信号与系统

姜家国

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
    • 1.6 二十大精神融入课程思政说明
      • 1.6.1 科学精神
      • 1.6.2 工匠精神
      • 1.6.3 人民至上
      • 1.6.4 家国情怀
      • 1.6.5 责任使命
      • 1.6.6 系统观念
      • 1.6.7 斗争精神
      • 1.6.8 守正创新
  • 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 课程思政融入说明
  • 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 课程思政融入说明
  • 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 课程思政融入说明
  • 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 离散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 离散时间信号与系统的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
课程思政融入说明

1、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。

2、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。

3、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。

4、在讲解信号运算时,可以借助语音信号进行讲解,以尺度运算为例,对语音进行尺度压缩后,语音变得尖锐,从听觉就可以理解尺度压缩使得信号频率变高的知识点,引导学生学会借助不同载体进行问题分析和解决。

知识点

情景设计

说明

信号的尺度变换

儿歌“两只老虎”变声

以语音为载体,进行尺度变换,能很好地理解尺度变换对信号频率的影响

信号的相加运算

全民K

歌声与伴奏音乐相加,能更好地理解相加运算的含义和应用

信号的反转运算

语音加密

录一段自己的语音,逆序播放,让学生了解反转的含义和应用