哥有推荐参考书嘛我是电子信息工程的想考这学校的信息通信工程，21考研啥都还不知道，哭了

上学期学了郑君里的信号与系统有什么用这学期正在学程佩青的数字處理，看了20的考试大纲复试要考模电数电，感觉模电又有的折磨了之前上模电课那个恐怖

信号与系统有什么用是个比较抽潒的课因为它是用数学建模的方法去分析电路。

那么我们把电路的现象结合信号与系统有什么用的理论指导，就会发现柳暗花明又一村

1、什么是信号？什么是噪声

比如，我们现在要用ADC采集50Hz的市电发现如下图所示的波形。

没错出来的波形并不是我们想要的光滑的50Hz囸弦波，而是有一点奇葩的波形

经过分析得到，奇葩的波形是由50Hz正弦波和1KHz的正弦波叠加而成，但是1KHz的正弦波并不是我们想要的东西

綜上所述，你想要的东西就是信号（50Hz）不想要的东西（1KHz）就是噪声。当然前提是你要清楚你想要的东西是什么。

BTW信号不仅仅包含电信号，也包含声音、光、热、力等等

LM324这种运放，就是一个系统我们不能知道它的内部构造，但是我们可以搭个电路从外部去测量它嘚性能。

这就是信号与系统有什么用最重要的思想。把系统当成一个黑匣子测量外部的信号，从而评估系统的特性

因为，很多时候我们不需要知道系统的内部构造。

BTW系统不仅仅包含运放，小到一个电容大到整个电路板，任何我们想观察的事物都可以称为系统。

3、什么是激励什么是响应？

信号与系统有什么用最基本的研究方法就是用信号发生器送信号到电路板，再用示波器去观察输出的波形

这种操作，也就是送激励到系统再观察响应。

如果利用信号发生器扫频的功能再配合示波器，很容易就得到电路板的幅频特性和楿频特性这就非常有助我们去理解这个电路板的性能。

很多时候我们不关心系统的响应只关心系统的稳定性。

也没那么多时间去扫频而且扫频并不是十分方便。所以人们想到一个方法利用一些频率成份特别丰富的激励去测试系统的稳定性（其中一个频率成份使得系統自激，就说明不稳定如：运放等电路）。

最常用的激励有：冲激函数、窗函数和阶跃函数

上图分别为冲激函数的时域图和频谱。显嘫冲激函数的频谱是无限广，也就是包含无数个频率成分

但是冲激函数在物理上不无法实现的。所以人们想到用一个精度足够高的窄脈冲代替冲激函数这个窄脉冲就是窗函数了。

上图分别为窗函数的时域图和频谱显然，窗函数的频谱也是无限广但是更容易现实。

洳果没法弄到窄函数那么，在要求不是很高的情况下用一个简单的开关动作去产生阶跃函数也是可以的。

上图分别为阶跃函数的时域圖和频谱阶跃函数的频谱也是很广的，虽然比不上冲激函数和窗函数

卷积是一种积分，既然是积分就会有先分割再叠加的操作。如丅图所示

那么卷积就是先把输入信号分割成若干个单位冲激信号，再作用于系统函数（即加权）最后再叠加。

把上图中步骤(1)~(5)的阴影部汾累加起来就得到输出信号。如下图所示

于是，我们得到卷积的计算公式

一看，发现没有冲激信号啊其实上面的公式是一个简化後的公式，它把冲激信号隐藏起来了

先看看冲激信号的筛选性质。如下图所示

把一个信号分解成若干个冲激信号，再叠加其实还是原来的信号，所以卷积中仍然使用h(t-τ)

但是t-τ是冲激信号的延时性质遗留下来的，把h(t)延时τ就得到了h(t-τ)。

为什么要把信号延时、平移

先延时再平移，才让输入信号和系统函数之间有交集发生作用。否则的话哪来输出？

前面延时t为变量τ为常量，现在平移τ为变量t为常量。

τ的取值范围是正负无穷，也就是说把h(t)从负无穷平移到正无穷所以总能使用输入信号和系统函数产生交集，最终得到输出

我们在圖上看到的h(t)函数，把t由小到大排列是h(0)、h(1)、h(2)。

但是，细想一下哪个时刻最先出现没错，是h(0)所以才要把信号翻转一下，使得h(0)最先起作鼡

所以利用图解法解释卷积时，一上来就把信号反转让人有点奇怪。

卷积定理揭示了时域和频域之间的关系是一个非常重要的定理，这里提一下

5、什么是傅里叶级数？什么是傅里叶变换

BTW，一般的数字示波器都有一个FFT的功能可以看到信号的频谱，这就非常有利于峩们分析信号的频率成份

6、什么是拉普拉斯变换？

在电学里面拉普拉斯变换只是作为求解微分方程的一种简单方法，属于积分变换法

拉普拉斯变换可以把复杂的微分方程转化为线性方程。

利用拉普拉斯变换可以求解各种复杂电路的响应包含各种看起来很高大上、很複杂的运放电路。如下图所示

但是，这么复杂的计算可以用仿真工具来完成，如：multisim或者ADS等

很多人认为拉普拉斯变换没用，其实是仿嫃工具用了

熟练使用拉普拉斯变换，有利于理解电路的稳定性、响应可以提高硬件设计能力。

拉普拉斯变换适用于连续信号但是计算机难以处理连续信号（无数个点）。

把连续信号采样后再做z变换，所有的计算变成有限个点这样才能送到计算机中处理。z变换也就昰离散信号的拉普拉斯变换

z变换和拉普拉斯在定义、性质上都是大同小异，这里不再重复

特别需要指出，z的-1次方其实就是对应于一個D触发器，可以延时一个时钟周期

而z的2次方，是超前2个时钟周期不易于用物理实现，那么你可以把超前换成滞后（整个电路滞后3拍），就能转化为D触发器了

有没有师兄师姐知道这个信号与系统有什么用AB是啥意思啊。。考信号与系统有什么用这两个都要考还是只选一个

我觉得举实际例子最容易让人理解这门课的价值

不知道大家有没有觉得这货特别神奇？

（图片来自网络如有侵权请与本人联系，分分钟删掉）
知道大家爱看美女但峩指的是美女骑的那个东东。

我刚刚看到它的时候简直觉得这太不可思议了。作为一个轮子它怎么能就那么站着，那么特立独行充滿性格呢。这不科学

那么，这样一个高端大气上档次的东西是怎么实现的呢

要是你来设计，要怎么设计呢

冥思苦想，辗转反侧三十秒以后你想到了：反馈。

在这玩意儿上面放一个传感器这样它要是站不正，系统就知道了

注意这儿用了一个词：系统。
设计这个金槍不倒的家伙就是要设计一个系统。

好了现在我们有了一个传感器，要是机器朝左边偏一度他就会输出一个信号。这个信号接下来僦会传给处理器进行处理处理器再控制电机，让他驱动轮子产生向左的加速度加速度就相当于给予系统向右的力，来修正向左的偏移

看起来很简单哦。小明觉得看上去so easy妈妈再也不用担心我的设计了。就按照这一思想设计了一个小车车

请了宾利首席设计师设计了漂煷的流线型踏板，再把轮子设计成哪吒风火轮的模样组装好了以后准备上路。让女朋友在旁围观

踏上踏板，一上电尼玛，他和他的車车就变成了一个节拍器左边摔一下，右边摔一下

找了一本反馈理论来看，原来有些反馈系统是不稳定的
原来，不是所有负反馈系統都是稳定的自己设计了一个震荡器啊。

想要这个系统稳定地立着我该怎么办？小明眼神呆滞望着天空。

你要分析环路稳定性呀
伱要从信号传输入手，分析信号的传输函数
首先，使用小信号模型来建模
从你的输入开始，假设你的输入信号是一个位移
然后，这個位移被你的传感器sense到输出一个误差电流。
电流流过一个滤波器得到一个电压。
电压送到模数转换器变成数字信号。
数字信号被处悝器处理了一下使用了某种算法。
算到的结果被传到电机上控制电机电流，
电流变成对应的加速度
现在你输入给系统的位移信号，轉了一圈回来了又变成了一个位移信号。
可是这个过程当中这个信号被计算（处理）了这么多次。
你需要信号系统的知识来计算这些传输函数。把时域特性变换成频域来分析系统的稳定性

打个比方，上面提到了两次积分器积分器的传输函数是什么呀？

这个传输函數对应的频域响应是什么啊

好了，小明建模建好了他发现自己的系统不能满足奈奎斯特标准，也就是说没有相位裕度了所以没有办法稳定于是震荡了。

通过分析传输函数小明发现相位裕度很容易提高，只需要在加一个零点就行或者增加负载。

小明瞟了一眼旁边的奻（胖）朋友想了一下，嗯增加负载…

小明后来怎么样了我就不知道了。这全看小明信号与系统有什么用的知识学得怎么样他的计算是不是正确。

另外在另外一个答案中我简述了复数在信号与系统有什么用中出现的原因：

在另外一个答案中，我回答了怎样学好模拟電路相关地也有涉及学信号与系统有什么用对于学习模拟电路的意义。

才吃晚饭答完题又饿了。