新《信号与系统》教案.docx

1、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

2、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

3、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 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

4、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

5、作业：见附录第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

6、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

7、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

8、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

9、、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 第6次课所属部分：第2章连续时间系统的时域分

10、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

11、 课本例作业：见附录 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

12、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

13、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

14、定理四、例题课本例作业：见附录第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

15、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

16、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

17、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

18、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 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

19、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

20、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

21、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

22、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 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

23、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

24、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

25、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

26、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

27、）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