信号与线性系统翻转课堂笔记13

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信号与线性系统翻转课堂笔记13

2024-07-09 09:33| 来源: 网络整理| 查看: 265

信号与线性系统翻转课堂笔记13——拉普拉斯(逆)变换及其性质 The Flipped Classroom13 of Signals and Linear Systems

对应教材:《信号与线性系统分析(第五版)》高等教育出版社,吴大正著

一、要点

(1)双边拉普拉斯变换、单边拉普拉斯变换以及它们与傅里叶变换的关系; (2)单边和双边拉普拉斯变换的收敛域; (3)拉普拉斯变换的性质; (4,重点)熟练掌握利用部分分式展开法求拉普拉斯逆变换; (5,重点)常用信号的拉普拉斯变换及其逆变换,需要熟记δ(t)、ε(t)、tε(t)、e^(-αt) ε(t)、 sin⁡( t)ε(t)、 cos⁡(t)ε(t)等信号的拉普拉斯变换及其逆变换。

二、问题与解答

(1)双边拉普拉斯变换与傅里叶变换之间具有何种联系?分别针对因果信号、反因果信号、双边信号,讨论双边拉普拉斯变换和傅里叶是否存在(收敛)的可能性有何不同?为什么在表述双边拉普拉斯变换的时候,必须同时给出表达式和收敛域? (2)单边拉普拉斯变换定义的积分下限为什么应该是0-?为什么在表述单边拉普拉斯变换时,不需要另行标明收敛域?为什么在分析和设计线性系统的时候,更多采用(单边)拉普拉斯变换而不是傅里叶变换? (3)求解习题5.4,并说明分别利用了拉普拉斯变换的哪些性质。 在这里插入图片描述

(4)求解习题5.6,然后分别求F(s)的拉普拉斯逆变换f(t),并直接求f(t)在t=0+和∞的值,验证初值定理和终值定理。 在这里插入图片描述

(5)以习题5.8(3)、(4)、(5)为例,说明利用部分分式展开法求拉普拉斯逆变换的基本方法和步骤。 在这里插入图片描述

1、双边拉普拉斯变换及其收敛域

双边拉普拉斯变换与傅里叶变换之间具有何种联系?分别针对因果信号、反因果信号、双边信号,讨论双边拉普拉斯变换和傅里叶是否存在(收敛)的可能性有何不同?为什么在表述双边拉普拉斯变换的时候,必须同时给出表达式和收敛域?

傅里叶变换只能对能量有限的信号进行变换(也就是可以收敛的信号),无法对能量无限的信号进行变换(无法收敛的信号)。拉普拉斯变换就是在傅里叶变换公式中乘以衰减因子,使得能量无限的信号也能进行时频变换。 在这里插入图片描述 在这里插入图片描述 在这里插入图片描述 以上图双边函数为例,当β



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