本课程包括对连续时间系统和离散时间系统的分析和设计,主要讨论确定性信号经过线性时不变系统传输与处理的基本概念、基本分析和设计方法。从时域到变换域、从连续到离散对信号和系统进行综合分析和设计。第一至第四章主要是对连续时间系统进行分析,包括对其时域、频域和S域的分析;第一章为绪论,第二章是对连续时间系统的时域分析,第三章是傅里叶变换,第四章为连续时间系统的S域分析。第五至第八章主要是对离散时间系统的分析和设计,包括对离散时间系统的时域、频域和Z域的分析。第五章为离散时间系统的时域分析,第六章为离散时间系统的Z域分析,第七章为离散傅里叶变换,第八章为滤波器设计。
本课程的教学目标是使学生理解并掌握信号经过线性时不变系统的传输与处理的基本概念、原理、分析和设计方法。通过本课程的学习,使学生建立信号与系统的频域分析的概念、系统函数的概念及在滤波器设计中的应用。
本课程多次获得清华大学教学成果奖,该课程已在校内开展超过10年的教学,校内上课学时是64学时。主要针对清华大学3年级本科生。
Overview
Syllabus
- 第一章 绪论
- 第一节 信号与系统
- 第二节 信号的描述和分类 (上)
- 第二节 信号的描述和分类 (下)
- 第三节 信号的运算
- 第四节 奇异信号 (上)
- 第四节 奇异信号 (下)
- 第五节 信号的分解
- 第六节 系统模型及系统分类
- 第七节 线性时不变系统
- 第八节 系统的分析方法
- 第二章 连续时间系统的时域分析
- 第一节 线性系统时域分析方法
- 第二节 求解系统微分方程的经典法
- 第三节 零输入响应和零状态响应
- 第四节 起始状态与激励源的等效转换
- 第五节 冲激响应和阶跃响应
- 第六节 卷积
- 第七节 卷积的性质
- 第三章 傅里叶变换
- 第一节 引言
- 第二节 周期信号的傅里叶级数分析 (上)
- 第二节 周期信号的傅里叶级数分析 (下)
- 第三节 典型周期信号的傅里叶级数
- 第四节 傅里叶变换
- 第五节 典型非周期信号的傅里叶变换
- 第六节 冲激函数和阶跃函数的傅里叶变换
- 第七节 傅里叶变换的基本性质 (上)
- 第七节 傅里叶变换的基本性质 (中)
- 第七节 傅里叶变换的基本性质 (下)
- 第八节 卷积特性(卷积定理)
- 第九节 周期信号的傅里叶变换
- 第十节 抽样信号的傅里叶变换 (上)
- 第十节 抽样信号的傅里叶变换 (下)
- 第十一节 抽样定理
- 第十二节 傅里叶变换的应用
- 第四章 拉普拉斯变换、连续时间系统的S域分析
- 第一节 简介
- 第二节 拉普拉斯变换的定义、收敛域
- 第三节 拉普拉斯变换的基本性质 (上)
- 第三节 拉普拉斯变换的基本性质 (下)
- 第四节 拉普拉斯逆变换
- 第五节 用拉普拉斯变换法分析电路、s域元件模型
- 第六节 系统函数(网络函数)—H(s)
- 第七节 由系统函数零、极点分布决定时域特性 (上)
- 第七节 由系统函数零、极点分布决定时域特性 (下)
- 第八节 由系统函数零、极点分布决定频响特性
- 第九节 全通函数与最小相移函数的零、极点分布
- 第十节 线性系统的稳定性
- 第十一节 双边拉普拉斯变换
- 第十二节 拉普拉斯变换与傅里叶变换的关系
- 第五章 离散时间系统的时域分析
- 第一节 比较:离散时间系统与连续时间系统分析
- 第二节 离散时间信号——序列 (上)
- 第二节 离散时间信号——序列 (中)
- 第二节 离散时间信号——序列 (下)
- 第三节 离散时间系统的数学模型
- 第四节 常系数线性差分方程的求解 (上)
- 第四节 常系数线性差分方程的求解 (下)
- 第五节 离散时间系统的单位样值响应
- 第六节 卷积(卷积和)
- 第七节 解卷积(反卷积)
- 第六章 Z变换、离散时间系统的Z域分析
- 第一节 引言
- 第二节 Z变换的收敛域
- 第三节 典型序列的Z变换和收敛域
- 第四节 逆Z变换
- 第五节 Z变换的基本性质 (上)
- 第五节 Z变换的基本性质 (下)
- 第六节 Z变换与拉普拉斯变换的关系
- 第七节 利用Z变换解差分方程
- 第八节 离散系统的系统函数
- 第九节 序列的傅里叶变换(DTFT)
- 第十节 离散时间系统的频率响应特性
- 第七章 离散傅里叶变换
- 第一节 傅里叶变换的离散性和周期性
- 第二节 从离散傅里叶级数到离散傅立叶变换(DFT)
- 第三节 离散傅里叶变换性质 (上)
- 第三节 离散傅里叶变换性质 (下)
- 第四节 离散傅里叶变换与Z变换的关系
- 第五节 快速傅里叶变换 (FFT) (上)
- 第五节 快速傅里叶变换 (FFT) (下)
- 第八章 模拟与数字滤波器
- 第一节 滤波器的基本概念
- 第二节 模拟低通滤波器设计 (上)
- 第二节 模拟低通滤波器设计 (中)
- 第二节 模拟低通滤波器设计 (下)
- 第三节 模拟高通、带通及带阻滤波器设计 (上)
- 第三节 模拟高通、带通及带阻滤波器设计 (中)
- 第三节 模拟高通、带通及带阻滤波器设计 (下)
- 第四节 用冲激响应不变法设计 IIR 数字滤波器
- 第五节 用双线性Z变换法设计数字滤波器
- 第六节 数字高通、带通及带阻滤波器设计
- 第七节 数字滤波器设计的窗函数法 (上)
- 第七节 数字滤波器设计的窗函数法 (下)
- 《信号与系统》期末考试试题
Taught by
Qin Gong