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《随机信号分析与处理》教学⼤纲《随机信号分析与处理》教学⼤纲（执笔⼈：罗鹏飞教授学院：电⼦科学与⼯程学院）课程编号：070504209英⽂名称：Random Signal Analysis and Processing预修课程：概率论与数理统计、信号与系统、数字信号处理学时安排：60学时，其中讲授54学时，实践6学时学分：3⼀、课程概述（⼀）课程性质地位本课程是电⼦⼯程、通信⼯程专业的⼀门学科基础课程。
该课程系统地介绍随机信号的基本概念、随机信号的统计特性分析⽅法以及随机信号通过系统的分析⽅法；介绍信号检测、估计、滤波等信号处理理论的基本原理和信息提取⽅法。
其⽬的是使学⽣通过本课程的学习，掌握随机信号分析与处理的基本概念、基本原理和基本⽅法，培养学⽣运⽤随机信号分析与处理的理论解决⼯程实际问题的能⼒，提⾼综合素质，为后续课程的学习打下必要的理论基础。
本课程是电⼦信息技术核⼼理论基础。
电⼦信息系统中的关键技术是信息获取、信息传输、信息处理，这些技术的理论基础就是随机信号的分析、检测、估计、滤波等理论，这正是本课程的主要内容。
因此，本课程内容是电⼦信息类应⽤型⼈才知识结构中不可或缺的必备知识。
⼆、课程⽬标（⼀）知识与技能通过本课程的学习，掌握随机信号分析与处理基本概念和基本分析⽅法。
内容包括：1.理解和掌握随机过程基本概念和统计描述；2.掌握随机过程通过线性和⾮线性系统分析⽅法3.理解和掌握典型随机过程的特点及分析⽅法；4.掌握参数估计的概念、规则和性能分析⽅法；5.掌握信号检测的概念、规则和性能分析⽅法；6.掌握⾼斯⽩噪声中最佳检测器的结构和性能分析。
通过本课程的学习，要达到的能⼒⽬标是：1.具有正确地理解、阐述、解释⽣活中的随机现象的能⼒，即培养统计思维能⼒；2.运⽤概率、统计的数学⽅法和计算机⽅法分析和处理随机信号的能⼒；3.初步具备雷达、通信、导航等技术领域的信号处理系统的分析、设计、仿真的科学研究能⼒；4.培养⾃主学习能⼒；5.培养技术交流能⼒（包括论⽂写作和⼝头表达）；6.培养协作学习的能⼒；（⼆）过程与⽅法依托“理论、实践、第⼆课堂”三个基本教学平台，通过课堂教学、概念测试、课堂研讨、案例研究、作业、实验、课程论⽂、⽹络教学等多种教学形式，采⽤研究型、案例式、互动研讨、基于团队学习、基于MATLAB的教学以及基于多媒体的教学等多种教学⽅法和⼿段，使学⽣加深对随机信号分析与处理的基本概念、基本原理以及应⽤的理解，并使学⽣通过⾃主学习、⼩组作业、案例研究、实验、课题论⽂等主动学习形式，培养⾃学能⼒和协同学习的能⼒，使学⽣不仅获得知识、综合素质得到提⾼。
通信工程的重点、难点分析
介绍
通信工程是关于传输、交换和处理信息的学科。
它涉及到广泛
的技术和知识领域，因此在研究和实践过程中会遇到一些重点和难点。
重点分析
以下是通信工程中的一些重点领域：
1. 光纤通信
光纤通信是目前最常用的高速传输技术之一。
了解光纤的原理、结构和工作方式是通信工程中的重点。
2. 无线通信
无线通信涉及到无线电波和频谱的使用，包括蜂窝网络、卫星
通信等。
理解无线通信的基本原理和技术是通信工程中的关键。
3. 信号处理
信号处理是对传输的信号进行处理和优化的过程。
了解信号处理的基本概念和算法是通信工程中的重要内容。
难点分析
以下是通信工程中的一些难点：
1. 噪声和干扰
通信过程中常常会遭受各种类型的噪声和干扰，如信道噪声、多径干扰等。
了解如何减小噪声和干扰对通信质量的影响是通信工程中的难点之一。
2. 编码与解码
编码与解码是将信息转换为信号以进行传输的过程。
了解不同的编码和解码技术，并能正确选择和应用它们，是通信工程中的挑战。
3. 系统设计与优化
通信系统的设计和优化需要综合考虑多个因素，如可用频段、功耗、容量等。
在实践中，如何有效地设计和优化通信系统是一个复杂的问题。
结论
通信工程涉及到多个重点领域和难点问题。
通过深入学习和实践，我们可以提高在通信工程领域的能力和技术水平。
电子工程的重点、难点分析及针对性措施1. 重点分析电子工程涉及诸多重点领域，包括但不限于电路设计、信号处理、嵌入式系统和通信技术。
以下是其中的几个重点方面的分析：1.1 电路设计电路设计是电子工程的核心领域之一。
设计电路需要理解和应用电子元件、电路理论和分析技术。
重点包括了解和运用各种电子元件，比如电阻、电容、电感以及各类半导体器件。
此外，掌握电路分析和设计工具如Multisim等也是必要的。
1.2 信号处理信号处理是指对信号进行采集、传输、处理和分析的技术。
电子工程师需了解信号的性质以及常用的信号处理方法和算法。
重点包括了解模拟信号和数字信号的特点，以及掌握滤波、采样和傅里叶变换等信号处理技术。
1.3 嵌入式系统嵌入式系统指的是在其他设备或系统中嵌入的特定用途的电子系统。
嵌入式系统设计需要掌握硬件和软件的协同开发。
重点包括了解微处理器、微控制器和FPGA等嵌入式系统的硬件平台，以及掌握嵌入式软件设计和开发技术，如C语言和嵌入式操作系统等。
1.4 通信技术通信技术是现代电子工程中的重点领域之一，涉及到无线通信、有线通信和网络技术等方面。
重点包括了解不同类型的通信系统，如移动通信系统、卫星通信系统和光纤通信系统等，以及掌握常见的通信协议和调制解调技术。
2. 难点分析电子工程中存在一些难点和挑战，对研究者来说需要有一定的解决策略和措施。
2.1 抽象概念电子工程的一些概念和原理常常比较抽象，需要研究者具备一定的数学和物理基础，同时需要通过实际应用和实验来加深理解。
2.2 多学科交叉电子工程常常涉及多学科的交叉，需要掌握电子学、计算机科学和通信工程等多个领域的知识。
研究者需要建立起综合性的知识体系，了解各个领域之间的联系和相互影响。
2.3 运用软硬件工具电子工程的实践过程中需要使用各种软硬件工具，如电路仿真软件、嵌入式开发平台和通信测试设备等。
研究者需要逐步熟悉和掌握这些工具的使用方法和技巧。
3. 针对性措施针对电子工程中的重点和难点，研究者可以采取以下措施来提高研究效果和解决问题：- 加强基础知识的研究，包括数学和物理等相关学科的知识；- 多进行实践和实验，通过动手操作来加深对理论知识的理解；- 多进行跨学科研究，了解电子工程与其他学科的联系，拓宽知识面；- 积极参与项目和实际应用，通过实际问题的解决来提高实践能力；- 善于利用各类软硬件工具，熟练掌握工具的使用方法。
石河子大学教案二OO六——二OO七学年第二学期注：课后记包括学生课堂纪律、教学内容完成情况及教学体会等。
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信号分析与处理实验课程思政教学改革实践信号分析与处理实验课程思政教学改革实践随着教育改革不断深入，高校的思政教育也逐渐受到重视。
作为工科专业的一门实践课程，信号分析与处理实验课程也不能例外。
为了使这门实践课程更好地融入思政教育，我们进行了一系列的教学改革实践。
一、教学目标的重新定位信号分析与处理实验课程原本注重学生对信号分析与处理的基本概念和技能的掌握。
然而，在改革之前，我们意识到这门课程也具有丰富的思想内涵。
因此，我们将目标重新定位为培养学生的创新思维、团队合作能力和实践能力。
通过实践操作的过程，学生将能够自主思考，通过团队合作来解决实际问题，提高他们的创新意识和能力。
二、引入案例教学为了使学生更好地理解信号分析与处理的实际应用，我们引入了案例教学。
在课堂上，我们讲解了一些典型的实际案例，并引导学生讨论如何通过信号分析和处理技术解决相关问题。
通过实践操控实验设备，学生能够亲自体会到数据采集和信号处理的过程，更好地理解课程中的理论知识。
三、团队合作实践为了培养学生的团队合作精神和实践能力，我们将实验课程设计为小组协作的形式。
学生分成小组，每个小组负责完成一个完整的信号分析与处理实验项目。
在这个过程中，学生将亲自分工，共同协作实施实验、数据采集和数据处理。
通过团队的合作互助，学生不仅能够学习到知识，还能提高他们的团队合作能力。
四、实践课程与社会实际的结合为了使课程真正贴近社会实际，我们积极与科研机构和企业进行合作。
在实验课程中，我们邀请相关领域的专家来给学生讲解实际问题，并指导学生进行解决方案的设计和实施。
通过与实际案例的结合，学生能够更好地理解信号分析与处理的重要性，并且能够将课堂所学知识应用到解决实际问题上。
五、定期评估和反馈课程改革实践过程中，我们定期组织学生进行课程评估。
通过学生的反馈和建议，我们能够及时了解到他们对课程的理解和反应。
同时，我们也会根据学生的评估结果，针对问题进行改进和调整，以使课程不断适应学生的需求和发展。
谈谈《信号分析与处理》课程教学的一点体会与认识作者：张军华孙成禹杜启振张广智张繁昌来源：《课程教育研究·上》2014年第05期【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2014）05-0217-01《信号分析与处理》是物探学科——勘查技术与工程、地球物理学两个本科专业的专业基础课。
课程很多知识点是高等数学、大学物理等基础课的延伸，还与电路分析、电子技术等电子类课程紧密相关，同时还是学习专业课（地球物理资料数字处理、解释和仪器）的基础。
课程覆盖专业面较广、受众多，勘查技术与工程、地球物理学、数学与应用数学、信息与计算科学、应用物理学等多个专业都开设此课程，每年会有400多名学生学习该课程，教学地位十分重要。
多年来，课程教研小组在师资队伍建设、教学基本功培养、教学方法研究、教书育人和学生实践和创新能力培养等方面，开展了卓有成效的工作，取得了较好的教学效果。
一、发挥整体优势，加强师资队伍建设1.根据课程特点，配备高学历的师资力量《信号分析与处理》课要求有很强的数理基础，同时还要求有很好的工程和专业领域知识。
所以说，并不是随便一个教师就能承担此课程的。
为此，地球物理系将优质师资力量配备到此课程的教研小组中。
目前，承担本课程的教师，有教授5名，且均具有博士学位。
俗话说：“巧妇难为无米之炊”，有了优良的师资，也就有了好“米”，奠定了搞好本课程教学与研究的前提。
2.取长补短，建立相互听课制度每位教师一般都有自己的讲课特点，也或多或少存在某些不足。
相互听课，能吸收彼此的长处，包括讲课风格、讲课内容、板书、谈吐等等；同时，更重要的是找出不足与差距，既有听课者本人的，也有被听课的教师的。
因为该课程的教学小组人较多，不同风格的都有，这样相互听课，收益很大。
3.发挥教学经验丰富教师的示范作用榜样的力量是无穷的。
教学中，我们发挥老教师、学科带头人的作用，如王永刚教授、印兴耀教授等，在年轻教师第一次上课时，总要示范几堂课，起到了传、帮、带的作用。
信号分析与处理课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解并掌握信号分析与处理的基本概念、原理及方法。
2. 使学生能够运用数学工具，对信号进行分析、处理和识别。
3. 帮助学生了解信号分析与处理技术在现实生活中的应用。
技能目标：1. 培养学生运用傅里叶变换、拉普拉斯变换等方法对信号进行分析的能力。
2. 提高学生运用数字信号处理技术对信号进行处理的能力。
3. 培养学生运用信号分析与处理软件进行实践操作的能力。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对信号分析与处理学科的兴趣，培养其主动学习的热情。
2. 培养学生具备良好的团队合作意识，学会与他人共同解决问题。
3. 使学生认识到信号分析与处理技术在我国经济社会发展中的重要作用，增强其社会责任感和使命感。
课程性质：本课程为专业基础课，旨在让学生掌握信号分析与处理的基本理论、方法及其在实际工程中的应用。
学生特点：学生具备一定的数学基础和电路基础知识，但对信号分析与处理的概念和方法尚不熟悉。
教学要求：1. 注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力。
2. 通过案例教学，使学生了解信号分析与处理技术在现实生活中的应用。
3. 引导学生通过小组讨论、课堂展示等形式，培养其沟通表达能力和团队合作精神。
4. 定期进行课程评估，确保学生达到预定的学习目标。
二、教学内容1. 信号分析与处理的基本概念：包括信号的分类、信号的时域分析、信号的频域分析等。
教材章节：第一章 信号与系统概述2. 傅里叶变换及其应用：介绍傅里叶级数、连续傅里叶变换、离散傅里叶变换等。
教材章节：第二章 傅里叶变换3. 拉普拉斯变换与z变换：讲解拉普拉斯变换的基本概念、性质和应用，以及z变换的原理和应用。
教材章节：第三章 拉普拉斯变换与z变换4. 数字信号处理技术：包括数字滤波器设计、快速傅里叶变换（FFT）、数字信号处理算法等。
教材章节：第四章 数字信号处理5. 信号分析与处理应用案例：分析实际生活中的信号分析与处理技术应用，如语音识别、图像处理等。
《信号分析与处理》教学重点与难点一、课程目标通过本课程的学习，使学生系统地掌握信号分析与处理的基础知识，培养学生信号理论分析和计算的能力。
主要学习信号与系统的基本概念、卷积与时域分析、傅氏变换与频域分析、离散傅氏变换及快速算法、Laplace变换与S 域分析、Z变换与Z域分析和滤波器等内容。
通过上机实验掌握信号分析与处理常用程序的编写。
二、基本要求在学习本课程以前，要求学生学完高等数学、普通物理、工程数学（复变函数、积分变换）、程序设计语言等课程。
本课程的学习使学生对信号分析与处理的基础知识有深入的了解，为进一步学习专业课打下基础。
对于勘查技术与工程、地球物理学专业，务必要求学生掌握卷积和频谱分析程序以及Z变换分析方法。
三、教学内容与学时分配建议绪言 1学时第一章信号与系统的基本概念 6学时本章的重点难点： 1）信号的主要分类（确定性信号与随机信号、连续信号与离散信号、周期信号与非周期信号）；2）常用离散序列和连续信号的描述（正弦信号、指数衰减信号、抽样信号、单位阶跃信号、矩形脉冲信号、单位冲激信号），注意单位阶跃信号的物理意义及使用；3）连续系统与离散系统的描述方法——微分方程与差分方程；4）线性时不变系统的含义与判别。
知识点1——信号的定义与分类：信号的定义，信号与信息的区别与联系，随机噪声的特点，周期信号的描述及周期的计算，能量、功率的计算公式，奇信号、偶信号的描述；知识点2——几种常用信号的描述：指数衰减信号、抽样信号的公式、图形，矩形脉冲信号如何用单位阶跃信号描述，单位冲激信号的定义及物理意义，离散信号如何用棒状图描述；知识点3——系统的定义和分类：如何用微分和差分方程描述RC无源网络，全响应、线性时不变特性（系统）的概念，线性时不变系统的判断。
【实验一常用信号的描述】编程要求：会写程序描述雷克子波、Sinc函数。
第二章卷积与简单的时域分析 10学时本章的重点难点：1）单位冲激函数的物理含义和数学定义；2）连续卷积的物理意义、计算公式、性质、公式法积分限的确定、图解法卷积的求取过程；3）离散卷积的计算公式、计算机编程、离散卷积与连续卷积间的关系。
信号分析与处理教学重点与难点《信号分析与处理》教学重点与难点英文名称：Signal Analysis & Processing课程编码：01202 学分：4 参考学时：64 实验学时：上机学时：12 适用专业：勘查技术与工程、地球物理学、数学与应用数学、信息与计算科学、应用物理学一、课程目标通过本课程的学习，使学生系统地掌握信号分析与处理的基础知识，培养学生信号理论分析和计算的能力。
主要学习信号与系统的基本概念、卷积与时域分析、傅氏变换与频域分析、离散傅氏变换及快速算法、Laplace变换与S 域分析、Z变换与Z域分析和滤波器等内容。
通过上机实验掌握信号分析与处理常用程序的编写。
二、基本要求在学习本课程以前，要求学生学完高等数学、普通物理、工程数学（复变函数、积分变换）、程序设计语言等课程。
本课程的学习使学生对信号分析与处理的基础知识有深入的了解，为进一步学习专业课打下基础。
对于勘查技术与工程、地球物理学专业，务必要求学生掌握卷积和频谱分析程序以及Z变换分析方法。
三、教学内容与学时分配建议绪言1学时第一章信号与系统的基本概念6学时本章的重点难点：1）信号的主要分类（确定性信号与随机信号、连续信号与离散信号、周期信号与非周期信号）；2）常用离散序列和连续信号的描述（正弦信号、指数衰减信号、抽样信号、单位阶跃信号、矩形脉冲信号、单位冲激信号），注意单位阶跃信号的物理意义及使用；3）连续系统与离散系统的描述方法——微分方程与差分方程；4）线性时不变系统的含义与判别。
知识点1——信号的定义与分类：信号的定义，信号与信息的区别与联系，随机噪声的特点，周期信号的描述及周期的计算，能量、功率的计算公式，奇信号、偶信号的描述；知识点2——几种常用信号的描述：指数衰减信号、抽样信号的公式、图形，矩形脉冲信号如何用单位阶跃信号描述，单位冲激信号的定义及物理意义，离散信号如何用棒状图描述；知识点3——系统的定义和分类：如何用微分和差分方程描述RC无源网络，全响应、线性时不变特性（系统）的概念，线性时不变系统的判断。
【实验一常用信号的描述】编程要求：会写程序描述雷克子波、Sinc函数。
第二章卷积与简单的时域分析10学时本章的重点难点：1）单位冲激函数的物理含义和数学定义；2）连续卷积的物理意义、计算公式、性质、公式法积分限的确定、图解法卷积的求取过程；3）离散卷积的计算公式、计算机编程、离散卷积与连续卷积间的关系。
知识点1——单位冲激函数：由极限给出的定义，抽样特性；知识点2——卷积积分：由线性时不变特性如何导出卷积公式，卷积的抽样特性，图解法、公式法、性质法计算卷积（公式法要学会积分限的确定、分步积分的计算）知识点3——离散卷积：离散卷积的计算公式、离散卷积与连续卷积的关系；【实验二卷积的计算机编程】编程要求：会用卷积产生合成地震记录。
第三章傅氏变换与频域分析12学时本章的重点难点：1）三角形式和指数形式的傅氏级数，吉布斯现象，离散谱概念；2）傅氏变换的基本公式；3）常用信号的频谱（函数、矩形脉冲信号）；4）傅氏变换的性质（对称性、尺度展缩特性、时移特性、频移特性、卷积定理）；5）周期信号的傅氏变换（余弦、正弦）、周期信号频谱的物理意义；6）抽样、抽样定理、频谱混叠、假频的概念，抽样信号频谱的物理意义。
知识点1——傅氏级数：Dirichlet条件，三角函数形式的傅氏级数及物理意义，欧拉公式；知识点2——傅氏变换：计算公式（注意分部积分的使用）；知识点3——几种常用信号的频谱：单位脉冲信号、矩形脉冲信号；知识点4——傅氏变换的性质：线性、奇偶性、对称性、尺度展缩、时移、频移、微分、卷积定理、Parseval定理，以上性质的专业诠释；知识点5——周期信号的傅氏变换：sin、cos信号的频谱；知识点6——抽样信号的傅氏变换：抽样定理、假频、频谱混叠现象、重采样公式；【实验三常用信号频谱的描述】编程要求：应知道振幅谱（模）如何计算；【实验四抽样与抽样定理】编程要求：知道什么时候会产生假频、应会分析有假频的信号频谱。
第四章离散傅氏变换与快速算法12学时本章的重点难点：1）主值序列的概念；2）DFT公式；3）FFT算法（二分思想、蝶形流图和逐级分解框图）；4）FFT子程序与计算频谱的程序；5）频谱泄漏的概念及解决办法。
知识点1——离散傅氏变换：主值序列的概念，求余的计算，DFT的公式、W N、矩阵的表示方法；知识点2——离散傅氏变换的性质：圆周时移的概念、圆周卷积与线卷积的关系；知识点3——快速傅氏变换：DFT和FFT的计算量比较，W N的周期性和对称性，FFT算法的基本思想，蝶形运算单元的描述，码位倒序的概念；知识点4——FFT的应用：用FFT进行线卷积的思路，用FFT计算频谱的主要步骤（计算FFT的点数、补零、正变换、计算振幅谱等）；【实验五DFT、FFT的比较与应用】编程要求：给一个信号，会用程序计算其频谱。
第五章Laplace变换与连续时间系统的S域分析6学时本章的重点难点：1）傅氏变换的局限、Laplace变换的定义；2）常用信号的拉氏变换（单边指数信号、u(t)、）；3）拉氏变换的性质（时移、频移、时域微分、卷积）；4）拉氏反变换（部分分式展开法、留数法），特别是一阶极点和二阶极点留数计算公式；5）系统函数的概念，连续时间系统的S域分析。
知识点1——Laplace变换的定义：傅氏变换存在的问题，拉氏正变换的公式；知识点2——常用信号的拉氏变换：单边指数函数的拉氏变换；知识点3——拉氏变换的性质：时移、微分；知识点4——拉氏反变换：真分式和假分式，部分分式展开法，一阶、二阶极点留数计算；知识点5——连续时间系统的S域分析：系统函数的概念，简单微分方程的求解，单位脉冲响应的计算，系统函数与频谱之间的关系，零极点图与零极点分布对时域响应特性的影响，系统因果性、稳定性的判断；第六章Z变换与离散时间系统的Z域分析8学时本章的重点难点：1）Z变换的定义；2）有限长序列、左边序列、右边序列、双边序列Z变换的收敛域；3）常用序列的Z变换（单位阶跃序列、斜坡序列、单边指数序列）；4）Z反变换的计算（长除法、部分分式法、留数法）；5）Z变换的性质（线性、时移、卷积），注意收敛域的变化；6）离散时间系统的Z域分析，注意因果性、稳定性的判别。
知识点1——Z变换：Z变换计算公式，常用信号收敛域的判断，单边指数序列的Z变换；知识点2——Z反变换：长除法、部分分式展开法（注意与拉氏变换时的区别）、一阶和二阶极点的留数；知识点3——Z变换的性质：线性（注意有时出现的零极点抵消现象）、时移；知识点4——离散时间系统的Z域分析：求解简单的差分方程，因果性、稳定性的判断。
第七章滤波器9学时本章的重点难点：1）滤波和滤波器的概念；2）信号无失真的传输条件；3）理想滤波器的频域描述；4）模拟滤波器（巴特沃兹、切比雪夫滤波器公式及设计）。
知识点1——滤波和滤波器的概念；知识点2——信号无失真传输的时域和频域条件；知识点3——模拟滤波器：几种常用理想滤波器及其专业意义，矩形低通滤波器的时域特点，佩利-维纳准则，希尔伯特变换，增益、衰减、3dB带宽的概念，巴特沃兹滤波器的特点知识点4——数字滤波器：IIR、FIR滤波器的含义，递归滤波器的特点，频谱泄露和窗函数之间的关系；【实验六数字滤波】编程要求：会编写主程序，实现低通、带通、高通滤波。
四、教材及主要参考资料1．《信号与系统分析基础》，姜建国，清华大学出版社，1994；2．《信号与线性系统分析》，吴大正，高等教育出版社，1998；3．《信号与线性系统》，管致中，高等教育出版社，1992；4．《信号与系统》，郑君里，高等教育出版社，1981；5．《信号数字处理的数学原理》，程乾生，石油工业出版社，1979；6．《信号与系统》英文版，奥本海姆，电子工业出版社，2002。
复习技巧：1）用比较法把傅氏变换、拉氏变换、Z变换的公式、相互关系、性质、计算方法、分析方法做一个总结比较；2）作业独立做一遍；3）概念自己罗列一遍；4）卷积制作合成地震记录、数字滤波程序自己确实掌握。
1）曾经做过的两个作业，还有好多不会；2）根据程序参数，绘制具体滤波器图形，好多同学绘的是示意图，没有按程序中输出的参数绘制；3）合成地震记录制作（上机做过）；4）名字解释，几乎上课时都强调过了。
试题包括填空题（1分×20＝20分）、选择题（2分×7＝14分）、名字解释（16分）、计算题（共23分）、分析与应用题（共27分）。
试题符合教学大纲；知识点覆盖信号和系统的基本概念、傅氏变换、拉氏变换、Z变换及滤波器等内容；题型比较丰富，特别是考得程序设计内容，在当前情况下具有必要性；题量大小、难易程度适中，试题稳定延续多年来的知识点、重点难点，内容兼顾基本知识、动手能力和创新能力，分值分布合理。
Butterworth滤波器幅频响应程序及结果信号分析课程资料2010-11-07 19:51:06 阅读145 评论0 字号：大中小订阅1、程序#include "stdio.h"#include "math.h"#define nf 200#define fc 60#define df 1void main(){int i,n;float f;float H[nf];FILE *fp;fp=fopen("Butterworth3.txt","w");printf("Input the order of filter\n");scanf("%d",&n);// Generate the Butterworth filterfor(i=0;i<nf;i++){ f=i*df;H[i]=1.0/sqrt(1.0+pow(f/fc,2.0*n));fprintf(fp,"%10.4f %12.4f\n",f,H[i]);}fclose(fp);}FFT子函数（fft_sub.c）信号分析课程资料2009-10-27 09:39:34 阅读569 评论0 字号：大中小订阅void fft(float sr[],float sx[],int m0,int inv){int i,j,lm,li,k,lmx,np,lix,mm2;double t1,t2,c,s,cv,st,ct;if(m0<0)return;lmx=1;for(i=1;i<=m0;++i)lmx+=lmx; //form 2**m0cv=2.0*PI/(double)lmx;ct=cos(cv); st=-inv*sin(cv);np=lmx;mm2=m0-2;/* fft butterfly numeration */for(i=1;i<=mm2;++i){lix=lmx;lmx/=2;c=ct;s=st;for(li=0;li<np;li+=lix){j=li;k=j+lmx;t1=sr[j]-sr[k];t2=sx[j]-sx[k];sr[j]+=sr[k];sx[j]+=sx[k];sr[k]=t1;sx[k]=t2; ++j;++k;t1=sr[j]-sr[k];t2=sx[j]-sx[k];sr[j]+=sr[k];sx[j]+=sx[k];sr[k]=c*t1-s*t2;sx[k]=s*t1+c*t2;}for(lm=2;lm<lmx;++lm){cv=c;c=ct*c-st*s;s=st*cv+ct*s;for(li=0;li<np;li+=lix){j=li+lm;k=lmx+j;t1=sr[j]-sr[k];t2=sx[j]-sx[k];sr[j]+=sr[k];sx[j]+=sx[k];sr[k]=c*t1-s*t2;sx[k]=s*t1+c*t2;}}cv=ct;ct=2.0*ct*ct-1.0;st=2.0*st*cv;}/* 4 points DFT */if(m0>=2)for(li=0;li<np;li+=4){j=li;k=j+2;t1=sr[j]-sr[k];t2=sx[j]-sx[k];sr[j]+=sr[k];sx[j]+=sx[k];sr[k]=t1;sx[k]=t2;++j;++k;t1=sr[j]-sr[k];t2=sx[j]-sx[k];sr[j]+=sr[k];sx[j]+=sx[k];sr[k]=inv*t2;sx[k]=-inv*t1;}/* 2 points DFT */for(li=0;li<np;li+=2){j=li;k=j+1;t1=sr[j]-sr[k];t2=sx[j]-sx[k];sr[j]+=sr[k];sx[j]+=sx[k];sr[k]=t1;sx[k]=t2;}/* sort according to bit reversal */lmx=np/2;j=0;for(i=1;i<np-1;++i){k=lmx;while(k<=j){j-=k;k/=2;}j+=k;if(i<j){t1=sr[j];sr[j]=sr[i];sr[i]=t1;t1=sx[j];sx[j]=sx[i];sx[i]=t1;}}/* if Inverse FFT, multiply 1.0/np */ if(inv!=-1)return;t1=1.0/np;for(i=0;i<np;++i){sr[i]*=t1;sx[i]*=t1;}}void dft(xr,xi,flag)float xr[N],xi[N];int flag;{ float XR[N],XI[N];int k,n;float sum1,sum2,cita;for(k=0;k<=N-1;k++){ sum1=0.0;sum2=0.0;{ for(n=0;n<=N-1;n++){ cita=2.0*3.1415926/N*n*k;sum1=sum1+xr[n]*cos(cita)+flag*xi[n]*sin(cita);sum2=sum2-flag*xr[n]*sin(cita)+xi[n]*cos(cita);}XR[k]=sum1;XI[k]=sum2;}}if(flag==1)for(k=0;k<=N-1;k++){xr[k]=XR[k];xi[k]=XI[k];}elsefor(k=0;k<=N-1;k++){xr[k]=XR[k]/N;xi[k]=XI[k]/N;}频谱泄露现象及窗函数的作用——实验五之二信号分析课程资料2009-10-22 18:40:32 阅读405 评论0 字号：大中小订阅1、程序#include "stdio.h"#include "math.h"#include "stdlib.h"#define PI 3.1415926/* sr,si：双精度型一维数组,输入（输出）信号的实部和虚部*//* m0: 2的次方数, 2**m0=nfft *//* inv=1 forward transform; inv=-1 inverse transform */void fft(float sr[],float si[],int m0,int inv){int i,j,lm,li,k,lmx,np,lix,mm2;double t1,t2,c,s,cv,st,ct;if(m0<0)return;lmx=1;for(i=1;i<=m0;++i)lmx+=lmx; //form 2**m0cv=2.0*PI/(double)lmx;ct=cos(cv); st=-inv*sin(cv);np=lmx;mm2=m0-2;/* fft butterfly numeration */for(i=1;i<=mm2;++i){lix=lmx;lmx/=2;c=ct;s=st;for(li=0;li<np;li+=lix){j=li;k=j+lmx;t1=sr[j]-sr[k];t2=si[j]-si[k];sr[j]+=sr[k];si[j]+=si[k];sr[k]=t1;si[k]=t2; ++j;++k;t1=sr[j]-sr[k];t2=si[j]-si[k];sr[j]+=sr[k];si[j]+=si[k];sr[k]=c*t1-s*t2;si[k]=s*t1+c*t2;}for(lm=2;lm<lmx;++lm){cv=c;c=ct*c-st*s;s=st*cv+ct*s;for(li=0;li<np;li+=lix){j=li+lm;k=lmx+j;t1=sr[j]-sr[k];t2=si[j]-si[k];sr[j]+=sr[k];si[j]+=si[k];sr[k]=c*t1-s*t2;si[k]=s*t1+c*t2;}}cv=ct;ct=2.0*ct*ct-1.0;st=2.0*st*cv; }/* 4 points DFT */if(m0>=2)for(li=0;li<np;li+=4){j=li;k=j+2;t1=sr[j]-sr[k];t2=si[j]-si[k];sr[j]+=sr[k];si[j]+=si[k];sr[k]=t1;si[k]=t2;++j;++k;t1=sr[j]-sr[k];t2=si[j]-si[k];sr[j]+=sr[k];si[j]+=si[k];sr[k]=inv*t2;si[k]=-inv*t1;}/* 2 points DFT */for(li=0;li<np;li+=2){j=li;k=j+1;t1=sr[j]-sr[k];t2=si[j]-si[k];sr[j]+=sr[k];si[j]+=si[k];sr[k]=t1;si[k]=t2;}/* sort according to bit reversal */lmx=np/2;j=0;for(i=1;i<np-1;++i){k=lmx;while(k<=j){j-=k;k/=2;}j+=k;if(i<j){t1=sr[j];sr[j]=sr[i];sr[i]=t1;t1=si[j];si[j]=si[i];si[i]=t1;}}/* if Inverse FFT, multiply 1.0/np */if(inv!=-1)return;t1=1.0/np;for(i=0;i<np;++i){sr[i]*=t1;si[i]*=t1;}}void main(){ void fft();float *xr,*xi;float *w;int i,np,nfft,k,flag;float t,dt,df,f,f1,f2,f3;FILE *fpar,*fp1,*fp2;char fil1[80],fil2[80];fpar=fopen("filter_window_par.txt","r"); fscanf(fpar,"%s",fil1);fscanf(fpar,"%s",fil2);printf("%s\n",fil1);printf("%s\n",fil2);fscanf(fpar,"%d",&np);printf("np=%d\n",np);fscanf(fpar,"%f",&dt);printf("dt=%8.3f ms\n",dt);fscanf(fpar,"%f%f%f",&f1,&f2,&f3);printf("f1=%8.3f f2=%8.3f f3=%8.3f\n",f1,f2,f3);fscanf(fpar,"%d",&flag);if(flag==1)printf("Blackman windowed function\n");else printf("Rectangular windowed function\n");dt=dt/1000.0;// calculate fft pointk=log(np)/log(2);if(np>pow(2,k))k=k+1;nfft=pow(2,k);df=1.0/(nfft*dt);printf("nfft=%d k=%d\n",nfft,k);printf("dt=%8.4f df=%8.4f\n",dt,df);// allocate memoryxr=(float *)calloc(nfft,sizeof(float));xi=(float *)calloc(nfft,sizeof(float));w=(float *)malloc(np*sizeof(float));// if flag=1 generate a Blackman windowed function// else generate a rectangular windowed functionif(flag==1)for(i=0;i<np;i++){ t=2.0*PI*i/(np-1);w[i]=0.42-0.5*cos(t)+0.08*cos(2*t); //Blackman Window Function }elsefor(i=0;i<np;i++){w[i]=1.0; //Rectangular Window Function}fp1=fopen(fil1,"w");// input datafor(i=0;i<np;i++){ t=i*dt;xr[i]=sin(2*PI*f1*t)+sin(2*PI*f2*t)+sin(2*PI*f3*t);xr[i]=xr[i]*w[i];fprintf(fp1,"%10.4f%12.4f\n",t,xr[i]);}fclose(fp1);// fill zeroif(np<nfft){for(i=np;i<nfft;i++)xr[i]=0;}for(i=0;i<nfft;i++)xi[i]=0.0;// calculate fftfft(xr,xi,k,1);// output spectrumfp2=fopen(fil2,"w");for(i=0;i<nfft;i++){ f=i*df;fprintf(fp2,"%10.4f %12.4f\n",f,sqrt(xr[i]*xr[i]+xi[i]*xi[i]));}fclose(fp2);free(xr);free(xi);free(w);}2、参数文件xt5_1.txtxt5_amp_1.txt200 //点数可增加或减少4.010.0 35.0 70.01 //1—是Blackman窗，改成其他值就是矩形函数。
