信号与系统:系统的分类
什么是系统?
在信号与系统中,系统可以有多种定义:
系统被定义为一种物理设备,它可以针对给定的输入产生输出或响应。
系统也可以定义为一个实体,它作用于输入信号并将其转换为输出信号。
系统还可以定义为一组相互连接的元素,它们产生与输入信号对应的输出信号。
通常,系统用如图1所示的框图表示。这里,进入方框的箭头表示输入信号或激励[r(t)],离开方框的箭头表示输出信号或响应[c(t)]。
系统的输入信号r(t)和输出信号c(t)之间的关系为:
𝑐(𝑡) = 𝑇[𝑥(𝑡)]
系统的输出或响应取决于系统的传递函数。系统的实际结构决定了系统输入r(t)和输出c(t)之间的确切关系,并指定每个输入的输出。
有各种类型的系统,例如机械系统、电气系统、机电系统、生物系统等。所有物理设备,如电动机、发电机、滤波器、涡轮机等,也是系统的例子。
根据输入和输出的数量,系统可以是单输入单输出系统或多输入多输出系统。
系统的分类
根据时域,系统可以分为两类:
- 连续时间系统
- 离散时间系统
连续时间系统
将连续时间输入信号转换为连续时间输出信号的系统称为**连续时间系统**。
如果一个信号在时间的每个瞬间都有定义,则称该信号为连续时间信号。
如果r(t)和c(t)分别是连续时间系统的输入和输出信号,则连续时间系统输入和输出信号之间的关系定义为:
𝑐(𝑡) = 𝑇[𝑟(𝑡)]
连续时间系统的框图如图2所示。
放大器、积分器、微分器和滤波器电路等是一些连续时间系统的例子。
离散时间系统
处理离散时间输入信号并产生离散时间输出信号的系统称为**离散时间系统**。
如果一个信号只在时间的离散时刻有定义,则称该信号为离散时间信号。
如果r(n)和c(n)分别是离散时间系统的输入和输出信号,则离散时间系统输入和输出之间的关系定义为:
𝑐(𝑛) = 𝑇[𝑟(𝑛)]
离散时间系统的框图如图3所示。
微处理器、数字设备、半导体存储器、移位寄存器等是一些离散时间系统的例子。