连续信号的时域描述

连续信号的时域描述,第1张

连续信号的时域描述

用一个时间函数或一条曲线来表示信号随时间变化的特性,称为连续信号的时域描述。在多种多样的连续确定性信号中,有一些信号可以用常见的基本函数表示,如正弦函数、指数函数、阶跃函数等,同时它们还可以组成许多更复杂的信号,我们把这类信号称为基本信号。讨论基本信号的时域描述有着重要的意义。通常基本信号可以分为普通信号和奇异信号两类。

(一)   普通信号的时域描述

1.正弦信号

一个正弦信号可表示为

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图2-1  正弦信号
正弦信号在实际中得到广泛应用,不仅仅它是典型信号,还在于它具有一系列对运算非常有用的性质:
(1) 两个同频率的正弦信号相加,即使它们的振幅和初相位不同,但相加的结果仍是原频率的正弦信号。


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按欧拉(Euler)公式,复指数信号可以写成


连续信号的时域描述,第4张

实际的信号总是实的,即都是时间t的实函数,复指数信号为复函数,所以不可能实际产生。但是一方面如上所述,它的实部和虚部表示了指数包络的正弦型振荡,这本身具有一定的实际意义;其次,它把直流信号、指数信号、正弦型信号以及具有包络线的正弦型信号表示为统一的形式,并使信号的数学运算简练和方便,所以在信号分析理论中具有重要意义。

在信号的数学运算中经常会用到如下式子:


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(二) 奇异信号的描述
奇异信号是用奇异函数表示的一类特殊的连续时间信号,其函数本身或者函数的导数(包括高阶导数)具有不连续点。它们是从实际信号中抽象出来的典型信号,在信号的分析中占有重要的地位。
1.单位斜坡信号

 

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通过阶跃函数,可以表示出如图2-6所示的矩形脉冲信号

 

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图2-6  矩形信号                 图2-7 矩形脉冲向冲激信号的过渡

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再结合(2-15)式,有

 

连续信号的时域描述,第9张

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