“信號與系統”課程中關于信號相位譜的分析

王法松

(鄭州大學 信息工程學院，鄭州 450001)

0 引言

“信號與系統”課程是電子信息、通信、自動控制等本科專業的一門重要專業必修課程，從開設至今，在國際上已經歷了近七十年的歷史。該課程在整個本科教學體系中，具有舉足輕重和承前啟后的作用，向前承接著“高等數學”“線性代數”“概率統計”和“電路”等重要基礎課程，往后銜接著“數字信號處理”“通信原理”“隨機信號分析”和“自動控制原理”等重要專業基礎課程。相對于其他課程而言，由于該課程涉及到較多的數學知識，比較抽象，理論難度較大。

該課程在內容上主要涉及連續和離散時間信號及相應的線性時不變系統的時間域和變換域的相關理論分析。在學習上，同學們需要在理解課程所涉及的物理背景和數學原理的前提下，能夠應用這些數學工具描述和分析連續和離散時間信號及相應的線性時不變系統的具體問題。在教學上，為了突破學生由于數學知識的不足而造成的對“信號與系統”課程中的一些教學重點和難點的分析障礙，已出現大量的使用Matlab等軟件進行相關教學的大量嘗試和研究[1-2]。在這些研究中，特別地，針對信號的傅里葉分析的研究較多，但是大部分都是針對信號的幅度譜展開討論，而相應的專門針對信號相位譜的研究和分析卻鮮有涉及。同樣地，在教學過程中，由于幅度譜具有直觀的物理含義，較容易被廣大同學理解和接受，而相位譜卻不然。然而，在信號的頻域表示中，幅度譜和相位譜具有同樣重要的地位，在一些具體的應用問題中，信號的相位譜信息包含了原始信號的絕大多數甚至全部信息[3-6]。……