信號(hào)與系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱(存儲(chǔ)版)
【正文】 出信號(hào)在時(shí)間域上的關(guān)系及特性。一個(gè)線性位移不變離散系統(tǒng)可用一個(gè)n階常系數(shù)差分方程描述，差分方程與微分方程的求解方法在很大程度上是相互對(duì)應(yīng)的。 信號(hào)分解為正交函數(shù)講解： 正交函數(shù)集，信號(hào)正交分解 周期信號(hào)的傅里葉級(jí)數(shù)講解：周期信號(hào)的分解，奇、偶函數(shù)的傅里葉系數(shù)，傅里葉級(jí)數(shù)的指數(shù)形式 周期信號(hào)的頻譜講解：周期信號(hào)的頻譜特點(diǎn)，周期矩形脈沖的頻譜，周期信號(hào)的功率 非周期信號(hào)的頻譜密度介紹：常用函數(shù)的傅里葉變換：?jiǎn)挝粵_激信號(hào)、單位直流信號(hào)、單位階躍信號(hào)、符號(hào)函數(shù)、虛指數(shù)函數(shù)、周期信號(hào)、高斯函數(shù)等的傅氏變換 傅里葉變換的性質(zhì)講解： 線性性、奇偶性、正反變換的對(duì)稱性、尺度變換、時(shí)移特性、頻移特性、卷積定理、時(shí)域微分和積分、頻域微分和積分、能量譜和功率譜等講解：利用傅里葉變換的對(duì)稱性、部分分式展開、利用變換性質(zhì)及常見信號(hào)的變換進(jìn)行傅里葉反變換的方法 線性非時(shí)變系統(tǒng)的頻域分析講解：頻率響應(yīng)，信號(hào)的無失真?zhèn)鬏?，理想低通濾波器的響應(yīng)建議教學(xué)計(jì)劃課時(shí)數(shù)信號(hào)分解為正交函數(shù)（2學(xué)時(shí)）周期信號(hào)的傅里葉級(jí)數(shù)（1學(xué)時(shí)）周期信號(hào)的頻譜（1學(xué)時(shí)）非周期信號(hào)的頻譜密度（3學(xué)時(shí)）傅里葉變換的性質(zhì)（3學(xué)時(shí)）傅里葉反變換（2學(xué)時(shí)）線性非時(shí)變系統(tǒng)的頻域分析（3學(xué)時(shí)）第六章 離散傅里葉級(jí)數(shù)、離散時(shí)間傅里葉變換與DFT 數(shù)字信號(hào)處理的重要任務(wù)之一是離散信號(hào)和系統(tǒng)的分析。這種以傅里葉變換為基礎(chǔ)的頻域分析法通常要求信號(hào) 信號(hào)，如周期信號(hào)、階躍信號(hào)、單邊指數(shù)信號(hào) 傅里葉變換。 拉普拉斯變換講解：拉普拉斯變換的定義，拉普拉斯變換的收斂域 拉普拉斯變換的性質(zhì)講解：線性性質(zhì)、時(shí)移（延時(shí)）特性、尺度變換、復(fù)頻移（s域平移）特性、時(shí)域微分、時(shí)域積分、s域微分、s域積分、初值定理、終值定理、卷積定理等 拉普拉斯逆變換講解：查表法逆變換、部分分式展開法、圍線積分法等 復(fù)頻域分析講解： 微分方程的變換解、網(wǎng)絡(luò)元件的s域模型、系統(tǒng)函數(shù)、連續(xù)系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析、系統(tǒng)復(fù)頻域綜合方法建議教學(xué)計(jì)劃課時(shí)數(shù)拉普拉斯變換的定義（2學(xué)時(shí)）拉普拉斯變換的性質(zhì)（3學(xué)時(shí)）拉普拉斯逆變換（3學(xué)時(shí)）復(fù)頻域分析、連續(xù)系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析、系統(tǒng)復(fù)頻域綜合方法（6學(xué)時(shí)）第八章 變換與z域分析描述線性非時(shí)變離散系統(tǒng)的一種形式是常系數(shù)線性差分方程，線性離散時(shí)間系統(tǒng)也可用類似于分析線性連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)所采用的變換法進(jìn)行分析，在離散時(shí)間系統(tǒng)分析中，Z變換的地位和作用類似于連續(xù)系統(tǒng)中的拉普拉斯變換，利用Z變換把差分方程變換為代數(shù)方程，從而使離散系統(tǒng)分析較為簡(jiǎn)便。課程中各個(gè)理論的系統(tǒng)性較強(qiáng)，數(shù)學(xué)推導(dǎo)比較嚴(yán)密，但是在內(nèi)容中不苛求數(shù)學(xué)上的系統(tǒng)和嚴(yán)密。第三章：周期信號(hào)的傅里葉級(jí)數(shù)表示（10學(xué)時(shí)）（了解）（了解） LTI系統(tǒng)對(duì)復(fù)指數(shù)信號(hào)的響應(yīng)（掌握）（掌握）（了解）（理解）（掌握）（理解）（了解）本章教學(xué)重點(diǎn)：（1）．LTI系統(tǒng)對(duì)復(fù)指數(shù)信號(hào)的響應(yīng)。（2）．傅里葉變換的性質(zhì)及靈活運(yùn)用。第八章：通信系統(tǒng)（4學(xué)時(shí)）（理解）（掌握）（理解）（了解）（了解）（了解）本章教學(xué)重點(diǎn)：幅度調(diào)制和解調(diào)后的信號(hào)頻域分析。第十章：Z變換（10學(xué)時(shí)） 引言（理解） Z變換（掌握） Z變換的收斂域（掌握） Z反變換（掌握） 由零極點(diǎn)圖對(duì)傅立葉變換進(jìn)行幾何求值（理解） Z變換的性質(zhì)（理解） 幾個(gè)常用Z變換對(duì)（理解） 利用Z變換分析與表征LTI系統(tǒng)（掌握） 系統(tǒng)函數(shù)的代數(shù)屬性與與方框圖表示（掌握） 單邊Z變換（了解）本章教學(xué)重點(diǎn)：（1）．Ｚ變換及其收斂域和性質(zhì)。要求掌握該軟件中有關(guān)信號(hào)處理的基本語法、常用函數(shù)、圖形繪制等，能完成課程實(shí)驗(yàn)要求的程序編制、代碼執(zhí)行、結(jié)果輸出。 Systems,Second Edition,Publishing House of Electronics Industry，2003(2)鄭君里，應(yīng)啟珩，楊為理，信號(hào)與系統(tǒng)(第二版)，北京：高等教育出版社，2000年(3)呂幼新，張明友，信號(hào)與系統(tǒng)（第二版），電子工業(yè)出版社，2007年。學(xué)生成績(jī)由四部分構(gòu)成：平時(shí)成績(jī)占10% 實(shí)驗(yàn)成績(jī)占10% 半期成績(jī)占20% 期末成績(jī)占60%關(guān)于補(bǔ)考：（1）時(shí)間安排由學(xué)校教務(wù)處安排；(2)成績(jī)構(gòu)成: 補(bǔ)考卷面成績(jī)80%+上學(xué)期平時(shí)成績(jī)10%+上學(xué)期實(shí)驗(yàn)成績(jī)10%四、建議教材及參考資料（用小四號(hào)黑體字）：Alan ,Alan , Nawab,Signals amp。（3）．零極點(diǎn)圖和系統(tǒng)因果性、穩(wěn)定性判定。（2）．系統(tǒng)函數(shù)與方框圖表示。第七章：采樣（4學(xué)時(shí)）“理解”：采樣定理（掌握）（理解）：混疊現(xiàn)象（了解）（了解）本章教學(xué)重點(diǎn)：采樣定理。（2）．傅里葉變換的性質(zhì)及靈活運(yùn)用。（2）．系統(tǒng)單位沖激響應(yīng)的概念。同時(shí)，通過這門課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生的分析問題和利用所學(xué)的知識(shí)解決問題的能力應(yīng)有所提高。所涉及的是拉氏變換和其反變換問題。在連續(xù)時(shí)間傅里葉變換分析中，是以虛指數(shù) ejwt作為基本信號(hào)單元。通過本章的學(xué)習(xí)，應(yīng)牢固建立如下概念：信號(hào)等效于一個(gè)頻譜密度函數(shù)，系統(tǒng)等效于一個(gè)頻率響應(yīng)，系統(tǒng)對(duì)信號(hào)起頻譜變換作用。線性位移不變離散系統(tǒng)對(duì)輸入、輸出信號(hào)具有線性和位移不變性。系統(tǒng)模型就是系統(tǒng)基本特性的數(shù)學(xué)抽象，它以數(shù)學(xué)表示式或具有理想特性的符號(hào)組合成圖行來表征系統(tǒng)的特性。提高了學(xué)生理解、專業(yè)外文文獻(xiàn)和通過外文資料學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)的能力。5 離散系統(tǒng)的穩(wěn)定性通過傳遞函數(shù)H(z)或沖激響應(yīng)h[n]判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性（穩(wěn)定、不穩(wěn)定和臨界穩(wěn)定）。第九章 Z變換及Z域分析167。167。167。第六章 離散系統(tǒng)的頻域分析167。167。2 周期信號(hào)的Fourier 級(jí)數(shù)表示周期信號(hào)分解為基波及各次諧波的方法。167。167。167。5． 了解信號(hào)與系統(tǒng)的分析方法在通信及控制方面的應(yīng)用。五、主要參考資料1．信息信號(hào)與系統(tǒng),陳元亨, 成都：四川大學(xué)出版社，20032．Signals and System(Second Edition), with ,1997 ；3．信號(hào)與系統(tǒng)（第二版），鄭君里、應(yīng)啟衍、楊為理，北京：高等教育出版社，2000；4．信號(hào)與線性分析（第三版），吳大正，楊林耀，張永瑞，北京：高等教育出版社，1998；5．離散時(shí)間信號(hào)分析和處理，應(yīng)啟衍等，北京：清華大學(xué)出版社，2000。重點(diǎn)是傅立葉變換及其性質(zhì)，典型信號(hào)的傅立葉變換。三、教學(xué)內(nèi)容 緒論介紹課程的性質(zhì)與特點(diǎn),課程的主要內(nèi)容,課程的目的及要求,課程的主要參考書,信息、信號(hào)與系統(tǒng)的基本概念。2．上機(jī)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：① 函數(shù)Filter、Freqz和Freqs的使用：(g)、 ② 計(jì)算離散時(shí)間傅里葉級(jí)數(shù)： ③ LTI系統(tǒng)的特征函數(shù)：(a),(b),(c)④ 用離散時(shí)間傅里葉級(jí)數(shù)綜合信號(hào)：(d),(e),(f),(h)⑤ 吉布斯現(xiàn)象：根據(jù)英文教材Example (a)~(d)3．學(xué)時(shí)數(shù)：2課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目3一、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱：非周期信號(hào)傅里葉分析的MATLAB實(shí)現(xiàn)二、上機(jī)實(shí)驗(yàn)題目：傅里葉變換的基本性質(zhì)及其在系統(tǒng)分析中的應(yīng)用 1．實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的目的和任務(wù)：熟練掌握連續(xù)時(shí)間傅里葉變換的基本性質(zhì)及其在系統(tǒng)分析中應(yīng)用
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