信号与系统电子教案绪论(本科2013)-副本.ppt
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1、信号与系统,Signals and Systems 郑州大学物理工程学院 电子科学与仪器实验中心 赵书俊 Tel:67780976 Email:,课程介绍 第一章 绪论 信号与系统 信号的描述、分类和典型示例,信号与系统,参考书目 1、教材:信号与系统 郑君里 杨为理 应启珩编 2、信号与系统 Signals & Systems ALAN V.OPPENHEIM ALANS. WILLSKY 清华大学出版社(英文影印版) (中译本)刘树棠 西安交通大学出版社 3、信号与系统例题分析及习题 乐正友 杨为理 应启珩编 4、信号与线性系统分析(第四版)吴大正 主编 高等教育出版社,2005.8,教材
2、、参考书目与先修课程,课程介绍,参考书目与先修课程,先修课程 后续课程 高等数学 通信原理 线性代数 数字信号处理 复变函数 现代信号处理 电路分析基础 ,课程介绍,教学目的和要求,教学目的: “信号与系统”是电子信息类各专业本科生继“电路”或“电路分析基础”课程之后必修的重要主干课程。该课程主要研究确知信号的特性,线性时不变系统的特性,信号通过线性时不变系统的基本分析方法,信号与系统分析方法在某些重要工程领域的应用,以及数字信号处理的基础知识。 通过本课程的学习,使学生掌握信号分析、线性系统分析及数字信号处理的基本理论与分析方法,并对这些理论与方法在工程中的某些应用有初步了解。为适应信息科学
3、与技术的飞速发展及在相关专业领域的深入学习打下坚实的基础。同时,通过习题和实验,学生应在分析问题与解决问题的能力及实践技能方面有所提高。,课程介绍,教学目的和要求,第1章 绪论 (8学时) 第2章 连续系统的时域分析(10学时) 第3章 连续信号与系统的频域分析(18学时) 第4章 连续系统的复频域分析(18学时) 第5章 傅里叶变换应用于通信系统(8学时) 第12章系统的状态变量分析(6学时) 机动、复习(4学时) MATLAB语言与信号处理工具箱的应用(课程实验12-16学时),课程介绍,课程特点,1. 数学工具多 微积分,概率统计,随机过程,高等代数, 数值分析,积分变换,复变函数等。
4、2. 要求基础强 网络理论、电路与系统是本课程的理论基础。 3. 与其它学科密切相连 与数字信号处理、通信理论、计算机、 微电子技术不可分,又是图象处理、人工智能、 模式识别、神经网络等新兴学科的理论基础。,课程介绍,学习方法,注重物理概念与数学分析之间的对照,注意分析结果的物理解释; 在学习中要淡化数学背景,不要在繁琐的数学中过多纠缠,打破对课程的恐惧感; 同一问题可有多种解法,应寻找最简单、最合理的解法,比较各方法之优劣; 不要当成数学课程来学习,要做到:理解概念、掌握方法、多做多练、融会贯通。,课程介绍,期末考试与成绩,作业要求-独立完成,要有过程(参考答案教程,期末上交) 成绩构成-平
5、时成绩(出勤、作业)+ 实验成绩+考试成绩 考试方式-闭卷笔试,课程介绍,第一章 绪 论,信号与系统 信号的描述、分类和典型示例 连续时间信号的运算 阶跃信号与冲激信号 信号的分解 系统模型及其分类 线性时不变系统 系统分析方法,绪 论,第一节 信号与系统,一、信号 1.信号的定义:信息的物理表现形式,传递信息的函数. 信号是传输信息的函数,是信息的物理表现形式;而信息是信号的具体内容,通俗地讲,信息就是有用的消息。 信息是一个十分抽象而又复杂的概念,它包含在消息之中,是通信系统中传送的对象,是客观世界的第三要素;其特点是无形的,可共享的,无限的,可度量的。,绪 论,一、信号 2.信号的传输
6、人们寻求各种方法,以实现信号的传输。 (1)古代用烽火传送疆警报,这是最原始的光通信系统。 (2)利用击鼓鸣金报送时刻或传达命令,这是最早的声信号的传输。 (3)19世纪初,人们开始研究利用电信号传送消息。1837年莫尔斯(F.B.Morse)发明了电报,采用点、划、空组合的代码表示字母和数字,这种代码称为莫尔斯电码。,绪 论,第一节 信号与系统,一、信号 2.信号的传输 1876年贝尔(A.G.Bell)发明了电话, 直接将声信号(语音)转变为电信号沿导线传送。 ()世纪末,人们研究用电磁波传送无线电信号。赫兹(.Hertz)波波夫、马可尼等作出贡献。1901年马可尼成功地实现了横渡大西洋的
7、无线电通信。 (5)光纤通信 从此,传输电信号的通信方式得到广泛应用和迅速发展。,绪 论,第一节 信号与系统,一、信号 2.信号的传输:如今: ()以卫星通信技术为基础的“全球定位系统(Global Positioning System, 缩写为GPS),其精度可达数十米之内。 ()个人通信技术:无论任何人在任何时候和任何地方都能够和世界上其他人进行通信。 ()“全球通信网”是信息网络技术的发展必然趋势。目前的综合业务数字网(ISDN),Internet或称因特网,以及其他各种信息网络技术为全球通信网奠定了基础。,绪 论,第一节 信号与系统,一、信号 2.信号的传输:如今:,绪 论,第一节 信
8、号与系统,一、信号 3.信号的交换 现代通信的通信方式不是任意两点之间信号的直接传输,而是要利用某些集中转接设施组成复杂的信息网络,即经“交换”的功能以实现任意两点之间的传输。,绪 论,第一节 信号与系统,一、信号 4.信号的处理 对信号进行某种加工或变换。其目的是:削弱信号中的多余内容;滤除混杂的噪声和干扰;或者将信号变换成容易分析与识别的形式,便于估计和选择它的特征参量。 信号处理的应用已遍及许多科学技术领域。 (1)从月球探测器发来的电视信号可能被淹没在噪声之中,可利用信号处理技术予以增强,在地球上得到清晰的图像。 (2)石油勘探、地震测量以及核试验监测中所得数据的分析都依赖于信号处理技
9、术的应用。,绪 论,第一节 信号与系统,一、信号 4.信号的处理 (3)医学信号处理:心电图、脑电图分析、耳声信号分析 (4)语音识别与合成 (5)图像处理、图像数据压缩 (6)工业生产自动控制 (7)金融、经济形势预测(股票分析)等。,绪 论,第一节 信号与系统,绪 论,医学断层图像处理(PET),一、信号 5.信号传输、交换、处理的关系 它们之间相互密切联系(可认为交换是属于传输的组成部分),又各自形成了相对独立的学科体系。它们共同的理论基础之一是研究信号的基本性能(进行信号分析),包括信号的描述、分解、变换、检测、特征提取以及为适应指定要求而进行信号设计。,绪 论,第一节 信号与系统,二
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