信号与系统的理解与认识

1.《信号与系统》这门课程主要讲述什么内容？

《信号与系统》是一门重要的专业基础课程。它的任务是研究信号和线性非时变系统的基本理论和基本分析方法，要求掌握最基本的信号变换理论，并掌握线性非时变系统的分析方法，为学习后续课程，以及从事相关领域的工程技术和科学研究工作奠定坚实的理论基础。

2.

这门在我们的知识架构中占有什么地位？ 是一门承上启下的重要的专业基础课程。其基本概念和方法对所有的

工科专业都很重要。信号与系统的分析方法的应用范围一直不断的在扩大。信号与系统不仅仅是工科教育中一门最基本的课程，而且能够成为工科类学生最有益处而又引人入胜又最有用处的一门课程。

《信号与系统》是将我们从电路分析的知识领域引入信号处理与传输领域的关键性课程。

3.学习这门课程有什么用处？

学习这门课程有什么用处呢？百度告诉我：通过本课程的学习，学生将理解信号的

函数表示与系统分析方法，掌握连续时间系和离散时间系统的时域分析和频域分析，

连续时间系统的S域分析和散时间系统的Z分析，以及状态方程与状态变量分析法等

相关内容。通过上机实验，使学生掌握利用计算机进行信号与系统分析的基本方法加

深对信号与线性非时变系统的基本理论的理解，训练学生的实验技能和科学实验方法，提高分析和解决实际问题的能力。

在百度上和道客巴巴还有知乎上都是很多这样看起来很高大上的解释，但是作为学

生的我还是不能很清楚的了解到学习这门课程有什么用处，后面我发现了这样一个个

例子，觉得对信号与系统的用处有了一定的了解。

如图这样一个轮子是怎么设计的呢？

（打印有可能打印不出来，就是很神奇的一个轮子，交通工具）

没学过信号与系统的小明想到了反馈与系统，在轮子上放一个传感器，轮子正不正

系统就知道了，所以设计这个轮子其实就是设计一个系统。

好，现在我们有了一个传感器，要是机器朝左边偏一度，他就会输出一个信号。这个信号接下来就会传给处理器进行处理。处理器再控制电机，让他驱动轮子产生向左

的加速度，加速度就相当于给予系统向右的力，来修正向左的偏移。

小明就按照这一思想设计了一个小车车。踏上踏板，一上电，尼玛，他和他的车车就变成了一个节拍器。左边摔一下，右边摔一下。幸亏小明戴了头盔。小明觉得被骗了。找了一本反馈理论来看，原来有些反馈系统是不稳定的。

想要这个系统稳定地立着，我该怎么办？小明眼神呆滞，望着天空。

天边传来一个声音：你要分析环路稳定性呀。

怎么分析呢？

你要从信号传输入手，分析信号的传输函数。

首先，使用小信号模型来建模。从你的输入开始，假设你的输入信号是一个位移，然后，这个位移被你的传感器sense到，输出一个误差电流。电流流过一个滤波器，得

到一个电压。电压送到模数转换器，变成数字信号。数字信号被处理器处理了一下，

使用了某种算法。算到的结果被传到电机上，控制电机电流，电流变成对应的加速度。加速度变成力速度是加速度的积分位移是速度的积分。ok.现在你输入给系统的位移信号，转了一圈回来了，又变成了一个位移信号。

可是这个过程当中，这个信号被计算（处理）了这么多次。需要信号系统的知识，

来计算这些传输函数。把时域特性变换成频域来分析系统的稳定性。

打个比方，上面提到了两次积分器，积分器的传输函数是什么呀？1/s

这个传输函数对应的频域响应是什么啊？是一条-20db/dec的线。

相位呢？是九十度的delay.

……

好了，小明建模建好了。他发现自己的系统不能满足奈奎斯特标准，也就是说，没有

相位裕度了所以没有办法稳定于是震荡了。

通过分析传输函数，小明发现相位裕度很容易提高，只需要在加一个零点就行。或者

增加负载。

小明后来怎么样了我就不知道了。这全看小明信号与系统的知识学得怎么样，他的计

算是不是正确。

这个例子有点长，但是充分告诉了我们学习《信号与系统》的好处。

如果学完信号与系统可以深刻理解电子信号在电路中传播过程，如何滤波，，如何

进行采样，如何进行频域分析。比如音频信号，你可以利用你所学的知识把其中噪声

给去掉，还原出高质量的音乐效果。再者，图片也属于信号处理范围，你可以把模糊

的图片，比如云遮挡的图片，运用信号处理，把云下面的东西显示出来。

4.与《信号与系统》相关的学科体系是什么？

随着信息技术的不断发展和信息技术应用领域的不断扩展，其内容也从单一的电信号与系统分析扩展到许多非电信号与系统分析，课程也逐步扩展成电子信息、自动控制、电子技术、电气工程、计算机技术、生物医学工程等众多电类专业的专业基础课程，甚至在很多非电专业中也设置了这门课程。它同时与很多专业课（例如通信原理、数字信号处理、通信电路、图象处理、微波技术等）有很强的联系，是学习这些专业

课程的重要基础性先修课程课程内容涉及到大量的数学课程的内容，例如线性微分方程、积分变换、复变函数、离散数学等等多门数学课程的内容。

5.以《信号与系统》的相关理论及思维方式为基础的前沿科学都有什么？

它同时与很多专业课（例如通信原理、数字信号处理、通信电路、图象处理、微波技术等）有很强的联系，是学习这些专业课程的重要基础性先修课程

6.怎样才能学好（或教好）信号与系统这门课程？

怎样学好信号与系统呢？

问了几个学过信号与系统的学长学姐，都给出了几个答案现总结如下

1>如果你是没有动机的去学，就按照高三的方式刷题就行。多在例题中感受

信号与系统的互动关系

2>如果你要是有动机的去学（如和老师做些图形处理项目，或者一些高端点

的电子设计，并在过程中感受到了一种对手头东西缺乏本质深刻认识并有急需充电的需求的话），结合参考书和各种资料，争取能从数学角度理解每个概念和公式。

理解是最重要的，真正理解那些知识后，它们就会自成系统。做题什么的更是不在话下。

理解是很重要的一方面，但其实这些课程的真正意义，特别是对工科生来说，是能在理解的基础上应用它，所谓理论结合实践的能力，也正是现在的教育体背景下学生们欠缺的能力。在工程实践中体味理论的意义，这样能理解的更加深刻。

比如在学傅里叶变换的时候，自己拿调制器搭锁定放大器。

在学拉普拉斯变换的时候，开始学设计电子滤波器，巴特沃斯、切比雪夫、椭圆滤波器等等。

在学Z变换和离散傅里叶变换，开始用DSP做FIR滤波器。

。。。

那自然而然就学好了。

以上就是我对这六个问题的回答，大部分都是自己手打的，希望老师能多给点分。

祝老师身体健康，天天开心。