信号与系统复习提纲

第一阶段:扫除盲区(优先攻克 Ch6 & Ch7)

原因: 你说这两章不懂,但这部分概念在大题(如采样恢复)和填空选择中是必考的,而且一旦理解了,拿分很容易。

1. 第七章:采样 (Sampling)

  • 核心逻辑: 采样就是频谱搬移。
  • 必懂概念:
    • 奈奎斯特采样定理: $\omega_s > 2\omega_m$ (或者 $f_s > 2f_{max}$)。这是送分题,必须拿住。
    • 频谱混叠: 如果采样率不够,频谱会叠在一起,画图时要注意。
    • PPT难点攻克: “采样与重建过程的数学分析”。
      • 动作: 这一块不要死记硬背公式,要会画图。复习时,在草稿纸上画一个三角形代表$X(j\omega)$,然后画出采样后的$X_s(j\omega)$(就是无数个三角形周期延拓),最后画一个矩形框(低通滤波器)把它滤出来。
  • A4纸准备: 抄上理想采样的频谱公式、重建公式(Sinc插值公式)。

2. 第六章:时频特性

  • 核心逻辑: 系统不失真传输的条件。
  • 必懂概念:
    • 无失真传输条件: 幅频特性是常数($|H(j\omega)| = K$),相频特性是过原点的直线($\angle H(j\omega) = -t_0\omega$)。这意味着输出信号只是输入的延时和缩放。
    • 物理含义: 幅度失真 vs 相位失真。
  • A4纸准备: 把无失真传输的$H(j\omega)$数学表达式抄上去。

第二阶段:强化计算与类比(Ch9 Laplace & Ch10 Z变换)

原因: 你熟悉Laplace但Z变换一般。这两者是高度平行的,放在一起复习效率最高。这部分通常占据计算大题的半壁江山。

1. 建立映射关系(Z变换突击)

  • 复习策略: 不要把Z变换当新东西学,它就是离散版的Laplace。
    • $s$平面 $\leftrightarrow$ $z$平面
    • 虚轴 $\leftrightarrow$ 单位圆
    • $Re[s] < 0$ (左半平面稳定) $\leftrightarrow$ $|z| < 1$ (单位圆内稳定,注意:如果是因果系统,极点要在单位圆内)。
  • PPT难点攻克: $X(z)$的极点与收敛域(ROC)的关系
    • 口诀: 右边信号(因果)ROC在极点外;左边信号ROC在极点内;双边信号ROC在环状区域。
  • 必练大题(70分主力):
    • 给差分方程 $\to$ 求$H(z)$ $\to$ 求$h[n]$(逆变换) $\to$ 求零极点画图判断稳定性。
    • 这套流程和Laplace里的 微分方程 $\to$ $H(s)$ $\to$ $h(t)$ 是一模一样的。

2. A4纸准备(抄什么):

  • 常用变换对: 尤其是带$n$的、指数衰减的、正余弦的Z变换对。
  • 性质: 初值定理、终值定理(最容易忘)、时域卷积定理($Y(z)=X(z)H(z)$)。
  • 部分分式展开法: 如果记不住公式,抄一个例题的过程上去。

第三阶段:稳固根基(Ch1 & Ch2 & Ch5)

原因: 你对卷积熟悉,但PPT里提到了“有始信号的卷积”是难点,容易在积分上下限翻车。

1. 卷积 (Ch2)

  • 警惕点: PPT第8页提到的公式 $x_1(t-t_1) * x_2(t-t_2)$ 的新起点是 $t_1+t_2$。
  • 做题策略: 计算题中,如果遇到复杂的卷积,先看能不能用拉普拉斯变换做(时域卷积=频域相乘),然后再逆变换回来。通常比直接积分快且准。

2. 信号与系统性质 (Ch1)

  • 必考点: 线性、时不变、因果、稳定的判断。
  • A4纸准备: 抄上判断“线性”和“时不变”的标准步骤(先移位后变换 vs 先变换后移位)。

3. DTFT (Ch5)

  • 既然不考CTFT,那DTFT可能会考一点。
  • 重点: 频域的周期性(周期为$2\pi$)。
  • A4纸准备: 几个关键的DTFT变换对,比如矩形窗 $\leftrightarrow$ $\frac{\sin(\omega N/2)}{\sin(\omega/2)}$ (这是离散Sinc,稍微复杂点,建议抄上)。

第四阶段:A4纸“小抄”制作指南(黄金战术)

这是半开卷考试的胜负手。不要抄你熟记于心的(如欧姆定律级别的公式),要抄**“考场上紧张容易忘”“推导麻烦”**的东西。

建议分区布局:

  • 左上角:常用变换对列表
    • Laplace对(特别是 $t^n e^{-at}$ 这种)。
    • Z变换对(特别是 $n a^n u[n]$,$\cos(\omega_0 n)u[n]$ 这种)。
    • DTFT对。
  • 左下角:关键性质
    • 移位性质(时域移位对应频域乘指数)。
    • 微分/差分性质。
    • 初值/终值定理。
  • 右上角:系统稳定性与结构
    • $H(s)$ 稳定条件:极点在左半平面。
    • $H(z)$ 稳定条件:极点在单位圆内(模<1)。
    • 二阶系统的结构流图(直接II型等,PPT里如果有框图,抄一个通用的)。
  • 右下角:采样与杂项
    • 采样定理条件。
    • 三角函数积化和差公式(计算卷积或逆变换时经常用到)。
    • 欧拉公式($e^{jx} = \cos x + j\sin x$)。

综合复习日程建议(假设还有几天考试)

  1. Day 1 (攻坚):

    • 专注 Sampling (Ch7)Z变换 (Ch10)
    • 找3-4道包含“采样-恢复”的题目做。
    • 找3-4道“差分方程求系统响应”的Z变换大题做。
    • 目标: 弄懂采样图怎么画,Z变换ROC怎么定。
  2. Day 2 (巩固):

    • 复习 Laplace (Ch9)系统框图
    • 做几道电路图转S域模型的题,或者框图求传函的题(梅森公式如果学了就复习,没学就用中间变量法)。
    • 目标: 确保计算绝对正确,熟练使用部分分式展开。
  3. Day 3 (扫尾与制表):

    • 快速过一遍 Ch1, Ch2, Ch6 的概念(选择填空题主要来源)。
    • 制作A4纸。一边写一边默念公式,这是最好的复习。
    • 做一套往年真题,模拟考试时间。

针对70分计算题的预测

根据华科(HUST)这种硬核课程的风格,4道大题大概率分布在:

  1. 时域分析: 卷积积分(可能涉及阶跃信号、分段信号)。
  2. 连续系统复频域分析: 电路或框图 $\to$ $H(s)$ $\to$ 零极点/稳定性 $\to$ 逆变换求 $h(t)$ 或响应。
  3. 离散系统Z域分析: 差分方程 $\to$ $H(z)$ $\to$ 频率响应 $\to$ 稳态输出。
  4. 采样或综合题: 信号采样后的频谱分析,或者CTFT/DTFT的性质应用(虽然说不考CTFT,但它是采样的基础,注意审题)。

总结: 你的底子不错,只要把Z变换拉到和Laplace同一水平,再把采样的概念搞定,配合一张精心准备的A4纸,这门课拿高分不难。多动笔算,少看书看PPT!

Licensed under CC BY-NC-SA 4.0
Built with Hugo
Theme Stack designed by Jimmy