信号与系统电子教案 (4)
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《信号与系统》大纲一、课程基本信息课程名称:《信号与系统》使用教材:《Signals & Systems》(2nd Edtion), Alan V. Oppenheim,电子工业出版社,2008年4月教学拓展资源:参考书目有《信号与系统》(第二版)上、下册,郑君里等,高等教育出版社;《信号与线性系统分析》,吴大正,高等教育出版社;《信号与系统》,ALANV.OPPENHEIM(刘树棠译),西安交通大学出版社;《信号与线性系统》,管致中等,高等教育出版社。
《信号与系统》校级主干课资源库。
二、课程教学目的《信号与系统》是本科电子信息类专业一门重要的专业基础课程,是联系公共基础课与专业课的一个重要桥梁。
授课对象面向电子信息类的电子科学与技术、通信工程、电子信息工程三个本科专业。
该课程研究确定性信号经线性时不变系统传输与处理的基本概念与基本分析方法,具有很强的理论性和逻辑性,教学内容较抽象,数学运用得很多。
同时,这门课程以通信和控制工程为主要应用背景,具有明显的物理意义和工程背景,具有数学分析物理化,物理现象数学化的特征。
该课程与许多专业课,如通信原理、数字信号处理、高频电路、图象处理等课程有很强的联系,其理论已广泛应用到电子、通信、信号处理和自动控制等各个学科领域,并且直接与数字信号处理的基本理论和方法相衔接。
通过本门课程的学习,使学生掌握信号与系统的基础理论,掌握确定性信号经线性时不变系统传输与处理的基本概念和分析方法,包括信号分析的基本理论和方法、线性时不变系统的各种描述方法、线性时不变系统的时域和频域分析方法、有关系统的稳定性、频响、因果性等工程应用中的一些重要结论等。
通过信号与系统的基本理论和分析方法,学生应能掌握如何建立信号与系统的数学模型,如何经适当的分析方法求解,并将分析结果与物理概念相结合,对所得的结果给出物理解释和赋予物理意义。
该课程的学习将为后续课程的学习奠定基础,同时为今后能够独立地分析与解决信息领域内的实际问题打下坚实的理论基础。
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。
V i (t)V 0(t)滤波电路实验 4 低通与高通滤波器一、实验目的1. 熟悉低通与高通滤波器的构成及其特性;2. 学会测量滤波器幅频特性的方法。
二、实验原理说明滤波器是一种能使有用频率信号通过而同时抑制(或大为衰减)无用频率信号的电子装置。
工程上常用它作信号处理、数据传送和抑制干扰等。
这里主要是讨论模拟滤波器。
以往这种滤波电路主要采用无源元件 R 、L 和 C 组成,60 年代以来,集成运放获得了迅速发展, 由它和 R 、C 组成的有源滤波电路, 具有不用电感、体积小、重量轻等优点。
此外,由于集成运放的开环电压增益和输入阻抗均很高,输出阻抗又低,构成有源滤波电路后还具有一定的电压放大和缓冲作用。
但是,集成运放的带宽有限,所以目前有源滤波电路工作频率难以做得很高,这是它的不足之处。
基本概念及初步定义 1. 初步定义滤波电路的一般结构如图4—1 所示。
图中的 v 1 (t ) 表示输入信号, v 0 (t ) 为输出信 号。
假设滤波器是一个线形时不变网络, 则在复频域内有: A (s )=Vo(s)/Vi(s)图 4-1 滤波电路的一般结构图式中 A (s )是滤波电路的电压传递函数,一般为复数。
对于实际频率来说(s=jω) 则有:A ( j ω)=│A ( j ω)│ejφ(ω)3-1这里│A ( j ω)│为传递函数的模, φ(ω)为其相位角。
此外,在滤波电路中关心的另一个量是时延τ(ω),它定义为:τ(ω)=- d ϕ(ω)(s ) d ω3-2通常用幅频响应来表征一个滤波电路的特性,欲使信号通过滤波器的失真很小, 则相位和时延响应亦需考虑。
当相位响应φ(ω)作线性变化,即时延响应τ(ω)为常数时,输出信号才可能避免失真。
2.滤波电路的分类对于幅频响应,通常把能够通过的信号频率范围定义为通带,而把受阻或衰减的信号频率范围称为阻带,通带和阻带的界限频率称为截止频率。
理想滤波电路在通带内应具有零衰减的幅频响应和线性的相位响应,而在阻带内应具有无限大的幅度衰减(│A(jω)│=0)。