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模拟信号的时域描述

时间:2024-11-10 百科知识 版权反馈
【摘要】:模拟信号按时间函数的描述形式可分为周期信号和非周期信号。周期信号随时间周期性地重复变化,如正弦交流电信号;非周期信号则不具有周期性,如阶跃信号。任何满足狄里赫利条件的非正弦周期信号都可以利用傅里叶级数分解为无穷多个谐波分量的叠加,即由式可知:谐波分量形式都是正弦周期函数形式,各次谐波的频率是周期信号频率的整数倍(kω,k=1,2,…k=1为一次谐波,k=2为二次谐波,……周期函数的直流分量a0也称为零次谐波。

8.4.1 模拟信号的时域描述

模拟信号按时间函数的描述形式可分为周期信号和非周期信号。周期信号随时间周期性地重复变化,如正弦交流电信号;非周期信号则不具有周期性,如阶跃信号。

1.周期信号的时域描述

(1)正弦周期信号

正弦周期信号是最基本的周期信号,如图8.4-1所示,信号随时间按正弦规律变化,其时域描述形式为

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其中:Um为最大值或幅值,U为有效值,二者满足Um=

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图8.4-1 正弦周期信号

(2)非正弦周期信号

任何满足狄里赫利条件(函数在一个周期内包含有限个第一类间断点和有限个极大值和极小值)的非正弦周期信号都可以利用傅里叶级数分解为无穷多个谐波分量的叠加,即

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由式(8.4-3)可知:谐波分量形式都是正弦周期函数形式,各次谐波的频率是周期信号频率的整数倍(kω,k=1,2,…,∞)。k=1为一次谐波(也称为基波),k=2为二次谐波,……,等。周期函数的直流分量a0也称为零次谐波。

不同的周期函数具有不同的谐波分量。

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图8.4-2 阶跃信号

2.非周期信号的时域描述

图8.4-2所示阶跃信号为非周期信号,它可以用单位阶跃函数来表示。单位阶跃函数的描述为

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所以,图8.4-2所示信号的描述为

u(t)=U·1(t-t0)

【例8.4-1】写出图8.4-3(a)所示阶跃信号的函数表达形式。

解:对于图(a)所示阶跃信号,可通过图(b)和图(c)两个信号的叠加描述,即

u(t)=u1(t)+u2(t)

图(b)信号u1(t)=10·1(t-1)

图(c)信号u2(t)=-5·1(t-3)

所以,u(t)=[10·1(t-1)-5·1(t-3)]V

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图8.4-3

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