《信号与系统》课程教学大纲.docx
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《信号与系统》课程教学大纲
《信号与系统》课程教学大纲
课程名称：
信号与系统
课程类别：
专业必修课
适用专业：
电子信息工程
考核方式：
考试
总学时、学分：
72学时4学分
其中讲授56学时,实验10学时,其它6学时
一、 课程性质、教学目标
信号与系统是电子信息工程专业的专业基础课，也是专业核心课程。
它的基本概念、理论和方法，具有较强的逻辑性、抽象性和广泛的实用性。
通过本课程的学习，应使学生掌握信号系统的基本知识、基本理论、基本运算及其分析应用方法，同时可培养学生的抽象思维能力和分析问题、解决问题的能力。
并根据本课程应用范围广的特点，能初步应用所学的知识解决有关的问题。
该课程主要包括信号与系统的概念、分类和描述，连续信号与系统的时域分析、频域分析和S域分析，离散信号与系统的时域、频域和Z域分析。
是学生学习《自动控制》、《数字信号处理》、《高频电路》、《通信原理》等专业核心课的必备基础，《现代性处理》、《图像信号处理》、《语音信号处理》等专业拓展课程的重要基础。
其具体的课程教学目标为：
课程教学目标1：
熟练掌握信号分类，连续信号时域描述，连续信号频域描述，连续信号S域描述以及各种描述之间的相互转换。
熟练掌握离散信号时域描述，离散信号Z域描述以及相互转换，了解离散信号频域描述。
课程教学目标2：
熟练掌握系统分类，连续系统时域描述，连续系统频域描述，连续系统S域描述以及各种描述之间的相互转换。
熟练掌握离散系统时域描述，离散系统Z域描述以及相互转换，了解离散系统频域描述。
课程教学目标3：
掌握连续系统时域分析方法，频域分析方法和S域分析方法。
掌握离散系统时域分析方法和Z域分析方法，了解离散系统频域分析方法。
课程教学目标与毕业要求对应的矩阵关系
教学目标
毕业要求
1
2
3
4
5
6
7
8
教学目标1
M
M
M
M
教学目标2
M
M
M
M
教学目标3
M
M
M
M
二、 课程教学要求
通过学习熟练掌握连续信号与系统的时域、频域、S域分析，掌握离散信号与系统的时域、频域、Z域分析，理解信号的两种描述方法及相互转换，理解系统多种描述方法及相互转换。
三、 先修课程
高等数学、线性代数、电路分析。
四、 课程教学重、难点
该课程重点是连续信号与系统的傅里叶变换分析和拉普拉斯变换分析、离散信号与系统的Z变换分析；
该课程难点是信号傅里叶变换和系统傅里叶分析。
五、 课程教学方法与教学手段
教学方法主要采用课堂讲授，兼用文献阅读和课堂讨论；
教学手段主要采用理论教学，兼用多媒体演示。
六、 课程教学内容
第1章 信号与系统的基本概念（10学时）
1．教学内容
（1） 信号的描述和分类、信号的特性、信号的运算；
（2） 阶跃信号和冲激信号；
（3） 系统描述、系统分类和特性、信号和系统的分析方法。
2．重、难点提示
（1） 重点是信号的运算；
（2） 难点是冲激信号和阶跃信号的运算和描述。
第2章 连续信号与系统的时域分析（10学时）
1．教学内容
（1） 基本信号和卷积积分；
（2） 系统算子方程；
（3） 系统零输入响应；
（4） 系统零状态响应。
2．重、难点提示
（1） 重点是卷积积分；
（2） 难点是卷积积分的性质与灵活使用。
第3章 连续信号与系统的频域分析（10学时）
1．教学内容
（1） 信号的正交分解、周期信号的傅里叶级数；
（2） 周期信号频谱、傅里叶变换；
（3） 傅里叶变换的性质、周期信号傅里叶变换；
（4） 抽样定理和系统频域分析。
2．重、难点提示
（1） 重点是信号的傅里叶变换；
（2） 难点是傅里叶变换性质的灵活应用。
第4章 连续信号与系统的复频域分析（10学时）
1．教学内容
（1） 拉普拉斯变换、单边拉普拉斯变换；
（2） 单边拉普拉斯变换性质、连续系统复频域分析；
（3） 系统微分方程复频域解；
（4） RLC系统复频域分析；
（5） 系统表示和模拟、系统函数和系统特性。
2．重、难点提示
（1） 重点是微分方程复频域分析和系统复频域分析；
（2） 难点是拉普拉斯变换性质的灵活应用。
第5章 离散信号与系统的时域分析（6学时）
1．教学内容
（1） 离散基本信号、卷积和；
（2） 离散系统算子方程；
（3） 离散系统零输入响应、零状态响应。
2．重、难点提示
（1） 重点是卷积和运算；
（2） 难点是卷积和性质的灵活使用。
第6章 离散信号与系统的频域分析（2学时）
1．教学内容
（1） 周期离散信号的傅里叶级数；
（2） 非周期离散时间信号傅里叶变换、周期离散时间信号傅里叶变换；
（3） 离散傅里叶变换（DFT）、快速离散傅里叶变换（FFT）；
（4） 离散系统频域分析。
2．重、难点提示
（1） 重点是离散信号的频域分析；
（2） 难点是离散傅里叶变换。
第7章 离散信号与系统的Z域分析（8学时）
1．教学内容
（1） 双边Z变换、双边Z变换性质；
（2） Z逆变换、单边Z变换；
（3） 离散系统Z域分析、离散系统差分方程Z域解；
（4） 离散系统表示和模拟、系统函数和系统特性。
2．重、难点提示
（1） 重点是离散系统Z分析；
（2） 难点是Z变换性质的灵活应用。
七、实验教学内容
实验项目
（一）（2.5学时）：
波形产生与测量
（1）项目类别：
必做√ 选做
（2）项目性质：
演示性□ 验证性 设计性 综合性☑
（3）项目主要目的要求：
项目目的是学习数字示波器、数字频率计、数字毫伏表使用方法，函数发生器不同波形的产生，不同波形信号的测量。
项目要求是正确测量不同波形信号电压有效值、频率、周期等参数。
（4）主要仪器：
信号与系统实验箱、数字示波器。
实验项目
（二）（2.5学时）：
二阶滤波器性能分析
（1）项目类别：
必做√ 选做
（2）项目性质：
演示性□ 验证性 设计性√ 综合性□
（3）项目主要目的要求：
项目目的是用扫频信号源产生一个扫频信号，用自动测量方法测量低通、高通、带通和带阻滤波器的幅频特性，测出幅频特性曲线；用函数发生器产生不同频率正弦信号手动方法测量幅频特性。
项目要求是正确产生扫频信号并测量，测出不同滤波器幅频特性，比较不同滤波器用两种方法测量结果。
（4）主要仪器：
信号与系统实验箱、数字示波器。
实验项目（三）（2.5学时）：
方波分解与合成
（1）项目类别：
必做√ 选做
（2）项目性质：
演示性□ 验证性 设计性 综合性☑
（3）项目主要目的要求：
项目目的是实现方波信号的信号分解；对分解出的基波和各次谐波信号进行测量；实现不同频率正弦信号合成出方波信号并测量。
项目要求是正确连接电路、正确测量各正弦分量有效值，用适当频率和幅度正弦波正确合成出方波信号。
（4）主要仪器：
信号与系统实验箱、数字示波器
实验项目（四）（2.5学时）：
抽样定理
（1）项目类别：
必做 选做√
（2）项目性质：
演示性□ 验证性 设计性√ 综合性□
（3）项目主要目的要求：
项目目的是将连续信号采样为离散信号，测量采样频率；测量得到离散信号波形；将离散信号通过滤波器恢复成连续信号，分析抽样频率变化对离散信号及恢复后信号的影响，深入了解采样定理。
项目要求是测量最低采样频率和最高采样频率，测量连续信号采样后得到离散信号波形，测量通过低通滤波器恢复出来连续信号波形。
（4）主要仪器：
信号与系统实验箱、数字示波器。
实验项目（五）（2.5学时）：
二阶网络函数的模拟
（1）项目类别：
必做 选做√
（2）项目性质：
演示性□ 验证性 设计性 综合性☑
（3）项目主要目的要求：
项目目的是用积分器、加法器和比例器实现实现物理系统仿真，调节参数，观察和测量系统极点变化对物理系统输出的影响。
项目要求是分别配置出实数极点、复数极点，测量不同实数极点和复数极点对响应的影响，分析不同极点物理系统特点。
（4）主要仪器：
信号与系统实验箱、数字示波器。
八、学时分配
章目
教学内容
教学环节
理论教学学时
实验教学学时
其它学时
一
信号与系统的基本概念
10
2.5
1.5
二
连续信号与系统时域分析
10
2.5
1.5
三
连续信号与系统频域分析
10
2.5
1.5
四
连续信号系统复频域分析
10
2.5
1.5
五
离散信号与系统时域分析
6
0
0
六
离散信号与系统频域分析
2
0
0
七
离散信号与系统Z域分析
8
0
0
总计
56
10
6
九、 课程考核方式
1.考核方式：
笔试；闭卷
2.成绩构成：
期末成绩+平时成绩
十、 选用教材和参考书目
［1］《信号与系统》（第四版），陈生潭编，西安电子科技大学出版社，2014;
［2］《信号与系统》（第四版），郑君里编，高等教育出版社，2014；
［3］《信号与线性系统分析》（第四版），吴大正编，高等教育出版社，2010；
［4］《信号与系统》，李实秋，西安电子科大出版社，2015；
［5］《信号与系统》（第二版），英文版，奥本海姆，电子工业出版社，2015。
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