电子教案《信号与系统》(第四版_燕庆明)(含习题解答)6.4

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信号与系统教案

一、引言

信号与系统是电子工程及通信工程等专业的重要课程之一。本教案旨在帮助学生全面了解信号与系统的基本概念和理论，并培养其分析和设计信号与系统的能力。本教案适用于大学本科阶段的信号与系统课程。

二、教学目标

1. 理解信号与系统的基本概念和特性；

2. 掌握信号与系统的数学表示和分析方法；

3. 学习信号与系统的线性时不变性质和傅里叶变换等重要理论；

4. 培养学生分析和设计信号与系统的能力。

三、教学内容

本教学按照以下章节安排：

1. 信号的基本概念

1.1 信号的定义与分类

1.2 连续信号和离散信号

1.3 周期信号和非周期信号

2. 系统的基本概念

2.1 系统的定义与分类

2.2 线性系统和非线性系统

2.3 时变系统和时不变系统

3. 时域分析

3.1 连续信号的时域描述

3.2 离散信号的时域描述

3.3 系统的时域描述

4. 频域分析

4.1 连续信号的频域描述

4.2 离散信号的频域描述

4.3 线性时不变系统的频域描述

5. 傅里叶变换

5.1 连续时间傅里叶变换

5.2 离散时间傅里叶变换

5.3 傅里叶变换的性质和应用

6. 课程总结与回顾

四、教学方法

1. 理论讲授：通过课堂讲解和演示，系统介绍信号与系统的基本概念和理论。

2. 实例分析：结合实际案例，解析信号与系统在实际应用中的作用和意义。

3. 实验实践：利用仿真软件或实验设备，进行信号与系统方面的实际操作和实验验证，加深学生对理论知识的理解和掌握程度。

五、教学评价

1. 平时成绩：包括课堂出勤、课堂参与、作业完成情况等。

2. 课程设计与报告：学生根据指导要求，完成一份信号与系统相关课题的设计和报告。

信号与系统电子教案

信号与系统授课计划

课程名称：信号与系统课程类别：专业课总课时：60-72

教材（主编、出版社、出版日期）：《信号与系统》、郑君里、高等教育出版社、2003.5

第一章绪论（8-10课时）

本章是信号与系统课程的总论，包括信号与系统课程概述和一些基本概念，简单来说就是要讲清楚什么是信号、什么是系统、以及信号与系统之间是什么关系的问题。主要内容包括：信号与系统课程概述、信号与系统课程的主要内容、信号的定义及常见信号介绍以及信号的运算、系统的定义与分类以及系统的分析方法介绍等。

本章内容是全书内容的浓缩、是基础、是引言，所以非常重要。

一、主要知识点如下：

1、信号与系统课程概述

主要包括：（1）信号与系统课程的产生与发展

（2）信号与系统课程与其他课程的联系

（3）信号与系统的应用领域

2、信号的定义与分类、信号的运算

主要包括：（1）信号的定义与分类

（2）信号的运算

3、系统的定义、分类及分析方法

主要包括：（1）系统的定义及分类

（2）线性时不变系统四大特性及判断方法

二、本章知识重难点分析

1、信号的定义及分类是重点，其中关于周期信号的定义及信号周期的计算

是难点，同样关于连续时间信号与离散时间信号的定义与区别也是难点。

2、几种特殊信号的定义是本课程的重点内容，包括单位阶跃信号、单位冲激信号的定义与运算。其中单位阶跃信号与单位冲激信号的定义与性质是难点。

3、信号的运算也是本章知识的重点内容，特别是信号直流分量与交流分量、信号奇分量与偶分量等的分解运算，信号的尺度、位移、反折运算等。

4、系统的定义及分类是重点

5、线性时不变系统的定义及四大特性，其中四大特性（微积分、时不变、线性、因果性）的定义与判断是难点，特别是线性性是非常重要的内容。

信号与系统课后习题参考答案

1试分别指出以下波形是属于哪种信号？题图1-1

1-2试写出题1-1图中信号的函数表达式。

1-3已知信号)(1t x 与)(2t x 波形如题图1-3中所示，试作出下列各信号的波形图，并加以标注。题图1-3

⑴)2(1-t x ⑵)1(1t x -⑶)22(1+t x

⑷)3(2+t x ⑸)22

(2-t x ⑹)21(2t x - ⑺)(1t x )(2t x -⑻)1(1t x -)1(2-t x ⑼)2

2(1t x -)4(2+t x 1-4已知信号)(1n x 与)(2n x 波形如题图1-4中所示，试作出下列各信号的波形图，并加以标注。题图1-4

⑴)12(1+n x ⑵)4(1n x -⑶)2

(1n x ⑷)2(2n x -⑸)2(2+n x ⑹)1()2(22--++n x n x

⑺)2(1+n x )21(2n x -⑻)1(1n x -)4(2+n x ⑼)1(1-n x )3(2-n x

1-5已知信号)25(t x -的波形如题图1-5所示，试作出信号)(t x 的波形图，并加以标注。

题图1-5

1-6试画出下列信号的波形图：

⑴)8sin()sin()(t t t x ΩΩ=⑵)8sin()]sin(2

11[)(t t t x ΩΩ+= ⑶)8sin()]sin(1[)(t t t x ΩΩ+=⑷)2sin(1)(t t

t x = 1-7试画出下列信号的波形图：

⑴)(1)(t u e t x t -+=⑵)]2()1([10cos )(---=-t u t u t e t x t π

《信号与系统(第四版)》习题详解图文

题图 3.1
3
第3章连续信号与系统的频域分析
3.2 设f(t)的正交展开式为试证明f(t)和｛c0, c1, c2, …, cn｝是一一对应关系。
4
证因为
第3章连续信号与系统的频域分析
5
第3章连续信号与系统的频域分析
而{gi(t)}为正交函数集, 故有
6
第3章连续信号与系统的频域分析
63
(2) 因为
第3章连续信号与系统的频域分析
所以
故
64
第3章连续信号与系统的频域分析 65
第3章连续信号与系统的频域分析 66
第3章连续信号与系统的频域分析 67
所以
第3章连续信号与系统的频域分析
故
68
第3章连续信号与系统的频域分析
3.22 已知一系统由两个相同的子系统级联构成，子系统的冲激响应为
第3章连续信号与系统的频域分析 22
第3章连续信号与系统的频域分析
3.10 设有一周期信号f(t)，其基波频率为ω0=2π，且f(t)的指数型傅里叶级数为
这里，F0=1, F±1=1/4, F±2=1/2, F±3=1/3。试写出f(t)的三角型傅里叶级数表达式。
23
第3章连续信号与系统的频域分析 24
理想低通滤波器的系统函数H(jω)=ε(ω+120)－ε(ω－120)，试求系统响应y(t)。

信息与通信信号与系统教案第1章

《信号与系统》课程大纲
2021/12/10
❖ 第一章信号与系统
基本信号、奇异信号和正交函数信号、信号的基本运算、系统的描述、系统的性
质。 ❖ 第二章连续时间系统的时域分析
描述系统的微分方程、零输入和零状态响应、冲激响应和阶跃响应、卷积积分及
其性质。
❖ 第三章离散系统的时域分析
差分方程及其求解、单位序列响应、卷积和。
f(k)= {…，0，1，2，-1.5，2，0，1，0，…} ↑
k=0
通常将对应某序号m的序列值称为第m个样点的“样值”。
1.2 信号的描述和分类
2021/12/10
3. 周期信号和非周期信号
周期信号(period signal)是定义在(-∞，∞)区
间，每隔一定时间T (或整数N），按相同规律重复
这里的“连续”指函数的定义域—时间是连续的，但可
含间断点，至于值域可连续也可不连续。
值域连续
f1(t) = sin(π t)
1
o1 -1
2t
f2(t) 1
o1 2 t -1
值域不连续
1.2 信号的描述和分类
2021/12/10
（2）离散时间信号：
仅在一些离散的瞬间才有定义的信号称为离散时间信号，简称离散信号。实际中也常称为数字信号。
序列不一定是周期序列。②两连续周期信号之和不一定是周期

信号与系统(第四版)第四章课后答案

第5-10页
■
©西安电子科技大学电路与系统教研中心
信号与系统电子教案
4.1 拉普拉斯变换
四、常见函数的单边拉普拉斯变换
1. (t ) 1, 2.( t) 或1 3. ( t ) s, 4. 指数信号e
1
s
, 0

1 s s0
s0t
第5-13页
■
©西安电子科技大学电路与系统教研中心
信号与系统电子教案
4.1 拉普拉斯变换
（2）0 =0，即F(s)的收敛边界为j轴，
F (j ) lim F ( s )
0
如f(t)= (t)←→F(s)=1/s
1 j F (j ) lim lim 2 lim 2 0 j 0 2 0 2
若f1(t)←→F1(s) Re[s]>1 , f2(t)←→F2(s) Re[s]>2 则 a1f1(t)+a2f2(t)←→a1F1(s)+a2F2(s) Re[s]>max(1,2)
例
f(t) = (t) + (t)←→1 + 1/s， > 0
cos 0t (e sin 0t (e
(t 2)
f1(t) 1 0 1 f2(t) 1 t
例1：e (t 2) e

电子教案-高频电子线路(第4版_胡宴如)-习题解答第六章.docx

第 6 章角度调制与解调电路

6.1 填空题

(1)用低频调制信号去改变载波信号的频率和相位，分别称为调频和调相，它们都是频谱的非线性变换。

(2)单频调制时，调频信号的调频指数m f与调制信号的振幅成正比，与调制信

号的频率成反比；最大频偏f m与调制信号的振幅成正比，与频率无关。

(3)取差值的混频器输入信号为u s(t)=0.3cos[ （2π× 107t） +7sin(2π× 103t)]V ，本振信号u L (t)=cos(2 π× 1.2× 107t)V ，则混频器输出信号的载频为0.2× 107Hz ，调频指数 m f

为7，最大频偏 f m为7 ×103Hz，频带宽度为16 × 103Hz。

(4) 3 倍频器输入调频信号u (t)=U cos[(2 π× 10 t)+2sin(2 π× 10 t)]V ，则 3 倍频器输出信

s sm52

号的载频为3×105Hz ，最大频偏为3× 2 ×102Hz ，频带宽度为14× 102Hz。

(5)斜率鉴频是先将调频信号变换成调频调幅信号，然后用包络检波器进行解调得到原调制信号。

(6)乘积型相位鉴频器由频相变换网络、相乘器和低通滤波器等组成。

6.2已知调制信号 u(t ) 8cos(2 π 103 t ) V ，载波电压 u c (t)5cos(2 π 106 t ) V ，k f2π 103 rad/s V ，试求调频信号的调频指数m f、最大频偏f m和有效频谱带宽BW ，写出调频信号表示式。

[解 ]f m k f U m2π 1038

8103Hz 2π2π

教案信号与系统

信号与系统授课教案

一、授课内容：

1.学科名称：信号与线性系统分析（第四版）

2.授课题目：2.1 LTI连续系统的响应：微分方程经典解法和初始值0+的求法。

3.教学形式：讲授+课堂练习

4.授课教师：X X X

5.学时：1

二、教学目的：

1.掌握连续时间系统微分方程的建立与微分方程经典解法。

2.掌握系统起始点的跳变，0+和0-的求解。

三、教学重点：

微分方程的求解，起始点状态的转换。

四、难点分析及对策：

难点1：微分方程的建立

难点在于有电路定理推导并建立微分方程，这一部分内容属于电路理论的基础知识，但是由于电路理论中对相对复杂电路的分析与计算过程比较繁琐，计算量较大，有的电路甚至会涉及到多变量方程组求解，多种电路定理的应用，因此学生大多觉得学习过程比较困难。

解决方法：主要进行举例分析。

难点2：连续时间系统中起始点的跳变，即从0-到0+的转换过程的求解是一个难点。

解决办法：以例题进行详细讲解并布置相关习题多加练习。

五、教学过程：

（一）导课：对第一张内容简单回顾一下，以介绍本节课的教学目的和要求，以及主要知识点和重点的导课方式，进入这节课的教学内容。

（二）教学内容：

LTI连续系统的时域分析过程可以理解为建立并求解线性微分方程，因其分析过程涉及的函数变量均为时间t，故称为时域分析法。

本章知识的前期预备知识为高等数学的线性微分方程的求解，后续内容是连续时间系统的频域分析——傅里叶变换，连续时间系统的S 域分析——拉氏变换。因此，本章是知识的学习非常重要。

主要知识点如下：

（1）经典法求解微分方程

主要包括：a.微分方程的建立

信号与系统燕庆眀第一章

2
38
电子信息与计算机工程系
§1.5.1 系统的分类——按性质划分2

时不变系统——系统中各元件参量不随时间变化
系统的输入延迟或超前一段时间，其输出也延迟或超前同样一段时间，就称为时不变系统。
即，时不变系统的特性不随时间发生变化，否则就称为时变系统。
39
电子信息与计算机工程系
§1.5.1 系统的分类——按性质划分2
3.Causality （因果性）
4.Stability (稳定性）
对于连续或离散的动态系统，按基本特性可分为线性系统与非线性系统，时变系统与非时变系统，因果系统与非因果系统，稳定系统与非稳定系统等等。本书主要讨论 LTI(Linear Time-Invariant)系统。
电子信息与计算机工程系

Control system 控制系统
13
电子信息与计算机工程系
§1.3 信号的概念——Example1
14
电子信息与计算机工程系
§1.3 信号的概念——Example2
15
电子信息与计算机工程系
§1.3 信号的概念——Example3
16
电子信息与计算机工程系
§1.3 信号的概念——Example4

4
电子信息与计算机工程系
《信号与系统》课程简介
本课程是电子信息类、电气类、机械类等专业的重要专业基础性课程，而且是许多其他工科专业的必开和必修课程，是研究信号与信息分析以及系统对信号与信息如何进行传输和处理的重要基础理论体系。

电子教案-信号与系统第四版(含习题解答)-信号与系统的MATLAB仿真

信号与系统的MATLAB 仿真

一、信号生成与运算的实现

1.1 实现)3

(sin )()(

π±==

=t t

t S t f a )(sin )sin()sin(sin )()(t c t t t t t t t S t f a '='

'==

==πππ

ππ m11.m

t=-3*pi:0.01*pi:3*pi; % 定义时间范围向量t f=sinc(t/pi); % 计算Sa(t)函数 plot(t,f); % 绘制Sa(t)的波形运行结果：

1.2 实现)10()

sin()(sin )(±==

=t t

t t c t f ππ m12.m

t=-10:0.01:10; % 定义时间范围向量t f=sinc(t); % 计算sinc(t)函数

plot(t,f); % 绘制sinc(t)的波形运行结果：

1.3 信号相加：t t t f ππ20cos 18cos )(+=

m13.m

syms t; % 定义符号变量t

f=cos(18*pi*t)+cos(20*pi*t); % 计算符号函数f(t)=cos(18*pi*t)+cos(20*pi*t) ezplot(f,[0 pi]); % 绘制f(t)的波形运行结果：

1.4 信号的调制：t t t f ππ50cos )4sin 22()(+=

m14.m

syms t; % 定义符号变量t

f=(2+2*sin(4*pi*t))*cos(50*pi*t) % 计算符号函数f(t)=(2+2*sin(4*pi*t))*cos(50*pi*t) ezplot(f,[0 pi]); % 绘制f(t)的波形运行结果：

《信号与系统(第四版)》习题详解 (1)

题解图 1.5-9 28
第1章信号与系统的基本概念 (10) 两个连续信号相乘，任一时刻的积信号值等于两信号在该时刻的信号值之积。题(10)信号波形如题解图1.5-10 所示。
题解图 1.5-10 29
第1章信号与系统的基本概念
1.6 已知离散时间信号x(k)和y(k)分别如题图1.3(a)、(b)
小公倍数；否则, 当T1/T2为无理数时,其和信号是非周期信号。
因sint的周期T1=2π s, sin2t的周期T2=π s，且T1/T2=2为有理
数, 故f1(t)是周期信号,它的周期为2π s。
(2) 因sin2t的周期T1=π s, cosπt的周期T2=2 s, 且
T1/T2=π/2为无理数，故f2(t)是非周期信号。
题图 1.1 9
第1章信号与系统的基本概念 10
第1章信号与系统的基本概念 11
第1章信号与系统的基本概念 1.4 判定下列信号是否为周期信号。若是周期信号，则确
定信号周期T。
12
第1章信号与系统的基本概念
解 (1) 若有两个周期分别为T1和T2的连续信号相加，当
T1/T2为有理数时,其和信号亦是周期信号,相应周期为T1和T2的最
(3) x(2-t)； (4) x(2t+2)；
(5) y(t+2)； (6) y(t+1)ε(-t)；

信号答案第四版

专业课习题解析课程西安电子科技大学

844信号与系统

专业课习题解析课程

第2讲

第一章信号与系统（二）

1-1画出下列各信号的波形【式中)()(t t t r ε=】为斜升函数。（2）∞<<-∞=-t e t f t ,)( （3）)()sin()(t t t f επ= （4）)(sin )(t t f ε= （5）)(sin )(t r t f =

（7）)(2)(k t f k

ε= （10）)(])1(1[)(k k f k

ε-+= 解：各信号波形为

（2）∞<<-∞=-t e

t f t

,)(

（3）)()sin()(t t t f επ=

（4）)(sin )(t t f ε=

（5）)

)

(sin

（7）)

f kε

)

(

（10）)(])1(1[)(k k f k

ε-+=

1-2 画出下列各信号的波形[式中)()(t t t r ε=为斜升函数]。

（1）)2()1(3)1(2)(-+--+=t t t t f εεε （2）)2()1(2)()(-+--=t r t r t r t f （5）)2()2()(t t r t f -=ε （8）)]5()([)(--=k k k k f εε （11）

)]7()()[6

sin()(--=k k k k f εεπ （12）)]()3([2)(k k k f k

---=εε

解：各信号波形为

（1）)2()1(3)1(2)(-+--+=t t t t f εεε

（2）

)2()1(2)()(-+--=t r t r t r t f

（5）

《信号与系统教程》教学指导书--燕庆明（可编辑）

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教育科学“十五”国家规划课题研究成果《信号与系统教程》

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本书是与燕庆明主编《信号与系统教程》相配套的教学指导书。书中明确了主教材各章

的教学目标和教学重点,并对重点给予指导。内容精炼,例题丰富。书中除了对全书的习题

进行解析外,还编写了!套模拟试题,为学生自学检测提供帮助。

本书适合于高等学校电子信息类专业的教师和学生作为“信号与系统”课程的教学参考

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《信号与系统》习题参考答案

《信号与系统》习题参考答案（1）

2—1

（1） 0

()()()()(1)()t

a at x t h t x u t d e d e u t a

τττττ∞

---∞

*=⋅-==

-⎰

⎰ （2） 00()()(cos sin )()x t h t t d ωτωτδττ∞

-∞

*=+⋅-⎰

0000(cos sin )()cos sin t t t d t t ωωδττωω∞

-∞

+⋅-=+⎰

（3）当0t <时 ()()0x t h t *=

当01t ≤<时 2

0()()(1)2

t x t h t d t ττ*=+=+⎰

当12t ≤<时 1

()()(1)2

x t h t d ττ*=+=

⎰ 当23t ≤<时 1

()()(1)22

t x t h t d t t ττ-*=+=-++⎰ 当3t ≥时 ()()0x t h t *= （4）当0t <时 ()()0x t h t *=

当0t ≥时 0

()()sin 2(1cos 2)2

x t h t d t ττ*=

=-⎰ （5） 22222(2)

2(4)241()()(2)2

t t t t t t t x t h t e d e d e e

e ττττ-----*=-=-+⎰⎰ （6）()x t at b =+

2()()

()()()(2)3363

t x t h t a b d a t

b t a t a b

ττδ-*=+++*--=++⎰

2—2

（1） [][][][2](2)[2]x n h n nu n n n u n δ*=*-=--

[理学]信号与系统第四版课后习题燕庆明主编

《信号与系统》（第四版）习题解析

高等教育出版社

2007年8月

第1章习题解析 (2)

第2章习题解析 (6)

第3章习题解析 (16)

第4章习题解析 (24)

第5章习题解析 (32)

第6章习题解析 (42)

第7章习题解析 (50)

第8章习题解析 (56)

第1章习题解析

1-1 题1-1图示信号中，哪些是连续信号？哪些是离散信号？哪些是周期信号？哪些是非周期信号？哪些是有始信号？

题1-1图

解 (a)、(c)、(d)为连续信号；(b)为离散信号；(d)为周期信号；其余为非周期信号；(a)、(b)、(c)为有始（因果）信号。

1-2 给定题1-2图示信号f ( t )，试画出下列信号的波形。[提示：f ( 2t )表示将f ( t )波形压缩，f (2

t )表示将f ( t )波形展宽。]

(a) 2 f ( t - 2 )

(b) f ( 2t )

t ) (d) f ( -t +1 )

题1-2图

解以上各函数的波形如图p1-2所示。

图p1-2

1-3 如图1-3图示，R 、L 、C 元件可以看成以电流为输入，电压为响应的简单线性系统S R 、S L 、S C ，试写出各系统响应电压与激励电流函数关系的表达式。

题1-3图

解各系统响应与输入的关系可分别表示为 )()(t i R t u R R ⋅=

t t i L

t u L L d )(d )(= ⎰∞

-=t C C i C t u ττd )(1)(

1-4 如题1-4图示系统由加法器、积分器和放大量为-a 的放大器三个子系统组成，系统属于何种联接形式？试写出该系统的微分方程。