资源描述
<p>第一次课:
自我介绍
课程安排
1. 自己考研的一些经历,时间安排,复习重点
复习时间安排:总共复习100天,每天半小时——1个半小时,越到后面花时间越少
每天复习内容:部分公式推导,题3道左右,题仅限历年考题,不再做多余的题,重点在于通过做题还有自己推导公式,使自己对公式理解深刻,运用灵活
专业课特点:知识点少,用时少,分数高,是考验取得好成绩的可靠保障
考试要点:考前不用大量训练,但需要全面的回顾知识点及题型;考试时,题量小,所以切记急躁,宁可做慢一点,因为大片大片地做错再去改非常影响考试状态;专业课考试没有难题,考的是细心。
2. 基础,基本概念,基本函数(离散的部分比较简略)
2.1系统:
其实就是一个函数(…)。它与输入信号相卷积得到输出信号,做题时,知道系统就是,就可以了。重点把握:形如的信号经过系统后的表达式为,这也是FS的意义所在;另外要会列电路频域方程,解电路的部分放在讲题的地方统一讲
2.2特殊函数:
2.2.1,,只需记住这个,具体定义不管
,
,这两个式子很少考,作为了解
用于移位:,因为式中只能为时被积函数才不为0
用于积分:,式中时被积函数不为0
离散情况类似,求导对应差分,积分对应求和,不再重复
2.2.2 ,极其常见,用于各种地方,如基本公式,FS,移位等。
为周期函数,周期为
怎样理解它的周期性?若周期为N,则,则必须是的整数(m)倍,所以,否则为非周期。离散的情况不是很重要,考的几率很小,但要理解
欧拉公式:,我一般记这个表达式,因为用得较多,尤其用于信号的调制(时域做乘法,频域向两边移位移位),反变化较少使用
2.2.4 冲击串,很重要的函数,后面会细讲
2.3卷积的性质:
基本公式一般有两种应用:公式型的证明题;已知图形,求卷
除以上应用,也可能直接求,因为加法比较容易算
运算律同四则运算:分配,交换,结合
卷积最重要的性质:时域卷——频域乘,时域乘——频域卷(注意系数),利用这个知识点与奇异函数的性质可以得到移位,微分,积分等性质。估计一半以上的题都多少会用到这个性质。
3. 各种变换,推导过程讲一部分,主要讲公式间的联系以及应用
FT与FS联系,FT与LT联系,DTFT与ZT联系,LT的收敛域与ZT收敛域的联系,单边变换与双边变换的联系,入手点还是最基础的FT
3.1 FT
3.1.1基本变换式:
这个是最基础的东西,应用非常广,这个记不住就别考了,在一些其他公式记不清的时候,用这个去推,熟练后是非常快的
3.1.2,
推导:
常用于已知频域函数反求时域:先拆成简单因子相加的形式,如,再严格套用上面的公式
3.1.3,基础,注意的频域表达式
,看到就该想到这个,想要少记一个公式也可以通过去推导
,常用于移位,之所列出第二个公式,是由于在题中,时域往往要乘上,再用欧拉公式…………
之前已提到:卷积等效于移位;通过这些联系,避免记错移位方向及正负号
3.1.4应用欧拉公式,的性质即可得到,这里有两点需要注意:一是要注意系数,欧拉公式本身有系数,再加上存在系数,所以有,而这个变换往往应用于信号调制,即,时域乘法对应了频域卷积,所以有;第二要注意sin变换中的j的位置和正负号的问题,,我一般习惯把j放在分母,这样,正半轴为正冲击,负半轴为负冲击。可以按自己的习惯来,但这两点一定要注意,非常容易出错。
3.1.5门函数,门函数
首先要把系数记牢,其次要记得门限为,而没有
由于图形简单,有图的题里经常出现,可以算是必考,考到注意多用用图形
3.1.6冲击串-采样函数
最重要的用途:通过卷积,将非周期与周期信号联系起来,通过乘法,将连续与离散信号联系起来,不过多一个的增益。常出现于公式推导型证明题,画图题
做周期信号的FT,,一般能量无限信号的FT是没有意义的,但是周期信号还是可以通过上面这样去求FT
3.2 FS
FS与FT的联系:设,则有:
由于FS限于周期信号,所以没什么需要记的变换对,考试基本也仅限于它的基本变换公式
3.3 LT
3.3.1正变换掌握,反变换只需了解
3.3.2注意由时域求频域有唯一表达式,但需标明收敛域,而由频域求时域的时候,根据收敛域不同(右边、左边、右边+左边或有限信号,没有无限信号),会求出不同的时域表达式,如:
收敛域为,则为,若为,则为,一般考题收敛域以大于为主(一般都是因果的),但小于的情况也必须知道。另外,这个a一般为实数,不需a>0,与FT区别
3.3.3
推导:第一个只需记住,同时注意与FT的频域相区别;第二个推导过程:由这个推导得到的启示在于,每当我们在做题时看到如下形式,要求LT变换时(一般比较小,其中为已知的,常用的变换对),应该想得到用求导的方法。另外,第二个公式很少会考到,推导也简单,可不记。
3.3.4
推导,很容易得到,熟悉推导过程,注意区别,避免记错分子。
考试中可能遇到的变换对,一定可以根据基本公式和常用变换对再加上移位、求导、积分等性质得到,注意掌握他们的特点,下面只列出已知频域求时域的情况:因子求导;积分;移位;;
3.3.5收敛域。不包含极点,一般先求出极点,然后根据时域信号判断,右边信号-->极点右边,左边信号-->极点左边,双边信号-->两极点之间(这里举个3个极点的例子),有限信号,能量有限-->全域;此外,注意两个性质,因果-->右边,稳定(有FT)-->包含jw轴
3.3.6画图,举例,我一般习惯将式子化为这种形式(分母常数项为1),因为画图中要用到积分器。分为分子分母画图,然后结合
3.3.7单边LT可不写收敛域,凡是求都可以通过变为求,例求的单边变换
不严密推导:
便于理解,强化记忆
,解电路
推导:
单边变换应用较少,只需记住基本概念和上面两式
3.4 ZT
反变换不管
,基本公式,收敛域不同,推导过程其实就是简单的序列求和,一般也是右边序列使用较多,其他可根据这个来推导
收敛域,性质类似于LT,但对于有限信号,可能不包含0点和无穷点
画图,同LT
单边ZT
下面给一个简单推导便于理解
举例
这个比单边LT还冷门,基本就不会考,掌握基本概念就够了
3.5 DTFT(不重要)
一般变换对参照Z变换,将Z换成得到,如:
,
另外注意频域一定为周期信号,例如
4. 一些性质
4.1 线性,略
4.2 时移,频移
联系函数,注意正负号,考试中会频繁使用
4.3 对偶,卷积
对偶步骤:变为,变为,变换后的频域乘上,有时题上要求的东西和我们所记的公式形式相反,这时用对偶的方法可以快速求出对应的公式。
卷积定理不再重复
4.4 奇偶虚实
由于,且对于实信号推出其他公式:
看到求实部虚部的题就用这个了
4.5 尺度
考得较少,记一下
4.6 微分,积分
微分通过基本公式可以推导求,例如
,应该熟悉这个过程,以免正负号记错
积分通过奇异函数来求,例如
注意与LS区别,同时,LS更常用一些
做题过程中,对于积分微分不能直接求的信号,都是转换为另一域来求
4.7 能量守恒,初值终值
以上三式,注意区别,尤其是FS,凡是发现对信号的平方求积分,必定会用
以上两式,只用于时,信号为0的情况,用得很少,稍微记一下
第二次课:
讲题,详讲一道,其余略讲
给出的解题思路也是,一道详细,其余简略
范围:2009—2010真题
另外,下面的解题思路都是我在看答案前自己的想法,有些地方和答案不同,大家可以进行对比。
题型1:推公式证明题,给少量已知条件,(1)证明一个等式;(2)计算一个表达式
(2009—4,2010—7)
常用:基本变换公式;;积分;求和;卷积
2009-4:已知
(1)证:
(2)求
思路:(1)等式左边是一个周期信号,等式右边是求和,并注意因子。由此可以想到FS的基本公式。因此只需证明;
(2)证明题两问一般都会联系,考虑用(1)的公式来解。看到都有求和,我们考虑把代入(1)式,观察发现只能代入右边的部分(一个小技巧,求和因子为,而等式右边也为,多半是右边)。另,带入后得
,为得到我们要求的式子,需使,得到
,因此我们需要得到的表达式,考虑到,通过反变换得到(这个算是比较典型的变换对,可以记住,也可以拆分推导出)
最后得到
2010-7:已知
(1)证时,
(2)若,算
思路:(1)首先,考虑到第一问里有很多卷积,条件中的积分含因子,因此也变为卷积。我发现直接求似乎并不复杂,于是有了以下的尝试:
对比以上两式,发现只需证,通过频域即可得证()
(2)通过频域,画图。
题型2:关于系统的题,往往已知关于系统的一些条件以及输入,求或某些特殊式子,如能量(2009-5,2009-9)
常用:基本变换对中的,三角函数和门函数;时频对应关系——卷积和乘法,往往换一条道路解题会简单很多;题稍难的时候再反变换时可能用到积分微分相关性质
2009-5:已知,(图画黑板上)
(1)求,画
(2)若,求
思路:(1)无需思路,直接求
(2)看到平方的积分,且明显频域信号更简单,用能量公式。根据所记变换对,的门限为,幅度为1,,代入能量公式:
,这种属于送分题,仔细点就可以了,比如的变换,能量公式的系数,往往做题做高兴了就容易出错。
2009-9:已知,,因果稳定
(1)求
(2),比较与大小,说明原因
思路:(1)可以通过频域求,但是考虑到输入为的形式,求输出的时域,输出为,所以有
同理,。
(2)要比较的是时域幅度增益与延时,将变为的形式,得到,同时已知,带入得。时延为,单调减函数,所以
题型3:画图求解的题,一般也必定会涉及系统,利用图形求或某些特殊式子,一般这种题用画图解会很简单(2009-7,2010-4)
常用:时频——卷积和乘法的转换,图形求卷积,图形的移位、尺度变换等,门函数,三角函数,即图形的周期化(总的来说,和题型2用到的差不多,因为都是关于系统的题)
2009-7:,且如图
(1)画出的频谱
(2)求的表达式
(3)画出的图
思路:(1)周期化,三个要点:正负号,幅度,周期
(2)截取一段,反变换,
(3)时域为方波,频域很复杂,因此还是用时域,,,画图
2010-4:已知
画出,求
思路:此题画图时有一点比较特殊,就是在周期化的时候,周期小于信号宽度,因此会产生重叠。然后通过截取一个周期,反变换得到
题型4:电路。实际就是求,再进行一些后续运算,不过通过电路求稍微特殊一点,所以单独列出(2009-8(2010-6和此题几乎一模一样,除了求的方式变为微分方程。由此也可以看出,电路仅仅是用来求,不再涉及更难的运算,而后续的几问只是单纯的计算问题))
常用:电路频域图;基本的解电路方法,串联分压,并联分流
2009-8:如图,已知,电流输入,电压输出
(1)求。讨论如何选择取值,使极点为复数
(2),求最大值,指出
(3)令,且,R、L、C不变,求-3dB带宽
思路:(1)主要是画频域图与解电路,。对于本题,则有,极点为复数,则,
(2),,求导求最值,得,
(3)要求,令,解得,根据已知条件,取左右两点,所以,
关键是解好第一步,其余是数学问题。
题型5:通过微分、差分方程求系统函数,画方框图,零、极点图,判断收敛域,是否因果,是否稳定;一般这些还不够一道题的分量,所以还要加一点其他运算(2010-9,2010-6,2009-10)
常用:标准方框图的画法,零极点图画法;各种判决准则;常用变换对
2010-9:已知线性因果系统
(1)画图零极点图,指出系统是否稳定
(2)求系统单位阶跃响应
(3)输入,计算
思路:(1)求得,画图
(2)显然,用时域求和方法很复杂,因此用频域,,做乘法后拆分为
(3)用能量公式,分别考虑,比较复杂,为1,所以变为,由于复杂而非常简单,因此再用能量公式,得。
这一问很好地考察了频域和时域的灵活转换,所以做题时,遇到某一域比较复杂时,与其耐心地解出来,不如花一点时间考虑另一域是否简单。
2010-6:已知因果系统
(1)求,画方框图;
后面两问省略,和前面一样
2009-10:这个不讲了,大同小异
题型6:纯计算题,主要都是单纯地根据已知条件去求某些表达式的值,有些很简单,有些需要灵活运用所学知识(2010-5,2009-6,2010-8)
常用:各种性质
2010-5:已知,如图
(1)求
(2)另,计算
思路:(1)这一问显然不需要用图形去求解,由于已知条件只有,先把他转换为表达式,如果没有,则时域非常容易得到,用一个门函数,则,。这题也可以直接用基本公式去求,稍微复杂一点。
(2)看到要求的表达式,想到用频域去求。尺度变换得到,频域做卷积,通过图形得到时为1。笔记上用的是奇偶虚实的性质,难易度差不多,感觉要难想到一点。
2009-6:已知离散时间LTI系统(1)若在区间外,则在区间一定有;(2)若,则;(3)单位阶跃响应有:
(1)计算,并画图;
(2)画系统方框图;
(3)若,求
思路:(1)根据条件1,通过画图,得到从0到2。根据条件2,得到。根据条件3,得到,所以。
(2),图略。
(3)
第一问是这道题特别的地方,后面都已讲过了。
2010-8:已知
(1)求并画图;
(2)若,画出的图。
思路:(1)看到因子,能想到的变换对只有一个,,因此进行变换,通过移位、积分的性质可以得到,到这一步,就可以很容易地得到图形,同时还可以进一步化简为。我在做这一题时没有想到也有与其对应的变换,而是严格的套用公式,还是能够得到正确结果。
(2)图形都很简单,因此直接用图形求积分,题上不要求的表达式,因此没必要写出。
2010-10:已知
(1)求与的关系;
(2)证明最大值为;
(3)若,求表达式以及。
思路:(1)形式像卷积,但差个负号,因此做变换,相当于,因此。
(2)完全是个数学问题。几乎没有任何已知条件,我们需要构造一个显然成立的不等式,往往考虑“平方>0”的形式,结合本题,考虑,展开后得到,得证。
(3)时域卷积明显不好算,用频域,用到第一问的结论,则
,因此。由于Z变换反变换不要求,不可能通过频域来求,因此直接用时域求,因此有
第三次课:
题型1:证明题。
2008-4:设,且,,。
(1)试证明:;
(2)设,,计算的值。
思路:(1)令他们的FT为,则有,同时,看到没有平方的一个简单积分如的形式,应该立即想到想到,因此我们得到,所以,所以。
注:笔记上用基本公式求,显然比较复杂。
(2)用到上一问的结论,由于,
所以
注:证明题中,后面的小问最容易用到前面的结论,使得解答过程变得很简单。否则,以此题为例,若想先求出,再利用来解,求的步骤会比较复杂。
题型2:关于系统。
2007-5:已知系统如图。
(1)当时,求;
(2)当,求并画粗略图形。
思路:(1)此题唯一需要注意的就是系统的相位问题,在明白这一点的前提下,先求出
,相当于时域右移,因此得到
(2),由于得部分在门限以外,所以可以忽略。因此,化简
2008-9:系统如图。
(1)求单位阶跃响应,并画图。
(2)若输入,画出的波形。
(3)若,求输入因果信号。
思路:(1)直接把代入系统,则,为一方波,积分后明显要分段,,图略。
(2)由线性,,不用求表达式,直接画图。
(3)需要求到系统单位冲击响应,输入,得到,所以,同时求出,所以得到
,其中用到了条件“输入因果信号”。
注1:开始做第(3)问时也考虑过直接用时域,但是发现得到以后,由于其波形并不特殊,,并不好求,观察法既不容易看出结果,也不够严谨,所以才考虑用频域。
注2:第(3)问结果与笔记不同,笔记上的解答似乎看错一个正负号,其结果对应于,同学们可以下来仔细看看。
题型3:画图题。
2008-7:已知条件如图
(1)画出的频谱。并求表达式。
(2)画出的频谱。
(3)设计理想低通滤波器,使。给出的图形和截止频率的可选范围。
思路:按照系统由输入到输出的顺序,依次画图,由于题中用到,注意符号的问题。
题型4:电路。
2006-6:LTI电路如图
(1)求,如何选择R、L、C的关系才能使阶跃响应不产生振荡信号?
(2)若R=2,L=1,C=1,求单位冲击响应。
(3)求阶跃响应的初值和终值。
思路:(1)画出频域图,根据串联分压,。要使阶跃响应不产生振荡信号,则极点为实数(我也没管为什么,当时就这样记了)。容易得到。
(2),实际的系统肯定是因果系统,这相当于一个隐藏的条件。,。
(3)根据初值终值定理,需要得到,,
题型5:微分、差分方程,零极点,收敛域,方框图相关问题。
2008-8:已知双边信号,为有理分式并仅有两个极点和一个零点,分布如图,且。
(1)求的表达式。
(2)若另一因果信号,,画出的零、极点图,求。
思路:(1)由条件,根据图与,得到
根据收敛域,得。
注1:答案与笔记不同。
(2)根据性质,因果信号—>右边信号,有频谱说明包含轴。考虑前面用到过的式子,,可以看出在零、极点以及幅度绝对值相等时,频谱幅度相等。所以,再求反变换。
注2:笔记上采用全通函数,
注3:笔记上的答案只有,并且注明只有这种情况才给分。但是若给出全通函数,就可以得到另外一种结果。
2008-10:已知因果离散序列
(1)求的Z变换,画出收敛域,零极点图。
(2)将输入差分方程如下的因果系统:,计算系统零状态响应在处的数值。
思路:(1)我们记的常用变换对只有,其他的都是直接用基本公式求。看到题中的表达式,需要先化简:。由此,我们得到。。
零点:无穷大,则,注意是8阶的;
极点:,,所以图略。
注1:我们往往习惯于的形式,即连续的形式,遇到离散往往做起来会觉得比较别扭,应该要通过练习来习惯。
注2:,,一般从左向右大家会觉得很简单,并且根本不需要记。而由于LT和ZT反变换基本式是不要求的,所以在做反向运算的时候,没有记住这个公式会比较恼火,这里建议还是背下来。
(2),,零状态响应,所以。
题型6:计算。
2008-5:已知实偶信号。
(1)计算的能量。
(2)令,求表达式,画出频谱相位图。
(3)令,计算。
思路:(1)算能量用能量公式:
(2)由,得到,。
,因此相位只有两个值,当时,相位为,当时,相位为,图略。
(3)由
。若不用此方法,直接进行计算,则有,不好算。
2007-8:某连续时间稳定实系统单位冲击响应满足如下条件:
(a)为偶函数;
(b)有四个极点,没有零点;
(c)的一个极点在
(d)。
试求,并说明该系统是哪一类滤波器。
思路:由于我们所熟悉的奇偶虚实性质都是对于FT而非LT,所以可以自己推导LT的性质。
首先,为实,则有。
根据条件(a),
根据条件(b),有。
根据条件(c),有。
根据以上条件,已经可以确定四个极点的值,由于
,也是系统的极点。再由,得到,也是极点。
最后,根据条件(d),,。
为了得到滤波器类型,求出,低通。
注1:结果与笔记不同。
总结:
1. 求能量:,几乎是必用能量公式,甚至用两次。用了之后会发现积分非常容易得到。如2010-9,2009-5
2. 求积分:,复杂一点可能是。也不会让大家直接求,一般是通过这种变换来求(当然也可能有其他方法,但是推荐此方法),如2010-5。反之,求也应懂得变换,而不是直接算。
3. 求幅度,相位,。一般形式都比较特殊,如实数、纯虚、。若很复杂,往往只要求而不要求相位,直接用定义求即可。如2010-6,2009-5,2009-8
4. 已知微分、差分方程、电路图,求,并画方框图、零极点图、收敛域。此类题非常死板,记住方法即可。如2010-9
5. 已知,求一个中间信号,并且往往是求频谱并画图。这种问题中只可能是,偶尔也可能是。这些都是对频域的移位,应重点把握,注意移位后幅度,对于时尤其注意。比较难的情况在于移位的幅度小于的宽度,这种时候要画清楚坐标,以免出错。如2010-4,2009-7
6. 根据已知条件求离散信号(或信道冲击响应)。由于离散图形比较直观,最好结合图形来分析。如2009-6
7. 证明题第一问,几乎都和卷积有关,所以往往需要灵活变换时域与频域;证明题的第二问,几乎必用第一问结论,而且不用就会很难做。
8. 方波(低通滤波器)。无论时域还是频域,方波出现在哪边就通过哪边进行计算。
9. 反变换时,LT常出现,因此以LT为例:求导;积分;移位;;;。不仅如此,我们还需要知道如。总之,通过拆分、积分、求导、移位和已知变换对灵活解题。
10. 所有知识都应该牢记并能推导,仔细做题。</p>
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