信號與系統(tǒng)（MATLAB版 微課視頻版 第2版）教案 第6章 離散時(shí)間信號與系統(tǒng)的Z 域分析

第6章離散時(shí)間信號與系統(tǒng)的Z域分析課前導(dǎo)學(xué)案（1）學(xué)習(xí)目標(biāo)1.培養(yǎng)學(xué)生精益求精、團(tuán)隊(duì)分工合作和追求卓越的工匠精神。2.培養(yǎng)科學(xué)性與價(jià)值性、知識性與思想性的辯證統(tǒng)一，強(qiáng)化規(guī)矩意識、系統(tǒng)觀和科學(xué)精神。3.理解z變換的定義、收斂域，掌握常用序列的z變換。4.掌握z變換的性質(zhì)及其應(yīng)用條件。5.培養(yǎng)數(shù)學(xué)概念、物理概念與工程概念的統(tǒng)一。學(xué)習(xí)要求1.理解z變換的定義、收斂域。2.掌握常用序列的z變換。3.掌握常用的z變換性質(zhì)。學(xué)習(xí)重點(diǎn)1.z變換的收斂域。2.z變換的性質(zhì)及其應(yīng)用條件。學(xué)習(xí)難點(diǎn)1.z變換的性質(zhì)及其應(yīng)用條件。任務(wù)安排觀看視頻課6-1-1z變換的定義內(nèi)容：1.理解z變換的定義和表達(dá)式，明確像函數(shù)和原序列的關(guān)系。2.理解逆z變換的定義和表達(dá)式。3.理解雙邊和單邊z變換的區(qū)別及其與因果序列的關(guān)系。問題：1.z變換與傅里葉變換有哪些相似之處？2.雙邊z變換和單邊z變換的區(qū)別？觀看視頻課6-1-2z變換的收斂域內(nèi)容：１.理解z變換的收斂域的意義２.掌握收斂域的求解方法３.掌握z變換收斂域的特點(diǎn)問題：1.為什么z變換存在收斂域問題？2.總結(jié)z變換收斂域有哪些特點(diǎn)？觀看視頻課6-2-1常用序列的z變換內(nèi)容：1.單位樣值序列的z變換2.單位階躍序列的z變換3.斜變序列的z變換4.單邊指數(shù)序列的z變換5.單邊復(fù)指數(shù)序列的z變換問題：1.單邊指數(shù)序列與單邊復(fù)指數(shù)序列有何異同？觀看視頻課6-3-1線性特性和時(shí)移特性內(nèi)容：1.z變換的線性特性2.z變換的時(shí)移特性問題：1.雙邊與單邊z變換的時(shí)移特性有何區(qū)別？觀看視頻課6-3-2z域微分和尺度特性內(nèi)容：1.z域微分特性2.z域尺度變換特性問題：1.思考z域的積分特性是怎樣的？觀看視頻課6-3-3時(shí)域卷積特性、初值定理和終值定理內(nèi)容：1.時(shí)域卷積特性2.初值定理3.終值定理問題：1.是否存在z域卷積特性？2.如何運(yùn)用z變換的性質(zhì)求序列的z變換？疑難問題小組討論自己對有疑惑的知識點(diǎn)經(jīng)反復(fù)學(xué)習(xí)，組長召集組員，一起進(jìn)行討論，每人都要發(fā)表見解，記錄員記錄地點(diǎn)、時(shí)間、問題、討論結(jié)果，小組討論后仍未解決的問題做好記錄，提交給老師。注：組長1名、記錄員1名、答辯員若干名。第6章離散時(shí)間信號與系統(tǒng)的Z域分析課中導(dǎo)學(xué)案（1）學(xué)習(xí)回顧考察學(xué)生的課前知識情況，完成教材第6章中的自測題。1.P341填空題（1-5）。2.P341-342單項(xiàng)選擇題（1-4）。課前視頻學(xué)習(xí)解答、知識點(diǎn)歸納1.針對學(xué)習(xí)回顧的作答情況教師給予點(diǎn)評。2.小組記錄員將課前對知識點(diǎn)的困惑提出，師生進(jìn)行互動討論、教師解答問題。對學(xué)生共性疑難問題，教師集中講授。3.知識點(diǎn)歸納：=1\*GB2⑴z變換的定義=2\*GB2⑵z變換的收斂域=3\*GB2⑶常用序列的z變換=4\*GB2⑷z變換的六個(gè)重要性質(zhì)=5\*GB2⑸z變換性質(zhì)的應(yīng)用條件重點(diǎn)難點(diǎn)的探究、達(dá)標(biāo)檢測自主探究1.z變換的定義和收斂域。2.根據(jù)z變換的定義和性質(zhì)求常用序列的z變換。小組協(xié)作1.z變換性質(zhì)（特別是時(shí)移性、z域尺度特性、z域微分與積分性、卷積定理以及初值、終值定理等）的應(yīng)用條件，完成例6-8的求解。成果交流（必選）每個(gè)小組總結(jié)分析小組協(xié)作內(nèi)容，通過PPT等形式展示成果，匯報(bào)交流學(xué)習(xí)體驗(yàn)。課后作業(yè)1.作業(yè)：P344基礎(chǔ)題：1，2（2）（4）（6），3（1）（3）（5）。2.學(xué)習(xí)下節(jié)課導(dǎo)學(xué)案。反饋評價(jià)、課后反思1.教師對學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果進(jìn)行評價(jià)。安排學(xué)生進(jìn)行反思、導(dǎo)學(xué)案留白完成。2.收集學(xué)生的反饋，根據(jù)評價(jià)結(jié)果與學(xué)生的反饋，進(jìn)一步優(yōu)化教學(xué)活動。第6章離散時(shí)間信號與系統(tǒng)的Z域分析課前導(dǎo)學(xué)案（2）學(xué)習(xí)目標(biāo)1.培養(yǎng)學(xué)生精益求精、團(tuán)隊(duì)分工合作和追求卓越的工匠精神。2.培養(yǎng)科學(xué)性與價(jià)值性、知識性與思想性的辯證統(tǒng)一，強(qiáng)化規(guī)矩意識、系統(tǒng)觀和科學(xué)精神。3.掌握z逆變換的定義和求解方法。4.掌握z變換與拉普拉斯變換的關(guān)系。5.掌握離散時(shí)間系統(tǒng)的z域分析，理解離散時(shí)間系統(tǒng)的頻率響應(yīng)。6.培養(yǎng)數(shù)學(xué)概念、物理概念與工程概念的統(tǒng)一。學(xué)習(xí)要求1.理解z逆變換的定義和求解方法。2.掌握z變換與拉普拉斯變換的關(guān)系。3.掌握離散時(shí)間系統(tǒng)的z域分析方法。4.理解離散時(shí)間系統(tǒng)的頻率響應(yīng)。學(xué)習(xí)重點(diǎn)1.z逆變換的定義和求解方法。2.離散時(shí)間系統(tǒng)的z域分析方法。3.離散時(shí)間系統(tǒng)的頻率響應(yīng)。學(xué)習(xí)難點(diǎn)1.z逆變換的求解方法。2.系統(tǒng)函數(shù)與離散系統(tǒng)因果性、穩(wěn)定性的關(guān)系。任務(wù)安排觀看視頻課6-4-1冪級數(shù)展開法（長除法）內(nèi)容：1.z逆變換的定義和三種求解方法2.冪級數(shù)展開法（長除法）問題：1.冪級數(shù)展開法有什么優(yōu)缺點(diǎn)？觀看視頻課6-4-2部分分式展開法內(nèi)容：1.部分分式展開法的基本步驟2.X(z)/z僅含有單實(shí)極點(diǎn)的求解方法3.X(z)/z含有共軛單極點(diǎn)的求解方法4.X(z)/z含有多重極點(diǎn)的求解方法問題：1.部分分式展開法與拉式逆變換的部分分式展開法有何相同處？2.部分分式展開法有何優(yōu)點(diǎn)？觀看視頻課6-4-3圍線積分法（留數(shù)法）內(nèi)容：1.圍線積分法（留數(shù)法）的求解方法2.三種不同收斂域情況下的求解問題：1.如何選擇z逆變換的積分圍線？觀看視頻課6-5-1z變換與拉普拉斯變換的關(guān)系內(nèi)容：1.z變換與拉普拉斯變換的關(guān)系2.平面與s平面的映射關(guān)系問題：1.z變換與拉普拉斯變換是什么關(guān)系？2.平面與s平面的映射關(guān)系有何特點(diǎn)？觀看視頻課6-6-1用z變換求解線性離散時(shí)間系統(tǒng)的響應(yīng)內(nèi)容：1.零輸入響應(yīng)的z域求解2.零狀態(tài)響應(yīng)的z域求解3.全響應(yīng)的z域求解問題：1.用z變換求解線性離散時(shí)間系統(tǒng)響應(yīng)的原理是什么？2.線性離散時(shí)間系統(tǒng)的全響應(yīng)有哪幾種求解方法？觀看視頻課6-6-2離散時(shí)間系統(tǒng)的系統(tǒng)函數(shù)內(nèi)容：1.系統(tǒng)函數(shù)H(z)的定義2.H(z)的求解方法問題：1.H(z)的求解方法有幾種？觀看視頻課6-6-3系統(tǒng)函數(shù)的零、極點(diǎn)與單位樣值響應(yīng)的關(guān)系，穩(wěn)定性和因果性內(nèi)容：1.系統(tǒng)函數(shù)的零、極點(diǎn)與單位樣值響應(yīng)的關(guān)系2.離散時(shí)間系統(tǒng)的穩(wěn)定性和因果性問題：1.離散時(shí)間系統(tǒng)是穩(wěn)定系統(tǒng)的充要條件是什么？2.對于穩(wěn)定的因果系統(tǒng)，其H(z)的極點(diǎn)有何特點(diǎn)？觀看視頻課6-7-1離散時(shí)間系統(tǒng)的頻率響應(yīng)內(nèi)容：1.離散時(shí)間系統(tǒng)的頻率響應(yīng)問題：1.對于正弦序列激勵，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)有何特點(diǎn)？觀看視頻課6-7-2頻率響應(yīng)特性的幾何確定內(nèi)容：1.頻率響應(yīng)特性的幾何確定問題：1.在z平面上求得頻率響應(yīng)的方法是什么？2.頻率響應(yīng)的形狀取決于哪些因素？疑難問題小組討論自己對有疑惑的知識點(diǎn)經(jīng)反復(fù)學(xué)習(xí)，組長召集組員，一起進(jìn)行討論，每人都要發(fā)表見解，記錄員記錄地點(diǎn)、時(shí)間、問題、討論結(jié)果，小組討論后仍未解決的問題做好記錄，提交給老師。注：組長1名、記錄員1名、答辯員若干名。第6章離散時(shí)間信號與系統(tǒng)的Z域分析課中導(dǎo)學(xué)案（2）學(xué)習(xí)回顧考察學(xué)生的課前知識情況，完成教材第6章中的自測題。1.P341填空題（6-14）。2.P341-343單項(xiàng)選擇題（5-14）。課前視頻學(xué)習(xí)解答、知識點(diǎn)歸納1.針對學(xué)習(xí)回顧的作答情況教師給予點(diǎn)評。2.小組記錄員將課前對知識點(diǎn)的困惑提出，師生進(jìn)行互動討論、教師解答問題。對學(xué)生共性疑難問題，教師集中講授。3.知識點(diǎn)歸納：=1\*GB2⑴z逆變換的定義和三種求解方法=2\*GB2⑵z變換與拉普拉斯變換的關(guān)系=3\*GB2⑶z平面與s平面的映射關(guān)系=4\*GB2⑷零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)和全響應(yīng)的z域求解=5\*GB2⑸系統(tǒng)函數(shù)H(z)的定義和求解方法=6\*GB2⑹系統(tǒng)函數(shù)的零、極點(diǎn)與單位樣值響應(yīng)的關(guān)系=7\*GB2⑺離散時(shí)間系統(tǒng)的穩(wěn)定性和因果性=8\*GB2⑻離散時(shí)間系統(tǒng)的頻率響應(yīng)及頻率響應(yīng)特性的幾何確定重點(diǎn)難點(diǎn)的探究、達(dá)標(biāo)檢測自主探究1.冪級數(shù)展開法，部分分式法及留數(shù)法求z逆變換。2.z變換與拉普拉斯變換的關(guān)系。3.應(yīng)用z變換法求解離散系統(tǒng)的零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)和全響應(yīng)的方法。4.H(z)的極點(diǎn)分布與單位響應(yīng)h(n)的關(guān)系。小組協(xié)作1.z域系統(tǒng)函數(shù)H(z)的定義，物理意義及其零、極點(diǎn)的概念，會用多種方法求解,完成例6-20的求解。2.離散系統(tǒng)頻率特性的定義、物理意義、性質(zhì)和求解方法，完成例6-24的求解。成果交流（必選）每個(gè)小組總結(jié)