新《信号与系统》教案.docx
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新《信号与系统》教案
《信号与系统》课程教案
郑州华信学院
机电工程学院
授课人姓名:
武林俊
2012年2月
该课程的教和学的难度都较大。
由于课程涉及的知识较多,而课时有限,因此只能选择最基础的部分,学生难以理解的内容进行讲解,其他内容则由同学自学完成。
在课程的学习过程中,特别强调“理解”,“领悟”,强调多做题,在有条件的情况下,可以尝试学生参与自己在信号处理方面的项目。
教学以教材为基础,具体安排如下:
第1章 讲述信号与系统的基本概念;
第2章 讲述连续时间系统的时域分析;
第3章 讲述连续时间信号的频谱;
第4章 讲述连续时间系统的频域分析;
第5章 讲述连续时间系统的复频域分析;
第6章 讲述离散时间与系统的时域分析;
第7章 讲述离散时间与系统的频域分析;
讲授时间以1班为标准.
教案内容
第1次课
所属部分:
第1章信号与系统的基本概念
授课方式:
板书+幻灯片
授课学时:
2学时
授课日期:
2012.2.17
教学目的:
1、了解信号与系统课程的作用,特点和学习方法
2、了解信号的定义和信号分类
3、熟悉信号的基本运算
主要内容及学时分配:
1、信号与系统课程的作用,特点和学习方法约0.3学时
2、信号的定义和信号分类约0.8学时
3、信号的基本运算约0.9学时
重点、难点及对学生要求(包括掌握、熟悉、了解、自学)
一、重点内容
1、信号分类
2、信号的基本运算
二、难点内容
1、连续、离散正弦信号周期性判断
2、信号自变量平移、反转、尺度运算
三、教学要求
1、要求掌握的内容
(1)计算信号的周期
(2)分辨周期信号和非周期信号
(3)画信号的波形,自变量经平移、反转、尺度运算后
2、要求熟悉的内容
(1)连续、离散信号定义,信号功率、能量的定义式
(2)信号波形的加、减、乘运算,常用信号表达式与波形的转换
3、要求了解的内容
四、例题
课本例
作业:
见附录1
第2次课
所属部分:
第1章信号与系统的基本概念
授课方式:
板书+幻灯片
授课学时:
2学时
授课日期:
2012.2.18
教学目的:
1、了解系统的特性
2、理解线性和时不变系统的重要性
3、掌握线性时不变系统的分析方法
主要内容及学时分配:
1、系统的线性和时不变性约1.0学时
2、系统的因果性和稳定性约0.5学时
3、系统的分析方法约0.5学时
重点、难点及对学生要求(包括掌握、熟悉、了解、自学)
一、重点内容
1、系统4种特性的定义
2、如何判断系统的特性
3、线性时不变系统分析的基本方法
二、难点内容
如何判断系统的特性
三、教学要求
1、要求掌握的内容
(1)系统4种特性的定义,系统的分解特性定义
(2)会判断给定系统的特性
(3)会利用线性时不变系统的性质求解系统的响应
2、要求熟悉的内容
(1)典型、常见基本系统的特性
(2)线性时不变系统的微分性质、积分性质及其应用
3、要求了解的内容
(1)了解线性时不变系统在系统分析中的地位
(2)了解线性时不变系统分析的基本方法
(3)了解零输入响应、零状态响应的定义
四、例题
课本例
作业:
见附录1
第3次课
所属部分:
第2章 连续时间系统的时域分析
授课方式:
板书+幻灯片
授课学时:
2学时
授课日期:
2012.2.24
教学目的:
1、了解描述线性时不变连续系统的数学模型是常系数线性微分方程
2、了解微分方程的经典解法和解的划分方法
3、引出系统初始状态与初始值的概念
主要内容及学时分配:
1、线性时不变系统的数学模型约0.2学时
2、微分方程的经典解法和完全解约1.0学时
3、系统初始状态与初始值的概念约0.8学时
重点、难点及对学生要求(包括掌握、熟悉、了解、自学)
一、重点内容
1、经典解法中齐次解形式与系统特征根关系、特解形式与系统输入信号关系
2、完全解的划分
3、初始状态与初始值的概念
二、难点内容
根据系统初始状态推算系统初始值
三、教学要求
1、要求掌握的内容
(1)齐次解、特解、稳态响应、瞬态响应、自由响应、受迫响应概念
(2)会求齐次解、特解
2、要求熟悉的内容
(1)齐次解形式与系统特征根关系、特解形式与系统输入信号关系
(2)完全解的划分
3、要求了解的内容
(1)初始状态与初始值的概念
(2)根据系统初始状态推算系统初始值的方法
四、例题
课本例
作业:
见附录1
第4次课
所属部分:
第2章 连续时间系统的时域分析
授课方式:
板书+幻灯片
授课学时:
2学时
授课日期:
2012.3.1
教学目的:
1、了解阶跃信号和冲激信号的物理意义
2、熟悉阶跃信号和冲激信号的定义及波形
3、掌握阶跃信号和冲激信号的性质、作用、关系
4、熟悉系统的描述方法
主要内容及学时分配:
1、阶跃信号和冲激信号形成示意图和物理意义约0.2学时
2、阶跃信号和冲激信号的定义及波形约0.3学时
3、阶跃信号和冲激信号的性质、作用、关系约0.8学时
4、系统的概念和描述方法约0.7学时
重点、难点及对学生要求(包括掌握、熟悉、了解、自学)
一、重点内容
1、阶跃信号和冲激信号的定义及波形
2、阶跃信号和冲激信号的性质、作用、关系
3、系统描述方法
二、难点内容
1、冲激信号广义函数定义和性质推导
2、系统方程与系统方框图关系的理解
三、教学要求
1、要求掌握的内容
(1)阶跃信号的定义及波形、冲激信号的狄拉克定义及波形
(2)阶跃信号和冲激信号的性质、关系
2、要求熟悉的内容
(1)阶跃信号和冲激信号的作用
(2)系统方程与系统方框图的转换
3、要求了解的内容
(1)冲激信号的广义函数定义和性质推导
(2)系统方程与系统方框图关系推导
四、例题
课本例
作业:
见附录1
第5次课
所属部分:
第2章 连续时间系统的时域分析
授课方式:
板书+幻灯片
授课学时:
2学时
授课日期:
2012.3.2
教学目的:
1、理解从系统的观点系统响应可分为零输入响应、零状态响应
2、系统零输入响应、零状态响应的定义和求解方法
主要内容及学时分配:
1、系统零输入响应、零状态响应的定义和求解方法约1.0学时
2、零输入响应、零状态响应、全响应、初始状态、初始值关系约1.0学时
重点、难点及对学生要求(包括掌握、熟悉、了解、自学)
一、重点内容
1、零输入响应定义和求解
2、零输入响应形式与系统特征根关系
3、系统各种响应的关系
二、难点内容
根据系统方程找出系统初始状态、初始值关系
三、教学要求
1、要求掌握的内容
(1)零输入响应定义和求解
(2)系统全响应可分解为零输入响应和零状态响应
2、要求熟悉的内容
(1)系统完全解、齐次解形式、特解形式、零输入响应形式、自由响应形式、受迫响应形式、系统特征根、系统输入信号的关系
(2)响应的系数与初始状态、初始值关系
3、要求了解的内容
(1)零状态响应的定义和经典解法
(2)根据系统方程找出系统初始状态、初始值关系
四、例题
课本例
作业:
见附录1
第6次课
所属部分:
第2章 连续时间系统的时域分析
授课方式:
板书+幻灯片
授课学时:
2学时
授课日期:
2012.3.9
教学目的:
1、掌握卷积积分定义和图示
2、掌握卷积积分的性质
主要内容及学时分配:
1、卷积积分定义和图示约1.2学时
2、卷积积分的性质约0.8学时
重点、难点及对学生要求(包括掌握、熟悉、了解、自学)
一、重点内容
1、卷积积分的图解法
2、卷积积分的性质
二、难点内容
卷积积分的图解法,积分上下限的确定
三、教学要求
1、要求掌握的内容
(1)结合图示求卷积积分
(2)卷积的代数性质、与冲激函数卷积性质、微积分性质
2、要求熟悉的内容
(1)卷积表中常用信号卷积公式
(2)用卷积性质求卷积
3、要求了解的内容
(1)相关函数概念
4、要自学的内容
四、例题
课本例
作业:
见附录1
第7次课
所属部分:
第3章 连续时间信号的频谱
授课方式:
板书+幻灯片
授课学时:
2学时
授课日期:
2012.3.15
教学目的:
1、理解用完备正交函数集表示信号
2、掌握周期信号的傅立叶级数
主要内容及学时分配:
1、正交函数集的意义约0.1学时
2、正交函数集的完备性约0.2学时
3、三角函数集、指数函数集、抽样函数集约0.6学时
4、三角函数形式和指数函数形式的傅立叶级数约0.9学时
5、傅立叶级数的性质约0.2学时
重点、难点及对学生要求(包括掌握、熟悉、了解、自学)
一、重点内容
1、三角函数形式和指数函数形式的傅立叶级数
2、熟悉傅立叶级数的性质
二、难点内容
1、三角函数形式和指数函数形式的关系,欧拉公式
2、三角函数形式和指数函数形式
三、教学要求
1、要求掌握的内容
(1)三角函数形式的傅立叶级数
(2)指数函数形式的傅立叶级数
2、要求熟悉的内容
(1)傅立叶级数的性质
(2)用傅立叶级数的性质简化计算
3、要求了解的内容
(1)正交函数集的意义
(2)信号分解的数学基础
四、例题
课本例
作业:
见附录1
第8次课
所属部分:
第3章 连续时间信号的频谱
授课方式:
板书+幻灯片
授课学时:
2学时
授课日期:
2012.3.16
教学目的:
1、周期矩形脉冲的频谱分析
2、非周期信号频谱——傅立叶变换及其性质
3、能量谱和功率谱——帕塞瓦尔定理
主要内容及学时分配:
1、周期矩形脉冲的频谱和特点约0.2学时
2、周期信号和非周期信号的区别约0.3学时
3、傅立叶变换、频谱密度函数约0.8学时
4、典型非周期信号的频谱约0.7学时
5、能量谱和功率谱——帕塞瓦尔定理(有时间就讲)
重点、难点及对学生要求(包括掌握、熟悉、了解、自学)
一、重点内容
1、傅立叶变换和频谱密度函数
2、典型非周期信号的频谱
二、难点内容
1、傅立叶变换和傅立叶级数的关系
2、周期信号和非周期信号在频谱分析的差异
三、教学要求
1、要求掌握的内容
(1)傅立叶变换
(2)单位冲激函数的频谱
(3)门函数的频谱
(4)单位阶跃函数的频谱
(5)指数函数的频谱
2、要求熟悉的内容
(1)周期矩形脉冲的频谱和特点
(2)周期信号和非周期信号的区别
3、要求了解的内容
(1)能量谱和功率谱——帕塞瓦尔定理
四、例题
课本例
作业:
见附录1
第9次课
所属部分:
第4章 连续时间系统的频域分析
授课方式:
板书+幻灯片
授课学时:
2学时
授课日期:
2012.3.23
教学目的:
1、系统的频率特性
2、系统对非正弦周期信号的响应
3、系统对非周期信号的响应
主要内容及学时分配:
1、系统的频率特性,幅频特性、相频特性约0.4学时
2、系统对非正弦周期信号的响应约0.5学时
3、系统对非周期信号的响应约1.1学时
重点、难点及对学生要求(包括掌握、熟悉、了解、自学)
一、重点内容
1、系统的频率特性
二、难点内容
1、系统对非正弦周期信号的响应
2、系统对非周期信号的响应
三、教学要求
1、要求掌握的内容
(1)系统的频特性、相频特性
2、要求熟悉的内容
(1)系统对非正弦周期信号的响应
(2)系统对非周期信号的响应
3、要求了解的内容
四、例题
课本例
作业:
见附录1
第10次课
所属部分:
第4章 连续时间系统的频域分析
授课方式:
板书+幻灯片
授课学时:
2学时
授课日期:
2012.3.29
教学目的:
1、信号无失真传输条件
2、理想低通滤波器的冲激响应与阶跃响应
主要内容及学时分配:
1、信号失真的原因,无失真的概念约0.2学时
2、无失真传输条件约0.2学时
3、理想低通滤波器的定义,特点约0.3学时
4、理想低通滤波器的冲激响应约0.7学时
5、理想低通滤波器的阶跃响应约0.6学时
重点、难点及对学生要求(包括掌握、熟悉、了解、自学)
一、重点内容
1、无失真传输条件
二、难点内容
1、理想低通滤波器的冲激响应
2、理想低通滤波器的阶跃响应
三、教学要求
1、要求掌握的内容
(1)理想低通滤波器的冲激响应
(2)理想低通滤波器的阶跃响应
2、要求熟悉的内容
(1)理想低通滤波器的定义,特点
3、要求了解的内容
(1)理想低通滤波器的定义,特点
四、例题
课本例
作业:
见附录1
第11次课
所属部分:
第4章 连续时间系统的频域分析
授课方式:
板书+幻灯片
授课学时:
2学时
授课日期:
2012.3.30
教学目的:
1、抽样定理
2、调制与解调
主要内容及学时分配:
1、信号的采集过程,抽样约0.4学时
2、时域抽样定理、频域抽样定理约0.8学时
3、调制与解调的数学模型和物理过程约0.8学时
重点、难点及对学生要求(包括掌握、熟悉、了解、自学)
一、重点内容
1、时域抽样定理
2、频域抽样定理
二、难点内容
1、抽样定理的数学定义与对应的图形表示
2、调制与解调
三、教学要求
1、要求掌握的内容
(1)时域抽样定理、频域抽样定理
(2)调制与解调的数学模型
2、要求熟悉的内容
(1)信号的采集过程,抽样
3、要求了解的内容
四、例题
课本例
作业:
见附录1
第12次课
所属部分:
第5章 连续时间系统的复频域分析
授课方式:
板书+幻灯片
授课学时:
2学时
授课日期:
2012.4.6
教学目的:
1、拉普拉斯变换(单边和双边)
2、拉普拉斯反变换
3、单元信号拉普拉斯变换
主要内容及学时分配:
1、傅立叶变换和拉普拉斯变换的关系约0.4学时
2、拉普拉斯变换的收敛域约0.3学时
3、拉普拉斯变换的反变换及求法约1.0学时
4、单元信号拉普拉斯变换约0.3学时
重点、难点及对学生要求(包括掌握、熟悉、了解、自学)
一、重点内容
1、拉普拉斯变换
2、拉普拉斯变换的收敛域
二、难点内容
1、拉普拉斯变换的收敛域
三、教学要求
1、要求掌握的内容
(1)拉普拉斯变换
(2)拉普拉斯变换和拉普拉斯反变换
(3)拉普拉斯变换的收敛域
2、要求熟悉的内容
(1)傅立叶变换和拉普拉斯变换的关系
3、要求了解的内容
四、例题
课本例
作业:
见附录1
第13次课
所属部分:
第5章 连续时间系统的复频域分析
授课方式:
板书+幻灯片
授课学时:
2学时
授课日期:
2012.4.12
教学目的:
1、拉普拉斯变换的性质
2、线性系统的拉普拉斯变换分析法
3、系统函数
主要内容及学时分配:
1、拉普拉斯变换的9个性质约0.6学时
2、用拉普拉斯变换解微分方程约0.3学时
3、电路的s域模型约0.3学时
4、系统函数的定义和分类约0.4学时
5、零、极点图,零极点图的应用约0.4学时
重点、难点及对学生要求(包括掌握、熟悉、了解、自学)
一、重点内容
1、用拉普拉斯变换解微分方程
2、系统函数的定义和分类
3、零、极点图,零极点图的应用
二、难点内容
1、用拉普拉斯变换的微分方程解法
2、零、极点图,零极点图的应用
三、教学要求
1、要求掌握的内容
(1)用拉普拉斯变换解微分方程
(2)系统函数的定义和分类
(3)零、极点图,零极点图的应用
2、要求熟悉的内容
(1)拉普拉斯变换的9个性质
(2)电路的s域模型
3、要求了解的内容
四、例题
课本例
作业:
见附录1
第14次课
所属部分:
第6章 离散时间与系统的时域分析
授课方式:
板书+幻灯片
授课学时:
2学时
授课日期:
2012.4.13
教学目的:
1、离散时间信号——序列
2、序列的基本运算
3、典型序列及其基本特性
主要内容及学时分配:
1、离散时间信号的定义和特征约0.4学时
2、序列的8个基本运算约0.8学时
3、9个典型的序列及其基本特性约0.8学时
重点、难点及对学生要求(包括掌握、熟悉、了解、自学)
一、重点内容
1、序列的8个基本运算
2、9个典型的序列及其基本特性
二、难点内容
三、教学要求
1、要求掌握的内容
(1)序列的8个基本运算
(2)9个典型的序列及其基本特性
2、要求熟悉的内容
(1)单位序列和单位阶跃序列的关系
(2)单位序列响应和单位阶跃序列响应的关系
(3)常用序列求和公式
3、要求了解的内容
单位阶跃序列响应的经典解法
四、例题
课本例
作业:
见附录1
第15次课
所属部分:
第6章 离散时间与系统的时域分析
授课方式:
板书+幻灯片
授课学时:
2学时
授课日期:
2012.4.20
教学目的:
1、离散时间系统的基本概念与基本性质
2、线性移不变系统的输入输出描述——常系数线性差分方程
主要内容及学时分配:
1、离散时间系统的表示和性质约0.4学时
2、差分方程的基本概念约0.4学时
3、常系数线性差分方程的求解约1.2学时
重点、难点及对学生要求(包括掌握、熟悉、了解、自学)
一、重点内容
1、差分方程的基本概念
2、常系数线性差分方程的求解
二、难点内容
常系数线性差分方程的求解
三、教学要求
1、要求掌握的内容
(1)离散时间系统的基本特性
(2)常系数线性差分方程的求解
2、要求熟悉的内容
(1)差分方程的基本概念
3、要求了解的内容
4、要自学的内容
四、例题
课本例
作业:
见附录1
第16次课
所属部分:
第6章 离散时间与系统的时域分析
授课方式:
板书+幻灯片
授课学时:
2学时
授课日期:
2012.4.26
教学目的:
1、离散系统的单位样值响应与单位阶跃响应
2、离散系统的卷积和
主要内容及学时分配:
1、离散系统的单位样值响应与单位阶跃响应约0.5学时
2、卷积和的定义与性质约0.4学时
3、卷积和的计算约1.1学时
重点、难点及对学生要求(包括掌握、熟悉、了解、自学)
一、重点内容
1、离散系统的单位样值响应与单位阶跃响应
2、卷积和的计算
二、难点内容
1、卷积和的计算
三、教学要求
1、要求掌握的内容
(1)离散系统的单位样值响应与单位阶跃响应
(2)卷积和的计算
2、要求熟悉的内容
(1)卷积和的定义与性质
3、要求了解的内容
四、例题
课本例
作业:
见附录1
第17次课
所属部分:
第7章 离散时间与系统的频域分析
授课方式:
板书+幻灯片
授课学时:
2学时
授课日期:
2012.4.27
教学目的:
1、线性移不变系统对复指数输入序列的响应
2、周期序列的离散时间傅立叶级数
3、非周期序列的离散时间傅立叶变换
主要内容及学时分配:
1、线性移不变系统对复指数输入序列的响应约0.4学时
2、离散时间傅立叶级数的展开式约0.5学时
3、离散时间傅立叶级数的收敛性约0.4学时
4、非周期序列的离散时间傅立叶变换约0.7学时
5、非周期序列的离散时间傅立叶变换的收敛性(有时间就讲)
重点、难点及对学生要求(包括掌握、熟悉、了解、自学)
一、重点内容
1、线性移不变系统对复指数输入序列的响应
2、离散时间傅立叶级数的展开式
3、非周期序列的离散时间傅立叶变换
二、难点内容
1、非周期序列的离散时间傅立叶变换
三、教学要求
1、要求掌握的内容
(1)离散时间傅立叶级数的展开式
(2)非周期序列的离散时间傅立叶变换
2、要求熟悉的内容
(1)离散时间傅立叶级数的收敛性
(2)非周期序列的离散时间傅立叶变换的收敛性(有时间就讲)
3、要求了解的内容
四、例题
课本例
作业:
见附录1
第18次课
所属部分:
习题课
授课方式:
板书+幻灯片
授课学时:
2学时
授课日期:
2012.5.11
教学目的:
采用课后习题,训练学生分析信号和系统的能力;同时加深学生对傅立叶和拉布拉斯变换的理解。
主要内容及学时分配:
讲解第二章,第三章,第四章,第五章学生做错的习题。
第19次课
所属部分:
第7章 离散时间与系统的频域分析
授课方式:
板书+幻灯片
授课学时:
2学时
授课日期:
2012.5.18
教学目的:
1、典型非周期序列的离散时间傅立叶变换
2、周期序列的离散时间傅立叶变换
3、离散时间傅立叶变换的基本性质
主要内容及学时分配:
1、7个典型非周期序列的离散时间傅立叶变换约0.8学时
2、周期虚指数序列的傅立叶变换约0.3学时
3、一般周期序列的傅立叶变换约0.6学时
4、离散时间傅立叶变换的11个基本性质约0.3学时
重点、难点及对学生要求(包括掌握、熟悉、了解、自学)
一、重点内容
1、7个典型非周期序列的离散时间傅立叶变换
2、周期虚指数序列的傅立叶变换
3、一般周期序列的傅立叶变换
二、难点内容
1、周期虚指数序列的傅立叶变换
2、一般周期序列的傅立叶变换
三、教学要求
1、要求掌握的内容
(1)7个典型非周期序列的离散时间傅立叶变换
2、要求熟悉的内容
(1)周期虚指数序列的傅立叶变换
(2)一般周期序列的傅立叶变换
3、要求了解的内容
四、例题
课本例
作业:
见附录1
第20次课
所属部分:
第7章 离散时间与系统的频域分析
授课方式:
板书+幻灯片
授课学时:
2学时
授课日期:
2012.5.24
教学目的:
1、离散傅立叶变换:
有限长序列的傅立叶分析
2、离散傅立叶变换的性质
3、分段卷积法:
短序列与长序列的线性卷积
4、利用离散傅立叶变换近似分析连续非周期信号的频谱
主要内容及学时分配:
1、离散傅立叶变换的特点约0.2学时
2、离散傅立叶变换的计算约0.3学时
3、离散傅立叶变换的性质约0.8学时
4、分段卷积法约0.7学时
5、利用离散傅立叶变换近似分析连续非周期信号的频谱(有时间就讲)
重点、难点及对学生要求(包括掌握、熟悉、了解、自学)
一、重点内容
1、离散傅立叶变换的计算
2、分段卷积法
二、难点内容
1、分段卷积法
三、教学要求
1、要求掌握的内容
(1)离散傅立叶变换的计算
(2)分段卷积法
2、要求熟悉的内容
(1)离散傅立叶变换的特点
(2)离散傅立叶变换的性质
3、要求了解的内容
(1)利用离散傅立叶变换近似分析连续非周期信号的频谱
四、例题
课本例
作业:
见附录1
第21次课
所属部分:
第7章 离散时间与系统的频域分析
授课方式:
板书+幻灯片
授课学时:
2学时
授课日期:
2012.5.25
教学目的:
1、快速傅立叶变换
主要内容及学时分配:
1、快速傅立叶变换的算法
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- 关 键 词:
- 信号与系统 信号 系统 教案