信号与系统课程学习体会（共15篇）
本学期我们专业不仅开设了信号与系统的理论课，让我们的课内知识得以丰富，而且还设有相关的实验和实训课，使我们的动手能力得到锻炼。尤其是最近的实训课。首先，我学会了MATLAB的使用，这个软件对我们这次的实训提供了很大的帮助，很多需要大量计算的公式，在MATLAB的帮助下，很快的得以实现。我们的信号与系统的实训基本都是利用MATLAB实现的。利用MATLAB进行仿真模拟计算，为我们更好的了解信号与系统这门课程做了很大的贡献。
经过此次实训，我对信号的很多知识都得以充分了解。例如，熟悉MATLAB软件及基本命令，通过仿真理解信号运算的波形变换结果；对于任务二，通过仿真实验深刻理解冲激响应、阶跃响应和零状态响应，验证理论上得出的有关冲激响应、阶跃响应和零状态响应和有关信号卷积的结果；任务三，离散系统时域仿真分析，通过仿真实验深刻理解单位序列响应、零状态响应和卷积和公式及结果，并且掌握MATLAB提供的单位序列响应IMPZ、求零状态响应函数filter、卷积命令CONV和产生全1的ones()命令及产生全0的zeros()命令;任务四，学会用MATLAB提供的标准函数法和数学近似法来求傅里叶变换；任务五，s域的仿真分析，学会了部分分式展开，拉氏变换及其的反变换，学会如何判断系统的稳定性；对于任务六，z域仿真分析，学会了简单的z变换及逆z变换，求单位序列响应，及零极点的分析。在这次的实训中，并不是都是顺利的，在s域的仿真和离散系统时域仿真分析时，也遇到了困难，但我并没气馁，和自己小组的人一起讨论，一起把问题顺利的解决了。并从中深深体会到了团队的力量，让我知道了以后不管在学习中还是生活中，我们应当相互团结，共同帮助，共同进步，才能取得真正的成功。
《信号与系统》课程是自动化、通信与电子信息等专业本科生必修的重要专业基础课程，是进一步学习数字信号处理、自动控制原理等课程的基础。本课程主要讨论确定性信号的时域和频域分析，线性时不变系统的描述与特性，以及信号通过线性时不变系统的时域分析与变换域分析。通过本课程的学习，学生能牢固掌握信号与系统的时域、变换域分析的基本原理和基本方法，理解傅里叶变换与拉普拉斯变换、Z变换的数学概念、物理概念与工程概念，掌握利用信号与系统的基本理论分析和解决实际问题的基本方法，为进一步学习后续课程打下坚实的基础。
信号与系统源于数学理论，用于工程实际。因此，本课程的教学目的应该是提高学生的数学逻辑思维和分析能力，并具有相应的工程实践能力。这决定了课程的教学内容和教学方法。
二、改进措施
1. 优化整合教学内容
信号与系统课程包含内容很多，而学时有限，因此在不影响课程内容的连续性和系统性的前提下，必须优化教学内容，精简基础理论。例如：基本概念部分作为后续章节的基础，课堂上要作详细的讲解;连续时间系统的时域分析应重点讲解;傅里叶变换、拉普拉斯变换、S域分析等是信号与系统课程的核心内容，这些部分都分配了较多的学时，以保证课堂教学内容的完整、全面、细化。我们还在教学中融入一些实际的动画演示的实例，这样不仅可以提高学生的学习兴趣，还可以加深学生的理解程度。离散时间系统的时域和Z域分析这两章，由于有后续课程《数字信号处理》，因此安排学时较少，只是引述，使学生作定性了解，为后续课程的学习奠定基础。
通过这样的内容的优化整合，我们在教学过程中，既不失课程原有内容的完整性、系统性，又能够使学生找到学习的主攻方向，从课堂反映情况来看，收效明显。
2. 教学方法的改进
信号与系统课程是通信工程、电子信息工程、自动化及计算机等专业的一门重要的专业基础课程。它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，包括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。
鉴于以上特点，我们在讲信号与系统这门课时不能照本宣科，常需要用一些实例动画演示实际信号波形，让学生们能有十分感性的认识。
(1）注意激发学生的学习兴趣。
在整个教学的各个环节上，我们要设法激发学生的学习兴趣，从而调动起学生对本课程的学习、动手做实验的积极性。
在信号与系统的教学中，我们力求从实际问题引入新课，引起学生兴趣，激发学生思考。例如：在讲信号的概念时，我们先讲实际生活中的信号，包括上课铃声、汽车的笛声等。这些学生十分熟悉，经常听到。学生带着这种好奇心和兴趣听课，教师再讲具体信号抽象的概念，效果就非常好，激发了学生的积极思维。
(2）采用多媒体教学手段，提高课堂效率。
现代教学活动中，通过多媒体手段，可以把教师从传统的黑板教学模式中解脱出来，使课堂教学由静态灌输转变为图文并茂的动态传播，增强感染力，拓展知识面，减少课堂板书时的时间浪费，增加授课内容的连续性，从而激发学生的学习热情，提高课堂教学效率。
信号与系统这门课内容既复杂又庞大，若通过板书授课，费时且效率低下，学生也觉得课堂枯燥乏味。我们采用多媒体教学手段，能方便地控制讲课的节奏，使教学内容生动形象，让学生们亲眼看到信号的变化、系统的特性，更易于理解。并且有利于学生集中注意力，提高学习兴趣。
(3）注重习题课。
很多学生在学习过程中，虽然掌握了基本的知识点，但是遇到具体问题时，无法应用学过的知识进行分析。针对这种情况，在教学过程中某一阶段的学习完成后，我们通常上一次习题课。习题课既是对这一阶段学习的小结，同时通过一些典型题型的练习、讲解，也能使学生更好地掌握解题的思路和方法，做到举一反三。
(4）改革考核方式。
考核体系的科学性，对提高学生学习的积极性、养成正确的学习方法与正确的考试观，都具有重要的意义。考试是评价学生学习效果的基础，需要全面地进行考察。为了使学生能重视实践，我们突出平时成绩和实践成绩，另外还增加课堂小测验，使成绩的组成多样化，提高学生平时学习的积极性，避免考前突击式学习。
3. 加强实践教学
(1）开设实验，完善并强化实验教学内容。
实验教学是理论教学环节的延伸，通过实验教学，可以培养学生的实践技能、动手能力和创新能力，并且使学生在掌握基本理论、基本知识和基本方法以外，培养其实验研究和工程设计能力。
在实验教学环节中，我们除配备了专职的实验教师外，还由任课老师亲自指导学生做实验，及时发现和弥补理论上未顾及到的内容，克服了以往教学中理论与实验脱节的现象。
在实验内容的实施上，为了加深学生理解，我们把很多验证性的实验内容转化为设计性实验，要求学生在课前根据实验要求做好预习，写出预习报告，利用所学的理论知识自行做实验，教师在实验课开始时对重点需要强调的部分作适当的讲解，并随机通过提问、检查等方式抽查学生的预习情况。在实验过程中，教师在教室里巡回进行指导，及时帮助学生解决连线故障及设备使用故障。为了杜绝学生抄袭实验数据的现象，教师在检查学生的实验结果时，会提出一些相关问题来核实其结果。
通过这些途径，学生对待实验的态度发生了根本性改变，从被动走入实验室转向了主动走入实验室，积极求问，将理论应用于实践，起到了明显效果。
(2）搞好课程设计，培养学生的优良工程素质。
(1) 课程设计的选题原则
通过课程设计及实践，可以帮助学生熟悉信号发生器、示波器等，激发学生的兴趣和热情。因此，我们在题目的选取上难易适中，题目的主要内容都是学生在理论课程中学过的知识，如果有些知识需扩展或深化，则在实验中补充讲解，使学生理解和接受。在时间的安排上，利用1—2周的时间完成收集资料、论证方案、完成设计，并在规定的时间内进行验收和考核。
(2) 不断更新设计方法
在设计中，我们注意使所选题目能自成独立的小项目，切合实际，富有趣味性，这样不但能全面训练学生，而且能激发学生积极参与的兴趣。一般只给出实验要求和应达到的性能指标，其余的工作由学生自己去完成。学生先查阅资料，整理方案，再做实际实验。经过不断改进，大部分学生在课程设计中学到了不少书本中无法学到的知识，综合能力普遍得到了提高。
三、结语
通过教学实践，我们对信号与系统课程的结构体系及教学内容有了进一步的理解。教学内容的整合，将会大大扩展课程内容;实践教学方面的加强，将进一步锻炼学生的动手能力以及加深其对课程内容的掌握;教学方法的改进，降低了学生的学习难度，缓解了教学内容的膨胀与教学课时压缩之间的矛盾，提高了教学效率和效果，受到了学生的普遍欢迎。
参考文献
[1]郑君里, 应启珩, 杨为理.信号与系统[M].北京:高等教育出版社, 2000.
[2]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.
[3]吕惠芳.谈电路、信号分析与处理课程体系的调整与革新[J].重庆:重庆职业技术学院学报, 2004, 4.
关键词 信号与系统；数字信号处理；课程体系
中图分类号：G642.4 文献标识码：B 文章编号：1671-489X（2013）12-0083-02
周口师范学院电子与信息工程、自动化专业均把信号与系统、数字信号处理两门课程（以下简称“两门课程”）列入新专业教学计划中的两门主干专业基础课。如何教好和学好这两门课对学生能力和素质的培养具有至关重要而且深远的影响[1]。改革前，两门课存在内容重复量大，内容配合不好以及衔接不合理等问题，这些问题随着教学计划的完善造成的课时减少被进一步的激化。本文针对两门课程设置的现状和存在的问题，提出对原有课程体系教学内容进行优化整合的新思路，教学实践表明此方案缩短了教学时间，提高了教学质量，激发了学生的学习兴趣。
1 现阶段两门课程的教学内容和设置存在的主要问题
信号与系统主要介绍的是信号与系统分析的基本理论和分析方法、连续信号和离散信号的描述和线性时不变性和时域与变换域分析方法，它以工程数学和电路分析为基础，同时又是后续专业课如数字信号处理、自动控制原理等课程的基础。在周口师范学院最新的教学计划中，该课理论教学为68学时，实验教学为17学时。数字信号处理是通过对各种不同信号的分析，应用数字的方法，实现对不同信号的处理，达到所希望得到的信号，可见数字信号处理又是信号与系统在离散时域中的深入扩展。该课在学校最新的教学计划中的教学为63学时和45学时不等。
两门课在教学上主要存在下面几个问题。
1）理论教学的内容上存在内容重复和学时数的浪费，从而造成授课学时紧张。
2）两门课程的实验课程内容的安排没有考虑到相关课程的前后衔接，没有用一个系统的观念来设计实践环节。
3）学生对专业基础课和专业课的关系认识不到位，两门课程有一个共同的特点就是理论性很强，突出数学分析，工程概念薄弱[2]，学生感到内容枯燥。
4）教学模式上存在偏颇，更偏向于理论，理论联系实际不够。
5）毕业设计时反映出所学的知识面偏窄，各学科知识的综合应用能力较为欠缺。
2 教学的改革实践
原来的课程设置严重影响学生对专业的兴趣和学习的效果。各门课程自身内容体系的最优不一定是整个教学计划的最优[3]，因此，必须对两门课程进行改革与创新。为此，结合实际，从理论教学的内容与模式、实践教学的模式以及考核评价体系等几个方面进行有益的探索和改革。
2.1 理论教学内容的改革
针对两门课程内容重复和衔接的问题，提出理论教学内容的改革。具体处理：在讲授数字信号处理前，对离散信号和系统的时域与z域分析采用约10学时的时间来复习。在信号与系统中，对于离散时域分析和z变换两部分内容按计划用16～20学时来讲授。在这一部分的复习过程中，尝试采用优秀学生代替教师讲解部分内容的方法，教师进行适当的补充和小结。
2.2 理论教学模式的改革
针对传统课堂教学手段单调和两门课程公式推导繁杂等特点，提出利用MATLAB软件精心制作多媒体演示，把抽象的频谱、卷积、滤波、调制等概念形象化，激发学生学习兴趣，而习题、推导还采用传统的粉笔教学，多媒体和粉笔教学有机结合，使课堂教学达到最佳的教学效果。
2.3 实践教学模式的改革
目前，信号与系统实验课的内容是纯粹的硬件实验，学生对单一实验内容感到厌倦和没有兴趣，而数字信号处理没有开设实验课程。针对实验环节存在的主要问题，提出实验内容分为课内必修和课外选作两个系列，以及上机实验、综合实验和课程设计实验3个层次。以MATLAB为工具，从上机实验（安排在信号与系统实验的前半阶段）、综合实验（信号与系统实验的后半阶段和数字信号处理实验的前半阶段）、课程设计（数字信号处理实验的后半阶段）[4]等方面加强学生的实践，通过以上各实践环节，拓展传统意义上的实验的深度和广度。
2.4 考核评价体系的改革
改革后两门课程的成绩计算公式为：总成绩=实验成绩*30%+70%*（10%*平时成绩+20%*课程设计+70%*考试成绩）。课程改革后加大平时成绩的比重。
3 结束语
对两门课程进行整合和优化表明：改革后两门课程体系清晰完整，内容更趋科学，结构更趋合理，便于教学组织实施。提高了教学质量。
参考文献
[1]陈戈珩，王宏志.“信号与系统”和“数字信号处理”课程优化整合的探索与实践[J].长春工程学院学报：社会科学版，
2008，9（2）：83-86.
[2]陈华丽，程耕国.“信号与系统”和“数字信号处理”两课优化整合的探讨[J].中国电子教育，2009（3）：48-51.
[3]李俊生，张立臣，蒋小燕.“电路分析”、“信号与系统”和“数字信号处理”课程的优化整合[J].常州工学院学报，
2009，22（6）：89-92.
[4]张学敏，倪虹霞，吕晓丽，等.电子信息工程专业信号类课程教学改革实践探索[J].长春工程学院学报：社会科学版，
本学期历时一学期的《信号与系统》课程快要结束了，感触良多，在此特作如下总结：
首先说说刚接触这门课程时的感受吧！《信号与系统》，顾名思义，就是研究信号和信号系统的课程，应该是属于电信学院的基础课程，感觉略紧张。。。
刚开课老师就说明了我们的学习方针：1.什么是信号？2.什么是系统？3.信号作用于系统产生什么响应?这是我们学习的大方向。
信号是消息的表现形式，消息是信号的具体内容；系统是由若干相互作用和相互依赖的事物组合而成的具有特定功能的整体。信号主要分为确定性信号和随机信号，其中，确定性信号对于指定的某一时刻t，可确定以相应的函数值f，若干不连续点除外；随机信号则具有未可预知的不确定性。
信号又可分为时域信号和频域信号；课上，我们了解学习了信号输入系统的响应、连续时间系统的时域分析、离散时间系统的时域分析，还有傅立叶变换、拉普拉斯变换、z变换等等。其中，三大变换是重中之重，也是《信号与系统》课程里面的难点，另外还有现行时不变系统等等知识点也是重难点，在学习的过程中应用比较广，也比较费劲。
好了，接下来就总结总结这半学期的学习感悟吧！老师多次说学习“三般变换”很重要——傅立叶变换、拉普拉斯变换、z变换，确实，这三般变化是这门课程重要内容，不过学习的过程是艰辛的，亚历山大呀！由此及彼，我也渐渐对学习有了更多感悟：学习过程中，我们不一定什么都懂、什么都明白，可以这样说，有不明白的地方很正常，这在将来的各方面的学习过程中也是必然会经常遇到的，但是无论如何我们不应该放弃，决不能抱着“破罐子破摔”的心态来自暴自弃。Never！!还有，我觉得老师经常说的一句话很有道理：“忽视基础将永远落后！”基础很重要，不仅仅是专业课程的学习，在其它方方面面的学习中都是一个真理，忽视基础将永远落后！
2007年11月19日至2007年12月28日我们在广州地铁二号线ATS中心、四号线的通信四分部的技术部、正线维修班班组、车载组、试车线设备房、车载调试、控制中心ATS组、联锁站与非联锁站ATS组设备房进行了学习，就CBTC功能、ATS界面、设备、数据流、组织架构、管理、安全、培训、人员来源、调试安装、安全认证等各方面的内容进行详细了解，对通信设备、屏蔽门设备与信号的接口进行学习，同时带回问题进行思考，现就学习情况汇报如下：
一、ATC功能了解
广州四号线信号系统是西门子公司的产品，和沈阳一样是基于无线通信的CBTC，它的ATC和沈阳有一些不同，分析他们那样设计的好与不好，在比较中有助于我们进一步掌握系统理论，同时有些方面是不是值得借鉴，有待讨论。现罗列如下：
1、屏蔽门纳入联锁。即信号机、计轴区段、转辙机、屏蔽门同时满足条件，才能排出进路。广州的这种设计做到安全第一。
2、ATS界面，有值得一提的地方，就是桌面显示一个车站时，桌面正下方设计有三个按钮：左箭头、右箭头、上箭头。点击左箭头，桌面显示当前站的上一站，点击右箭头，桌面显示当前站的下
沈阳几乎不同，但完成的功能大同小异。我们了解设备功能、注意数据流向、重点了解ATS设备间接口，分析广州四号线信号设备依据完成的功能，相当于沈阳什么设备，增加知识面。
2、计轴设备
广州四号线正线与车辆段都用西门子计轴器。但车辆段计轴器只有立即复位，而正线上计轴器有直接复位与预复位，预复位和沈阳地铁的一样再趟一次车，由车控室控制预复位。
据了解计轴设备出漏轴故障不多，板级故障无法修理，因在保质期内，都由厂家完成。
3、接口设备
⑴与通讯设备接口设备
了解信号提供给通讯的信号内容，接口位置，通讯给信号提供的基准时钟、与ATS系统时钟、信号系统时钟，及三个时钟间的关系。
⑵了解信号与安全门接口设备
4、应答器分由源与无源。应答器天线两个，装在车体下方的两端，所以他们的无源应答器多装在两轨间道床上、线路正常运行方向的右侧，左侧装有少量应答器，反向折返时用。应答器的安装高度不随着车轮的磨损作调整，只是每年在软件上进行更新应答器安装高度数据就行。沈阳地铁列车只装一个应答器天线，且高度得随车轮的磨损情况及时调整，相比维修工作量大很多。
5、发车表示器有信号显示与倒计时两种。
车辆段工班：7人。工班长1人；2人白班；其余4人轮流值班；白天3人同时上班，1人负责联络，2人负责计表、检修；换转辙机时7人全到位。
ATS工班：6人。工班长1人；检修1人，进行设备的日、周、月检；其余4人轮流值班。
工班人员兼职担任质量监督负责员、安全员、材料员、宣传员、考勤员。
人员来源：据部门需求招收应届大专生。中专、技校均有招生，工班以中专、技校生为主。
四、维保模式
广州地铁运营初期没有检修班，综合检修工作，如转辙机等是送到电务段检修安装，但效果不是很好。四五年后成立了检修班。所以广州地铁是独自维保。
五、培训及安全教育
广州的新员工培训与上海地铁基本相似，新员工进行企业文化、专业理论学习、跟班学习，考试合格后，独立上岗。信号专业基本是学习6月，才能独立上岗，学习时间较长。
安全教育与上海地铁相同，经公司、车间、班组三级教育。
六、施工、安装运营方注意事项
在施工、安装过程中，运营方要积极主动参与。对于线缆走向是否合理、线缆标识是否齐全、设备安装是否合标等，我们运营方要严格把关，否则会有很多遗留问题。
十、建议与思考
1、西门子的红色代表故障，这个设计理念特别好，希望能运用到我们的ATS软件设计中，便于设备监控。
2、屏蔽门纳入联锁。我们一直在考虑评屏蔽门是否与信号机联锁，在与信号机的联锁中，在特殊情况下（列车已驶过信号机，安全门坏时），并不能达到到安全目的。将屏蔽门纳入联锁，信号机、转辙机、信号机、安全门，任一个元素出问题，都不能进路，达到安全目的。
3、列车门与安全门的开关不要同时进行。广州是列车门先开先关，在安全上比较有保证。如果上海采用这一设计，就不会出现安全门和列车门关闭后，夹人事件的发生。
4、总体感觉广州地铁员工的工作积极性、精神面貌、工作态度比上海好。我们只能想尽办法搞到一点管理方面的资料，但他们使用何种管理方法调动员工积极性，我们不知。
这次在广州的学习，总体感觉比在上海好些。
1、比较重视。我们到通号四分部后，梁组长召集工班长开会，据我们的安排，根据他们工作实际安排学习内容。
2、派专人负责。在不同地工班，有工班长或技术员进行讲解，尽量满足我们地要求，对我们的问题也进行了认真准备及解答。
解答：单侧可导可以推出单侧连续，单侧连续可以推出单侧极限存在。
证：设函数f(x)在x0点的右侧导数存在，即右导数存在，根据右导数存在的定义，limxx0f(x)f(x0)xx0存在，由于xx0时，分母xx0趋于0，所以f(x)f(x0)也要趋于0，否则这个极限是不存在的。所以limf(x)f(x0)0，即limf(x)f(x0)，亦即f(x)在x0点右连续。xx0xx0
再证明单侧连续可以推出单侧极限存在。
设函数f(x)在x0点右连续，即limf(x)f(x0)，这说明函数在x0点的右极限存在。xx0
1 本书篇幅较大, 与同类教材比较, 扩充了深度和广度
现代科学技术的发展要求大学教育给予学生解决专业问题的工具, 要求根本上提高学生掌握知识和应用知识的潜在能力。设置“信号与系统”这门课程, 不仅是为后续课程打基础, 更重要的是为培养未来电气和电子科技人才进行创造性劳动的潜在能力。该书中加深加宽的内容, 如分配函数、相关、希尔伯特变换等, 为部分能力较强的学生自己捕获知识提供了机会。在教学方法上, 提倡“少而精”代替“填鸭式”, 以减少讲授时间达到相对增加学生自学时间。当学生具备了一定的自学能力, 则对学习内容的要求必然有所提高。从学生自学的角度来讲, 教材也必需具有深度和广度。实践证明, 适当地提高深度和广度是必要的, 也是可行的。
2 内容体系完整, 与前后课程的联系紧密, 既有严格的数学基础, 又有现代技术的实践背景
这是电子类学科所应具有的特色, 但在该书中表现得更为突出。例如:该书引入奇异函数的概念, 这是同类教材的共同特征, 但在阐述冲激函数的数学基础时, 给出了分配函数的概念;在阐述z变换的收敛域时, 鲜明地表述了用级数理论中的达朗贝尔判别法和柯西准则来判别f (z) 的收敛域。这不是什么新见解, 但这样处理能使低年级所学到的大部分关于数学、电路分析基础和电子线路等方面的知识在本课程中得到应用、巩固和深化。知识是系统的、连贯的, 学科之间是互相渗透、互相影响和互相制约的, 在该书中已考虑到后续课程的需要。此外, 该书适当地涉足一些现代技术的实践背景, 如离散傅立叶变换的应用, 沃尔什变换的应用等, 这对拓宽知识面, 提高和激发学生的学习积极性是很有帮助的。
3 善于阐述物理概念和推演数学论证
该课程是以数学和物理学作为基础的, 同时它也与电路分析基础, 数字信号处理等之间是相互交叉的。
该书在教材内容的组织上突出了数学、物理学和电气工程的结合。在数学论证的推演上严谨, 但并不繁冗。
例如:希尔伯特变换的推导, 剔除了h (t) 在t=0处包含一个冲激的情况。对物理概念的阐述也是清晰简明的, 如对各种变换方法的实质及其内在联系阐述较透彻, 且分析了各种概念和方法之间的区别和联系, 如对线性系统响应各种分解方式的比较、几种变换方法之间的联系等。把时域和频域分析作为两条红线贯穿在整个教学过程之中, 既揭示了两种分析方法在数学形式上所表达的对应关系, 又揭示了它们在物理图像上所蕴涵的内在联系。该书避免了缺乏一般数学论证的物理解释, 同时也避开了那种脱离特定物理概念的纯数学演算, 而是把二者紧密地结合在一起。
4 精选足量的例题和习题
一本优秀的教材, 不仅应该包括必要的基本理论和方法, 也应包括一系列为理解和解决今后发展中的科学技术问题所必需的基本概念。因此安排一定数量的结合模拟电路和数字电路的例题和习题, 是必要的。
这样可使学生在掌握一般理论的基础上去思考新的问题, 并从中获益, 达到举一反三, 触类旁通, 培养创新能力的目的。如书中某些例题或习题涉及到电子线路的一些知识, 比如运放、滤波器、LC振荡器等。
与学习任何课程一样, 学习《信号与系统》课程也要牢牢抓住课前预习、课堂听讲、做好笔记、课后复习 (包括完成作业) 和考前复习这几个主要环节。课前预习就是粗略浏览将要学习的内容, 目的在于明确课堂上必须重点解决的问题;课堂听讲就是要学习老师引出概念的目的、建立模型的思路、描述现象的方式、演绎原理的程序、解释定律 (定理) 的思想、分析问题的过程、解决问题的方法。在课堂上最重要的是学习思想和方法, 同时以提纲的形式记录下老师授课的全过程, 重点记录课本上没有的内容和自己觉得重要的东西, 以备查阅。课后复习 (包括完成作业) 就是所谓的“把书读厚”, 既要全面回顾课堂听讲的过程和所学内容, 又要凭借记忆和查阅课本, 把提纲式课堂笔记补充为详细笔记, 并写下自己的思考体会, 还要理清知识重点、难点以及解决某类物理问题的步骤和技巧, 更要在完成作业的过程中巩固所学知识、解决发现存在的问题。课后复习的时间一般是课堂学习时间的二到三倍。考前复习就是所谓的“把书再读薄”, 此时的重点不在于记忆概念、定律和结论, 而在于理清课程体系和知识框架、独特的研究方法和思想模式、常见问题的处理流程和技巧、常用的数学知识 (特别强调的是高等数学是学习《信号与系统》课程的必备知识, 从学生接触《信号与系统》课程开始, 教师就应当突出这一观点, 这会收到较好的教学效果) , 当然还要查漏补缺。更重要的是, 要在教学过程中, 有意识地培养和提高学生的自我学习能力。以上是笔者根据有限的教学经验所提出的拙见, 仅供参考, 并因篇幅原因, 不可能面面俱到。如有错漏, 希望使用该教材、讲授该课程的同仁们或专家给予斧正。
参考文献
【关键词】信号与系统 研究性学习 探索与实践
【Abstract】Signals and Systems is an extremely important specialized basic course for the electronic engineering and electric engineering specialties. Research study in curriculum of signals and systems is explored and practiced according to this course？蒺s characters through optimizing classroom teaching mode， enriching experiments？蒺 content， developing various varieties of extracurricular research study activities， closely relating to workshop topics. The students？蒺 intersets are stimulated， understanding of theorectical knowledge is deepened， and the teachers？蒺 teaching quality is greatly improved.
【Key words】 Signals and Systems Research study Exploration and practice
【中图分类号】G642.0 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2013）06-0231-01
引言
当今社会科学技术日新月异，信息革命席卷全球，这对以培养创新精神与实践能力为重点的人才观提出了前所未有的挑战。国家教育部“关于进一步加强高等学校本科教学工作的若干意见”中明确提出：要积极推动研究性教学，提高大学生的创新能力。全面推进素质教育，是我国教育事业的一场深刻变革，是教育思想和人才培养模式的重大进步。作为一所高等院校的教师，改变陈旧的教育教学观念，转变学生死记硬背的学习方式势在必行[1]。
“信号与系统”课程是电子信息工程与电气信息类专业的一门非常重要的专业基础课，也是众多高校的考研课。该课程是以“高等数学”、“电路理论”、“复变函数”等课程为基础的，同时也是后续“随机信号分析”、“数字信号处理”、“通信原理”、“数字图像处理”、“数字语音处理”等课程的基础，该课程起到了承上启下的作用，地位十分重要[2]。其任务在于研究信号与系统理论的基本概念和基本方法。初步认识如何建立信号与系统的数学模型，经适当的数学分析求解，对所求的结果给以物理解释、赋予物理意义。由于本学科内容的迅速更新与发展，它所涉及的概念和方法将十分广泛，而且还在不断扩充。该课程不仅具有很强的理论性，而且具有很强的实用性。研究性学习主要是以学生的自主性、探究性学习为基础， 通过亲身实践获取直接经验， 提高综合运用知识解决实际问题的能力。本文介绍了在“信号与系统”课程中开展研究性学习的探索与实践。
1.优化课堂教学模式
改变传统的“以教师为中心”的教育理念，把“以教师为中心”与“以学生为中心”的教育理念相结合，发挥学生的主观能动性与教师的课堂主导作用。“以学生为中心”的观念源于美国儿童心理学家和教育家杜威的“以儿童为中心”的观念，近年来得到了广泛关注，也是近期的改革潮流[3]。然而这种观念并不适合于“信号与系统”课程，原因在于：一、我们的学生课堂较大，一般由90-95人组成；二、本课程具有理论性强、数学推导多的特点，如果一味以学生为中心无法完成紧张的教学任务。因此采取“以教师为中心”与“以学生为中心”相结合的理念。教师既要控制学生的学习活动，又要努力增强学生的主体意识和学习能力。
2.丰富实验项目
理论课程与实验课程各有侧重， 理论课程提高学生的理论基础，实验课程可以将理论付诸实践用以解决实际问题，两者相辅相成。因此如何将实验教学与理论教学合理地结合起来成为信号与系统实验改革的重要目标之一。“信号与系统”提供了丰富的实验项目，既有固化在实验报告册中的固定实验项目，又有根据老师的科研项目新增的部分“精品实验”项目。学生可以根据自己兴趣爱好选做实验指导书中的项目，也可以参与“精品实验”项目。通过解决实际的问题，加深对理论知识的理解，并提高编写程序解决实际问题的能力。典型实例如“信号的合成与分解”实验项目。“信号与系统”课程使学生接触到了“频谱”的概念，很多同学不理解，到底什么是“谱”，甚至怀疑时域的一个复杂信号是否可以分解为很多个特定频率，特定幅度，特定相位的正弦信号。通过“信号的合成与分解”实验将信号通过各个中心频率为各次谐波分量的带通滤波器输出后，观察到各次谐波分量波形，验证了傅里叶级数的正确性，加深了学生对傅里叶级数的理解。
鼓励学生参与“精品实验项目”。普通实验项目一般是对某知识点的验证，只能完成系统中的某一个环节，而精品实验项目综合几个知识点，通过精品实验项目可以完成具体的完整任务，鼓励学生参与精品实验项目，将几个知识点融会贯通，并撰写英文实验报告与科技论文。精品实验项目提高了学生解决系统问题的能力，提高了学生撰写科技论文能力与撰写英文实验报告能力。
3.积极开展多种形式课外研究性学习活动
除了有效利用课堂与实验课程时间之外，本课程还开展了形式多样的课外活动，组织同学就某些特定课题讨论、分析、总结，并邀请国外专家学术交流。通过针对某一课题的讨论，将知识进一步升华，充分消化吸收知识。
在“信号与系统”课程教学期间，邀请国外知名学者来我校进行学术交流。通过这次学术交流，学生真正认识到“信号与系统”与实际科研项目的紧密联系及其重要性。很多同学表现出了极大的兴趣，报告会后还与主讲人就某些学术问题展开了深入的探讨，提高了学生的学习兴趣，由“要我学”转变为“我要学”。
4.紧密联系工作室课题
通过创新工作室，给学生提供参与课外实践，给学生提供工作室资源，参与工作室课题，紧密联系工程实际。每个学生可独立完成实验项目，而工作室课题需要几个同学合作完成一项大任务，既要完成自己的工作分工还要与其他同学合作沟通，完成整个课题。工作室课题以培养学生的探究性学习能力、实践能力、创新能力、创新精神和协作能力。
结语
从“信号与系统”课程自身特点出发，以提高教学质量为目的，以学生为主体，以教师为主导，从理论教学、实验教学、课外研究与交流、工作室课题方面开展研究性学习的探索与实践，改变传统的课堂一站式教学模式，开展立体式全方位教学模式，丰富教学手段与教学内容。将理论知识与工程实际紧密联系，将教学与科研有机结合，提高了学生的学习兴趣，加深学生对理论知识的理解，提高了学生解决系统问题的能力，让学生真正有所收益。
参考文献：
[1]陈玲珑.研究性学习的探索与实践.福建医科大学学报（社会科学版）.2006，vol.7（2）：71-73.
[2]刘永祥，吴京，黎湘.面向国际一流大学的信号与系统课程教学模式研究.高等教育研究学报.2011，vol.34（2）：77-79.
[3]凌艺春，黄飞，翟红云.“以学生为中心”的行为引导授课模式的实践.教育与职业.2011（15）：98-99.
作者简介：
仿真
实 验 报 告
班级： 学号： 姓名： 学院：
实验一
一、实验者姓名：
二、实验时间：
三、实验地点：
四、实验题目：
5(s25s6)求三阶系统H(s)3的单位阶跃响应，并绘制响应波形图。
s6s210s8
五、解题分析：要知道求单位阶跃响应需知道所用函数，以及产生波形图所需要用到的函数。
六、试验程序：
num=[5 25 30];den=[1 6 10 8];step(num,den,10);title(‘Step response’)
七、实验结果：
实验所得波形图如下：
Step response4.543.53Amplitude2.521.510.50012345Time(sec)678910
八、实验心得体会：通过本次试验了解学会了一些新的函数的应用。了解到了N阶系统的单位阶跃响应的计算方法，和系统的响应波形图的函数应用和绘制方法。为后面的实验打下基础，并对信号仿真和《信号与系统》这门课程之间的联系有所增加，对《信号与系统》这门课里的问题也有了更加深入地了解。
九、实验改进想法：无。
实验二
一、实验者姓名：
二、实验时间：
三、实验地点：
四、实验题目:
一个因果线性移不变系统y(n)0.81y(n2)x(n)x(n2)，求：（1）H(z)；（2）冲激响应h(n)；（3）单位阶跃响应u(n)；（4）H(ej)，并绘出幅频和相频特性。
五、解题分析：离散卷积是数字信号处理中的一个基本运算，MTLAB提供的计算两个离散序列卷积的函数是conv，其调用方式为 y=conv(x,h)。其中调用参数x,h为卷积运算所需的两个序列，返回值y是卷积结果。
MATLAB函数conv的返回值y中只有卷积的结果，没有y的取值范围。由离散序列卷积的性质可知，当序列x和h的起始点都为k=0时，y的取值范围为k=0至length(x)+length(h)-2。
许多离散LTI都可用如下的线性常系数的差分方程描述
ay[kn]bx[kn]
nnn0n0NN其中x[k]、y[k]分别系统的输入和输出。在已知差分方程的N个初始状态y[k]，和输入x[k]，就可由下式迭代计算出系统的输出
y[k](an/a0)y[kn](bn/b0)x[kn]
n1n0NM利用MATLAB提供的filter函数，可方便地计算出上述差分方程的零状态响应。filter函数调用形式为 y=filter(b,a,x)。其中 a[a0,a1,...,aN]，b[b0,b1,...,bM]，分别表示差分方程系数。X表示输入序列，y表示输出序列。输出序列的长度和序列相同。
当序列的DTFT可写成ej的有理多项式时，可用MATLAB信号处理工具箱提供的freqz函数计算DTFT的抽样值。另外，可用MATLAB提供的abs、angle、real、imag等基本函数计算 DTFT的幅度、相位、实部、虚部。若X（ej）可表示为
b0b1ej...bMejMB(ej)X(e)jjjNA(e)a0a1e...aNe则freqz的调用形式为 X=freqz(b,a,w)，其中的b和 a分别是表示前一个
j式子中分子多项式和分母多项式系数的向量，即a[a0,a1,...,aN]，w为抽样的频率点，向量w的长度至少为2。返回值X就是DTFTb[b0,b1,...,bM]。在抽样点w上的值。注意一般情况下，函数freqz的返回值X是复数。
六、实验程序:
clc;clear;close;b=[1 0-1];a=[1 0-0.81];figure(1);subplot(2,1,1);dimpulse(b,a,20)subplot(2,1,2);dstep(b,a,50)w=[0:1:512]*pi/512;figure(2);freqz(b,a,w)
七、实验结果：
冲击响应图及阶跃响应图:
Impulse Response1Amplitude0.50-0.50246810Time(sec)Step Response12141618201Amplitude0.500510152025Time(sec)3035404550 100Magnitude(dB)0-100-200-30000.10.20.30.40.50.60.70.8Normalized Frequency( rad/sample)0.91100Phase(degrees)500-50-10000.10.20.30.40.50.60.70.8Normalized Frequency( rad/sample)0.91
八、实验心得体会：通过实验我们知道了使用Matlab来绘出出一个线性移不变系统的幅频和相频曲线。并知道了在《信号与系统》中得一些差分方程和各种响应，譬如零输入相应、零状态响应、全响应、自由响应、强迫响应、冲击响应、单位阶跃响应等等各种响应在Matlab中的函数表达方式和他们的求法，以及系统的幅频和相频曲线的绘制都有了一定深刻的认识。
九、实验改进想法：无。
实验三
一、实验者姓名：
二、实验时间：
三、实验地点：
四、实验题目：
模拟信号x(t)2sin(4t)5cos(8t)，求N64的DFT的幅值谱和相位谱。
五、解题分析：在MATLAB信号处理工具箱中，MATLAB提供了4个内部函数用于计算DFT和IDFT，它们分别是：fft(x)，fft(x,N)，ifft(X)，ifft(X,N)。
fft(x)计算M点的DFT。M是序列x的长度，即M=length(x)。
fft(x,N)计算N点的DFT。若M>N，则将原序列截短为N点序列，再计算其N点DFT；若M ifft(X)计算M点的IDFT。M是序列X的长度。 ifft(X,N)计算N点IDFT。若M>N，则将原序列截短为N点序列，再计算其N点IDFT；若M 六、实验程序： clc;clear;close;N=64;n=0:63;t=d*n;q=n*2*pi/N;x=2*sin(4*pi*t)+5*cos(8*pi*t);y=fft(x,N);subplot(3,1,1);plot(t,x);title(‘source signal’);subplot(3,1,2);plot(q,abs(y));title(‘magnitude’);subplot(3,1,3);plot(q,angle(y));title(‘phase’); 七、实验结果： ***0100806040200|F(k)|05101520Frequency253035 ***0100806040200|F(k)|05101520Frequency253035 4321|jW|0-1-2-3-405101520Frequency253035Step Response400020000-2000 Amplitude-4000-6000-8000-10000-12000-1400001234n(samples)5678 八、实验心得体会：通过本次试验我知道了求取模拟信号在N等于一定值时的的DFT的幅值谱和相位谱的求法。通过本次实验，对幅值谱和相位谱有了更深的了解，并与课程《信号与系统》里的一些相关知识连接到了一起，使得学到的只是更加深刻、有意义。 九、实验改进想法：无。 实验四 一、实验者姓名： 二、实验时间： 三、实验地点： 四、实验题目： 将信号x(t)sin(240t)做离散序列，比较原序列与经过FFT和IFFT变换后的序列，并做出说明。 五、解题分析：此题需要对信号做离散序列，还要做FFT和IFFT变换，然后得到图像进行比较。连续时间函数与离散时间函数在编程中的区别主要体现在如下两个方面：第一，自变量的取值范围不同，离散时间函数的自变量是整数，而连续时间函数的自变量为一定范围内的实数；第二，绘图所用的函数不同，连续函数图形的绘制不止一个。本实验中要求绘制离散时间信号图，可以应用MATLAB中的函数来实现。用MATLAB表示一离散序列，可用两个向量来表示。其中一个向量表示自变量的取值范围，另一个向量表示序列的值。之后画出序列波形。当序列是从0开始时，可以只用一个向量x来表示序列。由于计算机内寸的限制，MATLAB无法表示一个无穷长的序列。对于典型的离散时间信号，可用逻辑表达式来实现不同自变量时的取值。 六、实验程序： t=0:1/255:1;x=sin(2*pi*120*t);y=real(ifft(fft(x)));subplot(2,1,1);plot(t,x);title(‘原波形’);subplot(2,1,2);plot(t,y); 七、实验结果： 原波形10.50-0.5-100.10.20.30.40.50.60.70.80.91恢复的波形10.50-0.5-100.10.20.30.40.50.60.70.80.91 八、实验心得体会：通过对做信号的离散序列以及经FFT和IFFT的变换，了解了相关特性。通过计算机做出的信号波形图，我们能够很直白的看出原波形和经过变换后的波形的差别。 九、实验改进想法：无。 实验五 一、实验者姓名： 二、实验时间： 三、实验地点： 四、实验题目： 2s，激励信号22(s1)100x(t)(1cot)sco1s0(t)0，求（1）带通滤波器的频率响应；（2）输出稳态响应并绘制图形。已知带通滤波器的系统函数为H(s) 五、解题分析：需要知道求频率响应的方法，并绘制图形。 六、实验程序： clear;t=linspace(0,2*pi,1001);w=[99,100,101];U=[0.5,1,0.5];b=[2,0];a=[1,2,10001];u1=U*cos(w’*t+angle(U’)*ones(1,1001));H=polyval(b,j*w)./polyval(a,j*w);H=freqs(b,a,w);subplot(2,1,1),plot(w,abs(H)),grid;subplot(2,1,2),plot(w,angle(H)),grid;u21=abs(U(1)*H(1))*cos(99*t+angle(U(1)*H(1)));u22=abs(U(2)*H(2))*cos(100*t+angle(U(2)*H(2)));u23=abs(U(3)*H(3))*cos(101*t+angle(U(3)*H(3)));u2=u21+u22+23;figure(2);subplot(2,1,1),plot(t,u1);subplot(2,1,2),plot(t,u2); 七、实验结果： 10.90.80.79910.50-0.5-19999.299.499.699.8100100.2100.4100.6100.810199.299.499.699.8100100.2100.4100.6100.8101 210-1-***222101234567 八、实验心得体会：通过本次试验，了解了频率响应求法，加深了对输出稳态响应的印象。 第一：数字电路笔试，今年是4.14号进行的数字电路笔试，三个小时8：30－11：30，除了最后一道题是键盘扫描电路（15分）稍难点之外，其它题都是往年的常规题，可以通过历年的数字电路真题加以掌握。 第二：英语测试，我们通信的数字电视方向4.15号下午进行了英语测试，先是几十人一组被叫到了一间教室里，然后说了一下注意事项和流程，然后每人现场分配具体的测试教室，然后去分配的教室门口等待。英语测试开始后，没有自我介绍（注意这是与一般学校不同的地方，中传所有的专业英语口试都无自我介绍环节），老师放一段磁带，大约3、4分钟后老师提问有关所放短文的两个问题，回答完后进入抽题回答环节，抽两道题号，老师根据题号提问你问题，回答后就完事了。 第三：面试，这一环节是最重要的，老师直接有一票否决权，今年的这一环节跟往年的不太一样，往常六、七名面试老师（报考哪个方向，哪个方向的老师参与面试）问完问题就没事了，今年分两部分：前一部分是六、七名老师在教室前面提问你问题（前十分钟，先抽两道题，一道基础题，一道专业题，自己将题目念一遍再答题，然后是老师随便问问相关知识，涉及数字信号处理、通信原理、电视原理、数字电视等方面的问题，当然毕业设计是老师必问，学生必答的，如果你是应届生，毕社没好好整，不妨说说整体思路也是可以的），后一部分是答完问题后去教室后面，后面有一名老师负责考考你EDA或C语言编程方面的问题，一般大家都选C语言方面的问题，先给你一段纯C的程序，如问你一下其中一条语句是什么意思：int ……unsigned……这还比较简单，自己回顾一下一般是没什么问题的，EDA的那个是让你找器件，连引脚的问题，也许也容易，但我不太会处理。中传采取的是按方向面试，数字电视方向是比较火的一个方向，故安排在第一天4.16号进行，第二天4.17号有四个这个方向的战友接到通知去信号专业的DSP方向再次面试，被刷的一部分再等再接到通知后等第三天4.18号到电磁场这个方向参加面试，这就是今年的情况。 推荐阅读 中国传媒大学考研专业课高分必备指南 中国传媒大学历年专业课考研试题汇总 公共课（政治、英语、数学）下载 中国传媒大学攻读硕士学位研究生招生专业目录 【摘 要】《信号与系统》是电子信息类各专业的一门重要的技术基础课，其教学目标是培养实际应用和动手实践能力强的应用型技能型创新人才。《信号与系统》课程提出在保证学生掌握基本理论知识的前提下，将理论教学、MATLAB实验教学和学生课外MATLAB实践能力培养相结合，侧重培养学生综合应用知识的能力。 【关键词】《信号与系统》 独立工科学院 MATLAB课程内容 《信号与系统》是信息类专业的核心专业基础课，课程中的概念和分析方法广泛应用于通信、自动控制、信号与信息处理、电子技术、电气工程、电路与系统、计算机科学、生物医学工程等领域。 通过对本课程的学习，学生能够掌握信号分析的基本理论和方法，掌握线性非时变系统的各种描述方法，掌握线性非时变系统的时域和频域分析方法，掌握有关系统的稳定性、频响、因果性等工程应用中的一些重要结论。同时，通过这门课程的学习，学生的分析问题和利用所学的知识解决问题的能力也能够在原来的基础上有所提高。 本课程有着很强的数学背景，内容涉及线性微分方程、复变函数、积分变换、离散数学等多门数学课程的知识，本课程的主要任务也是结合线性系统分析这一个主线，对这些数学方法进行详细的介绍。但它又不同于数学课程，虽然它在数学推导上比较严密，但是在内容中又不苛求数学上的系统和严密。《信号与系统》课程不仅具有很强的理论性，同时也具有很强的实用性。通过实际系统分析，学生可以更好地将所掌握的数学知识应用到工程实际当中。这些问题可以通过MATLAB仿真来解决。 一、《信号与系统》的教学实践应用 通过对本课程的学习，可以为学生今后进一步学习信号处理、网络理论、通信理论、控制理论等课程打下良好的基础。 （一）强化了工程实际应用 《人号与系统》教材编写切合学科的发展方向，包含了许多电子和通信领域的新进展、新技术方面的内容。一些过时的分析方法和内容被抛弃，一些重要的理论方法和概念得到了强化，如信号的运算方面，强化了时延、尺度变换、反折等运算。根据信息技术的发展，引入了相关的运算，匹配滤波的概念，强化了工程实际应用。同时教材配有大量的例题、复习思考题和习题。另外，本教材在最后给出了《信号与线性系统分析方法综述》，作为对整体内容的了解和总结，应该介绍给学生学习。 （二）强化了动手实践 《信号与系统》课程与本科生的许多课程，如《电路》《数字信号处理》《DSP原理与应用》《数字图像处理》《通信原理》等有密切的联系。《信号与系统》课程是一门理论性很强的课程。为了加强学生对课程内容的理解，除了课内实验外，我们还增加了一些相关的实践环节，开设了“MATLAB程序设计”，在训练学生学习和掌握MATLAB工具的同时，指导学生进行一些信号与系统方面的实践，加深了学生对相关知识点的理解。 总之，结合我校教学型大学的定位和培养应用型技能型创新人才的培养目标，建设水平较高的工科独立学院的发展目标， 《信号与系统》课程不仅具有很强的理论性，而且具有很强的实用性。根据学校的定位，课程组提出在保证学生掌握基本理论知识的前提下，将理论教学、MATLAB实验教学和学生课外MATLAB实践能力培养相结合，侧重培养学生综合应用信号与系统知识的能力。 本课程的教学目的是让学生掌握信號和线性系统的分析的基本理论、基本原理和方法，掌握线性非时变系统的各种描述方法，掌握线性非时变系统的时域和频域分析方法，掌握有关系统的稳定性、频响、因果性等工程应用中的一些重要结论，以便能够在后续课程的学习和工作中灵活应用这些方法解决问题。 二、课程教学内容及其解决方案 （一）教学内容 根据课程的性质以及本课程与相关课程的关系，结合我校的教学经验，确定本课程的教学内容体系。 在课程内容组织上，正确处理各种关系，明确提出：时域分析与变域分析、信号分析与系统设计、连续系统与离散系统分析并重，经典分析与现代分析并重，解析方法与数字方法并重，软件实现与硬件实现并重。按照认知规律，将课程教学内容组织为：先连续系统分析后离散系统分析；先时域分析后变换域分析；先单输入单输出系统分析后多输入多输出系统分析。 （二）针对课程内容，有针对性地解决教学中的重点与难点 1.强调基本概念的建立，按照从时域到变换域的教学体系教学 针对课程理论性强的特点，在教学过程中，遵循循序渐进的教学法原则，既充分体现现代系统分析理论的规范性和一致性，又使本课程的体系更加突出，便于学生掌握课程的核心内容。 2.提出“发散思维+收敛思维”的教学理念 在教学中，广泛采用类比的科学方法建立知识点之间的联系，并注重不同分析方法的比较，掌握它们共性的同时，找出它们的差别，培养学生提炼问题提法的能力、从概念出发的发散思维能力、通过类比归纳的收敛思维能力。 3.推行 “理论授课+上机实践”的教学模式 为了解决数学运算和信号处理概念的关系问题，将理论教学配合上机实践同步进行，使学生易于理解、掌握重点和难点。上机实践包括主讲教师的课堂演示和学生的独立上机实验两部分。 【参考文献】 [1]管致中，夏恭烙，孟桥.信号与线性系统（第四版）[M].北京：高等教育出版社， 2004. 实践是高等教育的重要环节,对培养大学生的工程与生产实践能力、产业能力,提高其就业竞争力尤为重要。信号与系统是电子类专业的基础课,但由于信号与系统也是一门抽象,并且理论和实践结合较紧密的学科,因此实验在教学中占有十分重要的地位。 1 传统信号与系统实验课程教学中存在的问题 第一,验证性实验太多。在传统实践教学中,学生的操作只要遵循要求的步骤既可,无需查阅资料、思考、创新等,使得学生参与实验的积极性严重受挫,难以培养他们思考、解决问题的能力。第二,实验缺乏灵活性。实践教学中的实验的形式、手段单一,学生缺乏学习热情,难以深入理解、掌握所学的理论和概念。所以,针对以上问题,并根据本人从事信号与系统实验课程的教学体会,提出以下改革建议。 2 改革方法 2.1 开放实验室,实现实验的预约和自助 首先,开发一个基于网络的实验预习和预约系统。在该系统上,提供所有实验项目的预习资料,学生通过初步的预习,可以在网络上登记、预约实验项目和实验时间,允许学生补做或重做实验。由于学生可以根据自己的学习状况和个人喜好来安排实验,故可以做到有的放矢,大大提高学生学习的积极性和效率。 2.2 注重实际应用,强化软件使用 在各种分析研究中,MATLAB已成为大多数科研工作者的一个必备工具。该课程实验教学中,运用MATLAB解决在实际中遇到的问题。例如,在连续系统的时域分析中,有关于系统的零状态响应这个知识点,通常教师在课堂上讲解这部分内容时,学生觉得枯燥无味,关键是计算过程比较冗长,但是若使用MATLAB解决,就比较容易,举个例子说明。 举例:已知系统函数,求当输入为f(t)=sint+sin3t,-∞<t<+∞系统的稳态响应,冲激响应和阶跃响应。我们就可以利用MATLAB编一个简单的程序,运行后就得到以下波形,如图1所示。 2.3 分层次教学 在信号与系统课程中实现分层次教学。近几年,高校不断扩大招生规模,使得高等教育逐渐转换成了大众教育,不同能力级别的学生都被纳入到高等教育的范围。为此将分层次教学引入到信号与系统课程中,正对水平不同的学生设计不同的教学内容,使用不同的实验教学手段完成不同的实验要求。最终因材施教,使高实验教学效果的效果得到显著提高。 3 注重理论与工程实际结合 每届学生对映信号与系统课程都有一个共同的感觉,就是理论多、理解难。所以课堂上把一些难以理解的理论知识联系到现实生活中,是最好的调动学生学习兴趣、巩固其知识的方法。傅立叶变换的性质中的频移特性即调制特性是现代通信系统的基础知识。这一节课程上,为讨论频谱搬移的特点可以引入广播、电视系统,让学生更加直观的了解频移的物理意义和应用价值。为了说明作为现代通信基础原理之一的傅里叶变换抽象定理在通信系统中的作用,可以引入我国现在的市话标准,以此讲解相关内容。 4 将课程设计、电子设计大赛作为实验课的外延 我们要在实验课的基础之上开设课程设计,并鼓励学生参加电子设计大赛,将课程设计和电子设计大赛作为实验课的扩展延伸和有益补充,进一步提高学生的设计能力。可以通过选修课的方式开设课程设计,该课的任课教师可以将学生分成小组,设置题目和要求,给学生一定的答疑时间,让每个小组根据自己所选的题目课下完成电路设计,并在实验室对其调试形成成品,最后让任课老师对设计结果进行指导,写出实验报告;也可以利用答辩来验收。通过该课程的学习,使得学生的团队协作能力得到了提高;学生在参加电子设计大赛的同时,其学习的欲望和积极性受到激发,同时学习了新知识、新技能,培养了科技创新精神。 5 结束语 通过培养本科化创新人才实践与探索,培养了学生发现问题、分析问题和解决问题能力,启迪了学生的思维,提高了学生综合应用知识的能力,激发了学生的求知欲、创新意识和创新能力;基于MATLAB的信号与系统实验系统。使学生通过做信号与系统的实验,加深对课程内容的理解,并能够在实验过程中发现问题并利用所学知识去解决问题,培养了他们对知识的探索精神,同时可通过学习MATLAB编程语言自行设计系统进行模拟,从而加强了学生的综合设计能力。 参考文献 [1]邓子新.实验室重在培养创新性的人才[J].实验室研究与探索,2007,26,(3):1-4. [2]徐士芳,李祥春.分层分类教学模式探析[J].晋中:晋中学院学报,2007,(01). [3]谷源涛,应启衍,郑君里.信号与系统-MATLAB综合实验[M].北京:高等教育出版社,2008. 2．用矩形窗设计线性相位低通滤波，逼近滤波器的传递函数Hd(e je,0cjHd(e) 0,cj)为 （1）求出相应于理想低通的单位冲激响应hd(n)； (2)求出矩形窗设计法的h(n)表达式，确定与N之间的关系； （3）N取奇数或偶数时对滤波特性有什么影响？ （深圳市地铁集团有限公司 运营总部 518000） 摘要：我国铁路的客运承载量很大，尤其是在春运前后。因此铁路必须要减少故障频率，才能保证在运作中保证其班次的稳定可靠。所以作为铁路部件中的一部分，信号电源系统的安全可靠，是信号工作的重点。本文分析铁路信号电源监测系统常见的几种故障，并提出了相应的维修措施，希望能为铁路信号电源监测工作提供参考意见。 关键词：信号电源监测系统；综合监测；信?设备；维修维护 0 引言 随着铁路的迅速发展，必须要有一个作为维护铁路综合平台的信号电源监测系统，其充当了高铁零部件监视器的作用，能够快速反应后作出预警信息，能够保证电源管理、全面监控。24小时不间断的监测，对故障快速反应，并及时向各个监视终端工作人员报告故障信号，并能告知维修人员故障发生位置及解决方式，从而能够全面高效的对设备故障进行抢修，能够为铁路工作者建立一套完整防范体系。 1铁路信号电源监测系统的常见故障分析 铁路信号电源监测系统一般会发生如下几个方面的故障： 1.1铁路联锁设备断电故障 铁路信号电源监测系统中，信号微机联锁设备系统起到十分关键的作用，而UPS则是该套设备中的重中之重，UPS电源监测一般处在电源屏幕的输出端口，其担任着联锁设备上下较为的用电安全和部分网络设施的用电。其中上位机是人机交互的关键设备，其功能是集中管理控制整个联锁设备系统；而下位机是现场设备控制、反馈的核心组件。在以往的设备故障中，UPS的损坏一般都是线路损坏造成的，老鼠咬坏、电线磨损、插头插座接触不良都会导致线路断电，但是这种情况下出现的断电一般不会出现电源监测系统报警，UPS依靠储蓄的电磁来维持联锁系统工作，一个小时待电耗尽了之后，会自动切断电源，如此导致联锁断电，这种情况下的故障带来的负面影响非常大，会直接导致信号设备大面积断电导致瘫痪，联锁数据丢失。而UPS线路检查时间都是固定的，若是在无人监测的情况下，线路断电，带来的损失将无法估量。 1.2铁路信号电源监测系统重复稳压故障 由于铁路设备的供应商来自不同的厂家，其生产出来的产品型号规格各不相同，例如车间的微机联锁。电源屏、UPS等。当这些设备在工作时，由于其运行的电压电流消耗不一致，必须要保证重复稳压。但是UPS设备又必须在一零一火的情况下不稳定供压才能工作，若是智能电源屏在提供两根火线情况下的稳定供压，就会出现UPS报警现象。这种自相矛盾的工作环境，着实是当前必须要解决的问题。 2针对上述问题的改进措施 2.1铁路联锁设备断电解决方案 2.1.1监视UPS电源工作状况 利用相关设备来对UPS电源的工作进行监控并做记录处理，若是其出现故障后突然断电，监视设备会迅速感应到经过量化转化过的反常数据，并一直发出警报，除非待工作人员检修电源恢复正常，警报声才会解除，设备恢复正常工作。 如何利用监控设备来实时监测UPS的线路的两端电压，来保证其正常稳定的工作？相关监测设备通过实时监控接收来自UPS两端的电压值的变化，来反馈目前UPS目前的工作状态。为保证设备的正常工作，从UPS监测到的电压变化直接会引入到监测采集系统，经过衰变电阻接入了互感器，完成信息采集过程。采用WB溪流运用电磁隔离原理制作而成的，精度十分高的电流互感器来进行监测，直流电压0 V-5 V输出，输入阻抗高（40 kΩ），UPS供电电路不受影响。在互感器被隔离之后，采集的信息运用交流信号，经过放大运算――精密整流――运算放大，转成了0 V-5 V的标准直流TTL逻辑电压。该直流电压与UPS输入端电压值是呈线性对应关系的。量化后的标准直流电压，经选通，送到监测采集机CPU板进行A/D转换，将模拟量转换成数字量后送入监测站机处理。UPS在其供给电源（交流220 V）切断后，应给站机（监视器）一个高电平信号（平时是低电平）。站机会给采集机的CPU告警信息（同时将通知在局域网内其他机器），采集机的红灯、喇叭同时报警，从而实现了提示和通知作用。 2.1.2利用电务维修机监视UPS电源工作状况 在一些人流量较少的小型车站可能没有安排监测设备，所以需要选择用电务维修机来对电源工作状况进行监测并实时记录。UPS电源一般会涉及带有串口，利用电务维修机连接UPS电源的计算机通口，在其供给电源（交流220V）切断，开始使用电池电能后，电务维修机收到UPS掉电信号会转发调度监控机和上位机，上位机显示器提示车务运转人员有告警信息，并且上位机在40 min（UPS电池基本耗干）后告警没有解除的话，将数据保存后正常退出，进一步保证了联锁机和上位机的安全正常工作。 2.1.3引出电源监测线 从联锁柜子里面引出电源监控线，在车站电务段值班室需要接入一个UPS电源正常供电指示灯，当出现故障的时候，故障指示灯就会熄灭，令相关值班人员能第一时间反应，迅速处理故障，不让故障影响正常铁路运行。 2.2铁路信号电源监测系统重复稳压故障解决方案 在铁路运行中，若是不对电路进行改造，可以只是使用电源屏不稳定电压或者是单独从室内迁出一条不稳定电压，为UPS供电，如此一条零线一条火线的情况下，取代稳定电压供电后，UPS不再会引起故障报警。另有一种方式就是利用供电电压灵敏度非常高的UPS，则可以调节其灵敏度为低等状态，这样在稳定电压供电的情况下，也不会出现频繁报警了。 3结束语 铁路通信信号在经历着翻天覆地的创新和变革，铁路信号计算机和网络水平的不断提高，信号电源监测系统作为铁路信号的唯一监测平台，将会发生积极的作用。随着用户需求多元化发展，信号电源监测系统的发展前景形式大好。 参考文献： [1]林瑜筠.铁路信号智能电源屏[M].北京中国铁道出版社，2006.[2]铁路信号电源监测系统安全要求运基信号[2011]377号文件.中铁总公司，2011 2.1 合理整合课程内容与前修、后续课程相互衔接 体制调整后, 我院信号与系统课程由面向合训和直通车电类学员变为面向单纯的直通车电类学员开设, 课时也由50学时缩为40学时。直通车学员毕业后成为部队的技术骨干, 这就要求他们具有扎实的理论知识, 因此保证原有教学内容的完整性与课时缩减形成了一对矛盾。为了解决这一矛盾, 结合直通车学员的认知特点, 从整个课程体系上合理整合课程内容。如“连续系统的时域分析”和“离散系统的时域分析”, 这两部分内容的数学求解方法, 学员在前修课程“高等代数”中已经掌握, 因此在本课程中精简数学方法的求解过程, 重点放在其物理内涵的诠释;利用学员普遍文化基础好、感悟能力强的特点, 让学员通过类比的方法对这两部分内容进行课下自学, 教员再在课上总结主要知识点;“傅立叶变换和系统的频域分析”这部分内容是课程的核心内容, 考虑到后续课程“数字信号处理”专门研究离散信号的傅立叶变换, 因此本课程只讲授连续信号的傅立叶变换和连续系统的频域分析, 这不仅有效解决了内容和学时的矛盾, 还使得课程内容与前修、后续课程相互衔接, 避免教学内容的重复, 有利于学员构建完整的专业知识体系。 2.2 以应用为主突出课程的专业特色 信号与系统课程理论性强、概念抽象, 学员对其专业应用缺乏了解, 为了加强学员的综合实践能力, 以应用为主优化课程内容, 紧贴装备和工程应用, 实现教学内容的理论性、系统性向理论与装备和工程实践相结合的转变, 突出课程的军事性和专业性。对于不同专业的课程教学突出其专业特色、明确专业目标, 在相同的基础内容上给予学员不同的侧重, 使得学员明确自己所学专业课在本专业范围内的应用领域。比如对于通信专业的学员侧重通信信号与系统, 即信号传输内容的教学, 引入通信领域的工程案例, 如调制、解调;而对于电力工程专业学员, 则应侧重于信号的检测与分析, 如电站的谐波分析和电机的故障诊断。而雷达工程专业应面向信号的获取和处理, 如何获取信号、削弱信号中的多余成分、滤除混杂的噪声和干扰、将信号变换成数字系统可以处理分析和识别的形式。不同专业侧重不同内容, 可引导学员逐步建立起本学科的专业知识体系, 为其今后的工作岗位打下基础。 3 突出学员主体地位创新信息化教学模式 积极倡导“灵活多样、基于效果”的教学方法, 既继承传统的讲授式教学模式, 发挥“教”的主导作用, 又要确立信息化教学理念, 突出“学”的主体地位, 推行“问题式”“讨论式”“案例式”等教学模式。 3.1 以问题为线索培养学员创造性思维 “问题式”教学模式是以问题为线索, 按照提出问题→分析问题→解决问题的思路, 将学员置于一个一个问题之中, 启迪学员思维, 使之主动思考, 引导学员发现问题并解决问题。 “采样定理”是信号与系统课程中非常重要的一节内容, 在讲解时可采用“问题式”教学模式, 以问题串起本节内容:为什么采样?→采样信号时域发生了什么变化?频域发生了什么变化?→采样信号是否保留了原信号的全部信息?→采样频率应该为多少?→怎样才能恢复原信号?这几个问题环环相扣, 激发学员自觉思考、主动探索, 引导学员不断发现问题、提出问题、分析问题并最终解决问题, 培养学员的创造性思维。 3.2 围绕主题展开讨论加强师生互动 “讨论式”是一种进行知识信息交流, 智慧碰撞, 互相启迪的教学模式。[1]它的基本特征是将单向平面型的知识传递变为多向立体型交流, 扩大了教学空间, 使学员在讨论中接受知识, 激发思维, 增长智慧, 体现了“官教兵、兵教官、兵教兵”的互助精神。 教学过程中, 为了充分发挥学员的主动性, 每章结束安排一次讨论课, 把学员分为若干小组, 及时解决学员在学习过程中出现的困难, 鼓励创新精神。讨论选题可以是课程涉及的重要知识点、抽象的概念、几个知识点的综合, 也可以是工程实例、前沿知识, 但所遵循的原则应是一致的, 即以教学目标为导向。如, 学完“第四章傅立叶变换和频域分析”后, 以“频域分析的应用举例”组织讨论, 通过这些实例让学员对频域分析的概念和应用有直观的认识, 可以在今后学习和工作中将这些分析问题的方法应用到实际中。 3.3 以案例为牵引理论联系实践 “案例式”教学突出工程应用和工程背景, 加强理论和实践的联系, 培养学员工程应用能力。选取原则应紧扣课程的核心内容, 以利于课程核心概念、核心逻辑关系的理解和掌握;体现知识综合和科学创新, 具有可研究性, 以培养学员的学习兴趣和科学探索精神。雷达测距系统就是信号的卷积积分原理在装备上的应用, 从雷达向目标物发射一个射频脉冲波f (t) , 测量被目标物反射回雷达处的回波接收信号的时间延迟, 即可确定雷达与目标物之间的距离。[2]设从雷达向目标物发射单位冲激信号, 来确定在雷达和目标物之间一个往返地冲激响应h (t) , 则发射脉冲波的回波可用卷积积分表示为r (t) =f (t) *h (t) 。 信号与系统课程作为专业基础课, 它的案例教学应注意与专业课的区别, 不宜涉及工程实际的具体细节, 应侧重基本理论、基本分析方法在工程以及装备中的应用, 构建从基础理论课程步入工程专业课程的桥梁。 3.4 以课程设计和创新实践活动为载体培养学员的实践能力和创新能力 通过开展课程设计培养学员的实践能力和综合应用能力。以“语音加密器的设计”为例, 要求学员根据“信号与系统”所学知识, 并查阅相关文献, 设计所需系统框图, 并运用软件进行仿真, 展示设计效果, 最后形成书面报告, 写出设计的目的、原理、方法、结果以及不足和改进的方向。该课程设计涉及调制、解调、滤波等理论知识, 并把这些理论综合应用到语音处理实际问题之中。学员通过查阅资料、动手编程甚至搭建电路、撰写报告, 提高了实践能力, 也提高了计算机应用、论文写作等综合能力。引导学员积极参与课外创新实践活动、电子设计竞赛等活动, 提高学员学习探究的兴趣, 培养学员的创新能力, 从近年来参加学院“创新杯”电子大赛和全国大学生科技竞赛获奖情况看, 也证明了这一点。 4 积极开展教学资源建设为信息化教学做好保障 4.1 完善多媒体教学资源 多媒体课件为信息化教学提供了必要的手段, 它不是文字、图片简单的组合, 而是运用多种现代化技术手段, 集动画、文字、音频、视频、仿真等于一体, 把课程中抽象的知识具体化、形象化、立体化。在原有多媒体课件的基础上, 挖掘课程内容, 针对重、难点, 增加图片、音频、动画、仿真等多媒体素材, 充分发挥多媒体特有的艺术魅力, 激发学员的学习兴趣和求知欲, 调动学员的积极性和主动性, 引导学员探索知识和激励其思考。例如:利用Flash软件制作视频动画演示时域和频域的对应关系, 使学员对为什么从时域转换到频域分析系统更加明白;通过仿真演示卷积的图解过程以及物理意义, 解决了传统课堂教学难以直观表达的问题, 将抽象问题形象化, 增强了学员对知识的理解和记忆, 极大激发了学员的学习兴趣, 提高了课堂教学效果。 4.2 补充仿真实验教学资源 为使学员深刻理解和掌握信号与系统理论知识、培养工程实践和创新能力, 针对课程难以理解的一些抽象概念以及课程要求掌握的技术方法进行实验教学。我院一直采用课题组自行研制的实验箱进行实验教学, 通过实验, 锻炼了学员的动手能力, 但实验箱存在信号调节范围有限, 对信号与系统的理论体现不直观等不足。Matlab软件具有强大的数值分析及计算能力, 能使繁杂的理论计算变得易于实现, 结果也能可视化, 可使教学过程变得更加清晰直观[3], 因此补充基于Matlab的软件仿真实验, 形成实验教学软、硬双平台有机结合, 增加实验的灵活性, 突出实验教学的时效性和可观测性, 为学员搭建良好的实践平台。例如:卷积积分是连续信号与系统时域分析一章的重点内容, 它涉及信号的翻转、平移、分段确定积分上下限等, 用实验箱很难表现出来这些过程, 而利用Matlab软件通过编程不仅能演示卷积的过程, 还能很方便地得到卷积结果的波形。采用传统硬件与Matlab软件相结合的实验方式, 能够让学员熟悉硬件设备、测量仪器, 为课程的深入学习以及各项实践技能的提高奠定坚实的基础, 同时也锻炼了学员应用计算机解决工程实际问题的能力。 4.3 建设网络教学资源 充分利用现代化网络技术辅助课堂教学, 依托校园网创建信号与系统网络教学系统, 打破时空界限[4], 充分发挥学员学习的自主性, 以提高信号与系统课程的教学质量和教学效果。网络课程包括理论教学、实验教学、辅导答疑、课外学习四个模块, 理论教学模块提供课程的多媒体课件、电子教案、教学视频等教学资料;实验教学包括硬件实验指导、软件仿真程序以及软件仿真平台;辅导答疑模块提供试题库、作业题详解以及交互式辅导答疑;课外学习提供一些与课程有关的名人事例、工程案例、科研成果以及课程的前沿知识。学员可根据自己的学习情况自行下载电子教案、课件以及视频资料, 以便对重点、难点的章节反复学习, 以此作为传统课堂教学的补充;通过网上习题自测, 学员可随时检测学习效果;开设网上答疑, 可及时解决学生学习过程中出现的问题。课程网站的利用有助于教学资源的共享, 增进教员与学员之间良好的合作关系。 5 信息化教学改革效果评价 自实施教学改革以来, 我们通过座谈会和书面问卷调查方式对学员进行了2次调查, 所涉及的内容有:教学内容、教学方法、教学资源、教学效果以及对本课程的建议和意见等。调查结果表明:90%的学员认为教学内容的组织符合他们的认知规律, 87%的学员认为教学方法灵活多样, 89%的学员认为教学资源丰富有利于他们的自主学习, 学员对课程的学习兴趣由原来的80%提高到现在的95%, 随之表现出学习成绩的提高, 平均成绩和及格率分别由原来的75分和79%提高到现在的86分和87%, 有了大幅度的提升。从课堂效果看, 学员回答问题、交流互动的积极性提高了, 分析问题、解决问题的能力得到了提升。综合调查分析结果看, 绝大多数学员对课程的满意度较高。 6 结束语 在军校信息化教学改革的大背景下, 我们“信号与系统”课程组经过近两年的研究与实践, 课程信息化教学建设与改革取得了较大的进展。针对课时压缩、专业特点、技术发展科学合理地设置了课程内容, 在信息化教学理念的指引下, 重新修订了课程标准, 制作了形象化、立体化的多媒体课件, 完善了试题库, 开发了虚拟仿真实验平台, 建设了网络课程, 探讨并实践了“问题式”“讨论式”“案例式”等信息化教学模式。学员在信息化教学模式下充分利用信息化教学资源, 变被动学习为主动学习, 理论联系实际, 提高了发现问题、分析问题和解决问题的综合能力。教学改革是循序渐进的, 取得的成绩是阶段性的, 因此在以后的教学过程中, 要吸取各院校研究新成果, 不断加强教学交流和研讨, 使信号与系统课程逐步形成具有我院特色的优质课程。 参考文献 [1]吕云峰, 李雪松.军校教员教学能力训练教程[M].北京:海潮出版社, 2008. [2]金波, 张正炳.信号与系统基础[M].武汉:华中科技大学出版社, 2013. [3]沈晶, 陈明生, 周元元.Matlab语言在信号与系统实践教学中的应用[J].合肥师范学院学报.2014 (3) :78-80. 【信号与系统课程学习体会】推荐阅读： 信号与系统实验四01-09 黄淮学院信号与系统12-23 信号与系统matlab实验01-18 信号dcs系统学习总结10-10 信号系统matlab实验07-27 高速铁路信号系统介绍12-04 信号分析与处理实验报告10-21 测试信号的分析与处理02-11 信号处理课程设计报告02-07 数字信号处理学习心得03-01信号与系统课程学习体会 篇10
信号与系统课程学习体会 篇11
信号与系统课程学习体会 篇12
信号与系统课程学习体会 篇13
信号与系统课程学习体会 篇14
信号与系统课程学习体会 篇15
