“信号与系统”课程中关于信号相位谱的分析

王法松

(郑州大学 信息工程学院，郑州 450001)

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“信号与系统”课程是电子信息、通信、自动控制等本科专业的一门重要专业必修课程，从开设至今，在国际上已经历了近七十年的历史。该课程在整个本科教学体系中，具有举足轻重和承前启后的作用，向前承接着“高等数学”“线性代数”“概率统计”和“电路”等重要基础课程，往后衔接着“数字信号处理”“通信原理”“随机信号分析”和“自动控制原理”等重要专业基础课程。相对于其他课程而言，由于该课程涉及到较多的数学知识，比较抽象，理论难度较大。

该课程在内容上主要涉及连续和离散时间信号及相应的线性时不变系统的时间域和变换域的相关理论分析。在学习上，同学们需要在理解课程所涉及的物理背景和数学原理的前提下，能够应用这些数学工具描述和分析连续和离散时间信号及相应的线性时不变系统的具体问题。在教学上，为了突破学生由于数学知识的不足而造成的对“信号与系统”课程中的一些教学重点和难点的分析障碍，已出现大量的使用Matlab等软件进行相关教学的大量尝试和研究[1-2]。在这些研究中，特别地，针对信号的傅里叶分析的研究较多，但是大部分都是针对信号的幅度谱展开讨论，而相应的专门针对信号相位谱的研究和分析却鲜有涉及。同样地，在教学过程中，由于幅度谱具有直观的物理含义，较容易被广大同学理解和接受，而相位谱却不然。然而，在信号的频域表示中，幅度谱和相位谱具有同样重要的地位，在一些具体的应用问题中，信号的相位谱信息包含了原始信号的绝大多数甚至全部信息[3-6]。……