《信号与系统》课程教学大纲 (2)

1、信号与系统课程教学大纲一、教师或教学团队信息教师姓名职称办公室电话电子信箱（教师或教学团队中每位教师主要讲授的本科课程，课程受欢迎情况；主要研究领域和研究成果。）二、课程基本信息课程名称（中文）：信号与系统课程名称（英文）：Signals and Systems课程类别：通识必修课通识选修课R专业必修课专业方向课专业拓展课实践性环节课程性质*：R学术知识性方法技能性研究探索性实践体验性课程代码：2110015周学时：总学时：48；学分:3先修课程：微积分、线性代数、复变函数、电路分析基础授课对象：电气工程及其自动化三、课程简介（课程在实现专业培养目标中的作用，课程在专业知识体系中的位置，课程学

2、习对学生专业成长具有的价值。课程主要内容及知识结构。）本课程大纲是根据高等教育要求，为加强学生专业课程的教学需要而制定的。信号与系统课程是四年制电气工程及自动化专业的重要专业课程之一，是其它许多学科的基础，是工科学生在大学教育阶段所修课程中最有收益而又最有用处的课程之一。 通过本课程的学习，使学生掌握信号与系统的基本概念，线性时不变系统的基本特性，信号通过线性系统的基本分析方法，其主要内容包括：信号与系统概述、LTI连续时间系统的时域分析、频域分析、复频域分析。四、课程目标（课程教学要讲授的核心知识、要训练的关键技能及须形成的综合素养的目标。） 通过本课程的学习，学生应该掌握信号分析的基本理论

3、和方法，掌握线性时不变系统的各种描述方法，掌握线性时不变系统的时域和变换域的各种分析方法，准确理解有关系统的稳定性、频响、因果性等工程应用中的一些重要物理概念。同时，通过这门课程的学习，学生的分析问题和利用所学的知识解决问题的能力应有所提高。 本课程的主要任务是针对线性时不变系统分析这条主线，对线性微分方程、复变函数、积分变换等数学方法进行详细的介绍。课程中各个理论的系统性较强，数学推导比较严密，但是在内容中不苛求数学上的系统和严密。学生应通过习题和实际系统分析，理解相关的数学知识和分析方法如何应用于电子系统、通信系统、信号处理等领域，并具备理论与工程实际相结合的分析、思维能力。五、教学内容与

4、进度安排*（满足对应课程标准的第2条）（需要清晰地呈现每一章或教学单元的教学内容、学习要求、授课形式和课后作业等，学生由此可以准确地了解每一章或教学单元的学习任务，课后可根据教学进程，规划、开展自主学习。）第一章 信号与系统的基本概念 1. 课时数 82. 讲授内容或训练技能，重点、难点讲授内容：（1）信号与系统的基本概念、特性和分类方法（2）阶跃信号与冲激信号的定义和性质（3）信号运算与波形变换（4）系统及分类、LTI系统分析方法本章教学重点：（1）信号的各种基本运算。（2）单位冲激信号，以及将任意信号分解为单位冲激信号组合。（3）系统的线性和时不变性。 本章教学难点：（1）用单位冲激信号对

5、任意信号的表征。（2）系统的线性与时不变特性。3. 学生学习任务（1)了解信号的定义、分类和基本运算。熟悉信号的波形变换：翻转、平移和展缩。（2）掌握常用信号t、t、k和k的定义和性质，以及t与t，k与k之间的关系。（3）了解系统、系统的状态和状态变量、系统的输入输出模型和状态空间模型的定义。（4）熟悉系统的基本特性（线性、时不变性和因果性）和分类。 (5) 初步理解线性时不变系统分析的统一观点和方法。4. 教学方法（课程教学过程以学生的探究、阅读、讨论、尝试练习、创造等动手、动脑活动为主的课程教学环节，应说明活动的形式、学生的组织方式、学生参与课堂活动需满足的条件、学生活动情况评价方式、师生

6、互动模式等。）教师主讲，学生尝试练习相关习题；教师提问，主动回答的学生可适当增加平时成绩。5. 课外学习要求作业 习题一 1.4 （1）（3）（4）（5）；1.5 （6）（10）；1.7；1.11 （1）（3）（5）（7）； 1.14；1.17 （a) (b)；1.19 （2）(4）（6）；1.23第二章 连续信号与系统的时域分析 1. 课时数 122. 讲授内容或训练技能，重点、难点讲授内容：（1）卷积积分（2）线性微分方程的经典解法（3）冲激响应与阶跃响应（4）零输入响应与零状态响应本章教学重点：（1）卷积和、卷积积分的计算。（2）系统单位冲激响应的概念。本章教学难点：卷积和、卷积积分的计

7、算。3. 学生学习任务（1）熟悉连续时间基本信号：t、t、cost+、ejwt和est。（2）熟悉掌握连续信号卷积积分的定义、图解机理、性质和计算。（3）学会使用微分方程、算子方程和方框图描述LTI连续系统。（4）重点掌握LTI连续系统时域响应的系统解法。包括系统传输算子H（p)、冲激响应h(t)、阶跃响应g(t)概念的理解和计算，系统零输入响应、零状态响应和全响应的分析求解。（5)了解LTI连续系统时域响应的微分方程经典解法。4. 教学方法（课程教学过程以学生的探究、阅读、讨论、尝试练习、创造等动手、动脑活动为主的课程教学环节，应说明活动的形式、学生的组织方式、学生参与课堂活动需满足的条件、

8、学生活动情况评价方式、师生互动模式等。）教师主讲，学生尝试练习相关习题；教师提问，主动回答的学生可适当增加平时成绩。5. 课外学习要求作业 习题二2.4 (1)(3)(5)(7)(9)；2.7 (1)(4)；2.8；2.11 （2）（4）；2.13；2.18（1）（3）；2.25（a)；2.28（2）第三章 连续信号与系统的频域分析 1. 课时数 142. 讲授内容或训练技能，重点、难点讲授内容：（1）典型周期信号的傅里叶级数（2）典型非周期信号的傅里叶变换（3）傅里叶变换的性质（4）周期信号的傅里叶变换（5）抽样信号与抽样定理（6）连续时间系统的频域分析（7）无失真传输（8）理想低通滤波器本

9、章教学重点：（1）LTI系统对复指数信号的响应。（2）连续时间连续时间傅里叶级数的物理意义及计算。（3）连续时间傅里叶级数的性质。（4）连续时间傅里叶级数与LTI系统。（5）傅里叶变换的物理意义及计算。（6）傅里叶变换的性质及灵活运用。本章教学难点：（1）连续时间傅里叶级数的物理意义及计算。（2）连续时间傅里叶级数与LTI系统。（3）傅里叶变换的物理意义及计算。（4）傅里叶变换的性质及灵活运用。3. 学生学习任务（1）能用傅里叶级数的定义、性质和周期信号的傅里叶变换，求解周期信号的频谱。深刻理解周期信号分解为正弦信号线性组合的物理含义和周期信号频谱的特点，并会绘出振幅及相位频谱图。（2）熟练利

10、用傅里叶变换的定义、性质，求解非周期信号的频谱，建立信号频谱宽度的概念。利用常见信号的傅里叶变换对和傅里叶变换的性质，熟练求解信号的正、反傅里叶变换。（3）了解功率信号与功率谱、能量信号与能量谱的概念，会用帕塞瓦尔公式和时域和频域计算信号的能量。（4）熟练计算周期信号和非周期信号激励下系统的响应。深刻理解系统的频率响应H(jw)并根据H(jw)对系统进行分类。理解无失真传输、理想低通滤波器的概念与物理含义，了解各种滤波器的含义，掌握有关信号滤波的计算。（5）理解信号频谱搬移的概念，掌握一般信号调制、解调和压缩等的分析计算。（6）深刻理解并掌握抽样定理，计算抽样信号的频谱。了解信号的抽样与恢复过

11、程。4. 教学方法（课程教学过程以学生的探究、阅读、讨论、尝试练习、创造等动手、动脑活动为主的课程教学环节，应说明活动的形式、学生的组织方式、学生参与课堂活动需满足的条件、学生活动情况评价方式、师生互动模式等。）教师主讲，学生尝试练习相关习题；教师提问，主动回答的学生可适当增加平时成绩。5. 课外学习要求作业 习题三3.5（a)；3.6 (d）；3.12 （a)(c）；3.13 （2）（4）；3.17；3.28；3.31； 3.36第四章 连续信号与系统的S域分析 1. 课时数 142. 讲授内容或训练技能，重点、难点讲授内容：（1）典型信号的拉氏变换（2）拉氏变换的性质（3）拉氏反变换（4）

12、连续时间系统的复频域分析（5）连续时间系统的模拟本章教学重点：（1）Laplace变换及其收敛域和性质。（2）Laplace逆变换的计算方法。（3）系统函数与方框图表示。（4）零极点图和系统因果性、稳定性判定 本章教学难点：（1）Laplace变换及其收敛域和性质。（2）系统函数与方框图表示。（3）零极点图和系统因果性、稳定性判定。3. 学生学习任务（1）理解拉氏变换的定义式和收敛域；会根据拉氏变换的定义式求一些常用信号的拉氏变换。（2）正确理解拉氏变换的性质，熟练利用拉氏变换的性质计算信号的拉氏变换与反变换。（3）利用部分分式展开法求解拉氏反变换。（4）能利用拉氏变换求解常系数微分方程，把微

13、分方程变换为S域的代数方程，求解零输入响应和零状态响应。（5）利用S域分析法方法，熟练求解系统的单位冲激响应，求解一般信号激励下系统的零状态响应。（6）深刻理解系统模拟框图的信号流图的意义，会根据系统的微分方程、系统函数H(s)或系统的输入输出关系，画出多种模拟框图和信号流图，熟练利用梅森公式求系统函数。（7）深刻理解系统稳定性的意义，会根据h(t)及H(s)的极点或罗斯准则判断系统的稳定性。4. 教学方法（课程教学过程以学生的探究、阅读、讨论、尝试练习、创造等动手、动脑活动为主的课程教学环节，应说明活动的形式、学生的组织方式、学生参与课堂活动需满足的条件、学生活动情况评价方式、师生互动模式等

14、。）教师主讲，学生尝试练习相关习题；教师提问，主动回答的学生可适当增加平时成绩。5. 课外学习要求作业 习题四4.1 （2）；4.5 （2）（4）（6）（8）（10）（12）（14）；4.8；4.9（1）（3）（5）（7）（9）（11）；4.10 (1）；4.14（2）六、修读要求（满足对应课程标准的第3条）（课程学习应遵守的纪律，学术诚信要求，课堂内外学习应达到的标准，教师对学生参与课程学习的期待等。不论文科或理科、工科专业，都应把一定数量的深度阅读和写作作为课程学习的基本要求，给予明确说明。）l 面授时鼓励学生积极回答问题，表现突出者可获得加分奖励l 出席每一次面授，不迟到不早退，不在课堂

15、上吃东西、讲话，病、事请假l 必须完成教师布置的课外作业l 课程考核依据包括点名、作业、考试和课堂参与度几个方面。七、学习评价方案（满足对应课程标准的第4、5、6条）（课程过程性的、终结性的考核与评价规则，包括评价形式和评价标准，一般包括课堂表现、课后作业、课程实践及期末考评等部分。教师应逐步提高学期教学过程中学生学习表现和能力提高的评价比重，降低期末考试环节在课程评价中的比重。过程性评价和期末考试，都要注重对学生学习进步、学生习得和掌握创造性问题解决能力、独立思考和批判性思维能力等高阶认知能力的评价。）闭卷考试：70%（期末）考勤与课堂参与度、作业：30% ，课堂积极主动回答问题参与讨论一次

16、加1分。八、课程资源（教材；补充材料和扩展阅读；专业资源网站；课件；作业交流、学习讨论、思考题等。）教材：信号与系统 陈生潭等， 西安电子科技大学出版社 2005 参考书目：信号与系统习题精解 扬松林，王松林编，科学出版社，2002 信号与系统修订版，王宝祥编 哈尔滨工业大学出版社，2006九、其他需要说明的事宜无注：1. 课程性质中，四种课程性质的含义如下。学术知识性课程：主要以学生掌握特定领域内基础性、系统性或前沿性的知识为目的。侧重学科领域中陈述性知识、命题性知识的学习与掌握。如：先秦制度史、教育原理、概率与数理统计、西方经济学等。方法技能性课程：主要以学生掌握与专业、特定领域工作相关的一系列方法、技巧、技能、手段为目的。侧重程序性知识的学习与训练。如：静物摄影、谈判策略、SPSS应用、实验方法、教育研究方法等。研究探索性课程：主要以学生较为独立地发现问题、分析问题、解决问题、探究新知、形成批判思维的意识和观点等为目的。课程侧重研究能力（尤其是理解力、反思力、创造力）的培养。如：案例学习、项目学