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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