Ch.1 绪论

信号

周期信号

信号的平均功率

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能量信号与功率信号:

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系统

What is a System?

image-20230410211139200 image-20230410211204338

线性系统与非线性系统

​ 线性系统:就是具有齐次性和叠加性的系统

零输入响应和零状态响应

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时不变系统:响应形状不随激励的施加时间而改变

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因果系统:响应不早于激励的系统

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Ch.2 连续系统的时域分析

线性时不变系统的数学模型 $\rightarrow$ 线性常系数微分方程

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经典法:image-20230610122013554

ZIR / ZSR 方法:

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算子表示法 转移算子

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算子的性质

  1. p多项式可以展开和因式分解
  2. image-20230610125924938
  3. image-20230610130044723
  4. image-20230610130103824

零状态 vs 零输入:

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零输入响应求解:与齐次通解求法相同,待定系数直接由初始条件求出

奇异函数:

  • 单位斜变 $R(t)$
  • 单位阶跃 $ \varepsilon(t) / u(t)$
  • 方波(门函数) $G(t)$
  • 单位冲激
  • 冲击偶信号

单位冲激响应$h(t)$

​ 通过单位冲激响应来判断系统的因果性

单位阶跃响应$r_\epsilon(t)$

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求单位冲激响应

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即:求$D(p)h_0(t)=\delta(t)$时,按照$D(p)h_0(t)=0$和附加的初始条件来求零输入即可

例题:

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转移算子 部分分式

冲激响应:部分分式分解法,对转移算子$H(p)$分解

简单系统:

  1. image-20230610145001629
  2. image-20230610145019359
  3. image-20230610145049144

一些零状态响应的激励 / 响应对照:

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卷积

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卷积的图解法:

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卷积的性质

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卷积的微分与积分:

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常用公式:(当有一函数可化为冲击函数时) $$ f_{1}(t) * f_{2}(t)=\frac{d f_{1}(t)}{d t} * \int_{-\infty}^{t} f_{2}(\tau) d \tau $$ 奇异信号的卷积特性:

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零输入响应 零状态响应

自然相应 受迫响应

瞬态响应 稳态响应…

Ch.3 连续信号的正交分解

函数的正交

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常见的完备正交函数集

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傅里叶级数

傅里叶积分 $ \rightarrow $ 傅里叶变换

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傅里叶变换式:

  • 单边指数函数:

    image-20230610171526147
  • 双边指数信号

    image-20230610171936192
  • 单位冲激: $$ \delta(t) \leftrightarrow 1 $$

傅里叶变换的特性:

  • 线性特性:略
  • 延时特性
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  • 移频
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  • 尺度变换
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  • 奇偶
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  • 对称
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  • 微分:
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  • 积分
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卷积定理:

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Parseval’s定理

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Ch.4 连续时间系统的频域分析

频域分析法与系统函数

image-20230610190838795 $$ \Rightarrow $$ image-20230610190909300

频域分析步骤:

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Ch.5 连续时间系统的复频域分析

拉普拉斯变换

与傅里叶变换的关系?

  • 单边拉普拉斯变换:拉普拉斯变换指的是单边变换,变换下限从$0^{-}$开始

  • 常见信号的拉普拉斯变换

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  • 性质
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拉普拉斯逆变换

  • 留数法

  • 部分分式展开法

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系统函数

初值定理和终值定理的要点:

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画图,把n导数和系数的画法背下来

Ch.6 连续时间系统的系统函数

极零点

z-p点分布与频响特性

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线性系统的稳定性

对于任何有界的输⼊,其响应也是有界的。

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Ch.7 离散时间系统的时域分析

理想抽样

香农取样定理

离散信号

  • 单位阶跃序列
  • 矩形序列
  • 指数序列
  • 正弦序列
  • 复指数序列

离散信号的变换和运算

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移序算子

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差分算子

典型序列的差分:类似于求导

连续和离散之间的近似:

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离散时间系统用差分方程来描述

线性移不变离散时间系统

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常系数差分方程求解

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迭代法

经典法:特征根,通解+特解

通解:

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特解:

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ZIR / ZSR 方法:

零输入:由初始条件求得的齐次解

离散时间系统的单位样值响应:

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求$h(n)$关键在于,在n=0时将接入的激励转化为起始条件,即x(0), x(-1)..的值

卷积和

性质

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Ch.8 离散时间系统的变换域分析

Z变换

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典型序列的Z变换

  • 单位样值序列
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  • 单位阶跃序列、单边指数序列
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性质:

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  • 正弦序列Z变换
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  • 时移性质

​ 对离散时间信号, 若有: $$ f(n) \Leftrightarrow F(z) $$ ​ 则 $$ \begin{array}{c} f(n+1) \Leftrightarrow z(F(z)-f(0)) \ f(n+l) \Leftrightarrow z^{l}\left(F(z)-\sum_{i=0}^{l-1} f(i) z^{-i}\right) \end{array} $$

  • 尺度变换
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  • 微分:
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  • 卷积
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  • 初值定理和终值定理
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逆Z变换


questions

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  • image-20230610171837662

    什么是相频?

  • 冲激响应为什么和零输入响应这么像?

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