信号处理与系统课程设计指导书.
信号与系统实验指导书
信号与系统实验指导书赵欣、王鹏信息与电气工程学院2006.6.26前言“信号与系统”是无线电技术、自动控制、生物医学电子工程、信号图象处理、空间技术等专业的一门重要的专业基础课，也是国内各院校相应专业的主干课程。
当前，科学技术的发展趋势既高度综合又高度分化，这要求高等院校培养的大学生，既要有坚实的理论基础，又要有严格的工程技术训练，不断提高实验研究能力、分析计算能力、总结归纳能力和解决各种实际问题的能力。
21世纪要求培养“创造型、开发型、应用型”人才，即要求培养智力高、能力强、素质好的人才。
由于该课程核心的基本概念、基本理论和分析方法都非常重要，而且系统性、理论性很强，为此在学习本课程时，开设必要的实验，对学生加深理解、深入掌握基本理论和分析方法，培养学生分析问题和解决问题的能力，以及使抽象的概念和理论形象化、具体化，对增强学习的兴趣有极大的好处，做好本课程的实验，是学好本课程的重要教学辅助环节。
在做完每个实验后，请务必写出详细的实验报告，包括实验方法、实验过程与结果、心得和体会等。
目录实验一无源和有源滤波器 (1)实验二方波信号的分解 (6)实验三用同时分析法观测方波信号的频谱 (8)实验四二阶网络状态轨迹的显示 (10)实验五二阶网络函数的模拟 (14)实验六抽样定理 (18)附录 (22)实验一无源和有源滤波器一、实验目的1、了解RC无源和有源滤波器的种类、基本结构及其特性。
2、对比研究无源和有源滤波器的滤波特性。
3、学会列写无源和有源滤波器网络函数的方法。
二、基本原理1、滤波器是对输入信号的频率具有选择性的一个二端口网络，它允许某些频率(通常是某个频带范围)的信号通过，而其它频率的信号受到衰减或抑制，这些网络可以是由RLC元件或RC元件构成的无源滤波器，也可以是由RC元件和有源器件构成的有源滤波器。
2、根据幅频特性所表示的通过或阻止信号频率范围的不同，滤波器可分为低通滤波器(LPF)、高通滤波器(HPF)、带通滤波器(BPF)和带阻滤波器(BEF)四种。
信号处理与线性系统分析课程设计
信号处理与线性系统分析课程设计一、设计目的本课程设计旨在通过对信号处理和线性系统分析理论的学习与实践，深入掌握这个领域的基本知识，提高学生在相关领域的实际应用能力。
二、设计过程1. 理论基础学习在进行课程设计之前，学生需要进行一定程度的理论基础学习。
这包括了信号处理和线性系统分析的基础理论知识，比如信号傅立叶分析、Z变换与离散傅立叶变换等。
同时，在这个环节中，学生还需要对信号的特点、常见系统模型的分类和特点以及系统响应的特征进行深入的学习。
2. 设计方案制定在完成理论学习后，学生需要制定相应的课程设计方案。
这个过程需要依据已学习的理论知识，根据具体的设计需求，确定适当的信号类型、系统模型以及相应的算法。
例如，可以通过某个特定样本信号的信噪比、能量等指标对它进行信号处理和参数估计，利用矩阵和离散傅里叶变换来分析系统模型的特点，基于拉普拉斯变换来评估系统响应的性能，仿真验证结果。
3. 实验操作及数据处理此环节是课程设计最为核心的部分。
学生需要按照方案进行实验操作，获取数据并进行相应的处理。
实验操作包括利用MATLAB进行代码编写、算法实现，以及对实验数据进行分析和处理，从而得到实验结果。
4. 结果分析与报告撰写在实验部分结束后，学生需要对实验结果进行总结并进行分析，从而得出结论。
通过结论，归纳实验结果，深刻理解实验过程中的知识点，得出实用技巧，以提高学生的实际应用能力。
最后，学生需要撰写实验报告，清晰地汇总所获得的实验结果和结论。
报告内容包括实验目的、实验过程、实验结果以及结论等，具体格式需按照规定格式进行规范地撰写。
三、实验内容在课程设计中，实验内容包括：1. 原始信号的特征提取利用特殊样本信号的发送与接收来评价其信噪比、error rate及误码率等参数，并利用离散的傅里叶变换进行信号的频谱分析，找到信号的特征。
2. 系统响应的特征分析利用常见的系统模型，如FIR/ IIR filter等分析不同频率下输入信号的输出，作为系统响应的分析结果；将系统的时域表象转化为频域表现，并验证其系统响应能否满足系统的性能指标。
信号与系统教学大纲
信号与系统教学大纲一、课程介绍1.1 课程背景信号与系统作为电子信息类专业中的重要课程，是理解和分析电子信号以及系统运行原理的基础。
本课程旨在通过理论教学和实践操作，使学生掌握信号与系统的基本概念、基本特性以及在实际系统中的应用。
1.2 课程目标通过本课程的学习，学生将能够：- 理解信号的基本概念和特性，包括连续信号和离散信号的表示和处理方法。
- 掌握系统的基本概念和特性，包括线性时不变系统和非线性系统的分析方法。
- 熟悉信号与系统之间的相关数学描述和变换。
- 理解傅里叶变换、拉普拉斯变换和Z变换在信号与系统分析中的应用。
- 了解信号与系统在通信、控制、图像处理等领域的应用。
二、教学内容和安排2.1 信号的基本概念- 信号的定义和分类- 连续信号和离散信号的表示及其转换- 常见信号的特点和实际意义2.2 系统的基本概念- 系统的定义和分类- 线性时不变系统和非线性系统- 时域和频域分析方法2.3 数学描述与变换- 时域和频域描述之间的转换关系- 傅里叶变换及其性质- 拉普拉斯变换及其性质- Z变换及其性质2.4 信号与系统的应用- 信号与系统在通信系统中的应用- 信号与系统在控制系统中的应用- 信号与系统在图像处理中的应用三、教学方法3.1 理论讲授通过课堂讲授，系统地介绍信号与系统的基本概念、数学描述和变换，引导学生建立知识框架和理解基本原理。
3.2 实验操作通过实验操作，让学生亲自操作仪器设备，进行信号的获取和处理，加深对信号与系统的理解，并培养实践能力。
3.3 讨论与案例分析引导学生进行讨论，分析实际案例，探究信号与系统在不同领域的应用，培养学生的综合素质和解决问题的能力。
四、教学评价与考核4.1 平时成绩包括课堂参与、作业完成情况等。
4.2 实验报告对实验操作的过程、结果和分析进行书面报告。
4.3 期中考试涵盖以往所学内容的知识点和问题。
4.4 期末考试对整个学期所学内容进行综合考核。
五、参考教材- 《信号与系统分析》张叔平主编- 《信号与系统导论》王韬副主编- 《信号处理与系统》王健黄新厚著六、教学资源- 计算机实验室：用于进行信号处理实验操作。
《信号与系统》课程思政教学设计(一等奖)
《信号与系统》课程思政教学设计（一等奖）1. 引言作为一门专业课程，《信号与系统》作为电子信息类专业的核心课程之一，不仅仅是为了培养学生的技术能力，更是为了培养学生的思想道德素质和创新思维能力。
为了更好地将思政教育融入到《信号与系统》的教学中，我们制定了本教学设计方案，并获得了一等奖。
2. 教学目标本课程的教学目标分为三个方面：1.学术目标：通过本课程的学习，学生能够掌握信号与系统的基本概念和分析方法，能够熟练运用相关工具和算法进行信号处理和系统分析。
2.思想道德目标：通过本课程的学习，培养学生的自主学习和创新能力，培养学生的团队合作意识和应对复杂问题的能力。
3.实践目标：通过本课程的实践环节，提高学生的动手能力和实际操作能力，培养学生的实践创新能力。
3. 教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个方面：1.信号与系统的基本概念和数学工具2.常见信号的分类和分析方法3.线性时不变系统的性质和分析方法4.连续时间信号和离散时间信号的处理方法5.实际工程中的信号处理和系统分析案例4. 教学方法为了更好地实现课程思政教育的目标，我们结合了多种教学方法，包括：1.前沿技术讲座：邀请相关领域的专家学者进行前沿技术讲座，鼓励学生主动参与讨论和提问，培养学生的创新思维能力。
2.小组合作学习：将学生分成小组，进行问题解决和案例分析，培养学生的团队合作意识和实际操作能力。
3.实验教学：设置一系列的实验课程，让学生亲自动手操作，提高他们的动手能力和实践创新能力。
4.论文写作：要求学生在课程结束后提交一篇与课程内容相关的论文，培养学生的科研能力和学术写作能力。
5. 评估方法为了评估学生的学业成绩和思政教育效果，我们采用了多种评估方法，包括：1.学术成绩评估：通过课堂测试、作业、实验报告和期末考试等方式评估学生的学业成绩，注重对学生理论知识和实际操作能力的综合评估。
2.论文评估：评估学生提交的论文质量，注重对学生科研能力和学术写作能力的评估。
信号与与系统课程设计
信号与与系统课程设计一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握信号与系统的基本概念、原理和分析方法。
具体包括：1.知识目标：–了解信号与系统的定义、特点和分类；–掌握信号的时域、频域分析方法；–理解系统的基本特性，如线性、时不变性等。
2.技能目标：–能够运用信号与系统的分析方法解决实际问题；–熟练使用相关软件工具进行信号处理和系统分析；–具备一定的科研能力和创新精神。
3.情感态度价值观目标：–培养对信号与系统学科的兴趣和热情；–树立正确的科学观，注重实践与理论相结合；–增强团队协作意识，提高沟通与表达能力。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括以下几个部分：1.信号与系统的定义、特点和分类；2.信号的时域、频域分析方法；3.系统的基本特性，如线性、时不变性等；4.实际应用案例分析。
5.引言：介绍信号与系统课程的背景、意义和目标；6.信号与系统的定义、特点和分类：讲解信号与系统的概念，分析各种信号与系统的特点和分类；7.信号的时域、频域分析方法：讲解信号的时域、频域分析方法，并通过实例进行分析；8.系统的基本特性：讲解系统的基本特性，如线性、时不变性等，并通过实例进行分析；9.实际应用案例分析：分析信号与系统在实际应用中的案例，如通信系统、控制系统等。
三、教学方法为了提高教学效果，本节课将采用以下教学方法：1.讲授法：讲解信号与系统的基本概念、原理和分析方法；2.讨论法：学生进行课堂讨论，培养学生的思考能力和团队协作精神；3.案例分析法：分析实际应用案例，让学生更好地理解信号与系统的应用价值；4.实验法：安排课后实验，让学生动手实践，提高实际操作能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，本节课将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的教材，如《信号与系统》、《信号处理与系统分析》等；2.参考书：提供相关领域的参考书籍，如《线性系统理论》、《数字信号处理》等；3.多媒体资料：制作精美的PPT课件，提供动画、视频等多媒体资料；4.实验设备：准备相应的实验设备，如信号发生器、示波器、滤波器等，以便进行课后实验。
中南大学数字信号处理课程设计
中南大学数字信号处理课程设计报告专业班级: 电信1303指导老师：姓名:学号:目录一、课程设计要求二、设计过程（1）设计题目（2）设计源代码（3）设计结果（4）结果分析三、设计总结与心得体会四、课程设计指导书一、课程设计要求1、课程设计指导书①《数字信号处理（第二版）》，丁玉美等，西安电子科技大学出版社；②《MATLAB 及在电子信息课程中的应用》，陈怀琛等，电子工业出版社。
2、课程设计题目⑴、信号发生器用户根据测试需要，可任选以下两种方式之一生成测试信号：①、直接输入（或从文件读取）测试序列；②、输入由多个不同频率正弦信号叠加组合而成的模拟信号公式（如式1-1 所示）、采样频率（Hz）、采样点数，动态生成该信号的采样序列，作为测试信号。
⑵、频谱分析使用FFT 对产生的测试信号进行频谱分析并展示其幅频特性与相频特性，指定需要滤除的频带，通过选择滤波器类型（IIR / FIR），确定对应的滤波器（低通、高通）技术指标。
⑶、滤波器设计根据以上技术指标（通带截止频率、通带最大衰减、阻带截止频率、阻带最小衰减），设计数字滤波器，生成相应的滤波器系数，并画出对应的滤波器幅频特性与相频特性。
①IIR DF 设计：可选择滤波器基型（巴特沃斯或切比雪夫型）；②FIR DF 设计：使用窗口法（可选择窗口类型，并比较分析基于不同窗口、不同阶数所设计数字滤波器的特点）。
⑷、数字滤波根据设计的滤波器系数，对测试信号进行数字滤波，展示滤波后信号的幅频特性与相频特性，分析是否满足滤波要求（对同一滤波要求，对比分析各类滤波器的差异）。
①IIR DF：要求通过差分方程迭代实现滤波（未知初值置零处理）；②FIR DF：要求通过快速卷积实现滤波（对于长序列，可以选择使用重叠相加或重叠保留法进行卷积运算）。
⑸、选做内容将一段语音作为测试信号，通过频谱展示和语音播放，对比分析滤波前后语音信号的变化，进一步加深对数字信号处理的理解。
3、具体要求⑴、使用MATLAB（或其它开发工具）编程实现上述内容，写出课程设计报告。
信号与系统课程设计
目录摘要 (1)1. 课程设计目的 (2)2. 课程设计题目描述和要求 (2)3. 课程设计实验理论原理 (3)4. 课程设计报告内容 (5)4.1 语音信号录制并读取 (5)4.2 语音信号频谱分析 (6)4.3.1 叠加噪声 (9)4.3.2 语音信号快放 (11)4.3.3 语音信号慢放 (12)4.3.4 设计滤波器 (14)总结 (18)摘要本次设计是用MATLAB语言对语音信号进行采样分析，并设计数字滤波器对信号进行滤波，比较滤波前后信号特性的变化。
用MATLAB开发环境设计用户图形界面使布局编程简化语音信号处理是研究用数字信号处理技术和语音学知识对语音信号进行处理的新兴学科，是目前发展最为迅速的学科之一，通过语音传递信息是人类最重要，最有效，最常用和最方便的交换信息手段，所以对其的研究更显得尤为重要。
Matlab语言是一种数据分析和处理功能十分强大的计算机应用软件，它可以将声音文件变换成离散的数据文件，然后用起强大的矩阵运算能力处理数据。
这为我们的本次设计提供了强大并良好的环境。
本设计录制一段语音后，在 MATLAB软件中采集语音信号、回放语音信号并画出语音信号的时域波形和频谱图。
再在Matlab中设计IIR数字滤波器。
之后对采集的语音信号经过低通滤波器后，观察波形，并进行时域和频谱的分析。
1.课程设计目的(1)熟悉离散信号和系统的时域特性。
(2)熟悉语音信号的特点。
(3)掌握数字信号处理的基本概念，基本理论。
(4)掌握序列快速傅里叶变换方法。
(5)学会MATLAB的使用，掌握 MATLAB的程序设计方法。
(6)掌握MATLAB设计数字滤波器的方法和对信号进行滤波的方法(7)巩固信号处理的分析方法和实现方法。
(8)增强应用Matlab语言编写数字信号处理的应用程序及分析、解决实际问题的能力。
2. 课程设计题目描述和要求(1)语音信号录制并用Matlab读取语音信号，理解信号含义及抽样频率的含义，并绘制语音信号时域波形。
信号分析与处理课程设计
信号分析与处理课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解并掌握信号分析与处理的基本概念、原理及方法。
2. 使学生能够运用数学工具，对信号进行分析、处理和识别。
3. 帮助学生了解信号分析与处理技术在现实生活中的应用。
技能目标：1. 培养学生运用傅里叶变换、拉普拉斯变换等方法对信号进行分析的能力。
2. 提高学生运用数字信号处理技术对信号进行处理的能力。
3. 培养学生运用信号分析与处理软件进行实践操作的能力。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对信号分析与处理学科的兴趣，培养其主动学习的热情。
2. 培养学生具备良好的团队合作意识，学会与他人共同解决问题。
3. 使学生认识到信号分析与处理技术在我国经济社会发展中的重要作用，增强其社会责任感和使命感。
课程性质：本课程为专业基础课，旨在让学生掌握信号分析与处理的基本理论、方法及其在实际工程中的应用。
学生特点：学生具备一定的数学基础和电路基础知识，但对信号分析与处理的概念和方法尚不熟悉。
教学要求：1. 注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力。
2. 通过案例教学，使学生了解信号分析与处理技术在现实生活中的应用。
3. 引导学生通过小组讨论、课堂展示等形式，培养其沟通表达能力和团队合作精神。
4. 定期进行课程评估，确保学生达到预定的学习目标。
二、教学内容1. 信号分析与处理的基本概念：包括信号的分类、信号的时域分析、信号的频域分析等。
教材章节：第一章 信号与系统概述2. 傅里叶变换及其应用：介绍傅里叶级数、连续傅里叶变换、离散傅里叶变换等。
教材章节：第二章 傅里叶变换3. 拉普拉斯变换与z变换：讲解拉普拉斯变换的基本概念、性质和应用，以及z变换的原理和应用。
教材章节：第三章 拉普拉斯变换与z变换4. 数字信号处理技术：包括数字滤波器设计、快速傅里叶变换（FFT）、数字信号处理算法等。
教材章节：第四章 数字信号处理5. 信号分析与处理应用案例：分析实际生活中的信号分析与处理技术应用，如语音识别、图像处理等。
信号分析与处理课程设计
《信号分析与处理（自）》课程设计任务书一、目的与要求是使学生通过上机使用Matlab工具进行数字信号处理技术的仿真练习，加深对《信号分析与处理（自）》课程所学基本理论和概念的理解，培养学生应用Matlab等工具进行数字信号处理的基本技能和实践能力，为工程应用打下良好基础。
二、主要内容1．了解Matlab基本使用方法，掌握Matlab数字信号处理的基本编程技术。
掌握数字信号的基本概念。
1）使用Matlab（生成几种典型数字信号（正弦信号、周期信号、高斯随机信号等），2）编程计算离散信号的特征值（均值、方差等）。
3）进行信号加减运算。
2．Matlab编程实现典型离散信号（正弦信号、周期信号、随机信号）的离散傅立叶变换，显示时域信号和频谱图形（幅值谱和相位谱）；以正弦周期信号为例，观察讨论基本概念（混叠、泄漏、整周期截取、频率分辨率等）。
3．设计任意数字滤波器，并对某类型信号进行滤波，并对结果进行显示和分析。
三、进度计划四、设计成果要求1．提交完成设计内容的程序2．提交设计报告五、考核方式课程设计报告、设计内容演示和答辩相结合。
考核内容：考勤、纪律、课程设计报告、实际编程能力和基本概念掌握程度等。
学生姓名：指导教师：2011 年12 月29 日一、了解Matlab基本使用方法，掌握Matlab数字信号处理的基本编程技术。
掌握数字信号的基本概念。
1、使用Matlab生成几种典型数字信号：正弦信号、周期信号、非周期信号和高斯随机信号并编程计算离散信号的特征值（均值、方差等）。
1）正弦信号：编程如下：k1=-20;k2=20;k=k1:k2;w=pi/8;f=sin(k*w);stem(k,f,'filled');title('正弦序列');xlabel('时间(k)');ylabel('幅值f(k)');fprintf('正弦信号的均值为%.4f 方差为%.4f\n',mean(f),var(f,1));运行结果如下：正弦信号的均值为0.0000 方差为0.51222）周期信号编程如下：k1=0;k2=3;k=k1:k2;Ts=1;f=k*Ts;xtilde=f'*ones(1,8);xtilde=xtilde(:);xtilde=xtilde';subplot(2,1,1);stem(k,f,'filled');title('一个周期');xlabel('时间(k)');ylabel('幅值f(k)');subplot(2,1,2);stem(xtilde,'filled');title('周期序列');xlabel('时间(k)');ylabel('幅值f(k)');fprintf('周期信号的均值为%.4f 方差为%.4f\n',mean(xtilde),var(xtilde,1));运行结果如下：周期信号的均值为1.5000 方差为1.25003）非周期信号编程如下：n=0:10;x=[zeros(1,2),ones(1,5),zeros(1,4)];stem(n,x,'filled');title('非周期信号');xlabel('时间(n)');ylabel('幅值f(n)');fprintf('非周期信号的均值为%.4f 方差为%.4f\n',mean(x),var(x,1));运行结果如下：非周期信号的均值为0.4545 方差为0.24794）高斯随机信号编程如下：n=300;xn=randn(1,n);stem(xn,'filled');xlabel('n');ylabel('x(n)');title('高斯随机信号');fprintf('随机信号的均值为%.4f 方差为%.4f\n',mean(xn),var(xn,1));运行结果如下：随机信号的均值为-0.0524 方差为0.85102、进行信号加减运算。
数字信号处理课程设计
2、设计要求：
2.1、进一步巩固和加深数字信号处理的基本知识理解，提高运用所学知识的能力。
2.2、在实习过程中，独立思考，深入钻研，培养自己独立分析问题，解决问题的能力。
2.3、课前做好预习，准确分析实验结果。
2.4、能正确使用matlab，掌握基本功能，能正确调试程序。
2.6FIR数字滤波器的实现
2.6.1根据下列技术指标，设计一个数字FIR高通滤波器。Wp=0.6π，Ap=0.25dB,Wr=0.4π,Ar=40dB;选择一个恰当的窗函数，确定单位脉冲响应，绘出所设计的滤波器的幅度响应。
程序：Wp=0.6*pi;Ws=0.4*pi;Ap=0.25;Ar=40;
Bt=Wp-Ws;
运行结果图：
图2.2.1序列
2.2.2试用 MATLAB 命令对函数 进行部分分式展开，并求出其z反变换。
程序：B=[1];
A=[1,-4,5,-2];
[R,P,K]=residuez(B,A)
运行结果：
R =4.0000
-2.0000 - 0.0000i
-1.0000 + 0.0000i
P =2.0000
运行结果图：
图2.3.1（1） 单位取样响应图
(2)
程序：a=[5/2 6 10];
b=[1];
n=0:30;
impz(b,a,30),grid on
title('系统单位取样响应h(n) ')
运行结果图：
图2.3.1(2) 单位取样响应图
2.3.2已知某系统的单位取样响应为 ，试用MATLAB求当激励信号为 时，系统的零状态响应。
程序：wp=0.2*pi;
数字信号处理课程设计
4实训程序
2.
01
n=0:40;
02
a=2;b=-3;
03
x1=cos(2*pi*0.12*n);
04
x2=cos(2*pi*0.45*n);
05
x=a*x1+b*x2;
06
num=[1 1 1]/3;
07
den=1;
08
ic=[0 1];
09
clf;
10
4实训程序
y1=filter(num,den,x1,ic);
4实训程序
num=[1 1 1]/3;
ic=[0 0];
y1=filter(num,den,x1,ic);
y2=filter(num,den,x2,ic);
yt=[0 0 y1];
d=y2-yt;
n=[n 41 42];
subplot(3,1,1)
stem(n,y2,"filled");
den=1;
9
4实训程序
subplot(3,1,2)
stem(n,yt,"filled");
ylabel('Amplitude');
title('输出的线性组合：a*y_{1}(n)+b*y_{2}(n)');
subplot(3,1,3)
stem(n,d,"filled");
xlabel('Time index n');
stem(n1,x1,"filled")
axis([-3 4 -1 13])
n2=[0 1 2];
（1）
x2=0.5.^n2;
信号处理课程设计
信号处理 课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解信号处理的基本概念，掌握信号的分类和特性；2. 学会运用傅里叶变换对信号进行频域分析，掌握信号的频谱表示方法；3. 掌握数字信号处理的基本原理，了解采样、量化和内插的概念；4. 了解滤波器的基本原理和分类，学会设计简单的数字滤波器。
技能目标：1. 能够使用信号处理软件（如MATLAB）进行信号的采集、分析和处理；2. 能够运用傅里叶变换对实际信号进行频域分析，并绘制频谱图；3. 能够根据实际需求设计简单的数字滤波器，并验证其性能；4. 能够运用所学知识解决实际信号处理问题，提高问题解决能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对信号处理学科的兴趣，激发学习热情；2. 培养学生严谨的科学态度，注重理论与实践相结合；3. 增强学生的团队协作意识，提高沟通与表达能力；4. 引导学生关注信号处理技术在现实生活中的应用，培养创新意识和实践能力。
课程性质：本课程为电子信息类专业的基础课程，旨在使学生掌握信号处理的基本原理和实用技术。
学生特点：学生已具备一定的数学基础和编程能力，具有较强的学习兴趣和探索精神。
教学要求：结合课程性质和学生特点，注重理论与实践相结合，强调实际操作和问题解决能力的培养。
通过本课程的学习，使学生能够将所学知识应用于实际信号处理问题，提高其专业技能。
在教学过程中，将课程目标分解为具体的学习成果，以便进行教学设计和评估。
二、教学内容1. 信号与系统基本概念：信号分类、信号特性、线性时不变系统。
教材章节：第一章 信号与系统基本概念2. 傅里叶变换及其应用：连续时间信号傅里叶变换、离散时间信号傅里叶变换、频谱分析。
教材章节：第二章 傅里叶变换及其应用3. 数字信号处理基础：采样、量化、内插、离散傅里叶变换（DFT）。
教材章节：第三章 数字信号处理基础4. 数字滤波器设计：滤波器原理、低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器。
教材章节：第四章 数字滤波器设计5. 信号处理应用实例：音频处理、图像处理、通信系统。
《信号与系统》课程设计
《信号与系统》课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解并掌握信号与系统的基本概念，包括连续信号与离散信号、线性时不变系统等；2. 学会运用数学工具描述和分析信号与系统的性质，如傅里叶变换、拉普拉斯变换和z变换等；3. 掌握信号与系统中的典型应用，如信号的采样与恢复、通信系统中的调制与解调等。
技能目标：1. 能够运用所学的理论知识分析实际信号与系统的性能，并解决相关问题；2. 熟练运用数学软件（如MATLAB）进行信号与系统的仿真实验，提高实际操作能力；3. 培养学生的团队协作和沟通能力，通过小组讨论、报告等形式，提高学生的学术交流能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对信号与系统领域的兴趣，激发学生的学习热情和求知欲；2. 增强学生的社会责任感，使学生认识到信号与系统在通信、电子等领域的广泛应用，为国家和社会发展做出贡献；3. 培养学生严谨、务实的学术态度，提高学生的自主学习能力和终身学习能力。
本课程针对高年级本科生，具有较强的理论性和实践性。
在课程设计中，将充分考虑学生的特点和教学要求，结合信号与系统领域的最新发展，注重理论与实践相结合，培养学生的创新能力和实践能力。
通过本课程的学习，使学生具备扎实的信号与系统理论基础，为后续相关课程和未来职业生涯打下坚实基础。
二、教学内容1. 信号与系统基本概念：连续信号与离散信号、线性时不变系统等；- 教材章节：第1章 信号与系统概述2. 数学工具描述与分析：- 傅里叶变换、拉普拉斯变换、z变换；- 教材章节：第2章 信号的傅里叶分析，第3章 系统的s域分析，第4章 离散时间信号与系统分析3. 信号与系统的典型应用：- 信号的采样与恢复；- 通信系统中的调制与解调；- 教材章节：第5章 信号的采样与恢复，第6章 通信系统4. 信号与系统仿真实验：- 使用MATLAB进行信号与系统仿真实验；- 教材章节：第7章 信号与系统仿真5. 团队协作与学术交流：- 小组讨论、报告等形式，进行案例分析和学术交流。
高校青教赛 信号与系统教学设计范例
高校青教赛信号与系统教学设计范例信号与系统课程设计教案一、matlab工作空间介绍。
二、信号处理部分：1）信号的产生，matlab工具箱，自己编程函数仿真，导入实际数据。
2）信号的卷积，奇偶分解，各种性质的验证。
3）信号分解的基本原理。
4）信号分解的算法实现，自己编程验证。
5）结合实验给出实验分析和结论。
三、离散信号处理部分：1）信号分解算法的离散化。
2）信号分解的基本原理。
3）信号分解的算法实现，自己编程验证。
4）结合实验给出实验分析和结论。
四、信号滤波处理部分：1）将信号进行傅里叶分解。
2）在频率域进行理想滤波。
3）将信号变换到时间域。
4）结合实验结果给出实验分析和结论。
五、连续系统分析部分：1）电路系统建模或者已有微分系统方程。
2）根据输入求解系统的响应。
3）求解系统的单位冲激响应。
4）编程实现，验证系统的因果性，稳定性。
六、离散系统分析部分：1）电路系统建模或者已有差分系统方程。
2）根据输入求解系统的响应。
3）求解系统的单位脉冲响应。
4）编程实现，验证系统的因果性，稳定性。
实验报告组成：1、实验基本原理2、理论分析求解3、实验编程验证4、实验结果分析。
一、基本函数：1、函数变量的定义。
syms是定义符号变量sym是将字符或者数字转换为字符比如syms x y %就是定了符号变量x y以后x y就可以直接使用sys('a+b')%就是将a+b转化为符号表达式。
2、单位阶跃信号。
Heaviside()。
syms t;f=heaviside(t-4)；或者f=@(t)heaviside(t-4); ezplot(f,[0 5])3、单位冲激信号f=@(x)dirac(x-2);二、示例演示分析示例1：1设f(t) e 2tu(t)，画出该信号的及其幅频图。
21、概述：掌握信号傅立叶变换的计算方法。
2、设计任务，即要设计的主要内容和要求等掌握信号傅立叶变换的计算方法以及程序求解方法。
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《信号处理与系统分析》课程设计指导书南通大学电子信息学院信息工程系2013年5月前言《信号处理与系统》是南通大学杏林学院通信信息类专业的一门专业基础课程，其理论性强，是其它后续专业课程的基础。
开设该课程设计的重要意义在于：首先，从帮助学习《信号处理与系统》课程的角度讲，学生借助于计算机，通过系统仿真，可以对信号以及线性系统的分析方法有一个更深入、更直接的认识，巩固理解一些抽象的知识，从而掌握《信号处理与系统》课程中的主要理论与基本原理；其次，从长远意义讲，学生掌握了数值分析软件Matlab的应用方法，为后续专业课的学习打下了坚实的基础；另外实践环节使学生在综合使用现代电子信息技术和手段进行设计、制作和创新方面的能力有所提高，为以后走上工作岗位从事信号分析和系统分析创造了必备的条件。
本课程设计时间为两周，学生根据课程设计指导书进行练习，考核成绩将根据学生出席情况及学习态度、课程设计报告完成情况、最后检查情况综合给出。
编者：李蕴华 2013年5月课程设计的要求一、熟练掌握Matlab语言的编程方法；二、熟悉用于《信号处理与系统分析》的Matlab主要函数的应用；三、记录实验结果（包括波形和数据），撰写课程设计报告。
主要内容及步骤一、连续系统的时域分析1、信号的产生（1）编写生成连续阶跃信号u(t-t0)及冲激信号δ(t-t0)的函数：function [x,y]=jieyue(t1,t2,t0) 和 function [x,y]=chongji(t1,t2,t0)，信号的时间变量取值区间为t1～t2，t0为阶跃点或冲激点处的时间，x为信号的时间向量，y为相应的信号值向量。
（提示：冲激信号可以用时间宽度为dt、高度为1/dt的矩形脉冲来近似表示。
当dt很小时，矩形脉冲信号可近似认为是冲激信号。
在对该矩形脉冲信号采点取样后（设取样间隔为dt），信号值y的第1+(t0- t1)/dt个元素的值为1/dt，其余元素的值为0。
）参考程序:function [t,y1]=jieyue(t1,t2,t0)dt=0.01;ttt=t1:dt:t0-dt;tt=t0:dt:t2;t=t1:dt:t2;n=length(ttt);nn=length(tt);u=zeros(1,n);uu=ones(1,nn);y1=[u,uu];returnfunction [t,y2]=chongji(t1,t2,t0) dt=0.01; t=t1:dt:t2; n=length(t); y2(1:n)=0;y2(1,(t0-t1)/dt+1)=1/dt;说明：上述定义的函数中， zeros(M,N)和ones(M,N)的功能是分别产生行为M 以及列为N 的矩阵。
以上两函数不可以直接运行，被调用后方可运行。
（2）调用上述函数，产生信号u(t-2),δ(t-4),e -tu(t),-6s ≤t ≤6s,并画出波形。
(观察用stairs 和plot 函数画图的区别)举例：[t1,y1]=jieyue(-6,6,2); stairs(t1,y1)2、 信号的卷积（1）编写求f(t)=f 1(t)*f 2(t)的函数：function [t,f]=myconv(f1,f2,t1,t2,dt),其中t1、t2和t 分别表示信号 f 1(t)、f 2(t)和f(t)的时间向量,dt 代表信号取样点的时间间隔。
提示：将f 1(t)和f 2(t)离散化，卷积积分公式τττd t f f t f )()()(21-=⎰∞∞-可转化为如下的形式：∆⋅∆-∆⋅∆≈∆∑+∞-∞=)()()(21k n fk f n f k ,其中表达式中的Δ代表信号离散化后取样点间的时间间隔，Δ越小，则误差越小。
而式中的)()(21∆-∆⋅∆∑+∞-∞=k n fk f k 可以通过调用Matlab 现有的求序列卷积和的函数conv 来实现。
另外，函数的返回值向量t 由向量t 1和t 2确定。
为了使t 包含了f(t)的非零样点值的时间区间，则t 的第一个元素t(1)= t 1(1)+t 2(1)，t 的长度为t 1和t 2的长度之和减1。
参考程序:function [k,f]=myconv(f1,f2,k1,k2,p)%The function of compute f=f1*f2% f: 卷积和序列f(k)对应的非零样值向量 % k ： 序列f(k)的对应序号向量 % f1: 序列f1(k)非零样值向量 % f2: 序列f2(k)的非零样值向量 % k1: 序列f1(k)的对应序号向量 % k2: 序列f2(k)的对应序号向量f=conv(f1,f2)*p; %计算序列f1与f2的卷积和f k0=k1(1)+k2(1); %计算序列f 非零样值的起点位置k3=length(f1)+length(f2)-2;%计算卷积和f 的非零样值的宽度 k=k0:p:k0+k3*p; %确定卷积和f 非零样值的序号向量（2）调用上述已编函数myconv ，求x 1(t)=e -t[u(t)-u(t-2)]和x 2(t)=δ(t+3)+ δ(t-3)的卷积x 1(t)*x 2(t)，并验证卷积的性质。
举例：[t1,f11]= jieyue(-6,6,0);[t1,f12]= jieyue(-6,6,2); f1=f11-f12; [t2,f2]=chongji(-8,8,3); [t3,f]=myconv(f1,f2,t1,t2,0.01) ; plot(t3,f)说明：以e 为底的指数的生成可调用函数exp(x)。
3、 连续系统的响应（1）已知系统的微分方程为)()(6)(5)(t f t y t y t y =+'+''，求系统的单位冲激响应h(t)和单位阶跃响应g(t);参考程序： b=[1];a=[1,5,6]; impulse(b,a);（2）对于上述系统，请画出激励f(t)分别为 e -tu(t)、e -2tu(t)、 cos(2t)u(t)、t 2u(t)时系统的零状态响应的波形，分析与理论计算的结果是否相符。
参考程序：b=[1]; a=[1,5,6]; t=0:0.1:10; f=exp(-t);lsim(b,a,f,t);grid; title('f(t)=exp(-t)');二、离散系统的时域分析已知离散系统的差分方程为y(k)+3y(k-1)+2y(k-2)=f(k)， 1、画出单位阶跃响应、单位样值响应的波形； 2、画出激励f(k)=2ku(k)时的系统零状态响应波形。
3、分析1、2中的波形与理论计算结果是否相符。
参考程序：a=[1,3,2]; b=[1,0,0];[h,n]=impz(b,a);stem(n,h,'.'); k=0:20;f=2.^k;y=filter(b,a,f);三、信号与系统的频谱分析 1、门函数的频谱（1）产生矩形门函数 ()(/2)(/2)g t t t τετετ=+--，画出τ=10秒时,门函数在-2π(rad/s)≤ω≤2π(rad/s)频率范围内频谱，记录最大值，观察第一过零点位置；提示：信号傅里叶变换公式中的积分可用求和近似表示：∑⎰=-∞+∞--∆≈=Ni t j i tj t e t f dt et f j F i 1)()()(ωωωt e t f e t f e t f N t j n t j t j ∆+++=---])(...)()([2121ωωω上式中Δt 为信号取样时间间隔。
[ ]里的部分在编程时可用行向量)](),...,(),([21N t f t f t f 和列向量]'...,,[21N t j t j t j e e e ωωω---的乘积来实现。
参考程序：dt=0.1; N=500; door_width=10 tao=door_width/2; t1=-(N-1):dt:-tao+dt; t2=-tao:dt:tao; t3=tao-dt:dt:N-1; t=[t1,t2,t3];f=[zeros(1,length(t1)),ones(1,length(t2)),zeros(1,length(t3))]; w=-2*pi:0.1:2*pi; F1=f*exp(-j*t'*w)*dt plot(w,real(F1));grid;（2）改变τ的值为5秒和20秒，重复（1）步骤； 2、傅里叶变换性质的验证（1）以门函数g τ(t)为分析对象，验证傅里叶变换的时移性质、频移性质；参考程序：（时移性质）clear;close all;dt=0.1;N=500;door_width=10tao=door_width/2;t1=-(N-1):dt:-tao+1;t2=-tao:dt:tao;t3=tao-1:dt:N-1;t=[t1,t2,t3];f=[zeros(1,length(t1)),ones(1,length(t2)),zeros(1,length(t3))]; m0=5; %右移5sf1=[zeros(1,m0),f]; f2=f1(1:length(f))w=-2*pi:0.1:2*pi;F=f*exp(-j*t'*w)*dt;subplot(2,2,1);plot(w,abs(F));grid;subplot(2,2,2);plot(w,angle(F));grid;F2=f2*exp(-j*t'*w)*dt;subplot(2,2,3);plot(w,abs(F2));grid;subplot(2,2,4);plot(w,angle(F2));grid;（频移性质）clear;close all;dt=0.1;N=500;door_width=10tao=door_width/2;t1=-(N-1):dt:-tao+1;t2=-tao:dt:tao;t3=tao-1:dt:N-1;t=[t1,t2,t3];f=[zeros(1,length(t1)),ones(1,length(t2)),zeros(1,length(t3))];w1=0.5*pi;f2=f.*exp(-j*w1*t);w=-2*pi:0.1:2*pi;F=f*exp(-j*t'*w)*dt;subplot(2,2,1);plot(w,abs(F));grid;subplot(2,2,2);plot(w,angle(F));grid;F2=f2*exp(-j*t'*w)*dt;subplot(2,2,3);plot(w,abs(F2));grid;subplot(2,2,4);plot(w,angle(F2));grid;（2）画出gτ(t)* gτ(t)的频谱图，验证时域卷积定理。