信号与系统rao三明学院信号与系统教案.ppt

信号与系统 一. 课程的地位、作用和任务: 本课程是电子信息与电气类专业本科生的一门关键性的技术基础课程，技术基础课是一类理论性与技术性都比较强的课程，它既不同于基础理论课、又有别于专业课，它是反映事物本质的物理概念、数学概念与工程概念三结合的产物。本课程主要讨论确定性信号经线性时不变系统传输与处理的基本要求和分析方法，核心内容是三个变换（傅里叶变换、拉普拉斯变换与Z变换)和状态空间分析。通过本课程的学习，使学生牢固掌握信号与系统的时域、变换域分析的基本原理和基本方法，理解傅里叶变换、拉普拉斯变换、Z变换的数学概念、物理概念与工程概念，掌握利用信号与系统的基本理论与方法分析和解决实际问题的基本方法，为进一步学习后续课程打下坚实的基础。 通过本课程的学习，可以为学生今后进一步学习信号处理、网络理论、通信理论、控制理论等课程打下良好的基础。 本门课程有着很强的数学背景，介绍的内容涉及到线性微分方程、复变函数、积分变换、离散数学等多门数学课程的知识，本课程的主要任务: 结合线性系统分析的主线，对这些数学方法进行详细的介绍。可以认为，这是一门结合实际工程应用进行的数学课程。课程中各个理论的系统性较强，数学推导比较严密，但是在内容中不苛求数学上的系统和严密。通过实际系统分析，可以使学生更好地掌握相关的数学知识。 三.课程教学内容安排 a.本课程可以概括为两类系统（连续时间系统和离散时间系统），三大变换（傅里叶变换，拉普拉斯变换和Z变换）和两类分析方法（时域分析方法和变换域分析方法）。教学内容的组织可以有两种方式。一种是按照先连续后离散、先时域后变换域的顺序进行；另一种则按照先时域后变换域的顺序，将连续时间系统和离散时间系统合在一起介绍。两种方式都可以满足教学要求。 b.该课程与专业背景的联系很强，各个不同学科、不同专业在教学中，可以根据各自的特点，在工程背景上有所侧重，同时在内容上也可以有所选择。 主要教材： 课时分配： 总学时：60学时 其中：理论授课：50学时 实验学时：10学时 课程学习要求 保持良好的课堂秩序 严格遵守上课纪律 （随机抽查三次旷课或6次迟到、早退取消考试资格） 认真完成课后作业 （作业缺1/3取消考试资格） 积极完成实验教学内容 （实验缺1/3取消考试资格） 第一章 导论 1-1 历史的回顾 电磁理论 电磁理论 电报和电话 无线电技术 电子管 晶体管 电子计算机 广播与电视 通信技术 半导体技术 微电子技术 系统论、信息论、控制论 1-2 信号的概念 1. 信号、消息、信息及其关系 交通信号灯： 心电图：人体心血管状态随时间的变化。 1-2 信号的概念及分类 信号是消息的表现形式与传送载体; 消息是通过某种方式传递的声音、文字、图象等; 信息是包含在消息中的新内容，即人们原来不知道或 不确定的事物。 信号、消息、信息的关系：借助某种信号形式，传递 各种消息，使收信者获取不同的信息。 2. 信号的定义 信号是信息的表现形式，是传递信息的载体。 1-2 信号的概念及分类 3. 信号的表示 在数学上信号可以表示为一个或多个变 量的 函数。电 压信号可表示为电压u随时间的变 化 u(t)，静止图象 信号可表示为亮度F与 三维空间坐标X，Y的函数 F(X，Y)。 4. 信号的波形 1-2 信号的概念及分类 5.信号的分类 1）确定性信号与随机信号 确定性信号：信号的变化服从某种确定规律，能用确定的函数表达，即对任一确定时刻，信号有确定的函数值。 随机信号：信号的取值在不同时刻随机变化，不可预先确切知道它的变化规律。 1-2 信号的概念及分类 5.信号的分类 2）周期信号与非周期信号 周期信号：按某一固定周重复出现的信号，它可表 示为f(t)=f(t+nT)，T为周 期。 非周期信号：有两种表现形式：一为脉冲信号； 另一种是拟周期信号。（工程上很少使用） 1-2 信号的概念及分类 5.信号的分类 3）连续时间信号与离散时间信号 连续时间信号：信号在所有连续时间值上均有定义。 离散时间信号：信号的取值仅在一些离散时间点上才有定义。 几种常用的信号函数 一、单位阶跃函数 1.定义： 2.特点： 延迟的单位阶跃函数 利用阶跃函数表示信号 几种常用的信号函数 2.特点：