信号系统及其分类

王彦新 郭锐 沈阳工学院信息与控制学院

研究一个系统的特性首先要知道系统的输入、输出的关系，在某些特定的输入信号下系统会做出相应的响应。对信号的研究是系统类型研究的出发点对系统特性的认知研究系统的概念及其分类是研究的基本手段与方法。

1 系统基本概念

系统是指很多个相互之间有一定的关系、相互之间有一定的影响并相互作用的事物按照一定的规律、规则、法则组合而成具有特殊、强大或微弱功能的整体。除了自然系统以外还需要根据人类的发展组建新的、具有高效率的人工系统并且大量的发展，用来实现复杂的、难度大的需求目的，然后将这些系统推广到医用、民用、军用各个邻域。

不同系统之间有相同的功能也具有不同的属性和特性，为了符合社会的需求与发展两地之间需要有信号的传输与联系，在这样时代步伐的催促下人们搭建并完成了通信系统。

2 系统研究的主要内容

在一个系统中通常将输入信号称之为系统激励并将系统的输出信号称之为系统响应，系统进行分析时需要根据在给定的条件下研究系统对于输入的系统激励所引起的变化及响应。系统分析是建立在多个平面上的其中最重要的为数学系统模型以及凭借系统的特性来研究系统的基本属性，如系统的输入信号引起的频率特性，输出信号反馈回来信息所引起的稳定性、因果性，在特殊输入信号所引起的响应特性及系统线性不变特性等等。

不同的系统作用也大不相同为了简化研究问题的方式方法，按照经验的法则将具有一定性质的信号系统化繁为简建立数学模型，这个模型存在的形式极多可以是数学方程式、数学交集图、数学函数图等等将系统输入的信号和系统响应产生的信号关联起来。若把一个复杂及其抽象的系统变成自己所熟悉的系统模式下用数学知识及其他知识进行研究，那么在研究系统时遇到问题分析方法是相通的在某种程度上来讲可以降低难度。

3 系统分类

对于信号系统的类型不同其分析也大有不同，对于系统的分析其角度和类型有如下方式方法：若对于一个系统输入输出的信号都是连续的时间信号，并经过系统内部的转换将其连续的信号转换为离散的时间信号，然后使这些离散信号通过电气设备来进行改变这个系统的为连续时间系统；若系统的系统激励和系统响应都为离散时间信号，且在系统内部没有经过转换则这种模式称之为离散时间系统。在现在信息时代的背景下，将通话者的语音信号经过一系列的变化为电信号，在经过数字电路的数字放大及其它形式变为数字信号，然后在通过数字输送电路输送到某种装置在还原为语音信号，这种系统被称为混合系统。

在系统中任意时刻输出信号系统响应不受系统该时刻的输入信号系统激励影响，且该时刻的系统任何状况都与其他无关则被称为即时系统俗称为无记忆系统。在该系统中的系统内部组件都是不包含记忆的且大量采用电阻型器件，研究该系统时系统的输入与输出信号之间一般都是用数学代数方程来描述的。如果系统在某一时刻响应受系统该时刻的输入信号影响也与系统过去的状态有关系则称为动态系统，也称为记忆系统。在记忆系统中往往采用的元件为记忆的器件比如电容、电感等等，面对记忆系统分析时往往采用数学中的微分方程和差分方程。

在一个系统中任意时刻的响应输出信号只与系统当前时间的输入激励信号和系统之前的输入信号有关的，并且与系统即将接受的输入激励信号无关则这个系统称之为因果系统。若任意时刻的响应输出信号与系统当前时间的输入激励信号和系统之前的输入信号有关的，并且与系统即将接受的输入激励信号有关则这个系统称之为非因果系统。对于一个系统最重要的性质就是稳定，系统的稳定性其系统特征之一。对研究的系统不同类型稳定性不同的定义也大不相同，一般的稳定性是通过输入、输出之间关系来定义的，在某种程度来讲系统的输入若有界输出也有界则这个系统是稳定的；若系统的输入有界输出没有界则这个系统是非稳定系统。

4 结语

信号系统虽然是一种高级学术用语，但在研究一个问题时往往是将其纳入某一个类型系统中进行展开研究。系统的分类在各个邻域及其广泛作用及其重要，要想对系统了解和掌握系统的类型、特性以及系统对信号的作用情况显得要熟练的掌握系统、系统信号相关基础知识尤为重要。