信号与系统研究性教学方案
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信号与系统研究性教学方案
课程基本信息
• 课程编号：适用专业：电子信息类专 业 • 学分数： 4学分 • 学时数： 72+18=90 其中：72学时理论教学 18学时实验教学 X学时研究性教学
研究性教学基本要求
以实际问题为载体，以小组为单位，对信号与系 统分析的相关内容进行专题实验和研讨，激发学生 的学习兴趣，增强理论联系实际的能力。 充分发挥学生的主观能动性，学生可以自主 选题，然后查阅相关资料，制定解决问题的方案， 软件或硬件实现，最后总结整理、交流评价。 培养学生发现问题、提炼问题、分析和解决 问题的能力，以及团队协作精神。
(1)连续时间信号的基本运算包括哪些？ (2) 微积分运算是否互为逆运算？ (3)如何利用基本信号表示方波，三角
波 等信号？
1.连续时间信号的时域分解有哪几种方法？ 2.连续时间信号表示为冲激信号的线性叠加有何实际意义？
第 2章
信号的时域分析
离散时间信号时域分析模 块
基本信号
信号分解
基本运算
(1)为什么说实指数序列、虚指数序列和 正弦序列是复指数序列的特例？ (2)单位脉冲序列的作用和物理含义？ (3)单位阶跃序列的作用和物理含义？
奇 分 量 与 偶 分 量
实 部 分 量 与 虚 部 分 量
连续 信号 分解 为 冲激 信号 的 线性 组合
离散 信号 分解 为 脉冲 信号 的 线性 组合
第 2章
信号的时域分析
连续时间信号时域分析模 块
基本信号
信号分解
基本运算
(1)什么是普通信号，什么是奇异信号？ (2)单位冲激信号的作用和物理含义？ (3)单位阶跃信号的作用和物理含义？
(1)离散时间序列的基本运算包括哪些？ (2)离散时间序列的内插和抽取与连续 时间信号的展缩有何异同？ (3)离散时间序列的内插和抽取 是否互为逆运算？
1.离散时间信号的时域分解有哪几种方法？ 2.离散时间信号表示为单位脉冲序列的线性叠加有何实际意义？
第 2章
重点：
信号的时域分析
(1) 基本信号的时域描述和特性，尤其是 (t)的特性。 (2) 信号的时域运算 (3) 利用基本信号表示任意信号。 (4) 任意信号x(t)分解为冲激信号 (t)的线性组合 (5) 任意信号x[k]分解为脉冲序列 [k]的线性组合
第 3章
系统的时域分析
离散系统时域分析模块
系统时域描述
系统响应分析
卷积和
描述离散时间LTI系统输入输出 约束关系的差分方程有何特点？
(1)卷积和的意义？ (2)卷积和的计算？ (3)卷积和的特性？
(1) 离散系统零输入响应取决于系统哪些要素？ (2) 离散系统零状态响应的理论基础是什么？ (3) 离散系统单位脉冲响应的计算及其物理意义?
难点：
(1)冲激信号 (t)及其特性 (2)任意信号x(t)分解为冲激信号 (t)的线性组合
第 2章
信号的时域分析 研讨问题
题目1：基本信号的产生，语音的读取与播放 (1)生成一个正弦序列，讨论数字频率变化与波形变化的规律； (2)观察一定时期内的股票上证指数变化，生成模拟其变化的指 数信号， (3)录制一段音频信号，进行音频信号的读取与播放， 题目2：语音信号的翻转、展缩（信号的基本运算） (1)将原始音频信号在时域上进行延展、压缩， (2)将原始音频信号在频域上进行幅度放大与缩小， (3)将原始音频信号在时域上进行翻转，
问题延 伸
问题分 析 问题解 决
时域分析 教学案例
频域分析 教学案例
复频域分 析 教学案例
第 1章
信号与系统分析导论
信号与系统分析导论(2)
信号描述及分 类
系统描述及分 类
信号与系统关系
信号 的 描述
信号 的 分类
系统 的 描述
系统 的 分类
信号 分析 概述
系统 分析 该述
信号 系统 应用
线性 系统 特性
第 2章
信号的时域分析
课堂讨论：
(1)信号时域分析的基本方法是什么? (2)信号时域分析存在什么问题?
第 3章
系统的时域分析
系统的时域分析(6)
连续系统的时域分析(3)
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
离散系统的时域分析(3)
系统 时域 描述
系统零输 入、零状 态响应、 单位冲激 响应
卷积 积分
系统 时域 描述
系统零输 入、零状 态响应、 单位脉冲 响应
卷积 和
第 3章
系统的时域分析
连续系统时域分析模块
系统时域描述
系统响应分析
卷积积分
描述连续时间LTI系统输入输出 约束关系的微分方程有何特点？
(1)卷积积分的意义？ (2)卷积积分的计算？ (3)卷积积分的特性？
(1) 连续系统零输入响应取决于系统哪些要素？ (2) 连续系统零状态响应的理论基础是什么？ (3) 连续系统单位冲激响应的计算及其物理意义?
(1) 信号分析的主要内容和基本方法是什么？ (2) 系统分析的主要内容和基本方法是什么？ (3) 信号与系统的相互关系是什么？
第 2章
信号的时域分析
信号的时域分析(6学时)
连续时间信号(3学时)
离散时间序列(2学时)
信号的分解(1学时)
时域 描述
基本 运算
时域 描述
基本 运算
直 流 分 量 与 交 流 分 量
非时 变 系统 特性
第 1章
信号与系统分析导论
信号与系统分析导论
信号的描述与分类
系统的描述与分类
信号与系统关系
(1) (2) (3) (4)
什么是信号？如何描述信号？ 日常生活中接触过哪些信号？ 如何对信号进行分类？ 各类信号的本质区别是什么？
(1) (2) (3) (4)
什么是系统？ 如何描述系统？ 日常生活中接触过哪些系统？ 如何对系统进行分类？ 如何判断线性非时变系统？
第 3章
重点：
系统的时域分析
(1) 理解使用常系数微分方程和常系数差分方程描述连续 时间LTI系统和离散时间LTI系统。 (2) 系统响应重点研究仅由系统初始状态产生的零输入响 应和仅由激励信号产生的零状态响应。 (3) 单位冲激响应h(t)及单位脉冲响应h[k]的理解与求解。
难点：
卷积是求解系统零状态响应的重要工具，也是课程的 难点之一。学习时注意认真领会和掌握卷积积分与卷积和 的图形计算，这是掌握卷积的关键。
研究性教学实施方案
信号与系统 时域分析 优化 课程 体系 结构 信号与系统 复频域分析 信号与系统 频域分析 掌 握 知 力识 提 高 能
教学重点 掌 握 知 力识 提 高 能 教学难点 教学素材
重点 难点 分析 与 素材 设计 基于 问题 驱动 的研 究性 教学 面向 工程 实际 的 案例
问题提 出
课程基本信息
• 课程编号：适用专业：电子信息类专 业 • 学分数： 4学分 • 学时数： 72+18=90 其中：72学时理论教学 18学时实验教学 X学时研究性教学
研究性教学基本要求
以实际问题为载体，以小组为单位，对信号与系 统分析的相关内容进行专题实验和研讨，激发学生 的学习兴趣，增强理论联系实际的能力。 充分发挥学生的主观能动性，学生可以自主 选题，然后查阅相关资料，制定解决问题的方案， 软件或硬件实现，最后总结整理、交流评价。 培养学生发现问题、提炼问题、分析和解决 问题的能力，以及团队协作精神。
(1)连续时间信号的基本运算包括哪些？ (2) 微积分运算是否互为逆运算？ (3)如何利用基本信号表示方波，三角
波 等信号？
1.连续时间信号的时域分解有哪几种方法？ 2.连续时间信号表示为冲激信号的线性叠加有何实际意义？
第 2章
信号的时域分析
离散时间信号时域分析模 块
基本信号
信号分解
基本运算
(1)为什么说实指数序列、虚指数序列和 正弦序列是复指数序列的特例？ (2)单位脉冲序列的作用和物理含义？ (3)单位阶跃序列的作用和物理含义？
奇 分 量 与 偶 分 量
实 部 分 量 与 虚 部 分 量
连续 信号 分解 为 冲激 信号 的 线性 组合
离散 信号 分解 为 脉冲 信号 的 线性 组合
第 2章
信号的时域分析
连续时间信号时域分析模 块
基本信号
信号分解
基本运算
(1)什么是普通信号，什么是奇异信号？ (2)单位冲激信号的作用和物理含义？ (3)单位阶跃信号的作用和物理含义？
(1)离散时间序列的基本运算包括哪些？ (2)离散时间序列的内插和抽取与连续 时间信号的展缩有何异同？ (3)离散时间序列的内插和抽取 是否互为逆运算？
1.离散时间信号的时域分解有哪几种方法？ 2.离散时间信号表示为单位脉冲序列的线性叠加有何实际意义？
第 2章
重点：
信号的时域分析
(1) 基本信号的时域描述和特性，尤其是 (t)的特性。 (2) 信号的时域运算 (3) 利用基本信号表示任意信号。 (4) 任意信号x(t)分解为冲激信号 (t)的线性组合 (5) 任意信号x[k]分解为脉冲序列 [k]的线性组合
第 3章
系统的时域分析
离散系统时域分析模块
系统时域描述
系统响应分析
卷积和
描述离散时间LTI系统输入输出 约束关系的差分方程有何特点？
(1)卷积和的意义？ (2)卷积和的计算？ (3)卷积和的特性？
(1) 离散系统零输入响应取决于系统哪些要素？ (2) 离散系统零状态响应的理论基础是什么？ (3) 离散系统单位脉冲响应的计算及其物理意义?
难点：
(1)冲激信号 (t)及其特性 (2)任意信号x(t)分解为冲激信号 (t)的线性组合
第 2章
信号的时域分析 研讨问题
题目1：基本信号的产生，语音的读取与播放 (1)生成一个正弦序列，讨论数字频率变化与波形变化的规律； (2)观察一定时期内的股票上证指数变化，生成模拟其变化的指 数信号， (3)录制一段音频信号，进行音频信号的读取与播放， 题目2：语音信号的翻转、展缩（信号的基本运算） (1)将原始音频信号在时域上进行延展、压缩， (2)将原始音频信号在频域上进行幅度放大与缩小， (3)将原始音频信号在时域上进行翻转，
问题延 伸
问题分 析 问题解 决
时域分析 教学案例
频域分析 教学案例
复频域分 析 教学案例
第 1章
信号与系统分析导论
信号与系统分析导论(2)
信号描述及分 类
系统描述及分 类
信号与系统关系
信号 的 描述
信号 的 分类
系统 的 描述
系统 的 分类
信号 分析 概述
系统 分析 该述
信号 系统 应用
线性 系统 特性
第 2章
信号的时域分析
课堂讨论：
(1)信号时域分析的基本方法是什么? (2)信号时域分析存在什么问题?
第 3章
系统的时域分析
系统的时域分析(6)
连续系统的时域分析(3)
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
离散系统的时域分析(3)
系统 时域 描述
系统零输 入、零状 态响应、 单位冲激 响应
卷积 积分
系统 时域 描述
系统零输 入、零状 态响应、 单位脉冲 响应
卷积 和
第 3章
系统的时域分析
连续系统时域分析模块
系统时域描述
系统响应分析
卷积积分
描述连续时间LTI系统输入输出 约束关系的微分方程有何特点？
(1)卷积积分的意义？ (2)卷积积分的计算？ (3)卷积积分的特性？
(1) 连续系统零输入响应取决于系统哪些要素？ (2) 连续系统零状态响应的理论基础是什么？ (3) 连续系统单位冲激响应的计算及其物理意义?
(1) 信号分析的主要内容和基本方法是什么？ (2) 系统分析的主要内容和基本方法是什么？ (3) 信号与系统的相互关系是什么？
第 2章
信号的时域分析
信号的时域分析(6学时)
连续时间信号(3学时)
离散时间序列(2学时)
信号的分解(1学时)
时域 描述
基本 运算
时域 描述
基本 运算
直 流 分 量 与 交 流 分 量
非时 变 系统 特性
第 1章
信号与系统分析导论
信号与系统分析导论
信号的描述与分类
系统的描述与分类
信号与系统关系
(1) (2) (3) (4)
什么是信号？如何描述信号？ 日常生活中接触过哪些信号？ 如何对信号进行分类？ 各类信号的本质区别是什么？
(1) (2) (3) (4)
什么是系统？ 如何描述系统？ 日常生活中接触过哪些系统？ 如何对系统进行分类？ 如何判断线性非时变系统？
第 3章
重点：
系统的时域分析
(1) 理解使用常系数微分方程和常系数差分方程描述连续 时间LTI系统和离散时间LTI系统。 (2) 系统响应重点研究仅由系统初始状态产生的零输入响 应和仅由激励信号产生的零状态响应。 (3) 单位冲激响应h(t)及单位脉冲响应h[k]的理解与求解。
难点：
卷积是求解系统零状态响应的重要工具，也是课程的 难点之一。学习时注意认真领会和掌握卷积积分与卷积和 的图形计算，这是掌握卷积的关键。
研究性教学实施方案
信号与系统 时域分析 优化 课程 体系 结构 信号与系统 复频域分析 信号与系统 频域分析 掌 握 知 力识 提 高 能
教学重点 掌 握 知 力识 提 高 能 教学难点 教学素材
重点 难点 分析 与 素材 设计 基于 问题 驱动 的研 究性 教学 面向 工程 实际 的 案例
问题提 出