信号与系统课程教学大纲中英文模板.docx
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信号与系统课程教学大纲中英文模板
天津大学《信号与系统》课程教学大纲（四号黑体）
（以下正文：
题头为加黑小四号宋体，内容为普通小四号宋体，1.5倍行距）
课程代码：
2020425
课程名称：
信号与系统
学时：
48
学分：
3
学时分配：
授课：
40上机：
实验：
8实践：
实践（周）：
授课学院：
精仪学院
更新时间：
2011.6.17
适用专业：
测控技术及仪器、生物医学工程、光电子科学技术、电子科学与技术、信息工程
先修课程：
高等数学，线性代数，复变函数，电路理论
一．课程的性质与目的
主要研究信号和系统的基本概念和基本分析方法，是电子与信息工程、通信工程、控制工程、仪器仪表工程等众多学科的共同理论基础，是电子与信息工程、测控技术及仪器、信号与信息处理、生物医学工程、通信工程等专业的一门重要的技术基础课。
本课程的教学目的与任务：
为学生进一步学习控制理论、信号处理与信息检测理论、通信理论、网络理论等课程内容打下必要的基础；
帮助学生了解信号和系统分析过程中，理论与实际结合的思想方法；
引导学生学会把握理论问题和实际工程应用问题的共性，发现和利用个性；
培养学生利用所学数学知识分析和解决实际工程问题的能力。
二．教学基本要求（要求学生了解、掌握的内容）
使学生了解信号和系统分析的基本思想；
使学生掌握信号在时域、频域及复频域中的描述形式、特征，了解不同信号描述形式间的关系；
使学生掌握线性时不变系统在时域、频域及复频域中的表现形式和基本特点，能建立一般电路和系统的数学模型，能选用适当的方法求解，对解赋予物理解释；
使学生掌握信号通过线性系统后信号的分析方法，信号特征变化的基本规律；
三．教学内容（分章节说明，包括实验、实践内容）
第一章绪论
§1.1引言
信号与系统的基本概念及其理论体系；课程性质、任务和要求；学习意义和方法、参考书目等。
§1.2信号的分类（能量信号与功率信号**）
§1.3信号的基本运算
§1.4几种典型连续时间信号（欧拉公式、抽样信号**）
§1.5阶跃与冲激信号***（基本概念、物理意义、基本性质与应用）
§1.6系统的描述
§1.7LTI系统特性与分析方法概述（动态系统线性**）
第二章连续时间系统时域分析
§2.1LTI系统的响应
[齐次&特解]、零输入&零状态解、暂态&稳态解的物理实质***
§2.2冲激与阶跃响应
§2.3卷积积分及其性质
信号的冲激分解、系统线性与利用卷积求系统零状态响应
第三章连续系统的频域分析
§3.1信号的正交分解
§3.2周期信号的频谱（FS）
傅立叶级数的三种形式、周期信号频谱的物理含义、周期信号频谱的特点
§3.3非周期信号的频谱（FT）
FS与FT、FT的物理意义、非周期信号频谱的特点、典型信号的FT、信号的时域特征与频域特征的关系
§3.4傅立叶变换的性质
应用FT性质求信号FT、FT性质的物理解释***、FT性质所揭示的信号处理的基本原理***，如信号的调制&解调、信号微分与积分、信号尺度变换等
§3.5周期信号&抽样信号的傅立叶变换***
周期信号的FS与FT及相互关系、从FT性质看FS性质、连续信号抽样前后的FT、抽样信号频谱的特点、抽样定理、实际采样频率与耐奎斯特采样频率
§3.6连续系统的频域分析
系统频率特性的本质、复指数、正弦信号、一般周期信号的响应、正弦稳态响应***、信号（无）失真概念，无失真传输系统的频域和时域特征、信号无失真传输条件、理想（低通）滤波器的频率特性、时域特征、物理可实现系统的频域和时域特征、实际模拟滤波器基本概念。
第四章连续系统的S域分析
§4.1拉普拉斯变换
连续信号的复频域分解－拉氏变换（LT），LT的物理意义，LT定义中积分起点的意义，LT与FT的联系和区别；
§4.2拉普拉斯变换的性质
§4.3逆拉普拉斯变换
§4.4连续系统S域分析
系统的复频域模型，系统的初始状态对系统的复频域模型的影响；基于系统复频域模型的响应求解方法，系统函数及其物理实质.
§4.5系统函数的零、极点与系统特性
连续系统的零、极点构成与系统的时域、频域性能***以及稳定性；常用一、二阶系统的复频域模型及其时域、频域特性分析。
第五章离散时间系统时域分析
§5.1离散信号与离散系统
相关内容亦可放在第一章。
重点或难点在于离散信号（特别是离散正弦信号与连续信号的联系与异同***）
§5.2离散LTI系统的响应
差分方程特征根、齐次&特解、零输入&零状态解、暂态&稳态***
§5.3单位样值与阶跃序列响应
§5.4卷积和及其性质
第六章离散系统的频域与z域分析
§6.1周期序列的傅立叶级数（DFS）
DFS与FS的异同、DFS的指数与三角形式、周期离散信号的频谱特点。
§6.2非周期序列的傅立叶变换（DTFT）
由DFS到DTFT、抽样信号的FT与DTFT的比较、模拟频率与数字频率的联系、非周期离散信号的频谱特点
§6.3离散系统的频域分析
离散系统的频率响应、基于离散系统频域模型的（稳态）响应求解；数字滤波器原理***，数字滤波器与模拟滤波器的比较。
§6.4z变换
z变换、z变换与DTFT，z变换的收敛域，z变换与拉氏变换，z平面与s平面之间的映射关系；
§6.5z变换的性质
§6.6逆z变换
§6.7离散系统z域分析
离散系统的z域模型及其物理意义；基于离散系统z域模型的响应求解方法，z域分析方法的物理实质；离散系统的系统函数及其物理实质。
§6.8离散系统函数的零、极点与系统特性
离散系统的零、极点构成与系统时域、频域性能***以及稳定性。
四．学时分配
教学内容
授课
上机
实验
实践
实践（周）
第一章绪论
5
第二章连续系统的时域分析
5
第三章连续系统的频域分析
10
4
第四章连续系统的S域分析
8
4
第五章离散系统的时域分析
4
第六章离散系统的频域与z域分析
8
总计：
40
8
五．评价与考核方式（多种考核方式需注明所占比例）
期末理论考核80％、平时（出勤、作业等）10％、实验10％
六．教材与主要参考资料（分条目列出，需注明名称、主编或译者、出版社、出版时间）
1．信号与系统（郑君理等著，高等教育出版社，第二版2000.05）
2．信号与线性系统分析（吴大正等，高等教育出版社，第四版，2005.08）
3．信号与系统（曾禹村等著，北京理工大学出版社，第三版，2010.03）
TUSyllabusforSignalsandSystems
Code:
2020425
Title:
SignalsandSystems
SemesterHours:
48
Credits:
3
SemesterHourStructure
Lecture：
40ComputerLab：
0Experiment：
8Practice：
0
Practice（Week）：
0
Offeredby:
SchoolofPrecisionInstrumentandOptoelectronicsEngineering
Date:
17thJune,2011
for:
PrecisionInstrumentEngineering,BiomedicalEngineeringandScientificInstrument,Opto-electronicsScienceTechnologies,Opto-electronicsInformationEngineering
Prerequisite:
HigherMathematics,LinearAlgebra,ConciseComplexAnalysis,CircuitTheory
1.Objective
Havestudentsunderstandthebasicmethodtoanalyzesignals&systems;
Havestudentsmasterthesignaldescriptionsintimedomain,frequencydomainandcomplexfrequencydomain,understandthemeaningofdifferentdescriptions;
HavestudentsmastertheLTIsystemdescriptionintimedomain,frequencydomainandcomplexfrequencydomain,beabletoestablishthemodelforacircuitsystemorotherLTIsystem,beabletofigureoutthesystemrespondsandexplainthemproperly;
HavestudentsunderstandthedifferencesbetweentheinputsignalsandtheoutputsignalofaLTIsystem.
2.CourseDescription
Itpresentsthefundamentalsofsignalandsystemanalysis.Topicsincludediscrete-timeandcontinuous-timesignals,Fourierseriesandtransforms,LaplaceandZtransforms,andanalysisoflinear,time-invariantsystems.Applicationsaredrawnbroadlyfromengineeringandphysics.Itisafundamentalstartingpointinthefieldofengineering,andservesasthebasicmaterialthatotheradvancedcoursesintheengineeringsubjectareaarebased.
3.Topics
Chapter1Introduction
§1.1SignalandSystemBasics
§1.2SignalClassification
§1.3BasicOperationsonSignals
§1.4TypicalContinuousSignals
§1.5StepSignal&Impulsesignal
§1.6DescriptionofSystems
§1.7PreviewonAnalysisMethodofLTISystems
Chapter2TimeDomainAnalysisofContinuousSystems
§2.1RespondsofaLTIsystem
§2.2Impulseresponseandstepresponse
§2.3Convolutionintegral
Chapter3 FrequencyDomainAnalysisofContinuousSystems
§3.1Signalorthogonaldecomposition
§3.2FrequencyRepresentationofperiodicsignals（FS）
§3.3FrequencyRepresentationofaperiodicsignals（FT）
§3.4propertiesoffouriertransform
§3.5fouriertransformonaperiodicsignalandadiscretesignal
§3.6FrequencyRepresentationofcontinuousSystems
Chapter4SDomainAnalysisofContinuousSystems
§4.1LaplaceTransform
§4.2PropertiesofLaplaceTransform
§4.3InversionofLaplaceTransform
§4.4TransferFunctionofContinuousSystems
§4.5DeterminingSystemPropertiesfromPolesandZeroes
Chapter5TimeDomainAnalysisofDiscrete-timeSystems
§5.1Discrete-timeSignalsandSystems
§5.2RespondsofDiscrete-timeSystem
§5.3ImpulseRespondsandStepSequence
§5.4ConvolutionSum
Chapter6FrequencyDomainandZDomainAnalysisofDiscreteSystems
§6.1FrequencyRepresentationofperiodicdiscretesignals（DFS）
§6.2FrequencyRepresentationofaperiodicdiscretesignals（DTFT）
§6.3FrequencyRepresentationofDiscreteSystems
§6.4TheZ-Transform
§6.5PropertiesofZ-Transform
§6.6InversionofZ-Transform
§6.7TransferFunctionofDiscreteSystems
§6.8DeterminingSystemPropertiesfromPolesandZeroes
4.SemesterHourStructure
Topics
Lecture
ComputerLab.
Experiment
Practice
Practice（Week）
Chapter1Introduction
5
Chapter2TimeDomainAnalysisofContinuousSystems
5
Chapter3FrequencyDomainAnalysisofContinuousSystems
10
4
Chapter4SDomainAnalysisofContinuousSystems
8
4
Chapter5TimeDomainAnalysisofDiscrete-timeSystems
4
Chapter6FrequencyDomainandZDomainAnalysisofDiscreteSystems
8
Sum:
40
8
5.Grading
TerminalTheoryExamination80%,CheckatOrdinaryTimes10%,Experiment10%
6.Text-Book&AdditionalReadings
1．SignalsandSystems（ZhengJunlietal.,HigherEducationPress,SecondEdition,May2000）
2．SignalsandLinearSystemsAnalysis（WuDazhengetal.,HigherEducationPress,FourthEdition,Aug.2005）
3．SignalsandSystems（ZhengYuchunetal.,BeijingInstituteofTechnologyPree，ThirdEdition,Mar.2010）
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