信号与系统——概论.ppt

信号与系统Signal and System 《信号与系统》要解决的问题 什么是信号？ 信号(signal)是物质运动的表现形式，信号是传送消息（message）的工具。信息内含于信号，信号是信息的载体。信号是消息的表现形式，消息则是信号的具体内容。 什么是系统？ 系统(system)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。 信号作用于系统产生什么响应？ 分析系统的方法？ 《信号与系统》的应用 通信领域： 古老通信方式：烽火、旗语、信号灯 近代通信方式：电报、电话、无线通信 莫尔斯电码；贝尔发明电话；赫兹、波波夫、马可尼等为无线电通信做出贡献； 现代通信方式：计算机网络通信、视频通信、卫星通信、移动通信 自然科学和社会科学领域： 工业监控、生产调度、质量分析、资源遥感、地震预报、人工智能、高效农业、交通监控、生物医学信号分析与处理 宇宙探测、军事侦察、武器技术、安全报警、指挥系统 经济预测、财务统计、市场信息 、股市分析 电子出版、新闻传媒、影视制作 远程教育、远程医疗、远程会议 虚拟仪器、虚拟手术 《信号与系统》课程内容提要 总学时数：72学时，建议授课学时66学时，实验学时6学时； 一、信号与系统概论（6学时） 信号与系统的基本概念。 信号的描述、分类及基本运算。 系统模型及其划分，理解线性时不变系统的系统性质。 系统的分析方法。 二、连续时间系统的时域分析（8学时） 建立和求解微分方程。 全响应分为零输入响应与零状态响应、自由响应与强迫响应、暂态响应与稳态响应的概念、意义以及各个响应的求解。 单位阶跃响应与单位冲激响应的概念、意义以及求解。 卷积的定义和性质及应用。 应用于时域分析的卷积技术。 三、连续时间信号与系统的频域分析（16学时） 傅里叶变换的定义和性质，非周期信号的频谱。 傅里叶级数的定义、性质和周期信号的傅里叶变换。 抽样信号的频谱、抽样定理。 利用傅里叶变换分析线性时不变系统。 信号通过线性时不变系统无失真传输的条件及其理论意义。 理想低通滤波器的定义、概念、物理意义和传输特性（冲激响应、阶跃响应）。 调制与解调的概念。 系统因果性与希尔波特变换的对应关系、最小相位系统的概念。 四、连续时间信号与系统的s域分析（16学时） 拉普拉斯变换的定义、物理意义、收敛域及其基本性质，常用信号的拉氏正、反变换。 LTIV系统和线性电路的s域分析。 系统函数的定义、物理意义和求解，零点和极点概念。 应用系统函数分析系统时域特性，以及零、极点分布对单位冲激响应的影响。 系统稳定性的判断。 系统的频率特性。 系统模拟：框图和流图。 全通系统和最小相位系统。 拉氏变换与傅里叶变换的关系，双边拉氏变换。 五、离散时间信号与系统分析（14学时） 离散信号时域特性，离散时间系统的描述和求解。 卷积和的定义、性质和应用。 z变换的定义、性质，常用信号的z变换及逆变换求解。 运用z变换求解离散系统的响应。 系统函数的定义，物理意义及其零、极点分布对系统特性的作用。 离散时间系统频率特性的定义、物理意义和求解。 离散时间系统的稳定性判断。 离散时间系统的系统模拟：框图和流图。 离散时间傅里叶变换的定义、性质和常用信号傅里叶变换，离散傅里叶变换的定义。 常用数字滤波器。 六、系统的状态变量分析（6学时） 线性系统的模拟方法。 系统信号流图和框图的表示。 状态方程与输出方程的建立。 系统状态方程和输出方程的求解。 系统解耦。 七、实验 （6学时） 利用MATLAB进行系统的时域分析 利用MATLAB进行信号的频域分析 利用MATLAB分析系统的频率特性 利用MATLAB进行连续系统的S域分析 利用MATLAB进行离散系统的Z域分析 利用MATLAB进行系统的状态变量分析 《信号与系统》教材 《信号与系统》，杨忠根，任蕾，陈红亮，电子工业出版社 参考教材 《信号与系统（第二版）英文影印版》，Alan V.Oppenheim， Alan S.Willsky， S.Hamid Nawab，清华大学出版社； 《信号与系统》，Alan V.Oppenheim等著，刘树堂译，西安交通大学出版社； 《线性系统与信号》，B.P Lathi著，刘树棠等译，西安交通大学出版社 《信号与系统》上、下册，郑君里、应启珩、杨为理，高等教育出版社； 《信号与线性系统分析 》，吴大正著，高等教育出版社； 《信号与线性系统》，管致中、夏恭恪、孟桥著，高等教育出版社； 《信号与系统》，乐正友，清华大学出版社； 《信号与系统（第二版）》，Simon Haykin等著，电子工业出版社； * * 信号与系统课程描述 主要应用 参考文献目录 课程大纲 * *