信号与系统电子教案(3版.本.燕 (17)
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《信号与系统教案》课件第一章:信号与系统概述1.1 信号的概念与分类定义:信号是自变量为时间(或空间)的函数,用以描述物理现象、信息传输等。
分类:模拟信号、数字信号、离散信号、连续信号等。
1.2 系统的概念与分类定义:系统是由信号输入与输出之间关系构成的一个实体。
分类:线性系统、非线性系统、时不变系统、时变系统等。
1.3 信号与系统的处理方法信号处理:滤波、采样、量化、编码等。
系统处理:稳定性分析、频率响应分析、时域分析等。
第二章:连续信号及其运算2.1 连续信号的基本运算叠加原理、时移原理、微分、积分等。
2.2 连续信号的傅里叶级数傅里叶级数的概念与性质。
连续信号的傅里叶级数展开。
2.3 连续信号的傅里叶变换傅里叶变换的概念与性质。
连续信号的傅里叶变换公式。
第三章:离散信号及其运算3.1 离散信号的基本运算叠加原理、时移原理、差分、求和等。
3.2 离散信号的傅里叶变换离散信号的傅里叶变换的概念与性质。
离散信号的傅里叶变换公式。
3.3 离散信号的Z变换Z变换的概念与性质。
离散信号的Z变换公式。
第四章:数字信号处理概述4.1 数字信号处理的基本概念数字信号处理的定义、特点与应用。
4.2 数字信号处理的基本算法滤波器设计、快速傅里叶变换(FFT)等。
4.3 数字信号处理硬件实现数字信号处理器(DSP)、Field-Programmable Gate Array(FPGA)等。
第五章:线性时不变系统的时域分析5.1 线性时不变系统的定义与性质线性时不变系统的数学描述。
线性时不变系统的特点。
5.2 系统的零状态响应与零输入响应零状态响应的定义与求解。
零输入响应的定义与求解。
5.3 系统的稳定性分析系统稳定性的定义与判定方法。
常见系统的稳定性分析。
第六章:频率响应分析6.1 频率响应的概念系统频率响应的定义。
频率响应的性质和特点。
6.2 频率响应的求取直接法、间接法求取频率响应。
频率响应的幅频特性和相频特性。
信号与系统授课计划课程名称:信号与系统课程类别:专业课总课时:60-72教材(主编、出版社、出版日期):《信号与系统》、郑君里、高等教育出版社、2003.5第一章绪论(8-10课时)本章是信号与系统课程的总论,包括信号与系统课程概述和一些基本概念,简单来说就是要讲清楚什么是信号、什么是系统、以及信号与系统之间是什么关系的问题。
主要内容包括:信号与系统课程概述、信号与系统课程的主要内容、信号的定义及常见信号介绍以及信号的运算、系统的定义与分类以及系统的分析方法介绍等。
本章内容是全书内容的浓缩、是基础、是引言,所以非常重要。
一、主要知识点如下:1、信号与系统课程概述主要包括:(1)信号与系统课程的产生与发展(2)信号与系统课程与其他课程的联系(3)信号与系统的应用领域2、信号的定义与分类、信号的运算主要包括:(1)信号的定义与分类(2)信号的运算3、系统的定义、分类及分析方法主要包括:(1)系统的定义及分类(2)线性时不变系统四大特性及判断方法二、本章知识重难点分析1、信号的定义及分类是重点,其中关于周期信号的定义及信号周期的计算是难点,同样关于连续时间信号与离散时间信号的定义与区别也是难点。
2、几种特殊信号的定义是本课程的重点内容,包括单位阶跃信号、单位冲激信号的定义与运算。
其中单位阶跃信号与单位冲激信号的定义与性质是难点。
3、信号的运算也是本章知识的重点内容,特别是信号直流分量与交流分量、信号奇分量与偶分量等的分解运算,信号的尺度、位移、反折运算等。
4、系统的定义及分类是重点5、线性时不变系统的定义及四大特性,其中四大特性(微积分、时不变、线性、因果性)的定义与判断是难点,特别是线性性是非常重要的内容。
6、线性时不变系统的分析方法是本章的重点7、系统的描述方法,框图与方程,框图与方程之间的关系与转换方法,其中框图与方程之间的转换关系是难点。
三、本章知识点课时安排1、信号与系统课程概述(2课时)2、信号的定义与分类、信号的运算(3课时)3、系统的定义、分类及分析方法(3课时)第二章连续时间系统的时域分析(6-8课时)LTI连续系统的时域分析过程可以理解为建立并求解线性微分方程,因其分析过程涉及的函数变量均为时间t,故称为时域分析法。
信号与系统讲课打算课程名称:信号与系统课程类别:专业课总课时:60-72教材(主编、出版社、出版日期):《信号与系统》、郑君里、高等教育出版社、2003.5实验内容第一章绪论(8-10课时)本章是信号与系统课程的总论,包括信号与系统课程概述和一些大体概念,简单来讲确实是要讲清楚什么是信号、什么是系统、和信号与系统之间是什么关系的问题。
要紧内容包括:信号与系统课程概述、信号与系统课程的要紧内容、信号的概念及常见信号介绍和信号的运算、系统的概念与分类和系统的分析方式介绍等。
本章内容是全书内容的浓缩、是基础、是引言,因此超级重要。
一、要紧知识点如下:一、信号与系统课程概述要紧包括:(1)信号与系统课程的产生与进展(2)信号与系统课程与其他课程的联系(3)信号与系统的应用领域二、信号的概念与分类、信号的运算要紧包括:(1)信号的概念与分类(2)信号的运算3、系统的概念、分类及分析方式要紧包括:(1)系统的概念及分类(2)线性时不变系统四大特性及判定方式二、本章知识重难点分析一、信号的概念及分类是重点,其中关于周期信号的概念及信号周期的计算是难点,一样关于持续时刻信号与离散时刻信号的概念与区别也是难点。
二、几种特殊信号的概念是本课程的重点内容,包括单位阶跃信号、单位冲激信号的概念与运算。
其中单位阶跃信号与单位冲激信号的概念与性质是难点。
3、信号的运算也是本章知识的重点内容,专门是信号直流分量与交流分量、信号奇分量与偶分量等的分解运算,信号的尺度、位移、反折运算等。
4、系统的概念及分类是重点五、线性时不变系统的概念及四大特性,其中四大特性(微积分、时不变、线性、因果性)的概念与判定是难点,专门是线性性是超级重要的内容。
六、线性时不变系统的分析方式是本章的重点7、系统的描述方式,框图与方程,框图与方程之间的关系与转换方式,其中框图与方程之间的转换关系是难点。
三、本章知识点课时安排一、信号与系统课程概述(2课时)二、信号的概念与分类、信号的运算(3课时)3、系统的概念、分类及分析方式(3课时)第二章持续时刻系统的时域分析(6-8课时)LTI持续系统的时域分析进程能够明白得为成立并求解线性微分方程,因其分析进程涉及的函数变量均为时刻t,故称为时域分析法。
《信号与系统教案》PPT课件第一章:信号与系统概述1.1 信号的概念与分类信号的定义信号的分类:连续信号、离散信号、随机信号等1.2 系统的概念与分类系统的定义系统的分类:线性系统、非线性系统、时不变系统、时变系统等1.3 信号与系统的研究方法解析法数值法图形法第二章:连续信号及其运算2.1 连续信号的基本性质连续信号的定义与图形连续信号的周期性、奇偶性、能量与功率等性质2.2 连续信号的运算叠加运算卷积运算2.3 连续信号的变换傅里叶变换拉普拉斯变换Z变换第三章:离散信号及其运算3.1 离散信号的基本性质离散信号的定义与图形离散信号的周期性、奇偶性、能量与功率等性质3.2 离散信号的运算叠加运算卷积运算3.3 离散信号的变换离散时间傅里叶变换离散时间拉普拉斯变换离散时间Z变换第四章:线性时不变系统的特性4.1 线性时不变系统的定义与性质线性时不变系统的定义线性时不变系统的性质:叠加原理、时不变性等4.2 线性时不变系统的转移函数转移函数的定义与性质转移函数的绘制方法4.3 线性时不变系统的响应输入信号与系统响应的关系系统的稳态响应与瞬态响应第五章:信号与系统的应用5.1 信号处理的应用信号滤波信号采样与恢复5.2 系统控制的应用线性系统的控制原理PID控制器的设计与应用5.3 通信系统的应用模拟通信系统数字通信系统第六章:傅里叶级数6.1 傅里叶级数的概念傅里叶级数的定义傅里叶级数的使用条件6.2 傅里叶级数的展开周期信号的傅里叶级数展开非周期信号的傅里叶级数展开6.3 傅里叶级数的应用周期信号分析信号的频谱分析第七章:傅里叶变换7.1 傅里叶变换的概念傅里叶变换的定义傅里叶变换的性质7.2 傅里叶变换的运算傅里叶变换的计算方法傅里叶变换的逆变换7.3 傅里叶变换的应用信号分析与处理图像处理第八章:拉普拉斯变换8.1 拉普拉斯变换的概念拉普拉斯变换的定义拉普拉斯变换的性质8.2 拉普拉斯变换的运算拉普拉斯变换的计算方法拉普拉斯变换的逆变换8.3 拉普拉斯变换的应用控制系统分析信号的滤波与去噪第九章:Z变换9.1 Z变换的概念Z变换的定义Z变换的性质9.2 Z变换的运算Z变换的计算方法Z变换的逆变换9.3 Z变换的应用数字信号处理通信系统分析第十章:现代信号处理技术10.1 数字信号处理的概念数字信号处理的定义数字信号处理的特点10.2 现代信号处理技术快速傅里叶变换(FFT)数字滤波器设计数字信号处理的应用第十一章:随机信号与噪声11.1 随机信号的概念随机信号的定义随机信号的分类:窄带信号、宽带信号等11.2 随机信号的统计特性均值、方差、相关函数等随机信号的功率谱11.3 噪声的概念与分类噪声的定义噪声的分类:白噪声、带噪声等第十二章:线性系统理论12.1 线性系统的状态空间描述状态空间模型的定义与组成线性系统的性质与方程12.2 线性系统的传递函数传递函数的定义与性质传递函数的绘制方法12.3 线性系统的稳定性分析系统稳定性的定义与条件劳斯-赫尔维茨准则第十三章:非线性系统13.1 非线性系统的基本概念非线性系统的定义与特点非线性系统的分类13.2 非线性系统的数学模型非线性微分方程与差分方程非线性系统的相平面分析13.3 非线性系统的分析方法描述法映射法相平面法第十四章:现代控制系统14.1 现代控制系统的基本概念现代控制系统的定义与特点现代控制系统的设计方法14.2 模糊控制系统模糊控制系统的定义与原理模糊控制系统的结构与设计14.3 神经网络控制系统神经网络控制系统的定义与原理神经网络控制系统的结构与设计第十五章:信号与系统的实验与实践15.1 信号与系统的实验设备与原理信号发生器与接收器信号处理实验装置15.2 信号与系统的实验项目信号的采样与恢复实验信号滤波实验信号分析与处理实验15.3 信号与系统的实践应用通信系统的设计与实现控制系统的设计与实现重点和难点解析信号与系统的基本概念:理解信号与系统的定义、分类及其研究方法。
《信号与系统》(第 3 版)习题解析高等教育出版社目录第 1 章习题解析 (2)第 2 章习题解析 (6)第 3 章习题解析 (16)第 4 章习题解析 (23)第 5 章习题解析 (31)第 6 章习题解析 (41)第 7 章习题解析 (49)第 8 章习题解析 (55)第 1 章习题解析1-1题 1-1 图示信号中, 哪些是连续信号?哪些是离散信号?哪些是周期信号?哪些是非周期信号?哪些是有始信号?(c)(d)题 1-1图解 (a)、(c)、(d)为连续信号; (b)为离散信号; (d)为周期信号;其余为非周期信号; (a)、(b)、(c)为有始(因果)信号。
1-2 给定题 1-2 图示信号 f( t ),试画出下列信号的波形。
[提示: f( 2t )表示将 f( t )波形压缩,f( t)表示将 f( t )波形展宽。
]2(a) 2 f( t 2 )(b) f( 2t ) (c) f(t)2(d) f( t +1 )题1-2图解 以上各函数的波形如图 p1-2 所示。
图 p1-21-3如图1-3图示,R、L、C元件可以看成以电流为输入,电压为响应的简单线性系统S R、S L、 S C,试写出各系统响应电压与激励电流函数关系的表达式。
S RS LS C题 1-3图解各系统响应与输入的关系可分别表示为u R (t)R i R (t )u L (t)di L (t )L1dttu C (t )i C ( )dC1-4如题1-4图示系统由加法器、积分器和放大量为 a 的放大器三个子系统组成,系统属于何种联接形式?试写出该系统的微分方程。
题 1-4图解 系统为反馈联接形式。
设加法器的输出为 x( t ),由于x(t ) f (t) ( a) y(t)且y(t ) x(t)dt ,x(t) y (t)故有y (t) f (t ) ay (t)即y (t ) ay(t ) f (t)1-5已知某系统的输入 f( t )与输出 y( t )的关系为 y( t ) = | f( t )|,试判定该系统是否为线性时不变系统?解 设 T 为系统的运算子,则可以表示为y(t) T[ f (t )]f (t)不失一般性,设 f( t ) = f 1( t ) + f 2 ( t ),则T[ f 1 (t)]f 1 (t)y 1 (t )T[ f 2 (t)] f 2 (t )y 2 (t )故有T[ f (t)] f 1 (t )f 2 (t ) y(t)显然f 1 (t ) f 2 (t)f 1 (t ) f 2 (t )即不满足可加性,故为非线性时不变系统。
信号与系统教案第1次课2学时授课时间课题(章节)第一章绪论引言信号概述教学目的与要求:了解信号与常用信号,熟练掌握信号描述的各种方法。
教学重点、难点:对该课程的认识,强调该课的研究方法和要求,以及该课程在今后课程中的作用。
信号的表示方法。
教学方法及师生互动设计:以通信系统为例,导入信号与系统的教学任务,简单介绍通信系统的知识,让学生逐渐进入专业研究,领会该课程在今后专业研究中所发挥的作用。
板书与PPT演示相结合介绍常见信号,并通过若干例子进一步阐述所讲内容,深化理解信号的表示方法。
课堂练、作业:课后小结:按计划完成内容,通过通信系统实例讲解信号与系统课程作用,使学生对专业有进一步了解。
讲解常见信号,使学生能运用表达式、图形等来描述信号。
第2次课2学时授课时间课题(章节)2信号运算教学目的与要求:熟练掌握信号描述的各种方法,及信号的基本变换,能熟练进行信号的运算。
教学重点、难点:信号的变换及计算。
教学方法及师生互动设计:板书与PPT演示相结合渐渐引见信号的加、减、乘、除,和时移、反转等变更。
通过部分题例子来讲解信号是如何变更及计算的,最后布置题,让学生进一步加强对知识的理解,并通过题对其加深理解。
课堂练、作业:补充题课后小结:本节是重点内容,讲解稍慢。
通过多举题,提高学生解题能力。
与学生互动发现学生接收过程偏慢,其缘故原由是学生的基本计算能力还需求提高,应讲解更详尽更慢。
第3次课2学时授课时间课题(章节)3系统概述教学目的与要求:了解系统分类的思路,熟练掌握连续﹑动态﹑时不变线性系统的描述方法和数学模型,对算子法表示系统应能正确运用。
教学重点、难点:掌握线性时不变系统的辨别,强调线性、时不变性、因果性的独立。
教学方法及师生互动设计:先列举部分系统,导入LTI系统,然后列举题,让学生判别LTI系统。
板书与PPT演示相结合介绍其系统的描述方法和数学模型。
课堂练、作业:课后小结:此部分内容稍易,大多数同学在研究过程中思路清晰,理解较为容易。