信号与系统教案

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1、东北电力大学教案封皮开课单位课程名称授课教师授课对象选用教材信号与系统西安交通大学出版社总学时72课次1第1章信号与系统1.0引言1.1连续时间和离散时间信号1.2自变量的变换教学目的及要求1.了解信号与系统课程的基本内容；2.了解信号与系统这么课程的学习意义以及应用前景；3.掌握连续时间信号与离散时间信号的范围、表示方式、区别；4.掌握信号能量及功率的计算方法。教学重点、难点及处理安排重点：《信号与系统》的学习意义、离散时间信号与连续时间信号的概念及表示、信号能量及功率的计算；难点：离散时间信号与连续时间信号的表示以及信号能量及功率的计算。教学方式、方法讲授法教学内容及

2、时间分配1.0引言45min1.1连续时间和离散时间信号25min1.2自变量的变换20min例题、练习题详见下文作业、思考题习题1.3-（a）（c）（e）习题1.4-（a）习题1.5-（a）教案内容备注1.0引言一、什么是信号？消息、信息、信号消息（message）：运动或状态变化的直接反映、带传输与处理的原始对象；入们常常把来自外界的各种报道统称为消息。信息（information）：通常把消息中有意义的内容称为信息。信号（signal）：是消息的表现形式，消息是信号的具体内容。虽然信号可以用许多方式来表示，但是在所有的情况下，信号所包含的信息总是寄予在某种变化形式的

3、波形中。换句话说，信号可表示成某种物理量随时间变化的函数。二、什么是系统？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。信号与系统举例：（1）教材中的例子；（2）当汽车驾驶员踏油门时，汽车的反应就是加速，这时系统就是这边汽车，油门踏板上的压力就是系统的输入，汽车的速度就是响应。（3）照相机也是一个系统，它接受来自不同光源和物体反射回来的光信号而产生一幅照片。三、信号与系统课程的主要内容是什么？本书以并行的方式，讨论连续时间信号与系统以及离散时间信号与系统。主要包括这两种信号的傅里叶级数表示、傅里叶变换、以及相应的性质。本书中还讨论了

4、信号与系统的时域和频域特性、采样、通信系统、拉普拉斯变换、z变换、线性反馈系统等。四、学习信号与系统这门课程有什么用？（1）信号与系统分析的一个问题是关注，在某些情况下，对某个特定的系统如何详细地知道系统对各种不同输入的响应。例如，对某一电路的分析，主要就是为了确定该电路对不同电压和电流源的响应。（2）信号与系统分析的另一个问题是系统设计上。一个最普遍的场合是设计一个系统以便增强或恢复以某种方式被污损了的信号。例如，手机通讯、图像处理等等。（3）提取信号中某种特定的信息。例如，预测。（4）改变或控制某一已知系统的性能。例如，无入驾驶汽车、飞机。1.1连续时间和离散时间信号

5、1.1.1举例与数学表示连续时间信号：自变量是连续可变的，信号在自变量的连续值上都有定义。离散时间信号：自变量仅定义在离散时刻点上。表示方式：连续时间信号，离散时间信号连续时间信号和离散时间信号之间的关系：一个离散时间信号可以表示一个自变量变化本来就是离散的现象。另一方面，有些很重要的离散时间信号则是通过对连续时间信号的采样而得到的，这时该离散时间信号则代表了一个自变量是连续变化的连续时间信号在相继的离散时刻点上的样本值。举例：1.1.2信号能量与功率从到目前为止所给出的例子可以看到，信号可以表示范围很广的一些现象。在很多(但不是全部)应用中，所考虑的信号是直接与在某一物

6、理系统中具有功率和能量的一些物理量有关的。利用这些简单的实际例子作为楔子，就可以对任何连续时间信号或离散时间信号采用类似的功率和能量的术语。在内的总能量对于一个连续时间信号来说定义为。类似地，在内的总能量对于一个连续时间信号来说定义为。再者，在很多系统中关心的是信号在一个无穷区间内的功率和能量，在这些情况下，总能量定义成：连续时间情况下：离散时间情况下：关于在无限区间内的平均功率，可以类似的方式分别定义为利用这些定义就可以区分三种重要的信号。其中之一是信号具有有限的总能量，这种信号的平均功率必须为零。第二类信号是其平均功率有限的信号，这种信号的总能量为。第三类信号就是和都

7、不是有限的。1.2自变量的变换1.2.1自变量变换举例（1）时移：离散时间情况下的两个信号和连续时间情况下的两个信号和（2）时间反转：（3）尺度变换：1.2.2周期信号一个周期连续时间信号具有这样的性质，即存在一个正值的，对全部来说，有这时就说是一个周期信号，周期为。使得上式成立的最小正值称为的基波周期。一个信号不是周期的就称为非周期信号。在离散时间下可类似地定义出周期信号，这就是：如果一个离散时间信号时移一个后其值不变，即对全部n值有则是周期的，周期为。同样，使得上式成立的最小正值称为的基波周期。1.2.3偶信号与奇信号偶信