信号与系统国家精品课程建设课件资料
《信号与系统教案》课件
《信号与系统教案》课件第一章：信号与系统概述1.1 信号的概念与分类定义：信号是自变量为时间（或空间）的函数，用以描述物理现象、信息传输等。
分类：模拟信号、数字信号、离散信号、连续信号等。
1.2 系统的概念与分类定义：系统是由信号输入与输出之间关系构成的一个实体。
分类：线性系统、非线性系统、时不变系统、时变系统等。
1.3 信号与系统的处理方法信号处理：滤波、采样、量化、编码等。
系统处理：稳定性分析、频率响应分析、时域分析等。
第二章：连续信号及其运算2.1 连续信号的基本运算叠加原理、时移原理、微分、积分等。
2.2 连续信号的傅里叶级数傅里叶级数的概念与性质。
连续信号的傅里叶级数展开。
2.3 连续信号的傅里叶变换傅里叶变换的概念与性质。
连续信号的傅里叶变换公式。
第三章：离散信号及其运算3.1 离散信号的基本运算叠加原理、时移原理、差分、求和等。
3.2 离散信号的傅里叶变换离散信号的傅里叶变换的概念与性质。
离散信号的傅里叶变换公式。
3.3 离散信号的Z变换Z变换的概念与性质。
离散信号的Z变换公式。
第四章：数字信号处理概述4.1 数字信号处理的基本概念数字信号处理的定义、特点与应用。
4.2 数字信号处理的基本算法滤波器设计、快速傅里叶变换（FFT）等。
4.3 数字信号处理硬件实现数字信号处理器（DSP）、Field-Programmable Gate Array（FPGA）等。
第五章：线性时不变系统的时域分析5.1 线性时不变系统的定义与性质线性时不变系统的数学描述。
线性时不变系统的特点。
5.2 系统的零状态响应与零输入响应零状态响应的定义与求解。
零输入响应的定义与求解。
5.3 系统的稳定性分析系统稳定性的定义与判定方法。
常见系统的稳定性分析。
第六章：频率响应分析6.1 频率响应的概念系统频率响应的定义。
频率响应的性质和特点。
6.2 频率响应的求取直接法、间接法求取频率响应。
频率响应的幅频特性和相频特性。
《信号与系统》上课PPT1-1
f (t )
t t
T
t
第一章第1讲
7
信号分类 能量信号与功率信号
能量信号和功率信号的定义
信号可看作是随时间变化的电压或电流，信号 f (t) 在１欧姆的电阻上的瞬时功率为| f (t)|²，在时间区 间所消耗的总能量和平均功率分别定义为：
总能量 E lim
T
T T
f (t ) dt
2
b
第一章第1讲
11
例1.3 求下列周期信号的功率。
周期锯齿波的功率：T= b + b =10s，一个周期的能量为：
E 1 3 A b
2
1 3
1 3
( A) b
2
1 3
AT
2
信号的功率为
P
E T
A
2
1 3
W
12
第一章第1讲
例1.3 求下列周期信号的功率。
全波整流波形的功率：T=b=5s，一个周期的能量为：
1
(t t0 )
0
t0
t
用阶跃函数可以表示方波或分段常量波形：
u
K
u
K 这就是一个门函数 (方波)的表达式。 t1 用这种门函数可表示 t0 0 其它一些函数 K
第一章第1讲 20
0
t0
t1
t
t
u K (t t0 ) K (t t1 ) K [ (t t0 ) (t t1 )]
f (t )
无限信号或 无时限信号
t
f (t )
f (t )
右边信号或 因果信号
t
f (t )
t t
信号与系统课程介绍课件
详细描述
线性是指系统的输出与输入成正比关系，满 足叠加原理；时不变性是指系统的特性不随 时间的变化而变化；因果性是指系统的输出 只与过去的输入有关，与未来的输入无关； 稳定性是指系统在受到一定程度的干扰后能 够恢复到原来的状态。了解这些基本特性有
助于更好地理解和分析系统的行为。
04
信号与系统的关系
系统的定义与分类是系统基础知识的重要组成部分，它有助于理解系统的基本概念和性 质。
详细描述
系统是指由相互关联、相互作用的元素组成的集合，这些元素之间相互作用，共同完成 特定的功能或目标。根据不同的分类标准，系统可以分为线性系统、非线性系统、时不
变系统、时变系统等。
系统的数学模型
总结词
系统的数学模型是描述系统行为的重要工具，它可以通过数学方程来描述系统 的输入和输出之间的关系。
实验报告撰写规范
实验目的与意义
学生需在报告中明确实验目的和意义，阐述实验 的重要性。
实验步骤与结果
学生需详细记录实验步骤和实验结果，包括数据 记录、图表绘制等。
ABCD
实验原理
学生需简要介绍实验所涉及的原理和方法，为实 验操作提供理论依据。
分析与结论
学生对实验结果进行分析和讨论，得出结论，并 指出实验中存在的问题和改进方向。
信号的数学表示方法
总结词
信号可以用各种数学工具进行表示和分析，如时间域和频域表示法。
详细描述
在时间域中，信号可以表示为随时间变化的函数，通过导数、积分等数学运算可 以分析信号的形状、幅度、频率等特性。在频域中，信号可以表示为频谱或傅里 叶级数，通过分析频谱可以了解信号的频率成分和频率特性。
信号的基本特性
第三周
系统的稳定性、性 能分析和优化方法 。
《信号与系统资料》课件
Part Six
信号的频域分析
信号的频域表示
频域表示：将信号分解为不同频率 的谐波分量
频谱图：表示信号的频率成分和强 度
信号是系统的描 述，系统是信号 的处理
信号是系统的输 入，系统是信号 的输出
信号是系统的描 述，系统是信号 的处理
Part Four
信号的时域分析
信号的时域表示
信号的时域表示：信号在时间 轴上的表示
信号的时域表示方法：波形图、 频谱图、功率谱图等
信号的时域表示特点：直观、 易于理解
信号的时域表示应用：信号处 理、通信系统、控制系统等
Part Three
信号与系统基础知 识
信号的定义与分类
信号：是信息的载体，可以表示为时间函数或空间函数
连续信号：在时间或空间上连续变化的信号
离散信号：在时间或空间上离散变化的信号
模拟信号：连续信号，其值可以是任意实数
数字信号：离散信号，其值只能是有限个离散值
信号的分类：根据信号的性质和特征，可以分为周期信号和非周期信号、 确定性信号和随机信号等
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
傅里叶变换：将时域信号转换为频 域信号
频域分析：分析信号的频率特性， 如滤波、调制等
信号的频域运算
傅里叶变换：将 时域信号转换为 频域信号
拉普拉斯变换： 将时域信号转换 为复频域信号
快速傅里叶变换 （FFT）：快速 计算傅里叶变换
频域滤波：在频 域中对信号进行 滤波处理
《信号和系统》课件
系统建模：MATL AB可以建立系统的数学模型，并进行仿真和优化
控制系统设计：MATL AB可以进行控制系统的设计、分析和优化 信号和系统分析：MATL AB可以进行信号和系统的分析，包括频谱分析、 时域分析等
MATL AB在系统设计中的应用
互动性强：设置问 答、讨论等环节， 增强学生的学习兴 趣和参与度
信号基础知识
信号定义
信号是信息的载体， 是信息的表现形式
信号可以分为模拟 信号和数字信号
模拟信号是连续变 化的物理量，如声 音、图像等
数字信号是离散变 化的物理量，如二 进制数据等
信号分类
连续信号：在时 间上和数值上都
是连续的信号
结构图描述法：通过结构 图来描述系统的结构关系
系统分析的基本概念
系统：由相互关联的 组件组成的整体，具 有特定的功能和目标
信号：信息的载体， 可以是数字、模拟或
其他形式
输入：系统的输入信 号，决定了系统的行
为和输出
输出：系统的输出信 号，是系统对输入信
号的处理结果
反馈：系统对输出信 号的监测和调整，以 实现更好的性能和稳
适用人群
电子信息工程、 通信工程、自 动化等专业的
学生
信号处理、通 信系统、控制 系统等领域的
工程师
对信号和系统 感兴趣的科研
人员
信号和系统课 程的教师和助
教
课件特点
内容全面：涵盖信 号与系统的基本概 念、理论、应用等
逻辑清晰：按照信 号与系统的发展脉 络进行讲解，易于 理解
实例丰富：结合实 际案例，便于学生 理解抽象概念
定常系统：系统参数不随时间变化的系统
信号与系统全套课件
滤波器设计和应用
滤波器的概念和分类
根据滤波器的频率响应特性，可分为低通、高通、带通和带阻滤 波器等。
滤波器设计方法
包括巴特沃斯滤波器、切比雪夫滤波器、椭圆滤波器等设计方法， 以及数字滤波器的设计等。
滤波器的应用
在通信、音频处理、图像处理等领域广泛应用，如信号去噪、平 滑处理、频率选择性传输等。
04 信号与系统复频域分析
状态变量分析法概述
1
状态变量分析法是一种基于系统内部状态变量描 述系统动态行为的方法。
2
它适用于线性时不变系统，可以方便地分析系统 的稳定性、能控性、能观性等重要特性。
3
状态变量分析法通过引入状态变量的概念，将高 阶微分方程转化为一阶微分方程组，从而简化系 统分析和设计的复杂性。
状态方程和输出方程建立
系统函数的性质
系统函数具有因果性、稳定性、频率 响应等性质，这些性质决定了系统的 基本特性和性能指标。
稳定性判据和稳态误差分析
稳定性判据
通过系统函数的极点分布来判断系统的 稳定性，常用的稳定性判据有劳斯判据 、奈奎斯特判据等。
VS
稳态误差分析
稳态误差是指系统对输入信号响应的稳态 分量与期望输出之间的差值，通过分析系 统函数和输入信号的特性，可以对系统的 稳态误差进行定量评估。
信号与系统全套课件
目 录
• 信号与系统基本概念 • 信号与系统时域分析 • 信号与系统频域分析 • 信号与系统复频域分析 • 离散时间信号与系统分析 • 状态变量分析法在信号与系统中的应用
01 信号与系统基本概念
信号定义与分类
信号定义
信号是传递信息的函数，它可以是时间的函数，也可以是其 他独立变量的函数。在信号处理中，通常将信号表示为时间 的函数，即s(t)。
信号与系统(全套课件557P)
f [k ] y f [k ]
f [k n] y f [k n]
线性时不变系统可由定常系数的线性微分方程式 或差分方程式描述。
4．因果系统与非因果系统
•因果系统：当且仅当输入信号激励系统时才产 生系统输出响应的系统。 •非因果系统：不具有因果特性的系统称为非因 果系统。
离散信号 频域：信号分解为不同频率正弦序列的线性组合
复频域：信号分解为不同频率复指数的线性组合
系统的概念
系统是指由相互作用和依赖的若干事物组成的、 具有特定功能的整体。
系统分析的主要内容
建立与求解系统的数学模型 系统的描述
系统响应的求解
输入输出描述法：N阶微分方程 系统的描述
连续系统
系 统 分 析
y[k]=f1[k]+f2[k]
f[ k]
D
y[k]=f[k-1]
f [ k]
a
y[k]=af[k]
二、系统的分类
1．连续时间系统与离散时间系统
•连续时间系统：系统的输入激励与输出响应都 必须为连续时间信号 •离散时间系统：系统的输入激励与输出响应都 必须为离散时间信号 •连续时间系统的数学模型是微分方程式。 •离散时间系统的数学模型是差分方程式。
f (t) 连续系统 y(t) f[ k] 离散系统 y[ k]
2．线性系统与非线性系统
• 线性系统：具有线性特性的系统。线性特性包括
均匀特性与叠加特性。
(1)均匀特性：
若f1 (t ) y1 (t )
则Kf1 (t ) Ky1 (t )
(2)叠加特性：
若f1 (t ) y1 (t ), f 2 (t ) y2 (t )
信号与系统ppt课件
结果解释
对实验结果进行解释，说明实验结果所反映 出的系统特性。
总结归纳
对实验过程和结果进行总结归纳，概括出实 验的重点内容和结论。
06
总结与展望
信号与系统的总结
信号与系统是通信、电子、生物医学工程等领域的重 要基础课程，其理论和方法在信号处理、图像处理、
数据压缩等领域有着广泛的应用。
信号与系统的主要内容包括信号的时域和频域表示、 线性时不变系统、调制与解调、滤波器设计等。
信号与系统ppt课件
目录
• 信号与系统概述 • 信号的基本特性 • 系统的基本特性 • 信号与系统的应用 • 信号与系统的实验与实践 • 总结与展望
01
信号与系统概述
信号的定义与分类
信号的定义
信号是传递信息的一种方式，可以表示声音、图像、文字等。在通信系统中， 信号是传递信息的载体。
信号的分类
系统的分类
根据系统的复杂程度，可以分为线性系统和非线性系统；根据系统的稳定性，可以分为稳定系统和不稳定系统； 根据系统的时域特性，可以分为时域系统和频域系统。
信号与系统的重要性
01
信号是信息传递的载体，系统 是实现特定功能的整体，因此 信号与系统在信息处理中具有 非常重要的地位。
02
在通信系统中，信号的传输和 处理是实现信息传递的关键环 节，而系统的设计和优化直接 影响到通信系统的性能和可靠 性。
03
信号可以用数学函数来表示，其中离散信号常用序列
表示，连续信号常用函数表示。
信号的时域特性
01
02
03
信号的幅度
信号的幅度是表示信号强 弱的量，通常用振幅来表 示。
信号的相位
信号的相位是表示信号时 间先后顺序的量，通常用 角度来表示。
信号与系统SignalsandSystemsppt课件
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
0
1
2
3
4
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6
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9
10
1
0.9
0.8
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6
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8
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10
一、基本信号的MATLAB表示
% rectpuls
t=0:0.001:4; T=1; ft=rectpuls(t-2*T,T); plot(t,ft) axis([0,4,-0.5,1.5])
rand
产生(0,1)均匀分布随机数矩阵
randn 产生正态分布随机数矩阵
四、数组
2. 数组的运算
数组和一个标量相加或相乘 例 y=x-1 z=3*x
2个数组的对应元素相乘除 .* ./ 例 z=x.*y
确定数组大小的函数 size(A) 返回值数组A的行数和列数（二维） length(B) 确定数组B的元素个数（一维）
0.3
0.2
0.1
function [f,k]=impseq(k0,k1,k2) 0
-50 -40 -30 -20 -10
0
10 20 30 40 50
%产生 f[k]=delta(k-k0)；k1<=k<=k2
k=[k1:k2];f=[(k-k0)==0];
k0=0;k1=-50;k2=50;
[f,k]=impseq(k0,k1,k2);
已知三角波f(t)，用MATLAB画出的f(2t)和f(2-2t) 波形
信号与系统资料课件
THANKS
感谢观看
傅里叶变换在图像处理、音频处理、 通信系统等领域具有广泛应用，是信 号处理领域的基础工具之一。
04
CATALOGUE
系统的时域分析
线性时不变系统的描述与性质
线性性
时不变性
线性时不变系统满足叠加原理和齐次性， 即系统对输入信号的响应与输入信号成正比。
线性时不变系统的特性不随时间变化，即 系统对输入信号的响应与信号的时间起点 无关。
非周期信号的傅里叶变换表示
傅里叶变换定义 非周期信号可以通过傅里叶变换表示为频率的连续函数，即频 谱密度函数。
傅里叶变换性质 包括线性性质、时移性质、频移性质、尺度变换性质等，这些 性质在信号处理中具有重要应用。
常用信号的傅里叶变换 如矩形脉冲信号、高斯信号等，通过求解其傅里叶变换，可以 得到在频域下的表示。
• 通过研究信号与系统，可以更好地理解和分析各种信息处理方法的原 理和性能。
信号与系统的重要性及应用领域
应用领域 • 通信领域：信号的传输、调制、解调等都需要信号与系统的理论支持。
• 图像处理：通过对图像信号的处理和分析，可以实现图像增强、压缩、识别等功能。
信号与系统的重要性及应用领域
• 音频处理
系统的冲激响应与阶跃响应：利用卷积积分可以 推导系统的冲激响应和阶跃响应，进一步了解系 统的特性。
这些内容构成了信号与系统课程中关于系统的时 域分析的重要基础知识，通过深入学习和理解这 些内容，可以更好地应用信号与系统的理论知识 解决实际工程问题。
05
CATALOGUE
系统的频域分析
系统的频率响应
05
分类
02
04
• 离散时间信号：信号在时间上离散变化的，如数字信 号。
《信号与系统教案》课件
介绍了信号与系统分析的常用方法，如时域分析、频域分析、复频域 分析等。
信号与系统的应用
列举了一些信号与系统的实际应用案例，如通信系统、控制系统等， 以展示信号与系统在工程实践中的重要性。
未来发展方向与展望
信号处理的新技术
介绍了一些新兴的信号处理技 术，如深度学习在信号处理中 的应用、稀疏信号处理等，并 探讨了这些技术对未来信号处 理领域的影响。
详细描述
信号是信息传输的载体，它可以表示声音、图像、文字等不同形式的信息。信号具有时间、幅度、相 位等特征，这些特征在不同类型的信号中有所不同。根据不同的特征和用途，信号可以分为连续信号 和离散信号、确定信号和随机信号、模拟信号和数字信号等类型。
系统的定义与分类
总结词
系统是实现特定功能的整体，由相互关联的元素组成，可以分为线性系统和非线性系统、时不变系统和时变系统 等类型。
信号与系统是信息传输和处理的基础，广泛应用于通 信、图像处理、声音处理等领域。
详细描述
信号与系统是信息传输和处理的基础，它们在通信、图 像处理、声音处理等领域中发挥着重要的作用。通过信 号的传输和处理，可以实现信息的传递、转换和存储， 为各种应用提供必要的信息支持。同时，信号与系统的 理论和方法也在其他领域中得到了广泛的应用，如生物 医学工程、地震勘探、雷达探测等。随着信息技术的发 展，信号与系统的应用范围还将不断扩大，为人们的生 活和工作带来更多的便利和效益。
信号的测量与监测
控制系统需要对各种物理量进行测量和监测，以实现自动化控制， 测量和监测技术能够将各种物理量转换为可处理的电信号。
信号的反馈与控制
反馈和控制技术能够根据系统输出和期望值的偏差，自动调整系统参 数，使系统输出达到期望值。
《信号与系统教案》课件
《信号与系统教案》PPT课件第一章：信号与系统概述1.1 信号的概念与分类信号的定义信号的分类：连续信号、离散信号、随机信号等1.2 系统的概念与分类系统的定义系统的分类：线性系统、非线性系统、时不变系统、时变系统等1.3 信号与系统的研究方法解析法数值法图形法第二章：连续信号及其运算2.1 连续信号的基本性质连续信号的定义与图形连续信号的周期性、奇偶性、能量与功率等性质2.2 连续信号的运算叠加运算卷积运算2.3 连续信号的变换傅里叶变换拉普拉斯变换Z变换第三章：离散信号及其运算3.1 离散信号的基本性质离散信号的定义与图形离散信号的周期性、奇偶性、能量与功率等性质3.2 离散信号的运算叠加运算卷积运算3.3 离散信号的变换离散时间傅里叶变换离散时间拉普拉斯变换离散时间Z变换第四章：线性时不变系统的特性4.1 线性时不变系统的定义与性质线性时不变系统的定义线性时不变系统的性质：叠加原理、时不变性等4.2 线性时不变系统的转移函数转移函数的定义与性质转移函数的绘制方法4.3 线性时不变系统的响应输入信号与系统响应的关系系统的稳态响应与瞬态响应第五章：信号与系统的应用5.1 信号处理的应用信号滤波信号采样与恢复5.2 系统控制的应用线性系统的控制原理PID控制器的设计与应用5.3 通信系统的应用模拟通信系统数字通信系统第六章：傅里叶级数6.1 傅里叶级数的概念傅里叶级数的定义傅里叶级数的使用条件6.2 傅里叶级数的展开周期信号的傅里叶级数展开非周期信号的傅里叶级数展开6.3 傅里叶级数的应用周期信号分析信号的频谱分析第七章：傅里叶变换7.1 傅里叶变换的概念傅里叶变换的定义傅里叶变换的性质7.2 傅里叶变换的运算傅里叶变换的计算方法傅里叶变换的逆变换7.3 傅里叶变换的应用信号分析与处理图像处理第八章：拉普拉斯变换8.1 拉普拉斯变换的概念拉普拉斯变换的定义拉普拉斯变换的性质8.2 拉普拉斯变换的运算拉普拉斯变换的计算方法拉普拉斯变换的逆变换8.3 拉普拉斯变换的应用控制系统分析信号的滤波与去噪第九章：Z变换9.1 Z变换的概念Z变换的定义Z变换的性质9.2 Z变换的运算Z变换的计算方法Z变换的逆变换9.3 Z变换的应用数字信号处理通信系统分析第十章：现代信号处理技术10.1 数字信号处理的概念数字信号处理的定义数字信号处理的特点10.2 现代信号处理技术快速傅里叶变换（FFT）数字滤波器设计数字信号处理的应用第十一章：随机信号与噪声11.1 随机信号的概念随机信号的定义随机信号的分类：窄带信号、宽带信号等11.2 随机信号的统计特性均值、方差、相关函数等随机信号的功率谱11.3 噪声的概念与分类噪声的定义噪声的分类：白噪声、带噪声等第十二章：线性系统理论12.1 线性系统的状态空间描述状态空间模型的定义与组成线性系统的性质与方程12.2 线性系统的传递函数传递函数的定义与性质传递函数的绘制方法12.3 线性系统的稳定性分析系统稳定性的定义与条件劳斯-赫尔维茨准则第十三章：非线性系统13.1 非线性系统的基本概念非线性系统的定义与特点非线性系统的分类13.2 非线性系统的数学模型非线性微分方程与差分方程非线性系统的相平面分析13.3 非线性系统的分析方法描述法映射法相平面法第十四章：现代控制系统14.1 现代控制系统的基本概念现代控制系统的定义与特点现代控制系统的设计方法14.2 模糊控制系统模糊控制系统的定义与原理模糊控制系统的结构与设计14.3 神经网络控制系统神经网络控制系统的定义与原理神经网络控制系统的结构与设计第十五章：信号与系统的实验与实践15.1 信号与系统的实验设备与原理信号发生器与接收器信号处理实验装置15.2 信号与系统的实验项目信号的采样与恢复实验信号滤波实验信号分析与处理实验15.3 信号与系统的实践应用通信系统的设计与实现控制系统的设计与实现重点和难点解析信号与系统的基本概念：理解信号与系统的定义、分类及其研究方法。
定稿 信号与系统 重点课程建设申报讲稿ppt课件
2018/11/16
3
2、课程的特点
（1）在教学环节中起着承上启下的作用； （2）在电子信息类专业的教学中有着很重要的 地位； （3）课程学习难度较大； （4）国内研究生入学考试专业基础课程之一； （5）信息系列专业学科研究的理论基础；
2018/11/16
4
2、课程的特点
（1）在教学环节中起着承上启下的作用
定稿 信号与 系统 重点课程 建设申报讲稿
信号与系统课程建设
1、课程的性质
2、课程的特点
3、课程在学生知识培养中的作用
4、课程建设目标 5、规划和实施
2018/11/16 2
1、课程的性质
信号与系统课程具有立体化结构理念, 是以培 养学生的“系统观念”、“工程观念”、“科技 进步观念”和“创新意识”等理念的一门重要的 专业基础课程。 是电子信息类、通信类、测控、 自动控制等专业学生的一门重要的专业基础课程。 该课程是数字化信息处理相关课程，如数字信 号处理、通信原理、自动控制、数字图像处理、 现代通信技术、微波技术等专业课程的先修专业 理论基础课程。
2018/11/16 11
3、课程在学生知识培养中的作用
（2）课程的承上启下的特点，为相关专业课的学 习打下牢固的基础
本课程的承上启下特点，与电路分析、自动控 制、通信原理、数字信号处理等课程的存在分工与 衔接的关系，通过本课程的学习，学会电子系统的 基本实验方法，在科学态度、实验技能、动手能力 等方面得到初步训练，为后续自动控制、数字信号 处理、通信原理、信号检测与控制等后续专业课程， 使得学生能够将所学的基础知识运用到相关专业课 的学习，做到融会贯通，学以致用。
2018/11/16
8
2、课程的特点
《信号与系统教案》课件2
《信号与系统教案》PPT课件第一章：信号与系统概述1.1 信号的定义与分类介绍信号的定义、分类及其特点讲解常见的信号类型，如连续信号、离散信号、模拟信号、数字信号等1.2 系统的描述介绍系统的输入输出关系及其数学模型讲解线性、时不变、因果等系统的特性示例说明系统的作用及其应用场景第二章：连续信号处理2.1 连续信号的时域分析讲解连续信号的时域特性，如幅度、周期、频率等介绍常用的连续信号，如正弦信号、方波信号、三角信号等2.2 连续信号的频域分析讲解连续信号的频域特性，如频谱、频率响应等介绍傅里叶变换及其应用，如信号的分解、滤波等第三章：离散信号处理3.1 离散信号的定义与分类介绍离散信号的定义、分类及其特点讲解常见的离散信号，如采样信号、量化信号等3.2 离散信号的时域分析讲解离散信号的时域特性，如幅度、周期、频率等介绍常用的离散信号处理方法，如滤波、卷积等第四章：数字信号处理4.1 数字信号的定义与特点介绍数字信号的定义、特点及其应用场景讲解数字信号与模拟信号的区别与联系4.2 数字信号处理方法讲解数字信号处理的方法，如离散余弦变换、快速傅里叶变换等示例说明数字信号处理在通信、音频等领域的应用第五章：信号与系统的应用5.1 通信系统介绍通信系统的原理及其分类，如模拟通信、数字通信等讲解调制、解调、编码等通信过程5.2 音频信号处理介绍音频信号处理的基本方法，如声音的合成、调制、混音等讲解音频信号处理在音乐、语音等领域的应用5.3 图像信号处理介绍图像信号处理的基本方法，如图像的增强、滤波、压缩等讲解图像信号处理在计算机视觉、医学成像等领域的应用第六章：信号与系统的稳定性6.1 系统稳定性的定义与判定讲解系统稳定性的概念及其重要性介绍李雅普诺夫稳定性和劳斯稳定性判据示例说明系统不稳定的后果6.2 线性时不变系统的特性讲解线性时不变系统的定义及其特性介绍系统的叠加原理和时不变性示例说明线性时不变系统的重要性第七章：信号与系统的建模与仿真7.1 系统建模的基本方法讲解系统建模的概念及其重要性介绍数学建模、计算机仿真等建模方法示例说明系统建模在实际应用中的作用7.2 系统仿真的基本概念讲解系统仿真的概念及其作用介绍仿真的基本步骤和注意事项示例说明系统仿真在信号与系统分析中的应用第八章：信号与系统的测量与实验8.1 信号与系统的测量方法讲解信号与系统的测量方法及其重要性介绍时域测量、频域测量等方法示例说明测量在信号与系统分析中的应用8.2 信号与系统的实验设计与分析讲解实验设计的方法及其重要性介绍实验的基本步骤和注意事项示例说明实验在信号与系统分析中的应用第九章：信号与系统的现代处理技术9.1 数字信号处理的发展讲解数字信号处理的发展历程及其趋势介绍现代信号处理技术，如小波变换、希尔伯特变换等示例说明现代信号处理技术在实际应用中的优势9.2 信号与系统的智能化处理讲解智能化信号处理的概念及其重要性介绍、机器学习等在信号处理中的应用示例说明智能化信号处理在实际应用中的作用第十章：信号与系统的综合应用10.1 信号与系统在通信领域的应用讲解信号与系统在通信领域的综合应用介绍无线通信、光纤通信等应用实例示例说明信号与系统在通信领域的重要性10.2 信号与系统在其它领域的应用讲解信号与系统在其它领域的应用，如生物医学、工业控制等介绍信号与系统在各个领域中的应用实例示例说明信号与系统在现代科技发展中的关键作用重点和难点解析重点环节1：信号的定义与分类信号的分类：连续信号、离散信号、模拟信号、数字信号等。
信号与系统 第一章精品PPT课件
主要参考书
[5] 吴湘淇等. 信号、系统与信号处理(上). 第2版. 电子工业出版社，2001
[6] 吴湘淇等. 信号、系统与信号处理——软硬件实现. 电子工业出版社，2002
[7] 陈后金等. 信号与系统. 清华大学出版社， 2003 [8] 陈后金等. 信号与系统学习指导与习题精解.
Examples: Biomedical Signal Processing (生物信号处理)
The traces shown in (a), (b), and (c) are three examples of EEG signals recorded from the hippocampus of a rat. Neurobiological studies suggest that the hippocampus plays a key role in certain aspects of learning and memory.
2. 作业： 书面作业（理论）+ MATLAB上机作业（实践）。
3. 期中和期末考试：闭卷形式。主要考察学生对本门课的基本 理论基本原理及重点内容的掌握程度。
4.课程成绩的组成： 由书面作业、MATLAB作业、期中考试和期末考试4部分组成。
主要参考书
[1] Simon H.,Barry V.V. Signals and Systems. John Wiley & Sons,Inc.1999
Contents
第一章 信号与系统简介 （Introduction）
介绍信号与系统的基本概念； 信号分类及基本信号；系统分类和特性。
《信号与系统》课件
2
0 , k其他
■
k 0
k 1
k 2
k其他
第1-18页
1.3 信号的基本运
算
二、信号的时间变换运算
1. 反转
演示
将 f (t) → f (–t) ， f (k) → f (–k) 称为对信号f (·
)
的反转或反折。从图形上看是将f (·
)以纵坐标为轴反
转180o。如
f (t)
反转 t → - t
■
第1-11页
1.2 信号的描述和分
类
例1 判断下列信号是否为周期信号，若是，确定其周期。
（1）f1(t) = sin2t + cos3t
（2）f2(t) = cos2t + sinπt
解：两个周期信号x(t)，y(t)的周期分别为T1和T2，若其
周期之比T1/T2为有理数，则其和信号x(t)+y(t)仍然是周
《信号与系统》
第一章 信号与系统
1.1 绪言
● 思考问题：什么是信号？什么是系统？为什么把这两个概念联系在一起？
●一、信号的概念
1. 消息(message):
● 人们常常把来自外界的各种报道统称为消息。消息：反映知识状态的改变。
2. 信息(information): 它是信息论中的一个术语。
● 通常把消息中有意义的内容称为信息。信息量=[ 收到消息前对某事件的无知程度
（2）信号的图形表示--波
形
第1-6页
“信号”与“函数”两词常相互通用。
■
二、信号的分类
1.2 信号的描述和分
类
1. 确定信号和随机信号
可以用确定时间函数表示的信号，称为确定信号
信号与系统 全套课件完整版ppt教学教程最新最全
t
y(t)
f()df( 1)(t)
1.2.3 信号的相加、相乘及综合变换 1.相加
信号相加任一瞬间值，等于同一瞬间相加信号瞬时值的和。即
y (t)f1 (t)f2 (t) ...
1.2.3 信号的相加、相乘及综合变换 2.相乘
信号相乘任一瞬间值，等于同一瞬间相乘信号瞬时值的积。即
离散时间系统是指输入系统的信号是离散时间信号，输出也是离散 时间信号的系统，简称离散系统。如图连续时间系统与离散时间系统(b) 所示。
1.3.1 系统的定义及系统分类 2. 线性系统与非线性系统
线性系统是指具有线性特性的系统，线性特性包括齐次性与叠加性。线 性系统的数学模型是线性微分方程和线性差分方程。
2.1.2 MATLAB语言的特点
1、友好的工作平台和编程环境 2、简单易用的程序语言 3、强大的科学计算机数据处理能力 4、出色的图形处理功能
1、友好的工作平台和编程环境
MATLAB由一系列工具组成。这些工具方 便用户使用MATLAB的函数和文件，其中 许多工具采用的是图形用户界面。
新版本的MATLAB提供了完整的联机查询、 帮助系统，极大的方便了用户的使用。简 单的编程环境提供了比较完备的调试系统， 程序不必经过编译就可以直接运行，而且 能够及时地报告出现的错误及进行出错原 因分析。
y (t)f1 (t) f2 (t) ...
1.2.3 信号的相加、相乘及综合变换 3.综合变换 在信号分析的处理过程中，通常的情况不是以上某种单一信号的运算，往
往都是一些信号的复合变换，我们称之为综合变换。
1.3 系统
1.3.1 系统的定义及系统分类
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掌握信号与系统的基本技术
软件仿真分析技术，DSP系统开发应用技术
提高应用理论和技术解决问题的实践能力
学科领域应用，工程实际应用，综合交叉应用
主要内容
课程历史沿革 课程教学目标 课程教学体系 课程教学方法
……
课程历史沿革
“信号与系统”课程教材建设
北京交通大学陈后金教授编著出版“信号与系统”教材 （高等教育“十一五”国家级规划教材、北京市高等教育精品教材）
清华大学郑君里教授编著出版“信号与系统”第3版教材。
（高等教育“十一五”国家级规划教材） 西安电子科技大学郭宝龙教授编著出版“信号与系统”教材。 （高等教育“十一五”国家级规划教材） 东南大学孟桥教授编著出版“信号与线性系统”教材。 （高等教育“十一五”国家级规划教材） 武汉理工大学刘泉教授编著出版“信号与线性系统”教材。
电子电路、电磁场、 信号处理并重 理论教学、实验教学、自主教育并重
基础理论、分析方法、综合技术并重
课程教学体系
课程教学体系
突出实验教学与理论教学之间的密切关系，构 建了以实验目标为导向、实验内容为载体、创新能 力为核心的实验教学体系。该体系层次清晰、目标
2006年武汉理工大学“信号与系统”课程被评为第四批
国家级精品课程（刘泉主持）。
课程历史沿革
“信号与系统”课程教材建设
1980年原南京工学院管致中教授编著出版“信号与线性系统”教材。 1981年清华大学郑君里教授编著出版“信号与系统”教材。 1981年西安电子科大吴大正教授编著出版“信号与线性系统分析”教材。 1982年北方交通大学朱钟霖教授编著出版“信号与线性系统分析”教材。
更新教育教学理念，明确课程教学目标
厚理博术
知行相成
课程教学目标
厚理博术: 厚理博术的内涵是既要具有深厚的理 论，又要掌握系统的方法；既突出理论和概念， 又强化方法和技术。
信号处理系列课程涉及许多重要的理论和技术，其为 学生未来的专业学习和科学研究奠定了必要的理论基础， 对学生的知识和能力培养具有积极影响。
课程教学目标
知行相成：知行相成的内涵是既要加强知识学习，
又要践行所学知识，提高实践能力和创新能力，形
成理论与实践的相辅相成，相互促进。
信号处理系列课程涵盖理论课程和实践课程，两者之间 存在内在联系。理论为开展实践提供了科学依据；实践可 以加强学生对理论和概念的深刻理解、方法和技术的综合
运。
课程教学目标
“信号与系统”课程2003年被评为首批国家精品课程、 2007年被评为首批国家双语教学示范课程，2010年被评为
国家网络精品课程。
课程教学体系
根据“厚理博术、知行相成”的课程教学目标， 面向大类学科规划课群，按照课群构建课程体系。
由“电子电路、电磁场、信号处理”三大课群构成，
体现“三个并重”的特点：
信号与系统国家精品课程建设
陈后金
hjchen@
2010年6月
主讲人简介
陈后金博士，二级教授，博士生导师，电子信息学院院长。
国家级教学名师 国务院特殊津贴专家 国家级教学团队负责人 国家级精品课程负责人 国家级双语课程负责人 国家级网络课程负责人 国家级实验教学中心负责人 国家级精品教材负责人 全国优秀教师 教育部教学指导委员会委员 教育部新世纪优秀人才 美国德州大学客座教授 全国电路和信号系统研究会副理事长
课程教材建设
课程教学资源
课程教学团队
课程教学成果
课程教学体系
信号处理系列课程涉及“信号与系统”、“数字信号处 理”、“信号分析与处理实验”、“DSP技术课程设计”等 相关课程，这些课程是电气信息类专业的主干基础课程。 课程组依托国家电工电子教学基地和实验中心，整体优
化课程体系，更新教学内容，建设立体化教材和教学资源。
业和开展科研工作的基本技能。
主要内容
课程历史沿革 课程教学目标 课程教学体系 课程教学方法
课程教材建设
课程教学资源 课程教学团队
课程教学目标
50年过去了，随着信息技术和计算机技术的发 展，小规模电路逐步转化为大规模集成系统，复杂 系统的分析计算也变得简便易行。
难道我们的“信号与系统”课程就这样不断地 重复着从前，真得没有什么可以或需要改变吗？
名 教 材
、
课程教学平台
名 师
培 养 优 秀 创 新 人 才
主要内容
课程历史沿革 课程教学目标
课程教学体系
课程教学方法
课程教材建设
课程教学资源 课程教学团队 课程教学成果
课程历史沿革
“信号与系统”课程源于20世纪60年代“电工基 础”和“无线电基础”等课程。 国外于20世纪60年代出现《信号与系统》相关 教材，为电气电子类专业学生等开设相关课程。 我国在20世纪80年代初出现《信号与系统》相 关教材，并为电气电子类专业学生开设相关课程。
课程历史沿革
“信号与系统”国家级精品课程建设
2003年北京交通大学“信号与系统”课程被评为首批国
家级精品课程（陈后金主持）。
2004年东南大学“信号与系统”课程被评为第二批国家 级精品课程（孟桥主持）。 2004年西安电子科技大学“信号与系统”课程被评为第 二批国家级精品课程（郭宝龙主持）。
精品课程建设内涵
先进的课程教学理念 明确的课程教学目标
优化的课程教学体系
发展的课程教学内容
优秀的课程教学团队
丰富的课程教学资源 有效的课程教学方法
良好的课程教学平台
物化的课程教学成果
精品课程建设内涵
更 新 教 育 教 学 观 念
课程教学团队
名 课
、
课程教学体系
（高等教育“十一五”国家级规划教材）
……
课程历史沿革
在信号处理实验平台建设方面，90年代后期，美国德州仪器 (TI)公司先后与我国100多所高校联合建立DSP系统实验室，用 于本科生和研究生DSP实践教学。 近年来，由于各级电气信息类实验教学示范中心建设的推动， 大批高校纷纷扩建信号处理实验室，为本科生开设信号处理方 面软件分析与硬件实现实验。目前信号处理技术已成为学生就