信号与系统教案(1)
教案
2004—2005学年第二学期
1
课程名称：信号与线性系统
授课学时：72
授课班级：电子信息03
任课教师：祁广云
黑龙江八一农垦大学
2
3
第 2 次课4
5
6
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第 6 次课16
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18
19
20
第 8 次课
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38
39
1、一线性非时变系统具有非零的初始状态，已知当激励为
)(t e 时系统全响应为0cos 2)(1>+=-t t e t r t ，π；若
初始状态不变，激励为)(2t e 时系统的全响应为
0cos 3)(2>=t t t r ，π。
求在同样初始状态条件下，
如激励为 )(3t e 时系统的全响应)
(3t r 。
2、写出图P2-2中输入)(t e 和输出)(1t i 之间关系的线性微分方程并求转移算子)(p H 。
3、巳知电路如图P2-6所示，电路未加激励的初始条件为： (1)
11(0)2(0)1/i A i A s '==，；
(2)。
，A i A i 2)0(1)0(21==
求上述两种情况下电流)(1t i 及)(2t i 的零输入响应。
4、图P2-12所示电路，求激励)(t e 分别为)()(t t εδ及时的响应电流)(t i 及响应电压)(t u L 并绘其波形。
5、图P2-25所示电路中,元件参数为
1211R R C F
==Ω=，激励源分别为A t t i V t t e )()()()(εδ==，，求电容C 上的电压
)
(t u C 。
讲解
讲解
40
41
6、试用下列特性求图P3-16所示信号的傅里叶变换。
(1)用延时与线性特性；
(2)用时域微分、积分特性。
7、设系统转移函数为
()1j j 1+j H ω
ωω-=
试求其单位冲激响应，单位阶跃响应及()()
2e t e t t ε-=时的零状态响应。
8、求
()sin 22t
e t t ππ=
的信号通过图P4-8(a)的系统后的输出。
系统中理想带通滤波器的传输特性如图P4-8(b)所示，其相位特性
()0
φω=。
先由学生做 再选择讲解
100分钟
42
43
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46
49。
信号与系统教案绪论
信号与系统教案绪论一、教学目标1. 使学生了解信号与系统的基本概念、性质和分类。
2. 让学生熟悉信号与系统的研究方法和发展历程。
3. 培养学生对信号与系统的兴趣和好奇心。
二、教学内容1. 信号与系统的定义及其相互关系。
2. 信号的分类：连续信号、离散信号、周期信号、非周期信号等。
3. 系统的分类：线性系统、非线性系统、时不变系统、时变系统等。
4. 信号与系统的研究方法：数学分析、模拟实验、数字计算等。
5. 信号与系统的发展历程及在我国的研究现状。
三、教学重点与难点1. 重点：信号与系统的定义、分类及相互关系。
2. 难点：信号与系统的研究方法及发展历程。
四、教学准备1. 教材或教案。
2. 投影仪或白板。
3. 教学PPT或幻灯片。
五、教学过程1. 导入：通过简单的实例（如手机信号、音频信号等）引出信号与系统的基本概念，激发学生的兴趣。
2. 讲解信号与系统的定义及其相互关系，引导学生理解信号与系统的研究对象。
3. 介绍信号的分类，让学生了解不同类型的信号特点及应用场景。
4. 讲解系统的分类，使学生熟悉不同类型的系统特性。
5. 介绍信号与系统的研究方法，让学生了解常用的研究手段。
6. 讲解信号与系统的发展历程及在我国的研究现状，提高学生的自豪感。
7. 课堂互动：提问学生关于信号与系统的基本概念，激发学生的思考。
8. 总结本节课的主要内容，强调信号与系统的重要性。
9. 布置课后作业，巩固所学知识。
10. 课后反思：根据学生的反馈，调整教学方法和内容，为下一节课做好准备。
六、教学评价1. 评价目标：检查学生对信号与系统基本概念的理解，以及对信号与系统分类和相互关系的掌握。
2. 评价方法：课堂问答、作业、小测验。
3. 评价内容：信号与系统的定义、信号分类、系统分类、研究方法和发展历程。
七、教学策略1. 采用案例教学法，通过实际应用场景，让学生更好地理解信号与系统的概念。
2. 使用对比教学法，分析不同类型的信号和系统特性，帮助学生加深理解。
信号与系统教案
信号与系统教案信号与系统教案一、教学目标：1. 了解信号与系统的基本概念和相关知识；2. 掌握信号与系统的数学描述方法；3. 理解信号与系统的主要特性和性质；4. 能够应用信号与系统理论解决实际问题。
二、教学内容：1. 信号的定义、分类和表示方法；2. 系统的定义、分类和表示方法；3. 连续时间信号与系统的分析；4. 离散时间信号与系统的分析；5. 傅里叶分析与频域分析方法；6. 信号与系统的线性性质；7. 信号与系统的时不变性质；8. 采样定理和时域采样方法；9. 信号与系统的卷积运算。
三、教学方法：1. 教师讲解：结合实例讲解信号与系统的基本概念，引导学生理解相关知识；2. 互动讨论：通过问题引导学生思考，促进学生参与讨论；3. 实验操作：设计相关实验，培养学生实际操作能力；4. 课堂练习：布置相关习题，巩固学生的基本概念和计算能力。
四、教学评估：1. 课堂表现：考察学生对信号与系统概念的理解和应用能力；2. 实验报告：考察学生对实验操作和结果分析的掌握情况；3. 作业考核：考察学生对习题的解题能力。
五、教学资源：1. 课本：信号与系统教材；2. 计算机实验室：用于信号与系统实验操作；3. 多媒体设备：用于辅助教学。
六、教学进度安排：第一节：信号与系统的基本概念1. 信号的定义和分类；2. 系统的定义和分类；3. 信号与系统的关系。
第二节：信号的表示方法1. 连续时间信号的数学描述；2. 离散时间信号的数学描述。
第三节：系统的表示方法1. 线性时不变系统的数学描述；2. 非线性系统的数学描述。
第四节：傅里叶分析与频域分析方法1. 傅里叶级数与傅里叶变换的定义；2. 频域分析的应用。
第五节：信号与系统的特性1. 线性性质的定义和判定；2. 时不变性质的定义和判定。
第六节：采样定理和时域采样方法1. 采样定理的原理和应用；2. 时域采样方法的实现。
第七节：信号与系统的卷积运算1. 连续时间信号的卷积运算；2. 离散时间信号的卷积运算。
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。
信号与系统电子教案
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。
信号与系统教案第1章信号系统的基本概念汇总
第1-8页
■
f2(t)
值域连 续
值域不 连续
o 1 2 t
1
2
t -1
©山东理工大学电子信息工程系
信号与系统 电子教案
1.1 信号的定义、描述与分类
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 f(t) tk(k = 0,±1,±2,…)才有定义， 其余时间无定义。 2 2 1 相邻离散点的间隔Tk=tk+1-tk可 1 以相等也可不等。通常取等间隔T， o t 1 t2 t 3 t4 t 1 t 离散信号可表示为f(kT)，简写为 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。
1、单位阶跃信号
1 , u (t ) 0 ,
t 0 t0
第1-21页
■
©山东理工大学电子信息工程系
信号与系统 电子教案
1.2 常见典型信号
1, u (t t 0 ) 0 ,
t t0 t t0
A, Au(t ) 0 ,
t 0 t0
第1-22页
■
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。
第1-14页
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信号与系统_第1章
起。
■
泰山学院物理与电子工程学院 第1-7页
信号与系统 电子教案
1.1 绪论
三、信号与系统的联系
输入信号 输出信号
系统
激励
响应
系统的基本作用：对输入信号进行加工和处理， 将其转换为所需要的输出信号。
信号分析 描述 特性 运算 交换
■
系统分析
模型 描述 响应
泰山学院物理与电子工程学院 第1-8页
信号与系统 电子教案
信号与系统 电子教案
§1.3 信号的基本运算
三种运算的次序可 任意，但注意始终 对时间 t 进行。 f (t - 4)
例1 已知f (t)，画出 f (– 4 – 2t)。
f(t) 1 -2 o 2 t
右移4，得f (t – 4)
o
1 2 4 6 t
压缩
f (-2t - 4) 1 -3 -1 o t
p lim
N def N 1 2 f (k ) 2 N 1 k N
■
泰山学院物理与电子工程学院 第1-20页
信号与系统 电子教案
小结
1、信号与系统的有关概念和关系； 2、信号的两种描述方法； 3、信号的分类： （1）信号周期性的判断及确定周期； （2）能量信号和功率信号的判断。
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
确定信号与随机信号
连续信号与离散信号
周期信号与非周期信号
实信号和复信号
能量信号与功率信号
（一维信号和多维信号）
按 本 书 研 究 问 题 分 类
■
泰山学院物理与电子工程学院 第1-10页
信号与系统 电子教案
1.2 信号的描述和分类
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
2、如果某系统对某些输入信号其输出滞后输入，可否断定该系统为因果系统？
f (t t0 ) (t)dt ?
3、
(t
t0
)u(t
t0 2
)dt
?
e
jt [
(t)
(t
t0
)]dt
?
4、有 一线 性时 不变 系统， 当激 励 e1(t) u(t) 时，响 应 r1 (t) eatu(t) 当激 励为
3、周期信号频谱的物理意义
4、周期信号频谱的特性
5、有效带宽
作业、讨论题、思考题： 1、周期信号频谱的物理意义是什么？ 2、信号的时域特性与频域特性有何对应关系？ 3、付里叶级数的条件是什么？如何理解该条件？
课后小结： 很多学生对物理意义总觉得不太好理解。
信号与系统 课程教案
课次
第八次
授课方式 （请打√）
课后小结：
本章主要是求解微分方程，其中方程的时域解法和卷积是重点。
信号与系统 课程教案
课次
第七次
授课方式 （请打√）
理论课√ 讨论课□ 实验课□ 习题课□ 其他□
课时 安排
授课题目（教学章、节或主题）：
3.1---3.3 傅立叶系统的分析
教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：
掌握： 三角函数形式的付里叶级数和指数形式的付里叶级数，欧拉公式
复习第二章所教内容，巩固第二章重点及难点
课时 安排
2 学时
教学重点及难点： 复习所学知识
教学基本内容
方法及手段
1、微分方程的建立与求解 2、初始条件的确定
板书教学， 举例题
3、零输入响应与零状态响应
4、冲激响应与阶跃响应
5、卷积积分及其性质
信号与系统电子教案
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SJ培训课件省公共课一等奖全国赛课获奖课件
= (C1+P0)e–2t +C2e–3t + te–2t 将初始条件代入，得
y(0) = (C1+P0) + C2=1 ，y’(0)= –2(C1+P0) –3C2+1=0 解得 C1 + P0 = 2 ,C2= –1 最终得微分方程全解为
因为在其分析过程包括函数变量均为时间t，故称 为时域分析法。这种方法比较直观，物理概念清楚， 是学习各种变换域分析法基础。
2.1 LTI连续系统响应
一、微分方程经典解
y(n)(t) + an-1y (n-1)(t) + …+ a1y(1)(t) + a0y (t) = bmf(m)(t) + bm-1f (m-1)(t) + …+ b1f(1)(t) + b0f (t)
而y(j)(0+)包含了输入信号作用，不便于描述系统历 史信息。
在t=0-时，激励还未接入，该时刻值y(j)(0-)反应了 系统历史情况而与激励无关。称这些值为初始状态 或起始值。
通常，对于详细系统，初始状态普通轻易求得。 这么为求解微分方程，就需要从已知初始状态y(j)(0-) 设法求得y(j)(0+)。以下举例说明。
由上可见，当微分方程等号右端含有冲激函数（及其各
阶导数）时，响应y(t)及其各阶导数中，有些在t=0处将 发生跃变。但假如右端不含时，则不会跃变。
第2-13页