信号与系统课程介绍

信号与系统问题无处不在

在通信、航空航天、电路设计、声学、地震学、生物医学工程、化学过程控制和语音处理等领域。1移动用户

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移动用户移动通信2手机组成3CT成像4CT成像(FromPicker)(FromSiemens)5系统输入信号输出信号信号与系统的描述什么是信号？什么是系统？输入信号作用于系统产生什么样的输出信号？6声音信号：空气压力随时间变化的函数音乐信号鸟叫信号语音信号心音信号7气温和风速信号8心电信号9不同心脏病人的心电图：心电信号10脑电信号11脑电信号脑电的主要频率成分：<4Hz的成分，深睡4Hz～8Hz的成分；浅睡8Hz～13Hz的成分；清醒>13Hz的成分；受刺激或思考12

人体生理信号：ECG(心电),EEG(脑电),EOG(眼电),EMG(肌电),PCG(心音)等等。社会信号常见信号

电压，电流，磁通； 温度，压力，压强； 光，机械振动；流量，水位，潮位；价格，经济指数，股市指数；电信号13静止的彩色图象：三基色红(R)、绿(G)、蓝(B)随空间位置变化的信号。静止的单色图象：亮度随空间位置变化的信号f(x,y)。141、信号的定义信号：是消息的表现形式及传送载体，消息则是信号的具体内容。消息是事物运动或状态的直接反映。广义地说，信号是随一些参数变化的某种物理量。2、信号的表现形式数学表达式或波形、图像常为时间(t)、位置(x,

y)或空间(x,

y,z)的函数;根据载体的不同，有各种信号，如声、光、电信号等。3、电信号（研究的主要信号形式）电信号:通常指随时间变化的电压或电流。非电信号可以通过传感器转换成电信号，便于传输和处理。一、什么是信号15电信号与非电信号的转换例如：传感器现实世界的信号电信号处理电信号传感器现实世界的信号话筒声压变化电压信号处理电压信号扬声器空气压力信号16系统实例171、系统的定义系统：是由若干相互作用和相互依赖的事物组合而成的具有特定功能的整体。如手机、电视机、通信网、计算机网等。所传送的语音、音乐、图象、文字等都可以看成信号。2、系统的基本作用对输入信号进行加工和处理，将其转换为所需要的输出信号。二、什么是系统系统输入信号输出信号激励响应18信号与系统的关系

信号与系统是相互依存的整体。1.信号必定是由系统产生、发送、传输与接收，没有离开系统孤立存在的信号；2.系统的重要功能就是对信号进行加工、变换与处理，没有信号的系统就没有存在的意义。19系统与电路的关系1.通常把系统看成比电路更为复杂、规模更大的组合2.处理问题的观点不同：电路：着重在电路的结构和参数上，关心局部系统：着重在输入输出之间的关系上， 即系统能实现何种功能，关心全局20《信号与系统》研究的问题信号分析研究信号的基本性能。重点研究信号的描述、分类、分解、变换。系统分析信号作用于系统产生什么响应？即在给定系统的条件下，研究系统对于输入激励信号所产生的输出响应。要进行系统分析，先要进行信号分析21教材《信号与系统》（第二版，上下册），郑君里、应启珩、杨为理著，清华大学出版社，2000该书基本概念清楚，例题具有代表性，习题丰富，答案齐全内容丰富，便于自学22第1章绪论信号与系统基本概念连续信号的时域分析第2章连续系统的时域分析第7章离散信号与系统时域分析第3章连续信号的频域分析、抽样定理第4章连续信号与系统复频域分析第8章离散信号与系统z域、频域分析第5章傅里叶变换的应用连续系统的频域分析基本概念导引核心内容应用和拓展主要内容及组织连续离散整个课程以信号分析和系统分析为内容主线，信号分析是系统分析的基础，分析问题时，要分清是信号分析还是系统分析。

23基本要求理解本课程中以信号分析和系统分析为内容主线，掌握各章内容结构及其相互关系。重点掌握信号与系统分析的物理含义，将数学概念、物理概念和工程概念相结合。理解连续信号和系统的分析、离散信号和系统的分析体现了信号与系统由时域到变换域、由连续到离散的过程。要求学生每4人组成一个小组，平时一起做思考题，做实验（一个小组交一份），在总结课和讨论课上选一名代表发言。要求学生熟悉MATLAB编程。24关于本课程的教学课堂讲授重视物理含义、基本理论的应用，淡化推导实例分析作业练习书面习题课堂讨论包括1次，课外阅读、解题方法、应用实例课外实践结合教材上的例题和习题上机实践课程实验包括10个实验，针对重点和难点训练综合实验包括2个，可选做一个，在课下完成，点评书面答疑将遇到的问题写出，交给老师25关于讨论课专门的讨论课有1次，共1学时，题目自选，内容可以是课外阅读材料、解题方法、应用实例分析、实验分析。教师提前布置任务。每4名同学组成一个讨论小组，并与教师讨论确定题目，根据所研究问题的需要自主决定搜索相关信息、学习相关知识和理论，写出专题研究报告，做幻灯片。讨论课上选一名代表发言，包括自我陈述和教师、同学提问，可任意或指定小组成员回答问题。26讨论课针对本课程第一至四章讲过的内容，讨论小组自拟题目，查找资料，准备报告。

时间：大概在第9周参考题目（最好举例说明，将问题阐述清楚）为什么要处理数字信号？卷积计算，讲解作业题。

如何理解信号的频谱，如何求？A/D和D/A转换的过程。其它

27自学内容和课外实践按讨论小组自学参考书《信号与系统-MATLAB综合实验》第一篇内容或别的有关MATLAB的书，了解MATLAB的基本功能和基本操作。安装MATLAB软件，学习基本MATLAB命令，结合教材上的例题和习题上机实践。28本课程的考核课程总成绩＝期末考试（60％）＋综合实验（5％）+考勤和平时作业（15%）+课程实验（15％）+课堂讨论（5%）期末考试为闭卷笔试形式。考试内容侧重于基本概念、基本内容及其知识的综合应用。

29参考书1、《信号与系统-MATLAB综合实验》，谷源涛、应启衍、郑君里，高等教育出版社，20082、《信号与系统》，主编：陈后金，胡健