大牛讲解信号与系统以及数字信号处理

西安交通大学《信号与系统B》课程教学大纲（说明：信通系应该学的是《信号与系统A》，但是找不到A的大纲。

只找到了西交大电子、计算机等专业的《信号与系统B》的大纲，因为用的教材是一样的，大家就凑活着用吧）英文名称：Signals and Systems B课程编号：INFT3014学时：68 （讲课60 ，实验8 ）；学分：4.0 开课时间：秋季学期适用对象：电子科学与技术、计算机科学与技术专业、光信息科学与技术专业先修课程：数学分析（工程类）或高等数学、电路使用教材及参考书：1. 阎鸿森、王新凤、田惠生编《信号与线性系统》，西安交通大学出版社，1999 年8 月第一版2. [ 美] A.V. 奥本海姆等著，刘树棠译，《信号与系统》（第二版），西安交通大学出版社，1998 年一.课程性质、目的和任务“信号与系统”是电气与电子信息类各专业本科生继“电路”或“电路分析基础”课程之后必修的重要主干课程。

该课程主要研究确知信号的特性，线性时不变系统的特性，信号通过线性时不变系统的基本分析方法，信号与系统分析方法在某些重要工程领域的应用，以及数字信号处理的基础知识。

通过本课程的学习，使学生掌握信号分析、线性系统分析及数字信号处理的基本理论与分析方法，并对这些理论与方法在工程中的某些应用有初步了解。

为适应信息科学与技术的飞速发展及在相关专业领域的深入学习打下坚实的基础。

同时，通过习题和实验，学生应在分析问题与解决问题的能力及实践技能方面有所提高。

该课程是学习《现代通信原理》、《自动控制理论》等后续课程所必备的基础。

二.教学基本要求通过本课程的学习，在掌握连续时间信号与系统和离散时间信号与系统分析以及数字信号处理的基本理论和方法方面应达到以下基本要求：1. 掌握信号与系统的基本概念，信号与系统的描述方法，基本信号的特性，系统的一般性质，系统的互联，增量线性系统的等效方法。

2. 掌握信号分解的基本思想及信号在时域、频域和变换域进行分解的基本理论及描述方法。

《大牛讲解信号与系统以及数字信号处理》第一课什么是卷积卷积有什么用什么是傅利叶变换什么是拉普拉斯变换引子很多朋友和我一样，工科电子类专业，学了一堆信号方面的课，什么都没学懂，背了公式考了试，然后毕业了。

先说"卷积有什么用"这个问题。

(有人抢答，"卷积"是为了学习"信号与系统"这门课的后续章节而存在的。

我大吼一声，把他拖出去枪毙！)讲一个故事:张三刚刚应聘到了一个电子产品公司做测试人员，他没有学过"信号与系统"这门课程。

一天，他拿到了一个产品，开发人员告诉他，产品有一个输入端，有一个输出端，有限的输入信号只会产生有限的输出。

然后，经理让张三测试当输入sin(t)(t<1秒)信号的时候(有信号发生器)，该产品输出什么样的波形。

张三照做了，花了一个波形图。

"很好！"经理说。

然后经理给了张三一叠A4纸: "这里有几千种信号，都用公式说明了，输入信号的持续时间也是确定的。

你分别测试以下我们产品的输出波形是什么吧！"这下张三懵了，他在心理想"上帝，帮帮我把，我怎么画出这些波形图呢?"于是上帝出现了: "张三，你只要做一次测试，就能用数学的方法，画出所有输入波形对应的输出波形"。

上帝接着说:"给产品一个脉冲信号，能量是1焦耳，输出的波形图画出来！"张三照办了，"然后呢?"上帝又说，"对于某个输入波形，你想象把它微分成无数个小的脉冲，输入给产品，叠加出来的结果就是你的输出波形。

你可以想象这些小脉冲排着队进入你的产品，每个产生一个小的输出，你画出时序图的时候，输入信号的波形好像是反过来进入系统的。

"张三领悟了:" 哦，输出的结果就积分出来啦！感谢上帝。

这个方法叫什么名字呢?"上帝说:"叫卷积！"从此，张三的工作轻松多了。

信号与系统中的数字信号处理数字信号处理在当今科技发展中扮演着至关重要的角色。

它被广泛运用于各个领域，如通信、音频、图像处理、控制信号处理等。

而数字信号处理的核心是信号处理与系统，因此要了解数字信号处理的实质，我们首先需要理解信号与系统。

一、信号信号是指在一定时间范围或时间序列中，携带着信息的物理现象或变化。

它可以是连续的模拟信号，也可以是离散的数字信号。

模拟信号是在连续时间和连续值空间上的信号，例如天气的变化、心电图等。

数字信号则是在离散时间和离散值空间上的信号，也就是常见的音频、视频等信号。

在实际应用中，我们常需要通过传感器将模拟信号转换为数字信号。

这个过程叫做采样，也就是将连续时间的信号量化转化为离散时间的信号。

采样的核心是采样频率，即单位时间内采样的次数。

采样频率越高，采样数据的有效性就越高，但同时计算量也会增大。

二、系统系统是指一组输入和输出关系的物理模型。

在信号处理中，输入信号经过一定处理后输送出去，而处理的过程就是系统实现的。

系统可以是线性的，可以是非线性的。

线性系统对输入信号的处理是线性的，其输出与输入之间是线性关系；非线性系统的输入与输出关系则是非线性的。

系统的处理过程可以用信号的数学模型来表示。

例如线性系统的输入输出关系可以用微分方程表示，而非线性系统则可以用差分方程、递归算法等来描述。

三、数字信号处理数字信号处理的核心是将信号处理过程数字化和离散化，然后加以处理。

数字信号处理分为两个阶段：离散时间信号处理和离散值信号处理。

离散时间信号处理包括采样、量化和编码。

采样是将模拟信号转化为数字信号，量化是将数字信号的幅度转化为有限的离散值，编码是将离散值转化为二进制，以便存储和处理。

离散值信号处理是在数字信号的处理基础之上进行的。

离散值信号处理包括滤波、傅里叶变换等。

滤波是通过去除或弱化信号中不需要的成分，从而得到需要的信号的过程。

滤波的核心是滤波器，滤波器有低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器等。

大牛讲解信号与系统以及数字信号处理第一课什么是卷积卷积有什么用什么是傅利叶变换什么是拉普拉斯变换引子很多朋友和我一样，工科电子类专业，学了一堆信号方面的课，什么都没学懂，背了公式考了试，然后毕业了。

先说"卷积有什么用"这个问题。

(有人抢答，"卷积"是为了学习"信号与系统"这门课的后续章节而存在的。

我大吼一声，把他拖出去枪毙！)讲一个故事:张三刚刚应聘到了一个电子产品公司做测试人员，他没有学过"信号与系统"这门课程。

一天，他拿到了一个产品，开发人员告诉他，产品有一个输入端，有一个输出端，有限的输入信号只会产生有限的输出。

然后，经理让张三测试当输入sin(t)(t<1秒)信号的时候(有信号发生器)，该产品输出什么样的波形。

张三照做了，花了一个波形图。

"很好！"经理说。

然后经理给了张三一叠A4纸: "这里有几千种信号，都用公式说明了，输入信号的持续时间也是确定的。

你分别测试以下我们产品的输出波形是什么吧！"这下张三懵了，他在心理想"上帝，帮帮我把，我怎么画出这些波形图呢?"于是上帝出现了: "张三，你只要做一次测试，就能用数学的方法，画出所有输入波形对应的输出波形"。

上帝接着说:"给产品一个脉冲信号，能量是1焦耳，输出的波形图画出来！"张三照办了，"然后呢?"上帝又说，"对于某个输入波形，你想象把它微分成无数个小的脉冲，输入给产品，叠加出来的结果就是你的输出波形。

你可以想象这些小脉冲排着队进入你的产品，每个产生一个小的输出，你画出时序图的时候，输入信号的波形好像是反过来进入系统的。

"张三领悟了:" 哦，输出的结果就积分出来啦！感谢上帝。

这个方法叫什么名字呢?"上帝说:"叫卷积！"从此，张三的工作轻松多了。

自然科学知识：数字信号和信号处理技术数字信号和信号处理技术数字信号处理（DSP）是指将模拟信号转换为数字信号，对数字信号进行数学处理，并将其重新转换为模拟信号。

数字信号处理技术已经在无线通信、图像和视频处理、医学影像和音频处理等领域得到广泛应用。

数字信号的基础在数字信号处理技术中，数字信号是一组离散的数值，它描述了一个物理量随时间或空间的变化。

数字信号由采样和量化过程产生。

采样是将连续时间信号转换成离散时间序列，通常使用采样定理，即采样频率必须大于信号本身的频率才能准确重建原信号。

量化则是将采样后的模拟信号转换成数字信号，即将无穷多个实数集合转换成一个有限的实数集合，数字信号的量化误差会影响到信号的质量。

数字信号处理技术数字信号处理技术主要涉及到数字信号的处理算法和数字信号处理器（DSP）的硬件实现。

数字信号处理算法数字信号处理算法涉及到信号的滤波、编解码、特征提取、频谱分析、压缩、重构等方面。

其中，滤波技术是其中最常用的技术之一，滤波可分为时域和频域两种，常用的时域滤波算法包括均值滤波、中值滤波和高斯滤波等。

而频域滤波又可分为有限长傅里叶变换（FFT）和无限长傅里叶变换（DFT）两种。

在数字信号处理中，变换是一个重要的技术，如快速傅里叶变换（FFT）等，可以用于有效地计算一组数字信号的功率谱密度或相互关系。

数字信号处理器DSP数字信号处理的硬件实现是使用数字信号处理器（DSP），它是一种特定的微处理器，主要用于数字信号的处理。

DSP拥有高速算术处理能力，可执行高速采样、滤波、编解码等操作，还可执行大量的算术计算，如FFT等算法。

应用领域数字信号处理技术可以应用于通信、图像和视频处理、医学影像和音频处理等领域。

在通信领域，数字信号处理技术被广泛应用于改善通信中的数据传输和噪声处理。

在图像和视频处理领域，数字信号处理技术可用于图像和视频的压缩、增强、去噪等操作。

在医学领域，数字信号处理技术可推进仪器的发展，提高临床诊断水平，如心电监测、脑电监测和医学成像等，均需要数字信号处理技术的支持。

数字信号处理Digital signal processing物联网工程复变函数、线性代数、信号与系统2484816《数字信号处理》是物联网工程专业基础必修课。

主要研究如何分析和处理离散时间信号的基本理论和方法，主要培养学生在面对复杂工程问题时的分析、综合与优化能力，是一门既有系统理论又有较强实践性的专业基础课。

课程的目的在于使学生能正确理解和掌握本课程所涉及的信号处理的基本概念、基本理论和基本分析方法，来解决物联网系统中的信号分析问题。

培养学生探索未知、追求真理、勇攀科学高峰的责任感和使命感。

助力学生树立正确的价值观，培养思辨能力、工程思维和科学精神。

培养学生精益求精的大国工匠精神，激发学生科技报国的家国情怀和使命担当。

它既是学习相关专业课程设计及毕业设计必不可少的基础，同时也是毕业后做技术工作的基础。

运用时间离散系统的基本原理、离散时间傅里叶变换、 Z 变换、离散傅里叶变换(DFT)、快速傅里叶变换(FFT)、时域采样定理和频域采样定理等工程基础知识，分析物联网领域的复杂工程问题。

培养探索未知、追求真理、勇攀科学高峰的责任感和使命感。

助力学生树立正确的价值观，培养思辨能力、工程思维和科学精神。

说明利用DFT 对摹拟信号进行谱分析的过程和误差分析、区分各类网络的结构特点；借助文献研究运用窗函数法设计具有线性相位的FIR 数字滤波器，分析物联网领域复杂工程问题解决过程中的影响因素，从而获得有效结论的能力。

培养学生精益求精的大国工匠精神，激发学生科技报国的家国情怀和使命担当。

第一章 时域离散信号与系统(1)时域离散信号表示； (2)时域离散系统；(3)时域离散系统的输入输出描述法； * (4)摹拟信号数字处理方法；：数字信号处理中的基本运算方法，时域离散系统的线性、时不变性及系统的因果性和稳定性。

时域采样定理。

培养探索未知、 追求真理、 勇攀科学高峰的责任感和使命感。

：时域离散系统的线性、时不变性及系统的因果性和稳定性、时域采样定理。

信号与系统后续课程
信号与系统是电子信息类专业的基础课程之一，主要讲解信号的表示与处理、系统的特性与分析等内容。

在学完信号与系统的基础知识后，可以继续学习以下相关的后续课程：
1. 数字信号处理：该课程主要讲解数字信号的数字化表示、滤波器设计、离散傅里叶变换等内容。

它是信号与系统的延伸和拓展，更加注重离散系统的分析与设计。

2. 控制系统：控制系统是系统工程与自动化专业中的一门重要课程，它主要讲解系统的建模与分析、控制器的设计与调节、闭环控制系统的稳定性分析等内容。

信号与系统中的系统分析知识为控制系统的学习提供了基础。

3. 通信原理：通信原理是通信工程专业的核心课程之一，主要讲解有关通信系统的基本原理和技术，包括调制解调技术、信道编码、信道等效性和传输特性等内容。

信号与系统中的信号表示与处理知识对于理解和分析通信系统非常重要。

4. 信号处理与识别：该课程主要讲解信号处理与模式识别的基本理论和方法，包括数字滤波、时频分析、特征提取、模式分类等。

它结合了信号与系统、数字信号处理等多个学科的知识，对于实际信号处理和模式识别应用具有重要意义。

5. 图像处理与分析：图像处理与分析是计算机视觉、图像识别等领
域的基础课程，主要讲解图像的获取、表示、增强、压缩、分割和识别等方面的知识。

信号与系统中的滤波器设计、频域分析等内容对于图像处理与分析具有重要影响。

以上是信号与系统后续课程的一些常见选择，根据个人兴趣和专业方向，可以选择适合自己的课程进行深入学习。

电子通信领域经典书籍推荐评论：上面的东西是往其它地方转载的，主要侧重在通信，做点自己的补充数字通信总体的书籍首推Prokais的书，讲得比较全，也不算很深，入门不错，但本科生看起来还是有些难度，因为随机过程不一定理解得有多好，学过的话就好办多了。

其次可以看Gallager的新书，大牛对通信的看法很特别，看完以后通信的基本框架就掌握了，也不一定要看得很深入，如果时间不允许的话。

通信系统，网络方面的书没有专门看过，最好结合电信网和计算机网一起来看，在两者的比较之中可以对网络认识更清楚一些，毕竟电信的人和计算机的人思维方式，处理问题的方法都很不相同，两者也会互相借鉴一些方法。

计算机界的人冲到通信界来抢饭碗就是一个证明，不说引起矛盾的话了，电信网和因特网的书以及各种参考资料实在太多，对理解通信系统来说，Simon.Haykin的Communication.Systems不错，这些年网络很火，通信网包括的东西很多，传输技术，交换技术，复用技术等纷繁复杂。

各层协议一个接一个的提。

有的协议虽然不难，但很烦，看起来都头大(比如ATM ?)，要理解的话，还是从分层结构结合实际网络来，这方面绝对不能停留在理论上，搞排队论之类的也是这样，实际情况很重要。

信源编码的书不多，看过David Salomon的<数据压缩>，07年的新书，写得不错，国内东南吴乐南也有一本，不过比较小，具体涉及到语音和图像视频编码可以参考专门的书籍，需要语音和图像处理的基础。

语音方面推荐语音信号数字处理那本书，谁写的忘记了，图像处理就参考Gonzalez冈萨雷斯的书吧，也是经典。

信道编码的书不少，Lin Shu（林舒）的最为推荐，第二版，大而全而新，王新梅的做代数码的可以参考，概率解码的就算了，还有一些据说也是好书，但没看过，弄好一本已足够。

如果要具体到编解码算法的时候，T odd K. Moon的书Error.Correction.Coding.Mathematical.Methods.and.Algorithms不错，比较具体。

山东省考研电子信息科学与技术专业数字信号处理基础知识总结数字信号处理（Digital Signal Processing，DSP）是信息科学与技术领域中的一门重要学科，逐渐嵌入到各个领域的研究和应用中。

本文将总结山东省考研电子信息科学与技术专业数字信号处理的基础知识，包括信号与系统、傅里叶变换、滤波器设计以及数字信号处理应用等方面内容。

1. 信号与系统在数字信号处理中，信号是指随时间或空间变化的物理量，可以表示为函数的形式。

系统是指对输入信号进行处理的装置或方法。

信号与系统是数字信号处理的基础。

了解信号的特性和系统的行为，对深入理解数字信号处理具有重要意义。

2. 傅里叶变换傅里叶变换是数字信号处理中常用的工具。

通过傅里叶变换，我们可以将时域信号转换为频域信号，以便更好地分析和处理信号。

在数字信号处理中，离散傅里叶变换（Discrete Fourier Transform，DFT）和快速傅里叶变换（Fast Fourier Transform，FFT）是常用的变换方法。

3. 滤波器设计滤波器是数字信号处理中常用的工具，能够对信号进行滤波和去噪处理。

滤波器通常分为时域滤波器和频域滤波器。

常见的滤波器设计方法包括FIR滤波器设计和IIR滤波器设计。

FIR（Finite ImpulseResponse）滤波器具有线性相位和稳定性的特点，适用于广泛的应用场景。

IIR（Infinite Impulse Response）滤波器具有更小的阶数和更好的频率响应特性，但可能会引入不稳定性。

4. 数字信号处理应用数字信号处理在现代科学和技术中具有广泛应用。

其中，音频信号处理、图像处理、语音处理等是数字信号处理的重要应用领域之一。

通过数字信号处理算法，我们可以对音频、图像和语音进行压缩、增强、降噪等处理，从而提高其质量和可靠性。

总结：山东省考研电子信息科学与技术专业数字信号处理基础知识是理解和应用数字信号处理的基石。

数字信号处理课件
数字信号处理是一门涉及数字信号的获取、处理和分析的学科。

在数字信号处理课程中，学生将学习关于数字信号的基本概念、数
字滤波器设计、频域分析、采样定理、离散傅立叶变换等内容。

课
程通常涵盖了以下主题：
1. 数字信号和系统基础知识，包括离散时间信号和系统的表示、采样和量化、离散时间信号的运算等。

2. 离散时间信号分析，学习离散时间信号的性质、离散时间系
统的性能分析等。

3. 离散傅立叶变换（DFT），理解DFT的定义、性质和应用，
包括快速傅立叶变换（FFT）算法。

4. 数字滤波器设计，包括有限脉冲响应（FIR）滤波器和无限
脉冲响应（IIR）滤波器的设计原理和方法。

5. 频域分析，学习数字信号在频域中的表示和分析方法，如功
率谱密度估计等。

6. 采样定理，理解采样定理的原理和应用，以及采样率对信号
重构的影响。

在数字信号处理课程中，学生通常会接触到一些常见的工具和
软件，如MATLAB、Python等，用于进行数字信号处理的仿真和实验。

此外，课程还可能涉及到一些现实生活中的应用案例，如音频处理、图像处理等，以便帮助学生更好地理解数字信号处理的实际应用。

总的来说，数字信号处理课程涵盖了广泛的知识领域，从基本
概念到实际应用，学生将会系统地学习数字信号处理的理论和方法，为日后的工程实践打下坚实的基础。