换:
1.采样公式:
采样公式:x(nT)=x_c(t),_(t=nT),其中x_c(t)是连续时间信号,x(nT)是采样值,T是采样周期。
2.重构公式:
重构公式:x_c(t) = ∑_(k=-∞)^∞ x(kT) * sinc(ω_s(t - kT)),其中sinc(t) = sin(πt)/(πt),ω_s = 2π/T。
以上只是信号与系统中常用的一些公式,还有很多其他的公式和定理,如拉普拉斯变换、Z变换、自相关函数、互相关函数等。在学习信号与系统的过程中,需要掌握这些公式和定理的用法,并能够灵活地运用于实际问题的分析和解决中。希望本文提供的这些公式和定理能够对大家有所帮助。

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