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信号与系统课程建设及应用情况12篇

时间:2022-11-24 09:55:03 来源:文池范文网

信号与系统课程建设及应用情况12篇信号与系统课程建设及应用情况  《信号与系统》教学大纲  第一部分:课程性质、课程目标与教学要求  课程性质:《信号与系统》是电子信息工程专业本科生的专业基础主干课下面是小编为大家整理的信号与系统课程建设及应用情况12篇,供大家参考。

信号与系统课程建设及应用情况12篇

篇一:信号与系统课程建设及应用情况

  《信号与系统》教学大纲

  第一部分:课程性质、课程目标与教学要求

  课程性质:《信号与系统》是电子信息工程专业本科生的专业基础主干课程,是该专业的必修课程。在专业培养方案中安排在第二学年第二学期实施。该课程与本科生的许多专业课(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,是研究各类电子系统共性的一门技术基础课程。它具有科学方法论的鲜明特点,研究的问题带有普遍性,对工程实践具有重要的指导意义。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。

  课程目标:设置本课程的目的在于使学生通过本课程的学习,初步建立起有关“信号与系统”的基本概念,掌握“信号与系统”的基本理论和基本分析方法,为进一步学习后续课程及从事通信、信息处理等方面有关研究工作打下基础。通过本课程的学习,学生应该掌握信号与系统的基本概念、基本理论和基本分析方法,通过一定数量的习题练习加深对各种分析方法的理解与掌握。

  教学要求:信号与系统是一门理论结合实践的课程,本课程旨在使学生掌握信号与线性系统的基本理论,基本分析法,为后续课的学习及从事实际的科研工作奠定必要的基础。因此,要求学生在学习中,关注基本知识与方法的应用,积极参与信号与系统实践课程,课后要做一些相关练习和讨论。

  第二部分:关于教材与学习参考书的建议

  本课程使用的教材是由高等教育出版社出版2006年吴大正等编著的《信号与线性系统分析》(第4版)。该教材入选“十五”国家级重点教材,发行数万册,是高等教育出版社比较全面系统的高校信号与系统教材。很多高校以该教材建设精品课程。

  为了更好地理解和学习课程内容,建议同学可以进一步阅读以下几本重要的参考书:1、郑君里:《信号与系统》,高等教育出版社2006年1月2、管致中:《信号与线性系统》,高等教育出版社,2004年1月3、刘泉主编:《信号与系统题解》,华中科技大学出版社,2003年12月4、梁虹主编:《信号与系统分析及MATLAB实现》,电子工业出版社,20025、张小虹编著:《信号与系统》,西安电子科技大学出版社,2004

  第三部分:课程教学内容纲要

  第一章信号与系统

  1.基本内容:连续时间信号与离散时间信号的概念;连续时间系统和离散时间系统的概念;信号的基本运算;

  卷积的计算。2.基本要求:

  1

  掌握:①连续时间信号与离散时间信号的概念;②连续时间系统和离散时间系统的概念。理解:①信号的基本运算;②卷积的计算。3.教学重点和难点:重点:信号和系统的基本概念。难点:卷积的计算。4.具体教学内容具体教学内容:①连续时间信号与离散时间信号的概念;②连续时间系统和离散时间系统的概念;③典型信号及其性质;④信号的正交分解;⑤信号的基本运算;⑥卷积的计算。

  第二章连续时间系统的时域分析

  1.基本内容:系统的因果性、线性和时不变性;连续时间系统的卷积分析方法。

  2.基本要求:掌握:①系统的因果性、线性和时不变性;②连续时间系统的卷积分析方法。理解:卷积的物理意义。

  3.教学重点和难点:重点:连续时间系统的卷积分析方法。难点:卷积分析方法的具体应用。

  4.具体教学内容具体教学内容:①系统的因果性、线性和时不变性;②连续时间系统的卷积分析方法;③卷积

  的物理意义;④卷积分析方法的具体应用。

  第三章离散时间系统的时域分析

  1.基本内容:离散时间系统的数学模型;差分方程的概念;差分方程的求解方法;卷积分析法。

  2.基本要求:掌握:①离散系统的数学模型;②离散时间系统的卷积分析法。理解:①差分方程的求解方法;②卷积的计算。

  3.教学重点和难点:重点:离散时间系统的数学模型;离散时间系统的卷积分析法。难点:卷积的计算。

  4.具体教学内容具体教学内容:①离散时间系统的数学模型;②差分方程及其的求解方法;③卷积分析法;④

  应用举例。

  2

  第四章傅立叶变换和系统的频域分析

  1.基本内容:连续周期信号的傅立叶级数表示;连续非周期信号的傅立叶变换及其性质;周期信号的傅立叶

  变换;抽样定理;信号的调制。2.基本要求:

  掌握:①连续周期信号的傅立叶级数表示;②连续非周期信号的傅立叶变换;③周期信号的傅立叶变换;④抽样定理。

  理解:①傅立叶变换的主要性质;②信号的调制。3.教学重点和难点:

  重点:傅立叶变换及其性质;抽样定理。难点:信号的调制。4.具体教学内容具体教学内容:①连续周期信号的傅立叶级数表示;②连续非周期信号的傅立叶变换;③典型非周期信号的傅立叶变换;④傅立叶变换及其性质;⑤连续周期信号的傅立叶变换;⑥抽样定理;⑦信号的调制。

  第五章连续系统的s域分析

  1.基本内容:拉普拉斯变换的定义及其收敛域;拉普拉斯变换的主要性质;拉普拉斯反变换的计算。

  2.基本要求:掌握:①拉普拉斯变换的定义及其收敛域;②拉普拉斯反变换的计算。理解:①拉普拉斯变换的主要性质;②拉普拉斯变换与傅立叶变换之间的关系。

  3.教学重点和难点:重点:拉普拉斯变换及其主要性质。难点:拉普拉斯反变换的计算。

  4.具体教学内容具体教学内容:①拉普拉斯变换的定义;②拉普拉斯变换的收敛域;③拉普拉斯变换的主要性

  质;④拉普拉斯变换与傅立叶变换之间的关系;⑤拉普拉斯反变换的计算。

  第六章离散系统的Z域分析

  1.基本内容:Z变换的定义及其收敛域;Z变换的主要性质;逆Z变换的计算。

  2.基本要求:

  3

  掌握:①Z变换的定义及其收敛域;②逆Z变换的计算。理解:①Z变换的主要性质;②Z变换与拉普拉斯变换之间的关系。3.教学重点和难点:重点:Z变换及其主要性质。难点:逆Z变换的计算。4.具体教学内容具体教学内容:①Z变换的定义;②Z变换的收敛域;③Z变换的主要性质;④Z变换与拉普拉斯变换之间的关系;⑤逆Z变换的计算。

  第七章系统函数

篇二:信号与系统课程建设及应用情况

  应用电子教案flash动画与matlab编写教学辅助软件这既可节省时间使教师集中精力传授教学内容又可通过生动形象演示加强学生对教学内容理解激发学生学习主动性提高教学效果

  《信号与系统》课程的教学实践与探讨摘要:信号与系统是电子信息类专业非常重要的必修主干课程,是承上启下的专业基础课程。针对目前该课程的教学现状和存在的问题,本文从理论教学、实践教学和教学方法等方面进行了一些有益的探索,这对于提高该门课程的教学效果和教学质量有重要的意义。关键词:信号与系统理论教学实践教学一、引言信号与系统课程是一门实用性强、涉及面较广的专业基础课,是电子信息类专业学生的必修课程。该课程是将学生从电路分析的知识领域引入信号处理领域的关键性课程,对后续专业课如数字信号处理、通信原理等课程起着承上启下的作用。著名教授a·v·奥本海姆在他所著教科书《signalsandsystems》的前言中指出:“信号与系统课程不仅是工程教学中一门非常基本的课程,而且也成为工科学生在大学教育阶段所修课程中最有得益而又引人入胜和最有用处的一门课”。该课程的重要性是其它课程不可替代的。因此,让学生掌握对信号与系统进行分析和设计的基本方法,无论是对后续的专业课教学,还是学生毕业后从事专业工作的能力,都具有重要意义。二、教学现状分析随着现代计算科学技术的飞速发展,信号与系统所涵盖的内容在不断发展和更新。但是,由于该课程的抽象概念比较多且具有较

  强的理论深度,并且涉及到较深的数学理论。因此目前的信号与系统课程教学面临一些问题和挑战,主要体现在:(1)课程的系统性较强,内容编排连贯,课程内容多、难度大,尤其牵涉的公式繁冗。学生要较好地完成课程的学习,需掌握大量的基础知识,如微积分、复变函数、电路分析等;(2)课程在信号分析方法和信号处理技术方面的基本概念与学科发展和技术进步不相适应;(3)大部分教材突出数学分析,但工程概念薄弱、缺乏理论与联系的实际,导致原理方法与实践应用有一定脱节。

  三、理论教学改革1.转变教学思想在信号与系统的教学过程中,应强调基本内容的深刻理解和基本概念的建立,淡化数学公式的熟练使用和解题技巧,注重知识综合应用与创新能力的培养;以培养学生的工程实践能力为出发点,打破理论教学与实验教学界限,将课堂教学与实验教学融为一体;变传统的灌输式教学为启发式教学和个性化教学,给予学生更多的发现、思考和解决问题的空间。2.整合和优化教学内容贯穿信号与系统课程的一条主线是:基于三大变换(傅里叶变换、拉普拉斯变换和z变换)进行连续信号和离散信号的时域及变换域分析与系统设计。因此,在教学内容上应当强化三大变换的数学概念、物理概念和工程概念,淡化其数学技巧和运算。具体而言,需要突出连续信号的时域分析和变换域分析以及强调它们之间的

  对应关系和内在联系;突出信号与系统概念,特别是信号频谱和系统函数概念的建立,如时域卷积等效于频域相乘(滤波)、时域相乘(如幅度调制)等效于频谱搬移等;理解这些基本概念就会抓住内容的本质,并将连续信号分析与系统设计的思路引入离散信号与系统中去;将拉氏变换和z变换仅仅作为运算工具,改变以前过分突出数学分析和变换的现象,使学生明确分析目的,抓住重点,灵活运用数学工具,提高分析问题和解决问题的能力。

  3.更新教学方法,突出学生主导作用课堂不应是教师的“垄断”场所,而是师生共同参与、彼此交流、相互配合的空间。在向学生传授知识的同时,不能忽视学生的主导作用,应给他们宽松的环境。学生在初接触该课程时,他们会感到既好奇又陌生,甚至有的学生还会产生这门课是不是很难学的想法。要引导学生心理转变为主动接近它、喜欢它,那么教师对这门课的导入就显得非常重要。为了排除学生对它的“恐惧”和“误解”,在讲这门课之前,教师有必要用生动的多媒体演示课件向学生介绍这门课在人们生产、生活中的作用。学生普遍对“信号、系统”到底是什么很难理解,因此可以例举现在普遍使用的手机,让学生知道它就一个对信号进行处理的系统,它将人类的语音信号转换成无线电信号进行通话。正是由于信号与系统技术的不断发展,才使我们手中的移动电话体积变得越来越小,声音质量越来越好。所以教师应适时地将与其相关的课程信息(比如“图像处理”和“通信系统”等)渗透给学生,并不失时机地将它们目前的发展状况和

  取得的成果通过现代教学手段演示给学生,让他们有一个明确的学习目标。当然,要做到这一点,就要求教师在教学过程中,不能因循守旧,要接触新知识、新技术,不断学习和提高,真正做到教学相长。

  4.多媒体教学手段与传统教学手段相结合将现代电子教学手段与传统教学手段有机结合,优势互补。应用电子教案、flash动画和matlab编写教学辅助软件,这既可节省时间,使教师集中精力传授教学内容,又可通过生动形象的演示加强学生对教学内容的理解,激发学生的学习主动性,提高教学效果。5.改革考核内容和考核标准对于信号与系统课程的考核,需要将应用能力放到重要的位置上去。期末考试考查学生对基本原理、基本概念的掌握,这部分只占总分的50%;鼓励和加强学生matlab实验能力的要求,将实验成绩提高占总分的40%;严格要求学生独立完成作业,平时成绩占总分的10%。四、实践教学改革信号与系统的实践环节是必不可少的。我们构建了从实验平台、课程设计实习到课题式研究的一套实践体系。(1)实验平台。我们开发和设计了matlab验证性、综合性、设计性实验。通过这些实验,锻炼了学生用计算机辅助计算与分析解决实际问题的能力,也为后续课程设计实习和课题式研究奠定了基础。

  (2)课程设计综合实习。为了达到对知识的融会贯通,提高学生的综合、分析能力,设计和安排思考题、综合题可让学生带着问题学、带着问题做。

  (3)课题式研究。课题式研究的选题包括以下几个方面:学生在学习过程中发现的具有研究深度、题材新颖的信号系统内容;通过参加与信号系统有关的学术讲座,从中受到启发找到的研究课题;学生通过查阅资料,上网发现的新课题;由教师给出适合本科生研究的小课题。

  五、结束语信号与系统是信息电子类专业的一门核心专业基础课。但由于该课程公式繁多、知识抽象,易造成教师难教和学生厌学的情况。因此我们从理论教学和实践教学两方面入手,大胆尝试进行改革,实践证明教学效果良好。今后课程组成员要本着积极改革、调整提高的思想,采用面向实际、面向专业课程、面向整个教学体系的教改方法,不断地对课程进行整合和改进。在教学内容、教学方法上敢于创新、勇于尝试,丰富和完善信号与系统课程的教学。参考文献:[1]oppenhemalanv.刘树棠译.信号与系统[m].陕西:西安交通大学出版社,1998.[2]于殿泓,李琳.“信号与系统”课程中的分解与合成[j].电气电子教学学报,2009,(2):111-114.[3]许艳惠,范悦.“信号与系统”课程教学方法改革与探索[j].

  吉林工程技术师范学院学报,2008(5):75-77.[4]罗小巧,杨九民,黄磊,罗耀武.《信号与系统》研究型教

  学的探索与实践[j].软件导刊(教育技术),2009(9):35-37.[5]胡建荣,金宁,周小薇.提高信号与信息处理类基础课程教

  学与实验效果的实践[j].中国电力教育,2009,(15):125-128.基金项目:2009年湖南省教育厅质量工程项目“通信工程特色

  专业建设”;2009年湖南工业大学教育教学改革研究项目“通信工程专业培养方案的改革与实践”;2010年湖南工业大学校级教育教学改革研究项目(编号2010d41、2010b09)。

篇三:信号与系统课程建设及应用情况

  课程简介《信号与系统》课程是通信工程、电子信息工程、自动化、计算机等专业的一门重要的专业基础课程。该课程也是电子信息类研究生入学考试的必考课程之一。

  主要研究确定性信号和线性时不变系统的基本概念与基本理论、信号的频谱分析以及确定性信号经线性时不变系统传输与处理的基本分析方法。从时间域到变换域(频域ω、复频域s及z)、从连续到离散、从输入-输出描述法到状态变量描述法,力求用统一的观点阐明基本概念和分析方法。

  本课程的先修课程是《电路》,此外还要用到许多数学知识,主要包括微积分、微分方程、积分变换、差分方程、级数、复变函数和线性代数等。进一步为学习《数字信号处理》、《通信原理》、《控制工程》及《信号检测》等课程打下必要的基础。

  课程定位本课程核心表述了信号采集、信号描述、信号分析与信号处理各个阶段所涉及的理论、方法,课程中各个知识点能够直接运用于实际信号的分析与处理、信号系统(滤波器)的设计等科学研究与工程实践之中。通过课程的学习,学生能够以所学数学基础和电路理论为基础进一步理解信号处理相关的理论、方法和技能,为后续课程的学习奠定基础。

  课程目标本课程目标是:在理论方面奠定信号分析与处理、信号系统分析与设计的基础,让学生掌握信号的分类、分析方法,信号的分解、组合、变换方法,信号系统的概念和线性时不变系统的分析方法,处理信号与系统设计的基本原理和典型的基本方法;在实践方面掌握信号处理、信号系统分析设计的计算机软件工具和基本分析、处理、设计的技能;作为信号处理的专业的基础,该课程需要使学生能够采用数学工具分析解决信号和信号系统相关问题,掌握基本计算和设计手段,通过计算机软件辅助,进行相应的实验,从而适应信号处理相关技术的发展和后续相关课程的实际需要。

篇四:信号与系统课程建设及应用情况

  因此电气信息类方向基础课程信号与系统课程教学对象也扩展到了所有电气类专业如测控工程电子信息工程自动控制工程电气工程及其自动化光信息科学与技术计算机科学等等甚至在很多非电气类专业中也设置了这门课程

  《信号与系统》课程教学研究与探索

  作者:郑杰来源:《教育教学论坛》2013年第17期

  郑杰

  (中国石油大学(华东),山东青岛266580)

  摘要:《信号与系统》课程是大学工科电气信息类相关专业重要的专业基础课程之一,是后续相关专业课程的重要理论基础,是一门要求数学基础较高的课程。本文针对该课程的特点,探讨提高教学效果的教学方法与体会。多年的教学实践证明,这些方法能够提高学生学习的积极性,更好地理解课堂讲授的理论知识,教学效果明显提高。

  关键词:《信号与系统》;教学效果;教学思路;教学方法

  中图分类号:G642.0文献标志码:A文章编号:1674-9324(2013)17-0076-02

  《信号与系统》课程是大学工科电气信息类相关专业重要的专业基础课程之一。该课程要求学生具有较好的数学基础,同时又是后续相关专业课程的先修课程,在教学环节中起着承上启下的重要作用。因此,信号与系统课程的教学质量对整个电气信息类专业后续专业课程的学习有着重要的影响,直接关系着人才培养的质量。

  一、明确教学对象,更新教学内容

  我们知道,教学对象永远是教学活动要考虑的首要因素。《信号与系统》课程最初只是通信专业的专业基础课程。随着电子技术及计算机技术的飞速发展,目前已经进入了信息时代,信息的传输与处理已经成为我们日常生活的重要组成部分。因此电气信息类方向的基础课程《信号与系统》课程的教学对象也扩展到了所有的电气类专业,如测控工程、电子信息工程、自动控制工程、电气工程及其自动化、光信息科学与技术、计算机科学等等,甚至在很多非电气类专业中也设置了这门课程。其应用背景也从单一的通信系统扩展到了其他的信息处理系统。因此,在教学中根据学生的专业背景,充分考虑该专业学生具备什么样的基础、后续课程的需求以及该专业技术发展将带来哪些新的知识点等来调整教学内容,并在教学中体现出其相应的工程背景。如对于通信专业,可加强调制解调的介绍;对于自动控制工程专业可增加对反馈系统稳定性判据的介绍;而对于计算机科学专业,则应减少连续时间系统方面内容的介绍,着重离散系统的分析。只有明确教学对象,教学内容与学生的专业紧密结合,才能激发学生的学习兴趣,从而让学生发自内心地喜欢这门课。另外,考虑到信息类专业的特点,在课程内容安排上尽量结合信号传输及处理的工程实际,在保证理论内容的完整性前提下,淡化数学推导,强化实际应用,注重物理含义的分析和理解。

  二、选定知识体系,明确教学思路

  信号与系统课程的教材很多,但其知识体系都是基本相同的,都是围绕系统对信号的响应展开的。主要包括连续时间和离散时间两种系统的分析,分析系统的方法包括时域法和变换域两种方法,其中涉及到数学上的傅立叶变换、拉普拉斯变换及Z变换。在信号与系统课程的知识体系上,不同的教材有不同的安排顺序,各个高校在教学中采用的讲解顺序也不尽相同。我们采用的是先连续后离散的知识体系。把连续时间系统分析的时域及变换域分析讲解完后再讲解离散时间系统的分析方法。因为连续时间系统与离散时间系统的分析方法在很多地方是非常相似的,而且学生对于连续信号和系统的接触较多,也容易理解。把连续时间系统的分析讲清楚后,对于离散时间系统的分析就可以采用类比的方法,突出相互之间的联系,重点强调二者

  的不同之处,使学生可以系统地掌握相关内容,收到事半功倍的效果。另外,在教学中采用的贯穿全书的最基本的教学思路是:把输入复杂信号进行分解,分解成众多的基本信号之和或积分,然后求出基本信号作用于线性时不变系统的响应,再利用系统的线性和时不变性,求出该输入信号作用于系统的响应。选取不同的基本信号,会得到系统的不同分析方法———时域和变换域分析法。

  三、优化教学方法,提高教学质量

  信号与系统课程有着很强的数学背景,课程中各个理论的系统性较强,数学推导比较严密,但是在教学内容中不苛求数学上的系统和严密。可以认为,这是一门结合实际工程应用进行的数学课程,因此应采用“以工程为主线,淡化数学推导”的教学方法,注重“知识、素质、能力”的培养。因此,在教学过程中注重突出基本原理中蕴含的物理概念和工程概念,注重学生用所学知识解决实际工程问题能力的培养,侧重分析问题的方法及解决问题的思路方面的培养和引导。适度扩充教材,引导、启发学生去发现本学科或相关学科亟待解决的科研课题,让学生自己感知新的东西,新的现象,并不断地探索自然科学的奥妙。在介绍新的知识点时,首先讲清为什么要介绍这部分知识,其应用在什么地方,用浅显易懂的语言介绍给学生,使学生对将要学习的知识有一个初步的认识。如在讲述信号的频域分析时,可结合目前大学生就业的面试,把信号的时域分析,比喻成学生的外在形象,一目了然。然而用人单位更侧重的是你所学的专业,就像信号的频域特性,他们是反映同一个人或信号的两个方面,即从不同的角度来考察同一个人或信号,这样对一个人或信号的了解才会更全面。而且进一步结合通信中必须要考虑的问题———信号的带宽,引入频域分析的必要性。这样学生心里会非常清楚学习这部分内容的目的,以及其工程概念。针对信号与系统这门课程的特点,教学过程还应充分利用对比教学法。信号与系统课程各部分内容循序渐进、相辅相成。其内容体系是将连续系统与离散系统并重研究,先连续,后离散;先时域后变换域的次序。因此教学中可把相关或相似的内容放在一起进行比较,让学生通过比较辩出两者的异同。如在讲解傅里叶变换和拉普拉斯变换时,从原理上会发现许多类似的结论,从性质上发现有许多性质是相同或相似的,从而发现二者之间内在的关系,有利于学生理解和记忆。

  四、建立课程辅助教学网站,培养自主学习能力

  借助省精品课建设的契机,建立了信号与系统课程教学及辅助教学网站,为学生自主学习提供平台。教学网站内容丰富,提供了在线学习、在线答疑、问题征解、动画演示、在线自测、例题解析等功能,将教学资源上网,教师可以在任何一个节点使用教学资源,学生可以在校园网上任何一个节点学习。进一步丰富了教学内容,改进了教学手段和方法。学生可以在学完每章内容后,网上进行自测,检验自己的学习成果。使用几年来效果良好,大大提高了学生的自主学习能力。在网络飞速发展的今天,随着网络辅助教学软件的迅速发展,我们将不断努力,继续开发个别辅导模式、讨论学习模式、探索学习模式等教学模式,为学生自主学习搭建更好的平台。

  五、加强实验教学,培养创新思维

  信号与系统课程中应用的数学知识较多,学生听起来比较枯燥,理解起来也很困难。在教学方法上又以课堂教学为主,为了使学生更好地理解所学内容,我们除了在课堂教学中采用动化演示等多媒体手段外,还开设了周期信号的分解与合成、相位对信号合成的影响及取样定理验证等硬件实验及若干MATLAB软件实验。通过MATLAB上机实验,可以使学生对相关知识有一个更全面的理解,通过参数的改变时响应的变化来定性理解相关知识点,大大提高了教学质量。同时培养了学生严谨认真的学习态度,锻炼了学生独立思考问题及解决实际问题的能力,为今后从事信息处理方向的工作奠定了基础。

  综上所述,只有让学生认清课程实质、把握课程主线、理解信号与系统分析的基本思路,方能从根本上掌握该课程的主要内容。作为教师还要不断学习本领域的最新知识,不断充实自己的知识水平。只有这样,才能更高效的完成教学任务,提高教学质量。

  参考文献:

  [1]梁虹,等.信号与系统分析及Matlab实现[M].北京:电子工业出版社,2002.

  [2]吴大正.信号与系统分析[M].北京:高等教育出版社,2006.

  [3]杨亚萍,等.信号与系统教学方法探析与思考[J].宁波工程学院学报,2006:107-110.

  作者简介:郑杰(1966-),女,辽宁锦州义人,硕士研究生,副教授,中国石油大学(华东)信息与控制工程学院电子信息工程系。

篇五:信号与系统课程建设及应用情况

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  民办高校信号与系统课群课程建设的研究与实践

  作者:李金宏郑淑涛来源:《课程教育研究·上》2013年第01期

  【摘要】信号与系统是电气信息类专业本科生必修的专业基础课程,针对民办学院教学现状、学生特点、教学资源情况建立信号与系统课群,从教学课程、教学方法、实验手段、课程体系的整合方面做出大胆改革方案,理论上注重学科的互动使学生的基础理论知识得以有效的提升;实践方面分别安排验证性实验和综合设计性试验。分层次进行教学尝试,实践证明该项课群建设会大大的改善教学效果。【关键词】信号系统课程建设教学改革【中图分类号】G65【文献标识码】A【文章编号】2095-3089(2013)01-0031-021.引言《信号与系统》是电气信息类专业本科生必修的专业基础课程,目前许多重点高等院校将它作为相关专业硕士研究生入学考试的课程。《信号与系统》这门课程体现了事物本质在物理概念、数学概念、工程概念三者相结合的产物。该课程以高等数学、复变函数、电路原理、概率论与数理统计课程为基础,是学生在学习后继专业课程如数字信号处理、DSP原理及开发应用、现代信号处理、通信原理、自动控制原理等课程的先修课程,所以《信号与系统》这门课程在教学环节中起着承上启下的重要作用,其教学质量不仅直接影响到学生对后续课程重要概念的理解和分析解决工程问题的能力,也对通信、雷达、测试、控制、生物医学工程等众多学科和工程领域起着不可低估的作用[1]。有必要建立《信号与系统》的课程群。2.针对民办高校信号与系统课群建设亟待解决的问题《信号与系统》和《数字信号处理》作为我院电子信息工程专业的专业基础平台课,目前授课对象仅为电子信息工程专业,专业涉及面窄,与其自身的强大功能不相符;其次信号与系统作为学科基础课和数字信号处理作为专业主干课在课程开设时,为求自身体系的完整性,存在有内容重复,衔接不合理、内容综合不够、理论与实践严重脱钩等问题;再次随着信息技术的快速发展,正面临着“教什么,如何教;学什么,如何学”的严峻挑战和实现从知识型人才转变为应用型、综合型、创新性人才培养模式的思考,如何实现《信号与系统》和《数字信号处理》的授课内容与学科的发展同步及如何有效利用科学技术的发展实现理论与实践的统一是急待解决的问题。根据民办高校的招生生源与办学目标及就业方向的现状,以期通过对现有资源进行整合同时增开一些新的课程,解决上述问题,有效地提高信号与系统的教学质量。

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  2.1课群建设的总体思路⑴教学课程的改革与整合:系统的分析《信号与系统》和《数字信号处理》两门课程自身的特点,进行有机的整合,信号与系统与数字信号处理两门课程的教学内容有着密不可分的内在联系,其中心是通过对各种不同信号的分析,实现信号的处理,达到所希望得到的信号,注重学生综合应用知识能力和自主学习能力的培养;同时针对信息技术的发展,介绍其在新兴学科和领域中的应用,进一步激发学生的学习兴趣。⑵教学方法的改革:针对《信号与系统》和《数字信号处理》两门课程计算公式多、概念多、变换多等特点,注重能力培养与和学科互动,充分利用计算机技术、多媒体技术和各类仿真软件的最新成果,采用灵活的教学手段,既能展现课程的重点难点问题,又能实现师生互动,突出基本原理中所蕴含的数学概念、物理概念和工程概念,实现学生能力的提升[2]。⑶实验手段的改革:实验课时的安排是提高学生学习兴趣和学习能力的重要环节,是实现理论与实践有机结合的重要保证,因此针对两门课程的特点,分别安排借助Matlab编程知识进行验证性实验和综合设计性试验,解决理论与实践,强化学生的自我学习能力。⑷课程体系的改革:针对信息处理技术的发展,在两门课程的基础上,增加Matlab应用、EDA技术和DSP技术等,形成完善的课群体系。2.2课群内各课程之间的优化整合关系2.2.1优化信号与系统和数字信号处理两门课程的学习内容信号与系统主要讲授两大信号(连续时间信号与离散时间信号)的时域与变换域、两种系统(连续时间和离散时间系统)、三大变换(傅里叶、拉普拉斯、Z变换)的具体知识点需要重点讲授,系统的状态变量分析只做一般讲解。数字信号处理主要讲述离散时间信号的时域和变换域分析、离散傅里叶变换(DFT)利用时域抽样定理和频域抽样定理实现时域到频域的映射关系、基于时间和频率抽选奇偶分解的快速傅里叶变换(FFT),接着讲述无限和有限冲激数字滤波器对信号的具体实现,完成信号滤波处理的功能。对于信号与系统和数字信号处理内容之间的联系应各有侧重,做好前期课程的基础知识与后续课程的综合知识的过渡,有效解决课程的交叉问题,比如在信号与系统的课程中重点讲解三大变换(傅里叶变换、拉普拉斯变换、Z变换)的基础知识,化繁为简地讲解公式的推导过程,重点讲解变换对及性质的应用。而在数字信号处理中对于离散时间信号与系统的时域分析是重复知识点,要依据知识体系的完整性、课程群内课程的知识衔接、学生的掌握程度进行交叉知识的处理,以总结性质重点阐述以抽样定理为桥梁讲解这三大变换之间的关系将其从点到面的知识扩展就是信号分析的主线,从微观到宏观的把握知识脉络。简单介绍用纯数学的方法求解系统的时域响应,突出卷积方法求解差分方程的优越性等,整体介绍连续周期信号、连续时间非周期信号、离散周期信号和离散非周期信号的频谱的表示形式,即都是将信号表示为正

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  弦信号不同频率的线性组合,更能直观的介绍四种信号的频谱特点,使其Fourier的数学概念和物理概念得以更好的体现。在两门课程之间做到既有分工又可以视为整体,不重不漏,逐步加深,融会贯通。2.2.2基于Matlab的仿真实验在课程群建设的重要性Matlab仿真的应用中数字信号处理工具箱的运用使得系统分析、信号的谱分析、数字滤波器的设计方面应用更为普及和广泛,应用Matlab可以很容易地进行信号与系统的傅立叶分析、卷积运算、滤波器设计、信号滤波等工作,在信号系统的课程中安排验证性实验偏重于理论与实验的统一,在数字信号处理课程中安排综合性实验偏重于创新能力的培养。[3]Matlab基础及应用的理论与实践教学能够有效提高学生对数字信号进行处理的应用能力,对于分析问题、解决问题、创新能力的培养有很大的积极作用。2.2.3EDA课程设计在课程群建设中的主导性EDA课程设计,主要通过应用两个工具软件——Protel2004和MATLAB7.0,完成电子线路的制版和线路仿真工作,图文并茂、易学易懂,在课程设计的选题方面学生自主性选题、集思广益的探讨方案,教师以启发为主、指导为辅。学生能够有效地完成信号与系统的整机软硬件联调工作,提高自身的学习能力。课程设计的题目难度适中,展示课群的实践性和实用性,激发学生真正体会到成就感。建立《信号与系统》课程群,使理论课与实验课相互补充,加之课程设计做为实战性的锻炼,学生的学习更加系统化、体系化。课群建设前后的课程对比如图1所示。图1课群建设前后的课程对比2.3课群的主要教学方法⑴调整课程教学内容,加强基础,更新内容,拓展知识面,及时与学生沟通,了解教学效果,及时修正教学内容和课时安排。⑵配合教学内容,具有直观教学效果的板书结合具有立体演示效果强特点的CAI多媒体课件,理论联系实践实现互动式教学,达到最佳的教学效果。比如公式的推导过程和例题、习题的讲解最好采用板书的形式。而对于采样定理、周期延拓、数字滤波器、卷积定理等内容用多媒体进行动画演示信号的变化过程和系统的响应结果,使之更生动,感性认识更强。⑶加强实践环节,提高学生动手能力,通过举行“信号与系统及Matlab应用知识竞赛”等,通过自己动手完成系统的设计和仿真,拓展传统实验的广度和深度,激发学生学习兴趣,提高软硬件联调能力,完成综合素质的培养。

篇六:信号与系统课程建设及应用情况

  优质课程“信号与系统”实验教学体系建设

  【摘要】本文分析了“信号与系统”课程的教学内容以及实

  验教学内容的演变,针对仪器专业“信号与系统”教学过程中存在

  的学时数少、教学内容多而难的问题,从应用型创新人才培养的需

  求出发,提出课堂内容精讲、仿真实验加强、开放性硬件实验拓展

  的全方位教学观点,在实验教学体系的建设上,三位一体,紧密结

  合,进行实验教学内容优化、实验教学进程调整、实验教学方式创

  新等多项工作,提高了“信号与系统”课程的整体教学效果。

  【关键词】优质课程信号与系统实验教学体系

  【中图分类号】g642

  【文献标识码】a

  【文章编号】1006-9682(2012)10-0010-02

  高等教育“十一五”规划纲要中明确指出,21世纪的高等教育

  要以质量工程建设为核心。在高等教育质量工程建设中,优质课程

  及精品课程的建设占有极其重要的地位。“信号与系统”是工科院

  校开设的一门重要专业基础课,在许多高校都列为重点建设课程。

  [1~2]我学院针对两个一级学科(仪器科学与技术、光学工程)开

  设“信号与系统”课程,不仅要求充分讲授该课程的经典内容,还

  必须兼顾学科及专业需求,进行有特色的理论教学及实验教学。作

  为校级优质课程,仪器专业“信号与系统”课程长期以来持续建设,

  已经形成了理论教学扎实、实验教学强化的特点。但由于目前本科

  培养计划中学时数的限制,无法兼顾本课程理论及实验多方面的要

  求,往往只能采用软件仿真作为实验教学的主要内容。考虑到我校的办学定位及仪器专业应用型人才培养的需求,我们在原有理论及实验教学的基础上,开展全方位实验教学体系建设,进一步提高本课程的教学效果。

  一、“信号与系统”教学内容及实验内容的演变1.教学内容的演变信号是信息学科研究的基本内容,信号与系统是两个用得极为广泛且密切相关的基本概念。在许多实际应用中,尤其是在信号提取、信号恢复、信号增强、语音识别等信号处理的问题中,以及在大规模集成电路的整体设计中,信号、系统、处理往往是有机结合在一起的。因此,教学内容从单纯讲信号、系统演变为信号、系统与数字信号处理融合,以信号分析为基础,以系统分析为桥梁,以处理技术为手段,形成新的教学体系,适应新的科技条件下对专业基础课的教学要求。[3~4]因此,仪器专业“信号与系统”课程的教学内容主要包括:信号与系统的基本概念、采样定理、连续及离散线性时不变系统的时域分析、连续及离散信号的频域分析(含离散傅里叶变换、快速傅里叶变换)、连续及离散信号与系统的复频域分析、数字滤波器设计等。2.实验内容的演变实验教学始终是为理论教学服务的,其最终的目的是为了强化理论学习,全面提高教学质量。早期“信号与系统”的实验以硬件

  为主,尤其是以电路实验为主。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,这门课程已从电子信息工程类专业的专业基础课演变为众多工科专业(如计算机技术、自动控制、测控技术及仪器、生物医学工程等)的专业基础课,其实验领域也获得拓展。特别是伴随着计算机软硬件技术的快速发展,本课程实验由早期的硬件实验演变为软件仿真实验。[5]由于本课程仍然是一门实践性很强的课程,无论技术如何发展演变,信号也脱离不了实际应用中的物理系统,因此现在又强调从软件仿真实验

  演变为软硬件实验结合。[6]二、“信号与系统”实验教学计算机软硬件应用方案“信号与系统”课程理论性强,实践性强,实验对于理论具有巩固和强化的作用。由于学时的限制,课内实验具有较大的局限性。一方面是实验数量受到局限,只能开设最基本、最重要的实验,无法进行多个理论的验证,而本课程又是一门逻辑性很强的课程,基本概念环环紧扣,实验数量少非常妨碍学生对课程基本内容的理解和掌握,从而使学生的知识面受到局限;另一方面,在实验方法上也受到局限,不能尝试多种解决问题的方法,只能用常规方法去做,这样限制了学生的思维,不利于学生综合能力的培养。目前很多学校以软件仿真实验为主,由于学时的限制以及软件仿真实验的内容十分丰富且复杂的,所以就舍弃了硬件实验。无论软件仿真怎样逼近实际,毕竟与实际物理系统存在差异。如果没有硬件实验,学生

  便不知道其结果应该怎样去应用,在什么情况下采用软件计算的结果为好,在什么情况下用硬件实现较好。从课程教学质量和应用型人才培养要求来看,这是一个亟待解决的严重问题。因此,计算机软硬件实验对于“信号与系统”实验体系都是不可缺少的,要两条腿走路,其关键是要完成硬件实验和软件实验的全方位比较,才能深入理解信号与系统的理论实质。

  为了更好地完成辅助理论教学的任务,我们需要对本课程的实验教学体系进行精心的设计。实验教学体系的建立要从整个课程教学体系来考虑,在课堂讲授内容、学生作业内容、教学目标等方面综合权衡。在一个典型的数字信号处理系统中,输入通道中的传感器输出信号需要进行调理,属于物理系统部分,硬件实现比较好;数字信号处理部分可以采用单片机、数字信号处理器、计算机等硬件设备,同时利用硬件平台上的软件来完成数字信号处理任务,这部分以软件仿真实验为好,而在输出通道需要进行必要的信号变换并输出模拟信号,还是硬件实验较好。本课程采用的实验教学体系,见图1。

  在课内实验安排方面:实验内容强调经典、重要、基本,少而精,始终抓住信号产生→获取→处理→使用这条主线,不仅有利于教学安排,而且保证学生基础牢固,知识更系统,理解更全面。课内实验以软件仿真为核心,其编程软件采用公认的优秀软件,即matlab。matlab是优秀的科学计算和仿真软件,研究设计单位和工

  业部门同样公认它的重要价值。如美国ni公司的信号测量与分析软件labview、cadence公司的信号和通信分析设计软件、ti公司的dsp等都和matlab具有良好的接口。现在的计算机硬件(pc机)配置很高,计算精度很高,用于进行数字信号处理和数字图像处理十分理想,结果显示也很直观。

  除课内实验,组建“信号与系统”开放性实验平台对于教学意义十分重大。在开放性实验教学体系中,对于理论的验证可以从软硬件两个方面进行设计,并对实验结果进行详细比较,得出对基础理论本质的认识。如图1所示,本课程开放性实验教学体系建设的是一个大平台,以3个仿真软件(matlab、multisim、simulink)为平行软件,matlab仿真软件侧重基本计算以及算法的使用研究,multisim仿真软件侧重电路仿真以及数字信号处理算法在信号与系统分析方面的应用,simulink侧重于信号处理系统的仿真分析。另外在电路实验箱上完成部分硬件实验,也自制电路板使学生能完成自主设计的部分实验。开放性实验教学体系的特点是:实验内容方面是课内实验的必要补充,进一步选取除课内实验以外的典型实验内容;实验手段方面是课内经典实验的不同方法实现;实验技能方面是拓展性实验,有助于学生知识面扩大以及创新实践能力的提高。

篇七:信号与系统课程建设及应用情况

  新建本科院校信号与系统课程建设与改革——以平顶山学院为例

  卫亚博;王军敏

  【期刊名称】《科教导刊》

  【年(卷),期】2012(000)030

  【摘要】针对新建本科院校信号与系统教学现状与存在的问题,提出一些课程建设与改革措施。本文从平顶山学院信号与系统课程建设为例,总结了一些经验,并提出进一步的改革设想。

  【总页数】2页(P91-92)

  【作者】卫亚博;王军敏

  【作者单位】平顶山学院,河南平顶山467000;平顶山学院,河南平顶山467000

  【正文语种】中文

  【中图分类】G642

  【相关文献】

  1.新建本科院校信号处理课程群的构建与探讨——以闽江学院通信工程专业为例[J],方荟;余根坚;曹新容;阳清2.新建本科院校特色专业建设与改革探索——以凯里学院数学与应用数学省级特色专业为例[J],罗永超;张和平3.CDIO视角下一体化课程的建设与改革--以铁路区间信号自动控制系统维护课程为例[J],关琼4.基于新建本科院校科教融合育人模式的研究及实践——以平顶山学院化学与环境

  工程学院为例[J],田正山;白素贞;刘巧茹;秦德志;李伟利5.基于新建本科院校科教融合育人模式的研究及实践——以平顶山学院化学与环境工程学院为例[J],田正山;白素贞;刘巧茹;秦德志;李伟利

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篇八:信号与系统课程建设及应用情况

  浅谈《信号与系统》课程学习心得摘要:信号与系统的课程理论内容比较枯燥,而且理论性比较强。实践课程通过丰富的实验来进一步加深学生对课堂上所学内容的理解,能充分弥补课堂上这部分内容无法与学生互动的不足。教师在教学手段上,将传统板书和多媒体教学相结合,在实验教学方面,将硬件实验和软件实验相结合。实践证明,教师的这些改革措施有效地提高了教学质量,取得了很好的教学效果。关键词:信号与系统多媒体教学学习心得中图分类号:g42文献标识码:a文章编号:1007-0745(2013)06-0033-021、引言信号与系统课程是电气工程及其自动化专业的一门重要的专业基础课,该课程无论是从教学内容,还是从教学目的来看,都是一门理论性与应用性并重的课程,以高等数学、复变函数、电路分析等课程为基础,同时又是数字信号处理、通信原理等课程的基础,在课程体系中有着承上启下的作用。[1]该课程的基本分析方法和原理广泛应用于通信、数字信号分析与处理、数字语音处理、数字图像处理等领域。如何有效地提高“信号与系统”课程教学质量和教学效果,如何培养学生在信号分析与处理等领域具有较强的获取知识、特别是应用知识的能力是我们进行课程改革的目的。[2]下面就几个方面探讨一下本人在信号与系统这门课程学习过程中的一些心得。

  2、教师应在教学中引入多媒体辅助教学将多媒体课件的形象生动、图文并茂、课堂信息量大等特点与传统教学中所采用的层层递进的逻辑推理、起伏有致的教学节奏以及灵活多变的课堂调控等方法有机地结合起来。信号与系统的基本理论和方法在现代科学技术领域应用非常广泛,这一点一般在绪论中都会强调。但在授课过程中,学生容易陷入繁琐的数学推导和运算,而对其应用认识不足。所以,结合学生专业特点,并结合教师科研课题,适当穿插讲解信号系统基本理论方法在通信、图像处理、生物医学、雷达信号处理等领域的应用,对提高学生学习兴趣,加深概念的理解和掌握有着显著效果。由于黑板表现手段单一,而且课时有限,这方面内容适合采用电子课件讲解,配以图片、仿真波形等,可以达到较好的效果。但必须注意,应该与学生专业和教师科研课题相结合,易具体,不易太泛,不易过多,以免占用过多的课堂时间,喧宾夺主。[3]3、教师在教学中应该引入matlab软件信号与系统课程数学要求较高,理论结果往往来源于复杂的数学运算及推导,这就导致学生将大量的时间用于手工数学运算(如微分、积分、方程求解、多项式求根等),而未真正理解该结果在信号处理中的实际运用。例如,对于信号分析的波形学生只能用手工绘制,信号频谱特性或系统频率响应只能表现为不易理解的数学表达式。因此,我们让学生将课程中的重点,难点及部分课后练习通过上机实验利用matlab进行形象、直观的可视化计算机模拟与仿

  真实现,利用matlab可以很方便的绘出h(t)和g(t)的图形,给学生一个形象的、直观的结果。一方面将学生从繁琐的数学运算中解脱出来,另一方面加深对信号与系统基本原理、方法及应用的理解,以培养学乍主动获取知识和独立解决问题的能力。

  4、教师应该改革考核方式在教学改革中,教师应该改革考核方式,采取开卷与闭卷相结合的方式,发挥考核的教育功能。[4]考虑到“信号与系统”是电气工程及其自动化专业的核心专业基础课程,课程基础理论性强、授课专业面宽、授课人数较多等特点,课程考核仍以适合大班基础教学的卷面考试为主,以利于促进学生专业基础理论的学习,为学生能力的形成和创造力的培养奠定坚实的基础。在卷面考试中,既有开卷又有闭卷。期终考试采取闭卷形式,侧重实现考核的管理功能。在课程实施的过程中组织的小测验选择开卷,重在指导教学活动,解决诊断教学过程中存在的问题,帮助教师和学生及时调整与完善教学活动,以弥补期终考试在发挥教育功能上的不足。开卷小测为阶段性考试,通常放在学生感觉理解困难,或者是与应用结合紧密的章节之后。5、教师要重视实验讲解,学生要认真进行实验作为一门理论和实践密切结合的课程,“信号与系统”开设实验是绝对必要的。在实验中提出问题、设计和安排思考题、综合题,让学生带着问题想,带着问题去观察,带着问题去实践。学生可以通过实验加强对理论知识的认识,培养分析、解决问题的能力,对

  增强学习热情有极大的好处。目前。新出版的大多数“信号与系统”教程都附带了matlab软件的相关程序,说明了长期的教学实践和计算机发展,教师普遍认识到了“信号与系统”的理论结合实践的蕈要性。在实验编排上。要注意结合“信号与系统”的特点和重点。实验应侧重于理论、概念的验证和综合,而非计算机程序设计。没有matlab软件基础的学生,仍然可以在合理的设计下,给出基础程序,介绍程序的大概结构,明确操作步骤,通过修改关键系数进行“信号与系统”的相关实验。如在傅立叶变换性质实验中,有意将门信号及抽样信号的时、频域图并行讨论,让学生感受傅里叶变换的对称性。将门信号的宽度修改倍数,让学生感受傅里叶变换的尺度变换性质。在抽样定理的实验中,让学生自己设定满足和不满足抽样定理的抽样频率进行实验,领会混叠失真问题。

  6、教师可以进行信号与系统课程的网站建设随着internet的迅猛普及,通过网络来提高教学效果,已是教师和学生的共识。越来越来多的高校投入人力、物力建设课程网站。网站是我们师生之间的桥梁和窗口,我们可以充分利用现代网络的工具,随时随地地较好沟通。建设信号与系统课程网站,必须以服务于教师和学生为根本目的,从课程建设和实际教学情况出发,构建信号与系统课程网站,组织丰富的内容,以提高信号与系统课程的教学质量。并让信号与系统课程网站在教学活动中充分发挥交互平台,与课堂教学互相补充,成为联系教与学的一座桥梁。[5]信号与系统网站具有良好的交互性,通过网站平台让教师能及时的了

  解学生反馈的信息,组织网上答疑,调整教学进度,进行学与教的交流和互动;同时也能让教师方便的在网站上发布信息,更新内容。

篇九:信号与系统课程建设及应用情况

  《信号与系统》专业核心课程建设的探讨

  与实践

  作者:李娟,陈俊来源:《教育教学论坛》2017年第22期

  一、引言在电子信息学科技术领域中,《信号与系统》作为专业主干技术基础课程或核心课程,对培养理工科大学生知识能力和综合素质有很大影响,在我国高等教育计划中也有着重要地位。随着信息化时代的到来,本核心课程具有更趋于系统化和理论化的内容,体现了它是理论性与技术性都较强的一门课程,理论与实际的紧密结合是这门课程的一大特点,同时又要有较强综合应用的能力,可以说它是反映事物本质的数学概念、物理概念与工程概念三者结合的产物,是理论与技术的结合;随着通信学科的不断发展变化和更新,其教学内容也在与时俱进,本课程在基础课和专业课之间起承上启下的桥梁作用,掌握本课程的知识对学生今后的学习至关重要,是通信工程专业必修的专业基础课程,对学生专业科学素质的培养和提高的作用是不可替代的。[1]本科院校中的电子信息类专业,面临的学科、课程建设问题日益严峻。[2]在一些理工类和综合性大学,《信号与系统》课程建设已经有一些成功的经验,其中起决定性的因素就是在课程建设和改革中要有先进的现代教育教学思想,以及现代的教学手段,同时,它还必须符合现代科学技术,适应社会发展进步的需要,并能够促进学生素质的全面发展。[3]当今社会信息技术的重要性日渐体现,科学技术不断地推陈出新,使得通信相关领域的知识在不断更新,这对高等教育提出了新的挑战,既要继承传统,又要跟上时代脚步,才能培养高素质的人才。《信号与系统》课程教学对象也从原来的通信专业扩展到了所有的电子信息类专业,教学内容也要随之进行调整,要符合现代通信技术的发展,其应用背景也从单一的通信系统扩展到了其他的信息处理系统。但是,无论课程内容怎样变化,课程体系则一直保留着原先的特色,在继承中发展,在传统中变革。

  二、核心课程建设的具体措施1.优化课程教学内容。信号分析是信号理论的重要组成部分,它把信号作为函数,通过数学物理方法对信号进行描述,提取特征。[1]本课程的重点是以信号分析为基础,系统分析为桥梁,处理技术为手段,系统综合为目的,全面系统地论述了信号,系统与信号处理的基本理论,分析方法,处理技术与实际应用。课程建设小组为了建设好《信号与系统》这门核心课程,对国内外相关课程体系进行了调研与分析。在课程的体系结构上,目前国内外有两种主要的方式:一种是先介绍连续时间信号和系统、后介绍离散时间信号和系统,另外一种将连续时间信号与离散时间信号,连续系统和离散系统穿插介绍,两种方法各有其特点。考虑到学生的认知过程和课程体系和内容的连贯性,我们学校采用第一种方法进行教学。先从学生熟知的连续信号和系统入手,把先修的高等数学和电路知识有机地结合起来,再转入离散信号和系统;先时域后变换域;先理论后讨论与实验。在知识结构上,着重信号分析,时域分析和频域分析为重点,再到其他变换域分析,加强数学概念、物理概念与工程概念,突出重点,便于快速理解;着重数字分析方法,结合数字化时代的特点和电子信息科学技术发展的规律,连续与离散并重;着重两种卷积和三大变换的精讲,并与通信系统相结合,理论联系实际,深入浅出,而对于微分方程和差分方程的经典解法,由于以前学过基本不进行介绍,信号空间正交展开、离散信号的频域分析等内容课上只介绍基本概念和分析方法;着重两大系统分析,连续与离散系统的数学建模及变换域解法为重点,培养学生用数学方法实现LTI系统的分析方法,以讨论课形式对实际应用问题进行分析。同时,弱化电路分析方面的内容,更集中在信号和系统分析上,更加突出本课程的体系,便于学生掌握课程的核心内容。在教学的整个过程中,始终以通信系统为应用背景,突出通信工程专业的特点,正确引导学生运用数学工具分析典型物理和工程问题,达到学以致用的目的。在方法上,讲授课程过程中,重点和难点问题采用Matlab软件来计算或绘图,简单直观,以强化概念和完成各种计算,使学生随时学会用Matlab解决问题。[3]优化的课程体系结构,使得本课程更能符合高等学校核心课程的基础性和前沿性的特征。结合信息化时代通信学科技术的发展特点,让学生更能了解学科领域的研究

  现状、存在问题和可能的发展方向,引导学生更深入地探究通信专业知识,同时,让学生带着问题学,带着问题干,培养他们发现新问题、新知识和新方法的能力。拓宽学生的视野,增强学生的自信,将来能为我国的通信事业添砖加瓦。

  2.强化课内实验和课外实践教学环节。《信号与系统》课程概念比较抽象,要求学生数学能力比较强。有些内容很难理解,导致学生学习积极性不高。我们采取了以下措施来改变过去本课程理论教学与实验分离,实验主要以验证性实验为主的情况,强化实验教学环节。(1)在理论教学的过程中加入仿真实验,让难懂的理论知识能与实践环节很好地结合。(2)采用Matlab软件仿真实验,并结合硬件实验,增加设计性和综合性实验,培养学生的创新意识、实验技能和综合应用知识的能力。(3)在学校的网络平台的基础上,开展网上在线仿真实验。仿真实验的新颖和互动性,能激发学生的求知欲,提高学生的编程能力,提高学生学习兴趣。

  3.选编优秀教材。多年来,《信号与系统》课程的教材在我院本科专业一直使用郑君里编写并由高等教育出版社出版的《信号与系统》,结合本专业教学特点。于2006年开设试点班,启用外文教材进行双语教学,让英语水平比较好的同学提前与世界接轨,同年,启用吴湘淇编写并由电子工业出版社出版的《信号与系统》。与原教材相比,新教材更注重信号的时频域的分析,注重数学概念、物理概念、工程概念的阐述,更加着重信息通信技术的实例讲解,理论联系实际,更便于学生自学、能懂会用。

  4.推进优质网络教学资源建设。在学校的网络平台的基础上,对本课程进行教学网站,课设以下几个栏目:课程沿革、教学大纲、进度安排、网络教程、学习资料、辅导答疑、历年试卷、网上专题、科研与学术交流,创建自主学习的环境,让学生做到课前预习、课后复习,更好地学好课程内容。核心课程充分利用学校计算机网络资源,建立较完善的师生网络交流园地,便于学生及时反馈和教师答疑。

篇十:信号与系统课程建设及应用情况

  信号与系统的课程思政建设路径研究

  摘要:“信号与系统”课程作为电子信息类专业的一门重要的核心课程,需要结合新课改课程思政的要求开展相关的建设,可以利用课程所包含的基本原理的应用、课程中涉及到的科学家的生平和事迹、信号和处理过程中融入红色歌曲等建设“课程思政”教学案例,通过课程思政和专业课程的结合对广大学生的创新意识和能力、思维方法、团结协作能力进行培养和提升。对大量的实践经验进行总结得出,课程思政的教学形式的多样性和灵活性,能够促使师生之间进行更好的沟通,能够对教师自身立德树人的能力进一步提高,能够对课程思政的质量和效果进一步提高。

  关键词:课程思政;信号与系统;实施路径

  基于新时代的高等教学新课程改革要求“信号与系统”的教学任务为:以立德树人作为基础进行全方位的育人,教学目标是:实现“三全育人”,因此我国现阶段高等教育工作者的核心工作是探讨和研究“怎样培养人、培养什么样的人、为谁培养人”。“信号与系统”课程作为电子信息类专业的一门重要的核心课程,其中所涉及到的具有客观性和普遍性的信号与系统基本概念、时域和变换域分析方法等是对自然科学规律的反映。基于课程思政对信号与系统课程的教学目标、内容、方法等进行全面的改革和创新,实现思政教育在专业课程中的有效渗入,这样能够有效的对学生的思想境界进一步提升,帮助学生树立正确的人生观、世界观和价值观,从而把学生培养成为新时期社会所需要的新型人才。

  一、基于“课程思政”建立“信号与系统”课程的教学案例库

  (一)基于“课程思政”对“信号与系统”课程涉及到的基本原理建立相应的教学案例

  信号与系统课程建立基本原理教学案例,对广大学生为社会提供服务的价值观进行培养和提升。例如:建立在铁路机车信号识别中应用信号时域抽样的案例,这个案例不但要针对课程中所包含的知识点即:如何在铁路机车信号识别中应用

  信号时域抽样,还要针对我国近十年来在发展高铁方面所取得的辉煌成绩。利用我国在高铁方面多创造的诸多世界之最来鼓励广大学生更好的学习,鼓励他们把所学到的知识在未来应用到高铁行业的建设中去,鼓励他们在实现交通强国的目标而贡献自己的一份力量[1]。

  (二)基于“课程思政”对“信号与系统”课程中涉及到的科学家的生平事迹进行深入的挖掘,建立相应的教学案例

  “信号与系统”课程中涉及到欧拉、傅里叶、拉普拉斯、狄拉克、狄里赫勒、吉伯斯、奈奎斯特等诸多的科学家,可以把他们对自然规律的探索方法和历程向学生进行简要的介绍,促使学生主动思考人的一生要如何度过才具有意义,从而帮助学生培养积极乐观、主动向上的人生观。例如:在讲解“基本信号-欧拉公式”的时候,教师可以向学生介绍欧拉这位瑞士数学家、自然科学家在学术方面所做出来的巨大贡献和他即使受到病痛的折磨依然坚持学术研究的精神。让学生充分认识到学习和研究都是无止境的,只有永无止境的进行学术研究才能推动科学不断的进步,对学生的求知欲望进行激发,对学生的钻研精神进行培养[2]。

  (三)基于“课程思政”对“信号与系统”课程中涉及到课程内容利用红色歌曲为载体建立教学案例

  红色歌曲在信号与系统课程中抽象的教学内容相结合,能够将中华民族的革命精神以专业知识为载体进行传递和传承。信号与系统课程中需要分析、传输、处理信号,为了达到让学生生动的、形象的、深入的对课程内容进行理解,教师可以把一些红色歌曲当做信号进行相应的演示。例如:为了改善和解决非带限信号抽样容易出现混叠误差的问题,教师虽然可以利用抗混叠滤波处理抽样信号,但是这样又容易出现截断误差的问题,因此可以把红色歌曲《我的祖国》作为信号建立教学案例。红色歌曲能够唤醒学生的红色记忆,能够激发学生对党和国家的热爱,促使学生更加的勤奋学习。

  二、基于“课程思政”对“信号与系统”课程的教学内容进一步完善

  现阶段随着科技的跨越式发展电子信息技术也得以迅猛发展,因此电子信息专业课程需要积极主动的对新的科研成果进行吸收,要基于此对专业课程的教学

  内容进行不断的完善,要把当前最前沿的理论和技术融入的教学内容里。因此,为了顺应时代发展的趋势,教师需要对课程内容进行完善和改革,把当前的教研和科研结构应用其中,对信号的卷积、变换、抽样等内容从新的角度进行新的诠释。例如:教师在讲解“傅里叶变换的频移特性和系统响应频域分析应用于调制解调”这个信号与系统课程重点知识点的时候,简单的介绍发达国家对我国在电子信息技术方面的打压和封锁,然后再介绍我国在5G芯片、手机、基站等方面所取得的成就。这样能够帮助学生树立起学习华为企业精神的思想和努力振兴国家的宏伟志向[3]。

  三、基于“课程思政”“信号与系统”课程教学形式具有灵活性和多样性

  基于课程思政要对专业课程教学的教学形式进行改革和创新,使其更加具有灵活性和多样性,可以把讨论式、案例、研究性等把学生作为主体的教学形式合理有效的应用到课堂教学汇总。例如:在讲解信号与系统课程中的“连续和离散”等需要把复杂问题简化的内容的时候,教师可以在课堂上提出理论话题,让学生分成两方进行辩论。这样的教学形式不仅能够更好的激发学生的学习热情,还能引导学生自主进行深入的思考,能够真正的对学生的科学思维进行培养。教师在讲解“抽样定理在铁路控制信号识别中的应用”的时候,可以把我国现阶段高速铁路的发展成绩和对未来的展望向学生进行讲述,这样能够让学生认同国家的发展壮大,帮助学生树立中国特色社会主义核心价值观[4]。

  结束语:

  信号与系统课程是电子信息专业的一门重要的核心课程,结合新课改的要求使专业课和思政教育的有效融合,实现全方位育人的目标。但专业课的思政改革刚处于起步阶段,还需要我们不断探索,进一步深化课程改革,真正培养出心系社会、回馈社会、感恩社会的新时代人才,充分发挥专业课对学生价值观的引领作用。

  参考文献:

  [1]龚成莹,兰聪花.基于课程思政的"信号与系统"课程建设探索[J].工业和信息化教育,2020,(4):19-23.

  [2]高婧婧.信号与系统课程中的思政建设改革和实践研究[J].现代职业教育,2020,No.223(49):230-231.

  [3]王维,吴菲.数字媒体应用技术专业"课程思政"建设的研究[J].现代教育论坛,2021,3(12):72-74.

  [4]姜明新,曹苏群,卞海溢."信号与系统"课程思政教学改革与实践[J].科技风,2019,No.399(31):59-59.

篇十一:信号与系统课程建设及应用情况

P>  教学环节教学环节教学环节课程内容课程内容课程内容实习实习实习习题习题习题课课讨论讨论讨论课课上机上机上机课外课外课外实践实践实践其他其他其他信号的函数表示与系统分析信号的函数表示与系统分析信号的函数表示与系统分析方法方法方法线性时不变系统和线性非移线性时不变系统和线性非移线性时不变系统和线性非移变系统的时域分析变系统的时域分析变系统的时域分析连续信号的傅立叶分析连续信号的傅立叶分析连续信号的傅立叶分析连续时间系统的频域分析连续时间系统的频域分析连续时间系统的频域分析离散时间系统的频域分析离散时间系统的频域分析离散时间系统的频域分析拉普拉斯变换拉普拉斯变换拉普拉斯变换连续时间系统的连续时间系统的连续时间系统的ss域分析域分析域分析离散时间系统的离散时间系统的离散时间系统的zzz域分析域分析域分析总计总计总计484848

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  《信号与系统》课程简介

  课程代码

  课程名称

  课程名称(英学学

  文)

  时分

  先修课程

  开课学期

  信号与系统

  数学分析(或高等数学)

  Signalsand

  543工程数学

  4

  Systems

  电路理论基础

  课程简介:

  《信号与系统》是电类专业的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。

  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

  时间系统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域分析和离

  散时间系统的Z域分析,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。

  1

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  《信号与系统》课程教学大纲

  一、课程基本信息

  课程代码:EI210课程名称:信号与系统/SignalsandSystems学时/学分:54/3先修课程:《高等数学》《工程数学》《基本电路理论》适用专业:电类专业开课院(系):电子信息与电气工程学院教材:《SignalsandSystems》A.V.Oppenheim,A.S.Willsky,Prentice-HallInc.,1997教学参考书:《信号与系统》胡光锐编上海交通大学出版社,1996

  《信号与系统》第二版,郑君里编,高教出版社,2000《信号与系统基础——应用Web和MATLAB》第二版,EdwardW.Kaman,BonnnieS.Heck著,科学出版社,2002

  二、课程性质和任务

  《信号与系统》是电类专业的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。

  三、教学内容和基本要求

  2

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  (一)信号的函数表示与系统分析方法掌握信号与系统的基本概念。理解信号的分类及其基本运算,掌握信号的函数表示与图形表示,掌握典型的连续信号和奇异信号。理解离散信号的定义、特性及其各种运算与变换,掌握序列的表示方法及常用序列。理解线性时不变和线性非移变系统的数学模型及其分类,理解系统的各种性质,理解系统的因果性和稳定性的含义。掌握线性系统的模拟和方框图表示。

  (二)线性时不变系统和线性非移变系统的时域分析了解连续系统的输入输出微分方程的建立方法。掌握常系数线性微分方程的时域求解方法,理解特征多项式、特征方程和特征根(固有频率)的意义。理解系统的全响应可以分解为:零输入响应与零状态响应;自由响应与强迫响应;暂态响应与稳态响应。理解单位冲激响应的意义。理解卷积积分的意义、运算规律及其性质,掌握求解方法。了解常系数差分方程的时域求解方法,掌握离散系统各种响应(尤其是单位取样响应)的意义及其全响应的分解方式。理解卷积和的定义、运算规律及其性质,掌握求解方法。

  3

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  (三)连续信号的傅立叶分析了解函数正交的条件和完备正交函数集的概念。理解傅立叶级数的定义,掌握典型周期信号的频谱,理解周期信号频谱的

  特点。掌握和理解傅立叶变换的定义、性质,能够据此求周期与非周期信号的频谱、频谱宽度,了解信号频谱与频谱宽度的含义。掌握傅立叶反变换的求解方法。理解抽样定理,掌握抽样信号的频谱及其求解。

  (四)连续时间系统的频域分析理解线性非时变系统频率响应的定义、物理意义,掌握其求解方法及其应

  用。掌握系统对激励信号的响应的频域求解方法,理解信号通过系统传输后产

  生的现象。了解信号无失真传输的条件。掌握理想低通滤波器的定义、传输特性(冲激响应与阶跃响应)及其上升

  时间的意义。掌握调制与解调的基本原理与应用。

  (五)离散时间系统的频域分析理解离散时间系统频率响应的定义,掌握其计算方法。理解离散时间傅立叶变换的定义及其性质,掌握常用非周期序列的傅立叶

  4

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  变换及其频谱。掌握离散时间系统的频域分析方法。

  (六)拉普拉斯变换掌握拉氏变换的定义、收敛域及其基本性质。理解拉氏变换的性质(特别是时移、频移、时域微分、频域微分、初值定理和终值定理等性质)的应用条件。掌握利用拉氏变换的定义和性质求拉氏变换的方法。掌握利用部分分式法及留数法求象函数的拉氏反变换的方法。掌握系统的拉普拉斯变换分析方法,能够利用拉氏变换求线性非时变系统的响应。

  (七)连续时间系统的S域分析理解系统函数的定义、物理意义和零极点概念。理解系统函数的零极点分布与时域特性之间的关系。掌握利用系统函数零极点分布确定频率特性的方法。掌握利用系统函数求各种响应的方法,包括单位冲激响应、自由响应与强迫响应、暂态响应与稳态响应、正弦稳态响应等等。理解系统稳定性的意义,掌握利用收敛域判定系统的稳定性。

  (八)离散时间系统的Z域分析掌握和理解Z变换的定义、收敛域及其基本性质,理解Z变换各种性质的

  5

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  应用条件,理解Z变换与拉氏变换的关系。掌握常用序列的Z变换,能够利用Z变换的定义和性质求序列的Z变换。了解利用幂级数展开法和留数法求Z反变换的方法,掌握用部分分式法求Z反变换的方法。理解系统函数的定义、物理意义及其零极点的概念,掌握其求解方法。理解系统函数的零极点分布与单位取样响应的关系,能够利用系统函数对系统特性进行分析和求解响应。理解离散因果系统和稳定系统的定义、意义和性质,能够进行系统稳定性的判别。

  四、实验(上机)内容和基本要求

  (一)上机的学时数为6个学时。(二)计算机实验:

  主要实验项目包括:利用卷积求解系统输出;求信号的幅频和相频,并利用幅频和相频求解时域信号;利用频域分析分离加性信号;低通滤波器的设计。通过上机实验,使学生掌握利用计算机(Matlab语言)进行信号与系统分析的基本方法,进一步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,加强感性认识,提高分析和解决实际问题的能力。

  6

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  五、对学生能力培养的要求

  (一)课内教学活动中能力培养的安排及要求通过本课程的学习使学生掌握扎实的信号与系统的分析方法,并能够利用

  计算机进行现象分析和算法的实现。1、在教学过程中,应注意逐步提高学生在教师课堂讲授的启发和指引下,独立钻研教材、参考资料,从而吸取知识的能力、自学的能力。2、为了达到教学基本要求,保证基本教学质量,应当严格要求学生做好一定数量的习题,以培养学生理论联系实际的作风和分析计算的能力。3、通过与实验课程相结合,应进一步培养和提高学生的实验研究能力、计算机应用能力、分析和解决实际问题的能力。

  (二)课外科技活动和社会实践等教学活动中能力培养的安排及要求本课程的概念、思想和方法在很多科学和技术领域起着重要的作用,学生可

  参与相关领域的科技活动锻炼自己在信号处理方面的能力。通过课外的科技活动,增强学生对理论课程的学习兴趣,学会利用所掌握的理论知识去分析和解决实际的问题。

  六、其它说明

  (一)本课程作为电类专业的技术基础大平台课程,在兼顾各学科不同要求的情况下,以信号与系统理论的基础知识、基本概念和基本方法列为本课程的基本内容。

  7

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  (二)本课程与《基本电路理论》、《数字信号处理》、《自动控制原理》等课程关系密切,故本课程在讲解相关内容时应当掌握好深度和广度:

  (三)本课程教学应尽量形成具有教材、CAI课件、网络课程等教学形式相结合的立体教案,以达到良好的教学效果。

  学时分配表

  课程内容

  教学环节讲课

  实习

  习题课

  讨论课

  上机

  课外实践

  其他

  信号的函数表示与系统分析4

  方法

  线性时不变系统和线性非移8

  变系统的时域分析

  连续信号的傅立叶分析

  8

  2

  连续时间系统的频域分析4

  2

  离散时间系统的频域分析4

  拉普拉斯变换

  4

  连续时间系统的S域分析8

  2

  离散时间系统的Z域分析8

  总计

  48

  6

  8

篇十二:信号与系统课程建设及应用情况

P>  大学课程设计-信号与系统课程设计报告

  课程设计报告

  科目:信号与系统

  专业:应用电子技术班级:09电子指导教师:文如泉

  学生姓名:周康09353001徐代元09353002李俊模09353003蒋益龙09353004

  起至时间:2010.12.13-2010.12.17教师评分:

  目录

  一.设计目的和意义二.设计原理三.详细设计步骤及编程结果分析四.课程设计总结五.参考文献

  一、设计的目的和意义掌握信号经过LTI系统的时域分析方法:进

  一步理解零输入响应、零状态响应。学会用Matlab,并用它对连续时间系统信号时域进行分析,用Matlab编程绘制连续时间系统的零输入响应、零状态响应、卷积积分、卷积和的图形曲线,并对它们进行分析。通过这一次的设计,进一步提高自己的实践动手能力。二、设计原理Matlab具有高效的数值计算及符号计算功能,能使用户从繁杂的数学运算分析中解脱出来,也具有完备的图形处理功能,实现计算结果和编程的可视化,这些都为分析信号系统提供了强有力的手段,它是分析信号系统的一种强有力的工具。1、零输入响应:从观察的初始时刻(例如t=0)起不再施加输入信号(即零输入),仅由该时刻系统本身具有的起始状态引起的响应称为零输入响应(或称为储能响应);2、零状态响应:在起始状态为零的条件下,系统由外加输入(激励)信号引起的响应称为零状态响应(或称受激响应);3、卷积积分原理:

  4、卷积和公式:

  三、详细设计步骤及编程结果分析1.在进行设计之前,应该对连续系统的时域分析进

  行复习,进一步理解它们的含义以及性质。2.在自己的电脑上安装Matlab软件,查阅与

  Matlab相关的书籍,认真的阅读Matlab的使用方法和常用的函数命令。熟悉Matlab的运行的界面和常用的符号及常用函数的功能。参考相关书籍,学会运用Matlab绘制连续时间系统的相关图形曲线。

  3.通过Matlab编程绘制连续时间系统的零输入响应、零状态响应、卷积积分、卷积和的图形曲线:

  时域:a.已知系统y''t5y't6yt2f't4ft,求该系统

  的冲激响应,阶跃响应,和当输入是ft8cost时的零状态响应,并画出响应的波形。做题思路:

  (1).主要程序及说明:

  a=[156];

  b=[024];

  %定义系统

  impulse(b,a);%用impulse命令来绘画系统的冲激

  响应。

  step(b,a);

  %用step命令来绘画系统的阶跃响

  应。

  t=0:0.01:20;%定义时间范围

  x=8*cos(t);

  %输入函数f(t)=8cos(t)。

  lsim(b,a,x,t)%用lsim命令来绘画系统的零状态响应。

  (2).运行Matlab所生成的图形如下图所示。

  Amplitude

  LinearSimulationResults8

  6

  4

  2

  0

  -2

  -4

  -6

  -8

  0

  2

  4

  6

  8

  10

  12

  14

  16

  18

  20

  Time(sec)

  上图为y''t5y't6yt2f't4ft的仿真波形图

  b.设方程y''t5y't6yt2et(t),试求零状态响应y(t)。

  做题思路:(1).主要程序及说明:

  yzs=dsolve('D2y+5*Dy+6*y=2*exp(-t)','y(0)=0,Dy(0)=0')

  ezplot(yzs,[08]);

  (2).运行Matlab所生成的图形如下图所示。yzs=-2*exp(-2*t)+exp(-3*t)+exp(-t)

  -2exp(-2t)+exp(-3t)+exp(-t)0.16

  0.14

  0.12

  0.1

  0.08

  0.06

  0.04

  0.02

  0

  0

  1

  2

  3

  4

  5

  6

  7

  8

  t

  分析:此题利用dsolve函数与ezplot函数,得到了相应波形图,这个程序的难点也就是dsolve函数与ezplot函数的编辑和调用,熟练掌握dsolve函数与ezplot函数编写,有助于我们对相应理论知识进行实际验证

  卷积:a.实现卷积f(t)*h(t),其中:

  f(t)=3[(t)-(t-1)],h(t)=(t)-(t-2)。做题思路:(1).主要程序及说明:

  p=0.01;%取样时间间隔nf=0:p:1;%f(t)对应的时间向量f=3*((nf>=0)-(nf>=1));%序列f(n)的值nh=0:p:2;%h(t)对应的时间向量h=(nh>=0)-(nh>=2);%序列h(n)的值[y,k]=sconv(f,h,nf,nh,p);%计算y(t)=f(t)*h(t)subplot(3,1,1),stairs(nf,f);%绘制f(t)的波形title(‘f(t)’);axis([0302.1]);subplot(3,1,2),stairs(nh,h);%绘制h(t)的波形title(‘h(t)’);axis([0302.1]);subplot(3,1,3),plot(k,y);%绘制y(t)=f(t)*h(t)的波形

  title(‘y(t)=f(t)*h(t)’);axis(0302.1);(2).运行Matlab所生成的图形如下图所示。

  上图为卷积f(t)*h(t)的仿真波形图

  b.实现卷积

  f(t)*h(t),

  f(t)=3[(t)-(t-2)],h(t)=et(t)。

  做题思路:

  (1).主要程序及说明:

  p=0.01;

  %取样时间间隔

  nf=0:p:2;%f(t)对应的时间向量

  f=3*((nf>=0)-(nf>=2));%序列f(n)的值

  nh=0:p:4;%h(t)对应的时间向量

  h=exp(-nh);%序列h(n)的值

  [y,k]=sconv(f,h,nf,nh,p);%计算y(t)=f(t)*h(t)

  subplot(3,1,1),stairs(nf,f);%绘制f(t)的波形

  title(‘f(t)’);axis([0602.1]);subplot(3,1,2),stairs(nh,h);%绘制h(t)的波形title(‘h(t)’);axis([0602.1]);subplot(3,1,3),plot(k,y);%绘制y(t)=f(t)*h(t)的波形title(‘y(t)=f(t)*h(t)’);axis(0602.1);

  (2).运行Matlab所生成的图形如下图所示。

  分析:此题利用sconv命令,得到了卷积的波形图,这个程序的难点也就是sconv命令的定义和建立sconv函数的m文件,熟练掌握sconv命令的编写,有助于我们对卷积进行实际验证。

  四、课程设计总结做这个课程设计是我们以前从来都没有用过的软件—

  —Matlab,用它来对连续时间系统信号时域进行分析。要

  做好这件事,首先就需要我们学会怎么用Matlab,这就需要我们查阅相关的资料和相关书籍,然后自学;以及对课本知识的了解。

  时域分析对于给定的激励,根据描述的系统响应与激励之间关系

  的微分方程求其响应的方法,由于分析是在时域里进行的,称为时域分析。做这个图形的时候,对命令掌握与运用不熟练,经过几次反复的试验和通过查书来完善,最终还是完成了图形的。通过对计算结果与图形的比较,进一步理解零输入响应和零状态响应。

  卷积卷积积分是将输入信号分解为众多的冲击函数之和,利

  用冲击响应,求解LTI系统对任意激励的零状态响应。卷积积分是一种重要的数学方法,它满足乘法的三律:(1)交换律,(2)分配律,(3)结合律.

  卷积积分原理

  卷积和公式

  从观察运行所得的图形,知道了两个相等的门函数的卷积是一个三角形,连续信号的频谱图是离散的。

  五、参考文献1、函数速查手册邓薇人民邮电出版社2、matlab控制系统仿真夏玮人民邮电出版社3、matlab全程指南董辰辉电子工业出版社4、信号与系统吴京电子工业出版社5、信号与系统教程燕庆明高等教育出版社(第二

  版)

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