信号与系统教案第1章分析
信号与系统教案
信号与系统教案一、引言信号与系统是电子工程及通信工程等专业的重要课程之一。
本教案旨在帮助学生全面了解信号与系统的基本概念和理论，并培养其分析和设计信号与系统的能力。
本教案适用于大学本科阶段的信号与系统课程。
二、教学目标1. 理解信号与系统的基本概念和特性；2. 掌握信号与系统的数学表示和分析方法；3. 学习信号与系统的线性时不变性质和傅里叶变换等重要理论；4. 培养学生分析和设计信号与系统的能力。
三、教学内容本教学按照以下章节安排：1. 信号的基本概念1.1 信号的定义与分类1.2 连续信号和离散信号1.3 周期信号和非周期信号2. 系统的基本概念2.1 系统的定义与分类2.2 线性系统和非线性系统2.3 时变系统和时不变系统3. 时域分析3.1 连续信号的时域描述3.2 离散信号的时域描述3.3 系统的时域描述4. 频域分析4.1 连续信号的频域描述4.2 离散信号的频域描述4.3 线性时不变系统的频域描述5. 傅里叶变换5.1 连续时间傅里叶变换5.2 离散时间傅里叶变换5.3 傅里叶变换的性质和应用6. 课程总结与回顾四、教学方法1. 理论讲授：通过课堂讲解和演示，系统介绍信号与系统的基本概念和理论。
2. 实例分析：结合实际案例，解析信号与系统在实际应用中的作用和意义。
3. 实验实践：利用仿真软件或实验设备，进行信号与系统方面的实际操作和实验验证，加深学生对理论知识的理解和掌握程度。
五、教学评价1. 平时成绩：包括课堂出勤、课堂参与、作业完成情况等。
2. 课程设计与报告：学生根据指导要求，完成一份信号与系统相关课题的设计和报告。
3. 期末考试：考察学生对信号与系统的整体掌握情况，包括理论知识和实践应用。
六、教材及参考资料1. 主教材：《信号与系统导论》2. 参考资料：2.1 《信号与系统分析》2.2 《信号与系统原理》2.3 信号与系统相关期刊论文七、教学进度安排本教案按照每周4学时的教学进度计划，共计15周。
《信号与系统教案》课件
《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》教学大纲
《信号与系统》教学大纲Signals and Systems一、课程教学目标1、任务和地位：《信号与系统》是通信及相关专业的专业基础课，是通信专业的必修课程。
通过本课程的学习，使学生掌握用系统的观点和方法分析求解电子系统的特性，为后续课程（通信理论、网络理论、控制理论、信号处理和信号检测理论等课程）的学习和今后从事专业技术工作打下坚实的基础。
2、知识要求：本课程是信息类各专业本科生继“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，以及信号与系统分析方法在某些重要工程领域的应用。
该课程是学习《现代通信原理》、《数字信号处理》等后续课程所必备的基础。
3、能力要求：通过本课程的学习，使学生掌握信号分析与线性系统分析的基本理论及分析方法，能对工程中应用的简单系统建立数学模型，并对数学模型求解。
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。
二、教学内容的基本要求和学时分配2、具体要求：第一章信号与系统[目的要求]1.掌握信号、系统的概念，以及它们之间的关系。
2.了解信号的函数表示与图形表示。
3.掌握信号的能量和信号的功率的概念。
4.熟练掌握信号的自变量变换和信号的运算。
5.掌握阶跃信号、冲激信号，及其性质、相互关系。
6.了解系统的性质。
[教学内容]1. 信号、信号的自变量变换。
2. 能量和功率信号的判别方法3. 阶跃信号和冲激信号。
4. 一些典型序列。
5. 连续时间系统和离散时间系统。
6. 系统的性质[重点难点]1. 信号和系统的概念。
2. 能量和功率信号的判别方法3. 信号的自变量变换4. 阶跃信号和冲激信号。
5. 系统的性质。
[教学方法] 课堂讲解[作业] 7道[课时] 6第二章线性时不变系统[目的要求]1. 单位冲激响应的概念。
《信号与系统教案》课件
《信号与系统教案》PPT课件第一章：信号与系统概述1.1 信号的概念与分类定义：信号是自变量为时间（或空间）的函数，用于描述物理量或信息。
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：系统是由输入信号、系统本身和输出信号三部分组成的。
分类：线性系统、非线性系统、时不变系统、时变系统等。
第二章：信号的运算与处理2.1 信号的运算加法、减法、乘法、除法等基本运算。
叠加原理与分配律。
2.2 信号的处理滤波器、放大器、采样与量化等。
第三章：线性时不变系统的性质3.1 齐次性定义：若系统对于任意输入信号f(t)，其输出信号y(t)都满足y(t)=af(t)，则称系统为齐次系统。
3.2 叠加性定义：若系统对于两个输入信号f1(t)和f2(t)的输出信号y1(t)和y2(t)满足y1(t)+y2(t)=a(f1(t)+f2(t))，则称系统为叠加系统。
3.3 时不变性定义：若系统对于任意输入信号f(t)，其输出信号y(t-t0)与输入信号f(t-t0)的输出信号y(t)相同，则称系统为时不变系统。
第四章：傅里叶级数与傅里叶变换4.1 傅里叶级数定义：将周期信号分解为正弦、余弦信号的和。
傅里叶级数的展开与系数计算。
4.2 傅里叶变换定义：将信号从时域转换到频域。
傅里叶变换的性质与计算方法。
第五章：拉普拉斯变换与Z变换5.1 拉普拉斯变换定义：将信号从时域转换到复频域。
拉普拉斯变换的性质与计算方法。
5.2 Z变换定义：将信号从时域转换到离散域。
Z变换的性质与计算方法。
第六章：信号与系统的时域分析6.1 系统的时域响应定义：系统对输入信号的响应称为系统的时域响应。
系统的时域响应的计算方法。
6.2 系统的稳定性定义：系统在长时间内能否收敛到一个稳定状态。
判断系统稳定性的方法。
第七章：信号与系统的频域分析7.1 傅里叶变换的应用频谱分析：分析信号的频率成分。
滤波器设计：设计线性时不变系统的滤波器。
信号与系统课程教案
《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。
信息与通信信号与系统教案第1章
十字路口的红绿灯—光信号，指挥交通； 电视机天线接受的电视信息—电信号； 广告牌上的文字、图象信号等等。
1.1 信号与系统基本概念
2021/12/10
二、系统的概念
信号的产生、传输和处理需要一定的物理装置，这样的 物理装置常称为系统。
一般而言，系统(system)是指若干相互关联的事物组合
1.2 信号的描述和分类
2021/12/10
例1-2-2. 判断正弦序列f(k) = sin(βk)是否为周期信号，若是，确 定其周期。
解： f (k) = sin(βk) = sin(βk + 2mπ) ， m = 0,±1,±2,…
sinβk m 2βπ sin[β(k mN)]
式中β称为正弦序列的数字角频率，单位：rad。 由上式可见： 仅当2π/ β为整数时，正弦序列才具有周期N = 2π/ β。 当2π/ β为有理数时，正弦序列仍为具有周期性，但其周期为 N= M(2π/ β)，M取使N为整数的最小整数。 当2π/ β为无理数时，正弦序列为非周期序列。
应启珩著，清华大学出版社
❖ 《信号与系统习题及精解》，王保祥、 胡航编，哈尔 滨工业大学出版社
后续课程
2021/12/10
❖ 通信原理 ❖ 数字信号处理 ❖ 自动控制原理 ❖ 数字图象处理
对学好本课程的要求和方法
2021/12/10
❖ 切实掌握和熟练运用基本概念；着重掌握信号与系统分析的物理含义，将数学概念、物 理概念、及其工程概念结合。
❖ 第六章离散系统的Z域分析
从拉氏变换到正逆Z变换、收敛域、 Z变换的基本性质、用Z变换解 差分方程、系统函数、系统的Z域框图、S域与Z域的关系、系统的频 率响应
《信号与系统教案》课件
《信号与系统教案》课件第一章：信号与系统导论1.1 信号的概念与分类讲解信号的定义和特性介绍常见信号的分类，如连续信号、离散信号、模拟信号和数字信号等1.2 系统的概念与分类讲解系统的定义和特性介绍常见系统的分类，如线性系统、非线性系统、时不变系统等1.3 信号与系统的研究方法讲解信号与系统的研究方法，如数学分析、仿真实验等第二章：连续信号与系统2.1 连续信号的基本性质讲解连续信号的定义和特性，如连续性、周期性、对称性等2.2 连续信号的运算介绍连续信号的基本运算，如加法、乘法、积分等2.3 连续系统的基本性质讲解连续系统的基本性质，如线性、时不变性等第三章：离散信号与系统3.1 离散信号的基本性质讲解离散信号的定义和特性，如离散性、周期性、对称性等3.2 离散信号的运算介绍离散信号的基本运算，如加法、乘法、求和等3.3 离散系统的基本性质讲解离散系统的基本性质，如线性、时不变性等第四章：模拟信号处理4.1 模拟信号处理的基本方法讲解模拟信号处理的基本方法，如滤波、采样、量化等4.2 模拟滤波器的设计与分析介绍模拟滤波器的设计方法，如巴特沃斯滤波器、切比雪夫滤波器等讲解滤波器的频率响应、阶数等特性分析4.3 模拟信号处理的应用讲解模拟信号处理在实际应用中的案例，如音频处理、通信系统等第五章：数字信号处理5.1 数字信号处理的基本方法讲解数字信号处理的基本方法，如离散余弦变换、快速傅里叶变换等5.2 数字滤波器的设计与分析介绍数字滤波器的设计方法，如IIR滤波器、FIR滤波器等讲解滤波器的频率响应、阶数等特性分析5.3 数字信号处理的应用讲解数字信号处理在实际应用中的案例，如图像处理、语音识别等第六章：信号与系统的时域分析6.1 线性时不变系统的时域特性讲解线性时不变系统的时域特性，如叠加原理和时移特性6.2 常用时域分析方法介绍常用时域分析方法，如单位脉冲响应、零输入响应和零状态响应6.3 时域分析在实际应用中的案例讲解时域分析在实际应用中的案例，如信号的滤波、去噪等第七章：信号与系统的频域分析7.1 傅里叶级数与傅里叶变换讲解傅里叶级数的概念和性质介绍傅里叶变换的定义和性质，包括连续傅里叶变换和离散傅里叶变换7.2 频域分析方法介绍频域分析方法，如频谱分析、滤波器设计等7.3 频域分析在实际应用中的案例讲解频域分析在实际应用中的案例，如通信系统、音频处理等第八章：信号与系统的复频域分析8.1 拉普拉斯变换和Z变换讲解拉普拉斯变换的概念和性质介绍Z变换的定义和性质8.2 复频域分析方法介绍复频域分析方法，如系统函数分析、滤波器设计等8.3 复频域分析在实际应用中的案例讲解复频域分析在实际应用中的案例，如数字通信系统、信号的调制与解调等第九章：信号与系统的状态空间分析9.1 状态空间模型的概念和性质讲解状态空间模型的定义和性质，如状态向量、状态方程和输出方程等9.2 状态空间分析方法介绍状态空间分析方法，如状态预测、状态估计等9.3 状态空间分析在实际应用中的案例讲解状态空间分析在实际应用中的案例，如控制系统的设计和分析等第十章：信号与系统的应用案例分析10.1 通信系统中的应用讲解信号与系统在通信系统中的应用，如信号的调制与解调、信道编码与解码等10.2 音频处理中的应用讲解信号与系统在音频处理中的应用，如音频信号的滤波、均衡等10.3 图像处理中的应用讲解信号与系统在图像处理中的应用，如图像的滤波、边缘检测等重点解析信号与系统的基本概念及其分类信号与系统的研究方法连续信号与系统的性质和运算离散信号与系统的性质和运算模拟信号处理的基本方法和应用数字信号处理的基本方法和应用信号与系统的时域分析方法及其应用信号与系统的频域分析方法及其应用信号与系统的复频域分析方法及其应用信号与系统的状态空间分析方法及其应用信号与系统在不同领域中的应用案例分析难点解析信号与系统理论的数学基础和抽象概念的理解不同信号与系统分析方法的相互转换和应用信号与系统在实际工程应用中的复杂性和挑战高频信号处理和数字信号处理的算法优化和实现状态空间分析方法的数学推导和系统设计的实践应用。
信号与系统教案-网络工程-徐沁
安徽大学本科教学课程教案课程代码：ZX36096
课程名称：信号与系统
授课专业：网络工程
授课教师：徐沁
职称/学位：讲师/博士
开课时间：二○一六至二○一七学年第二学期
第1次课程教学方案
第10次教学活动设计
第11次课程教学方案
第11次教学活动设计
第12次课程教学方案
第12次教学活动设计
第13次课程教学方案
第13次教学活动设计
第14次课程教学方案
第14次教学活动设计
文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持. 第15次课程教学方案
第15次教学活动设计
文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持. 第16次课程教学方案
第16次教学活动设计
文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持. 第17次课程教学方案
第17次教学活动设计
文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持. 课程教案审核情况。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第1-6页
信号与系统教案第1章分析
■
©西安电子科技大学电路与系统教研中心
信号与系统 电子教案
1.2 信号的描述和分类
2. 连续信号和离散信号 根据信号定义域的特点可分
为连续时间信号和离散时间信号。
（1）连续时间信号： 在连续的时间范围内(-∞<t<∞）有定义的信号
变化的信号。
连续周期信号f(t)满足 f(t) = f(t + mT)，m = 0,±1,±2,…
离散周期信号f(k)满足 f(k) = f(k + mN)，m = 0,±1,±2,…
满足上述关系的最小T(或整数N)称为该信号的周期。
不具有周期性的信号称为非周期信号。
第1-10页
信号与系统教案第1章分析
第1-3页
信号与系统教案第1章分析
■
©西安电子科技大学电路与系统教研中心
信号与系统 电子教案
1.1 绪论
二、系统的概念
信号的产生、传输和处理需要一定的物理装置，
这样的物理装置常称为系统。
一般而言，系统(system)是指若干相互关联的
事物组合而成具有特定功能的整体。
如手机、电视机、通信网、计算机网等都可以
信号与系统 电子教案
1.2 信号的描述和分类
离散时间信号：
仅在一些离散的瞬间才有定义的信号称为离散时间 信号，简称离散信号。实际中也常称为数字信号。
这里的“离散”指信号的定义域—时间是离散的，它 只在某些规定的离散瞬间给出函数值，其余时间无定义。
如右图的f(t)仅在一些离散时刻
tk(k = 0,±1,±2,…)才有定义，
一、信号的概念
1. 消息(message):
人们常常把来自外界的各种报道统称为消息。
2. 信息(information): 它是信息论中的一个术语。
通常把消息中有意义的内容称为信息。 本课程中对“信息”和“消息”两词不加严格 区分。
第1-2页
信号与系统教案第1章分析
■
©西安电子科技大学电路与系统教研中心
称为连续时间信号，简称连续信号。实际中也常称 为模拟信号。
这里的“连续”指函数的定义域—时间是连续 的，但可含间断点，至于值域可连续也可不连续。
值域连 续
第1-7页
f1(t) =sin(πt)
1
f2(t) 1
值域不 连续
o1 -1
2t
o1 2 t
-1
信号与系统教案第1章分析
■
©西安电子科技大学电路与系统教研中心
“信号”与“函数”两词常相互通用。
第1-5页
信号与系统教案第1章分析
■
©西安电子科技大学电路与系统教研中心
信号与系统 电子教案
1.2 信号的描述和分类
二、信号的分类
1. 确定信号和随机信号
可以用确定时间函数表示的信号，称为确定信 号或规则信号。如正弦信号。
若信号不能用确切的函数描述，它在任意时刻 的取值都具有不确定性，只可能知道它的统计特性， 如在某时刻取某一数值的概率，这类信号称为随机 信号或不确定信号。电子系统中的起伏热噪声、雷 电干扰信号就是两种典型的随机信号。
1.4 阶跃函数和冲激函数
一、连续系统 二、离散系统
1.7 LTI系统分析方法概
一、阶跃函数
述
二、冲激函数
点击目录
第1-1页
，进入相关章节
信号与系统教案第1章分析
■
©西安电子科技大学电路与系统教研中心
信号与系统 电子教案
第一章 信号与系统
1.1 绪论
什么是信号？什么是系统？为什么把这两个概念 连在离散点的间隔Tk=tk+1-tk可
2 1
2 1
以相等也可不等。通常取等间隔T， 离散信号可表示为f(kT)，简写为 t-1
o
t1 t2 t3 t4
t
f(k)，这种等间隔的离散信号也常
-1.5
称为序列。其中k称为序号。
第1-8页
信号与系统教案第1章分析
■
©西安电子科技大学电路与系统教研中心
看成系统。它们所传送的语音、音乐、图象、文字
等都可以看成信号。信号的概念与系统的概念常常
紧密地联系在一起。
系统的基本作用是对输 输入信号 入信号进行加工和处理，将 其转换为所需要的输出信号。 激励
输出信号
系统
响应
第1-4页
信号与系统教案第1章分析
■
©西安电子科技大学电路与系统教研中心
信号与系统 电子教案
信号与系统 电子教案
第一章 信号与系统
1.1 绪 言
一、信号的概念 二、系统的概念
1.2 信号的描述与分类
三、冲激函数的性质
四、序列δ(k)和ε(k)
1.5 系统的性质及分类
一、信号的描述 二、信号的分类
1.3 信号的基本运算
一、系统的定义 二、系统的分类及性质
1.6 系统的描述
一、加法和乘法 二、时间变换
信号与系统 电子教案
1.2 信号的描述和分类
上述离散信号可简画为
f(k)
2
2
1
1
-1 o 1 2 3 4 k
-1 .5
或写为
用表达式可写为 1 ,
2,
1 .5,
f
(k )
2,
0,
1，
0，
k 1 k0 k 1 k2 k3 k4 其他 k
f(k)= {…，0，1，2，-1.5，2，0，1，0，…} ↑
信号与系统 电子教案
1.1 绪论
3. 信号(signal):
信号是信息的载体。通过信号传递信息。
为了有效地传播和利用信息， 常常需要将信息转换成便于传输 和处理的信号。
信号我们并不陌生，如刚才铃 声—声信号，表示该上课了；
十字路口的红绿灯—光信号， 指挥交通；
电视机天线接受的电视信息— 电信号；
广告牌上的文字、图象信号等 等。
第一章 信号与系统
1.2 信号的描述和分类
一、信号的描述
信号是信息的一种物理体现。它一般是随时间 或位置变化的物理量。
信号按物理属性分：电信号和非电信号。它们 可以相互转换。电信号容易产生，便于控制，易于 处理。本课程讨论电信号---简称“信号”。
电信号的基本形式：随时间变化的电压或电流。
描述信号的常用方法（1）表示为时间的函数 （2）信号的图形表示--波形
k=0
通常将对应某序号m的序列值称为第m个样点的“样值”。
第1-9页
信号与系统教案第1章分析
■
©西安电子科技大学电路与系统教研中心
信号与系统 电子教案
1.2 信号的描述和分类
3. 周期信号和非周期信号
周期信号(period signal)是定义在(-∞，∞)区
间，每隔一定时间T (或整数N），按相同规律重复
■
©西安电子科技大学电路与系统教研中心
信号与系统 电子教案
1.2 信号的描述和分类
例1 判断下列信号是否为周期信号，若是，确定其周期。 （1）f1(t) = sin2t + cos3t （2）f2(t) = cos2t + sinπt