信号分析与处理1

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1、1.2信号处理的概念1.2.1信号的简单处理1.2.2系统的概念1.2.3系统的性质1在我们的周围存在着为数众多的“信号”。如从茫茫宇宙中的天体发出的微弱电波信号，移动电话发出的数字信号等，这些都属于我们直接感觉不到的信号，还有诸如交通噪音、人们说话声以及电视图象等人们能感觉到的各种各样的信号。这些众多的信号中，有的是含有有用信息的信号，有的只是应当除掉的噪音。所谓“信号处理”，就是要把记录在某种媒体上的信号进行理，以便抽取出有用信息的过程，它是对信号进行提取、变换、分析、综合等处理过程的统称。信号处理的目的是：（1）去伪存真。去除信号中冗余和次要的成分，包括不仅没有

2、任何意义反而会带来干扰的噪音；（2）特征提取。把信号变成易于进行分析、识别的形式，以便后续的其它处理；（3）编码与解码（或调制与解调）。将信号变换成容易传输、交换与存储的形式（编码），或从编码信号中恢复出原始信号（解码）等。2按键式电话拨号系统3信号处理是利用一定的部件或设备对信号进行分析、变换综合识别等加工，以达到提取有用信息和便于利用的目的。对信号处理的部件或设备称为系统。用模拟系统处理模拟信号称为模拟处理，若用数字系统处理数字信号即为数字处理。人们最早处理的信号局限于模拟信号，所使用的处理方法也是模拟信号处理方法，例如上述的电话拨号电路。在用模拟加工方法进行处理时

3、，对“信号处理”技术没有太深刻的认识。这是因为在过去，信号处理和信息抽取是一个整体，从物理制约角度看，满足信息抽取的模拟处理受到了很大的限制。随着数字计算机的飞速发展，信号处理的理论和方法也得以发展。在我们的面前出现了不受物理制约的纯数学的加工，即算法，并确立了数字信号处理的领域。现在，对于模拟信号的处理，人们通常是先把模拟信号变成数字信号，然后利用高效的数字信号处理器(DSP:数字的信号处理器)或计算机对其进行数字信号处理。处理完毕后，如果需要，再转换成模拟信号，这种处理方法称为模拟信号数字处理方法。4一、信号的时域自变量变换移位变换、反转变换、尺度变换（时域展缩）二

4、、信号的时域运算微分、积分三、信号之间的运算加、减、乘（除）1.2信号的自变量变换与运算1.2.1信号的简单处理5一、信号的自变量变换例1:连续信号x(t)移位1.2信号的自变量变换与运算一、信号的自变量变换若，信号沿时间轴正方向移位（a）原始信号（b）右移t0(t0>0)（c）左移t0(t0>0)将1、移位变换若，信号沿时间轴反方向移位，62、反转变换1.2信号的自变量变换与运算一、信号的自变量变换将，以纵坐标为轴反转（旋转180度），即把信号的过去与未来对调。将例2:连续信号反转离散信号反转73、尺度变换（横坐标展缩）1.2信号的自变量变换与运算一、信号的自变量变换

5、原信号信号压缩信号扩展例3:若，波形沿横坐标压缩，，则为扩展相当于改变观察时间的量度84、综合变换1.2信号的自变量变换与运算一、信号的自变量变换设平移与压缩（顺序可任意）平移、压缩、反转（顺序可任意）注意始终对时间t进行变换9一、信号的自变量变换1.2信号的自变量变换与运算顺序①平移、反转、尺度变换解：（1）图解法例8：的波形如图所示，画出的波形。10一、信号的自变量变换顺序③反转、尺度变换、平移顺序②尺度变换、平移、反转1.2信号的自变量变换与运算11一、信号的自变量变换（2）解析法1.2信号的自变量变换与运算12二、信号的时域运算2、积分1.2信号的自变量变换与运

6、算二、信号的时域运算信号经微分后突出了变化部分信号经积分后平滑了变化部分1、微分13三、信号之间的加、减、乘运算1.2信号的自变量变换与运算三、信号之间的加、减、乘运算两信号的指同一时刻两信号之值对应相加、减、乘。信号处理的任务之一是产生合成信号，它是由对多个基本信号的各种运算完成的。14众多领域各不相同的系统也都有一个共同点，即所有的系统总是对施加于它的信号(即系统的输入信号，也可称激励)作出响应，产生出另外的信号(即系统的输出信号，也可称响应)。系统的功能就体现在对某种输入信号产生需要的输出信号（加工处理信号），即1.2.2系统的概念信号处理这个过程的对象（或客体）

7、是被处理的信号，而其实施者（或主体）则一般是系统。系统可以定义为处理（或变换）信号的物理设备。或者可以说，凡是能将信号加以变换以达到人们要求的各种设备都称为系统。如通信系统、雷达系统等。因为系统是完成某种运算（操作）的，因而还可以把软件编程也看成一种系统的实现方法。系统的概念不仅适用于自然科学的各个领域，而且还适用于社会科学。如政治结构、经济组织等。15由于电系统中的电路元件便于安装、易于测量和成本低廉；还因为大多数的非电系统可以用电系统来模拟和仿真，所以电系统具有特殊的重要作用；更重要的是电能是与其他形式的能量相互转换的最方便的形式，所