信號與系統(tǒng)課程介紹

信號與系統(tǒng)問題無處不在

在通信、航空航天、電路設計、聲學、地震學、生物醫(yī)學工程、化學過程控制和語音處理等領域。1移動用戶

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移動用戶移動通信2手機組成3CT成像4CT成像(FromPicker)(FromSiemens)5系統(tǒng)輸入信號輸出信號信號與系統(tǒng)的描述什么是信號？什么是系統(tǒng)？輸入信號作用于系統(tǒng)產(chǎn)生什么樣的輸出信號？6聲音信號：空氣壓力隨時間變化的函數(shù)音樂信號鳥叫信號語音信號心音信號7氣溫和風速信號8心電信號9不同心臟病人的心電圖：心電信號10腦電信號11腦電信號腦電的主要頻率成分：<4Hz的成分，深睡4Hz～8Hz的成分；淺睡8Hz～13Hz的成分；清醒>13Hz的成分；受刺激或思考12

人體生理信號：ECG(心電),EEG(腦電),EOG(眼電),EMG(肌電),PCG(心音)等等。社會信號常見信號

電壓，電流，磁通； 溫度，壓力，壓強； 光，機械振動；流量，水位，潮位；價格，經(jīng)濟指數(shù)，股市指數(shù)；電信號13靜止的彩色圖象：三基色紅(R)、綠(G)、藍(B)隨空間位置變化的信號。靜止的單色圖象：亮度隨空間位置變化的信號f(x,y)。141、信號的定義信號：是消息的表現(xiàn)形式及傳送載體，消息則是信號的具體內(nèi)容。消息是事物運動或狀態(tài)的直接反映。廣義地說，信號是隨一些參數(shù)變化的某種物理量。2、信號的表現(xiàn)形式數(shù)學表達式或波形、圖像常為時間(t)、位置(x,

y)或空間(x,

y,z)的函數(shù);根據(jù)載體的不同，有各種信號，如聲、光、電信號等。3、電信號（研究的主要信號形式）電信號:通常指隨時間變化的電壓或電流。非電信號可以通過傳感器轉(zhuǎn)換成電信號，便于傳輸和處理。一、什么是信號15電信號與非電信號的轉(zhuǎn)換例如：傳感器現(xiàn)實世界的信號電信號處理電信號傳感器現(xiàn)實世界的信號話筒聲壓變化電壓信號處理電壓信號揚聲器空氣壓力信號16系統(tǒng)實例171、系統(tǒng)的定義系統(tǒng)：是由若干相互作用和相互依賴的事物組合而成的具有特定功能的整體。如手機、電視機、通信網(wǎng)、計算機網(wǎng)等。所傳送的語音、音樂、圖象、文字等都可以看成信號。2、系統(tǒng)的基本作用對輸入信號進行加工和處理，將其轉(zhuǎn)換為所需要的輸出信號。二、什么是系統(tǒng)系統(tǒng)輸入信號輸出信號激勵響應18信號與系統(tǒng)的關系

信號與系統(tǒng)是相互依存的整體。1.信號必定是由系統(tǒng)產(chǎn)生、發(fā)送、傳輸與接收，沒有離開系統(tǒng)孤立存在的信號；2.系統(tǒng)的重要功能就是對信號進行加工、變換與處理，沒有信號的系統(tǒng)就沒有存在的意義。19系統(tǒng)與電路的關系1.通常把系統(tǒng)看成比電路更為復雜、規(guī)模更大的組合2.處理問題的觀點不同：電路：著重在電路的結構和參數(shù)上，關心局部系統(tǒng)：著重在輸入輸出之間的關系上， 即系統(tǒng)能實現(xiàn)何種功能，關心全局20《信號與系統(tǒng)》研究的問題信號分析研究信號的基本性能。重點研究信號的描述、分類、分解、變換。系統(tǒng)分析信號作用于系統(tǒng)產(chǎn)生什么響應？即在給定系統(tǒng)的條件下，研究系統(tǒng)對于輸入激勵信號所產(chǎn)生的輸出響應。要進行系統(tǒng)分析，先要進行信號分析21教材《信號與系統(tǒng)》（第二版，上下冊），鄭君里、應啟珩、楊為理著，清華大學出版社，2000該書基本概念清楚，例題具有代表性，習題豐富，答案齊全內(nèi)容豐富，便于自學22第1章緒論信號與系統(tǒng)基本概念連續(xù)信號的時域分析第2章連續(xù)系統(tǒng)的時域分析第7章離散信號與系統(tǒng)時域分析第3章連續(xù)信號的頻域分析、抽樣定理第4章連續(xù)信號與系統(tǒng)復頻域分析第8章離散信號與系統(tǒng)z域、頻域分析第5章傅里葉變換的應用連續(xù)系統(tǒng)的頻域分析基本概念導引核心內(nèi)容應用和拓展主要內(nèi)容及組織連續(xù)離散整個課程以信號分析和系統(tǒng)分析為內(nèi)容主線，信號分析是系統(tǒng)分析的基礎，分析問題時，要分清是信號分析還是系統(tǒng)分析。

23基本要求理解本課程中以信號分析和系統(tǒng)分析為內(nèi)容主線，掌握各章內(nèi)容結構及其相互關系。重點掌握信號與系統(tǒng)分析的物理含義，將數(shù)學概念、物理概念和工程概念相結合。理解連續(xù)信號和系統(tǒng)的分析、離散信號和系統(tǒng)的分析體現(xiàn)了信號與系統(tǒng)由時域到變換域、由連續(xù)到離散的過程。要求學生每4人組成一個小組，平時一起做思考題，做實驗（一個小組交一份），在總結課和討論課上選一名代表發(fā)言。要求學生熟悉MATLAB編程。24關于本課程的教學課堂講授重視物理含義、基本理論的應用，淡化推導實例分析作業(yè)練習書面習題課堂討論包括1次，課外閱讀、解題方法、應用實例課外實踐結合教材上的例題和習題上機實踐課程實驗包括10個實驗，針對重點和難點訓練綜合實驗包括2個，可選做一個，在課下完成，點評書面答疑將遇到的問題寫出，交給老師25關于討論課專門的討論課有1次，共1學時，題目自選，內(nèi)容可以是課外閱讀材料、解題方法、應用實例分析、實驗分析。教師提前布置任務。每4名同學組成一個討論小組，并與教師討論確定題目，根據(jù)所研究問題的需要自主決定搜索相關信息、學習相關知識和理論，寫出專題研究報告，做幻燈片。討論課上選一名代表發(fā)言，包括自我陳述和教師、同學提問，可任意或指定小組成員回答問題。26討論課針對本課程第一至四章講過的內(nèi)容，討論小組自擬題目，查找資料，準備報告。

時間：大概在第9周參考題目（最好舉例說明，將問題闡述清楚）為什么要處理數(shù)字信號？卷積計算，講解作業(yè)題。

如何理解信號的頻譜，如何求？A/D和D/A轉(zhuǎn)換的過程。其它

27自學內(nèi)容和課外實踐按討論小組自學參考書《信號與系統(tǒng)-MATLAB綜合實驗》第一篇內(nèi)容或別的有關MATLAB的書，了解MATLAB的基本功能和基本操作。安裝MATLAB軟件，學習基本MATLAB命令，結合教材上的例題和習題上機實踐。28本課程的考核課程總成績＝期末考試（60％）＋綜合實驗（5％）+考勤和平時作業(yè)（15%）+課程實驗（15％）+課堂討論（5%）期末考試為閉卷筆試形式?？荚噧?nèi)容側重于基本概念、基本內(nèi)容及其知識的綜合應用。

29參考書1、《信號與系統(tǒng)-MATLAB綜合實驗》，谷源濤、應啟衍、鄭君里，高等教育出版社，20082、《信號與系統(tǒng)》，主編：陳后金，胡健