信号与系统（MATLAB版 微课视频版 第2版）教案 第5章 离散时间信号与系统的时域分析 导学案

第5章离散时间信号与系统的时域分析课前导学案学习目标1.培养学生精益求精、团队分工合作和追求卓越的工匠精神。2.培养科学性与价值性、知识性与思想性的辩证统一以及规矩意识和系统观。3.掌握离散时间信号与系统的基本概念、基本理论和基本知识，初步认识如何建立离散时间信号与系统的数学模型，从时域的角度分析求解，并对所得结果给予物理解释、赋予物理意义。4.培养数学概念、物理概念与工程概念的统一。学习要求1.了解离散时间信号的定义与时域特性。2.掌握在时域中求解离散时间信号的各种变换，包括反折、时移、尺度等。3.掌握在时域中求解信号的各种运算，包括信号的相加、相乘、数乘、差分、累加和、倒相、卷积和等。4.掌握学会建立简单离散系统的数学模型—差分方程，并会求解。5.理解画离散系统的时域模拟图。6.理解离散系统状态与初始状态（初始条件）的意义和内涵。7.掌握离散系统的零输入响应、零状态响应、全响应、单位脉冲响应的求解方法。学习重点1.常用离散信号及其时域特性。2.离散信号的时域变换与运算，特别是卷积和的运算。3.离散系统的数学模型—差分方程。4.离散系统响应（零输入响应、零状态响应、全响应、单位脉冲响应）的时域求解方法。学习难点1.卷积和的运算。2.离散系统响应（零输入响应、零状态响应、全响应、单位脉冲响应）的时域求解方法。任务安排观看视频课5.1.1离散时间信号的定义与描述内容：1.离散时间信号的定义2.离散时间信号的描述问题：1.如何由表达式画波形，或由波形写出表达式？2.与连续时间信号定义、描述方法有何异同？观看视频课5.1.2离散时间信号的时域变换和运算内容：1.变换：反折、时移、尺度变换2.运算：加法、乘法、数乘、累加和、倒相、差分问题：1.如何由求，或反之？2.如何由的波形画的波形，或反之？3.比较离散时间信号的各种时域运算与连续时间信号的对应运算。观看视频课5.1.3常用的典型离散时间信号内容：1.单位样值序列2.单位阶跃序列3.单位矩形序列4.斜变序列5.实指数序列6.正弦序列7.虚指数序列8.复指数序列问题：1.常用典型离散时间信号的表达式、波形及时域特性与相应的连续时间信号有何异同？观看视频课5.2.1离散时间系统的定义和性质内容：1.定义2.性质：线性、时不变性、因果性问题：1.离散时间系统如何定义？有哪些性质？各性质如何判断？观看视频课5.2.2离散时间系统的数学模型和时域模拟5.2.3两种描述方法之间的转换内容：1.离散时间系统的数学模型—差分方程2.离散时间系统的时域模拟—方框图3.两种描述方法之间的转换问题：1.离散时间系统有哪些描述方法？与连续时间系统异同？2.两种描述方法如何互相转换?观看视频课5.3.1差分方程的递推解法和时域经典解法内容：1.递推法2.时域经典解法问题：1.齐次解、特解、完全解如何求解？初始值如何确定？2.与连续时间系统经典解法有何异同？观看视频课5.3.2差分方程的双零解法内容：1.零输入响应2.零状态响应3.完全响应问题：1.零输入响应、零状态响应、全响应如何求解？初始值如何确定？待定系数如何求解？2.与连续时间系统双零解法有何异同？观看视频课5.3.3单位样值响应的定义与求解内容：1.定义2.求解3.利用判断系统的稳定性和因果性。问题：1.单位样值响应如何定义？如何求解？2.如何利用单位样值响应判断离散时间系统的稳定性和因果性？3.单位样值响应与单位阶跃响应的关系？观看视频课5.4.1卷积和的定义和性质内容：1.卷积和的定义2.卷积和的性质问题：1.卷积和如何定义？与连续时间信号的卷积积分有何异同？2.卷积和代数运算及其物理意义？移位特性？与、、等的卷积和？观看视频课5.4.2卷积和的计算内容：1.解析法2.图解法3.竖式法（对位相乘求和法）4.利用性质求解问题：1.解析式法如何确定求和的上下限？2.图解法的运算步骤？参变量在不同区间求和的上下限如何确定？3.竖式法如何确定时的值？序列长度间的关系？4.比较各种方法的优缺点。观看视频课5.4.3利用卷积和求系统的零状态响应内容：1.利用卷积和求系统的零状态响应。问题：1.复合系统总的单位样值响应如何求解？2.利用卷积和求离散时间系统的零状态响应的实质是什么？疑难问题小组讨论自己对有疑惑的知识点经反复学习，组长召集组员，一起进行讨论，每人都要发表见解，记录员记录地点、时间、问题、讨论结果，小组讨论后仍未解决的问题做好记录，提交给老师。注：组长1名、记录员1名、答辩员若干名。第5章离散时间信号与系统的时域分析课中导学案学习回顾考察学生的课前知识掌握情况，完成教材第五章的自测题。1.P294填空题(1-9)2.P295-297单项选择题(1-15)课前视频学习解答、知识点归纳11.针对学习回顾的作答情况教师给予点评。2.小组记录员将课前对知识点的困惑提出，师生进行互动讨论、教师解答问题。对学生共性疑难问题，教师集中讲授。3.知识点归纳：=1\*GB2⑴离散时间信号及时域特性=2\*GB2⑵离散时间系统及数学描述=3\*GB2⑶离散时间系统的响应=4\*GB2⑷卷积和重点难点的探究、达标检测自主探究1.正弦序列的周期性。2.P298：7(1)题的求解。3.P298：8(1)题的计算。小组协作1.卷积和图解法平移单位的分情况讨论，并讨论两个有限长序列卷积和的非零样值点的情况，以及它们的时域宽度及其之间的关系。举例说明。2.比较离散时间系统与连续时间系统的各响应的解法及其异同。成果交流（必选）每个小组总结分析小组协作内容，通过PPT等形式展示成果，汇报交流学习体验。课后作业画本章思维导图。1.作业：P297-P298基础题：1，2，3(1)(4)，