信号与系统

梁小容

目录

  • 1 导学
    • 1.1 开课注意事项
    • 1.2 平时成绩构成
    • 1.3 学好本课程应注意的几个问题
    • 1.4 课程分组作业所需仿真软件及要求
    • 1.5 课程思政融入说明
  • 2 绪论
    • 2.1 课程绪论、信号的描述及其分类
    • 2.2 信号的运算
    • 2.3 系统的数学模型及其分类
    • 2.4 系统的模拟
    • 2.5 绪论课课程思政
    • 2.6 课程思政—科学精神
    • 2.7 课程思政—工匠精神
    • 2.8 课程思政-信号
  • 3 连续时间信号与系统的时域分析
    • 3.1 冲激函数及其性质
    • 3.2 系统的冲激响应的计算
    • 3.3 信号的时域分解和卷积积分
    • 3.4 卷积的图解法及性质
    • 3.5 课程思政—卷积与响应
  • 4 连续时间信号与系统的频域分析
    • 4.1 周期信号的傅里叶级数
    • 4.2 非周期信号的傅里叶变换
    • 4.3 傅里叶变换的基本性质
    • 4.4 连续系统的频域分析
    • 4.5 信号的无失真传输
    • 4.6 理想滤波器
    • 4.7 抽样定理
    • 4.8 调制解调与多路复用
    • 4.9 课程思政-傅里叶级数
    • 4.10 课程思政—傅里叶变换、多路复用
  • 5 连续时间信号与系统的复频域分析
    • 5.1 拉普拉斯变换
    • 5.2 拉普拉斯变换的基本性质
    • 5.3 拉普拉斯逆变换
    • 5.4 连续系统的复频域分析
    • 5.5 系统函数
    • 5.6 由系统函数的零极点分析系统特性及其影响
    • 5.7 连续时间系统的稳定性
    • 5.8 课程思政融入说明
  • 6 时间信号与系统的时域分析
    • 6.1 离散时间信号 
    • 6.2 离散系统的模型及其模拟
    • 6.3 离散系统的零输入响应
    • 6.4 离散系统的零状态响应
    • 6.5 课程思政融入说明
  • 7 时间信号与系统的Z域分析
    • 7.1 Z变换定义及其收敛域
    • 7.2 Z变换的性质
    • 7.3 逆Z变换的求解
    • 7.4 离散系统的Z域分析
    • 7.5 离散系统的系统函数
    • 7.6 课程思政融入说明
  • 8 系统的状态变量分析
    • 8.1 状态变量分析法概述
    • 8.2 连续时间系统的状态变量分析
    • 8.3 离散时间系统的状态变量分析
    • 8.4 课程思政融入说明
绪论课课程思政

1、光信号:万里长城的烽火台;声音信号:擂鼓进攻,鸣金收兵;了解中国古人的智慧,弘扬爱国主义情怀。

 2、介绍信号与系统的发展历程,同时补充介绍中国在通信领域技术发展的最新动态,以及华为近年来一直专注于移动5G~6G技术,却被美国封杀等事实,激发学生们的爱国热情,激励学生积极主动地投入到课程的学习当中。

3、虽然课程的重点是以理论学习为主,但相关理论的应用却涉及人类社会生产生活的方方面面。2018.5.14四川航空3U8633航班在成都区域巡航阶段,驾驶舱右座前风挡玻璃破裂脱落,机组实施紧急下降,飞机于07:46分安全备降成都双流机场。这一航空史上的奇迹源于机组成员沉着果断的应急处理,也得益于各个部门的通力合作,在这里发挥至关重要作用的就是信号与通信系统。2022.3.21东方航空MU5735航班坠机,机上132名人员全部遇难,在沉痛哀悼的同时,也应清醒地认识到:努力提高通信质量,加强信号与信息处理能力,是与人民生命财产安全密切相关的。

4、通过一个短视频和随后的思考题引入课程思政。教师可通过播放火神山医院远程会诊的短视频,提出问题:新冠疫情期间,在严格封闭环境中,人们如何与外界保持正常通信?信息如何正常并及时地互相传送呢?引导学生分析得出结论:高质量的网络服务是及时了解国内外疫情动态的眼睛和耳朵,也是是医生远程会诊、手术等的利器。中国广电、中国移动、中国联通和中国电信履行自己的责任使命,积极承担企业应提升公共服务的社会责任,共同努力下24小时建成火神山医院5G基站,36小时开通雷神山医院通信网络,全力保障疫情通信。哪里有疫情,哪里就有通信,相比英国的网络全面瘫痪、美国的网络故障不断上升,中国的通信更加顺畅,同时,还免费开放云会议、云课堂系统助力政企单位、学校复工复课。这一切均得益于多年的信息基础设施建设,通信质量优、覆盖广,借此鼓励学生在学习中应当脚踏实地,方能披荆斩棘。这样启发式的引入将会积极引导学生深入思考,并意识到在国家危难之时,所有人都应具有责任感和使命感,进而提升明辨是非的能力。

5、了解课程内容框架——务先大体。初学者在学习时往往容易忽视教材的目录,目录是一份导游图,通过看目录可以了解课程内容框架,同时准备好一份完备的攻略,会用到哪些工具,学习的意义和方法等。当知道整体是怎样的,沉浸于局部才有意义,知道了学习方法,才能从容出发。不仅了解本门课程的全貌,同时了解在整个专业知识体系中的地位和作用,站在较高的角度、层次看课程。生活中也一样,所谓格局要大,就是站位高,视野广,胸怀阔,才能不迷失方向,形成健康的价值观、人生观、世界观,方向比方法重要,方法比勤奋重要,在对的方向,做对的事情,采用正确方法基础上的勤奋才是有意义、有效的勤奋。

6、介绍当前信号处理应用领域大家感兴趣的应用案例,例如自动驾驶、人工智能等充分激发学生的兴趣,让学生们认识到科技发展非常迅速,同时对未来 的工作生活会充满好奇和期待。作为电类相关专业的本科生不应只是等着信息科技带来的便利,更应当参与其中,不应浪费美好的青春和为小事而苦恼,而应热爱专业并积极投入其中。

7、针对少数学生在课堂总是忍不住玩看手机的现实情况,带领大家讨论一下什么是幸福? 学生们应该都感同身受,打游戏、追剧、刷朋友圈和抖音等只会带来一时的快感,但长此以往不仅没有发自内心的快乐,反而会觉得很空虚,这显然不是幸福。有意义的愉悦感才是幸福,所以把应时间花在做更有意义的事情上,通过这样的讨论潜移默化地把同学们的兴趣引导到专业知识的学习上来。