信号与系统教学大纲

1、兰州文理学院电子信息工程专业课程教学大纲信号与系统一、说明 （一）课程性质本课程是电子信息工程专业的一门重要专业课，也是电子信息工程专业后继课程的必要基础课。本门课程的开设是为培养学生了解信号的描述和运算，分析系统的特性，进而全面提高学生对信号和系统的应用处理能力，本门课程还为后续课程的学习提供专业基础。（二）教学目的 本课程介绍信号与系统分析的基本理论和应用，包括信号与系统的时域分析，频域分析，复频域分析等，通过对本课程的学习使学生掌握通信系统和控制系统的基本分析方法，信号经系统传输或处理的一般规律为学习后续专业课及进一步从事于科技研究工作打下基础。重点是要学生建立起信号与系统的基

2、本概念及基本分析方法。（三）学习本课程的前设知识学习本课程前，学生应具备一定的模拟、数字、高频电路的基本知识。（四）总体目标与要求 信号与系统课程作为一门引导学生从电路分析的知识跨入信息处理与传输领域的关键性课程,通过本课程学习, 使学生掌握信号处理及系统分析的的基本理论，熟悉其基本概念、基本原理和基本分析方法，从而能对简单电路系统进行分析。（五）课程总学时 理论课：54学时；实验课：18学时；总学时：72学时。2、 教学内容和教学要求    第一章 绪论 教学要点 1. 了解信号传输系统、系统的概念。2. 掌握信号的简单处理方法。3. 掌握线

3、性非时变系统的分析方法。4. 了解非电系统的分析方法。教学时数：2学时教学内容 第一节 引言第一节    信号传输系统1. 消息2. 信号3. 信道4. 转换器第二节     信号的概念 1. 确定信号与随机信号2. 连续信号与离散信号3. 周期信号与非周期信号4. 能量信号与功率信号第三节     信号的简单处理1. 信号的相加和相乘2. 信号的延时3. 信号的尺度变换与翻转第4节      系统的概念

4、1.系统 2.线性系统与非线性系统 3.时变系统与非时变系统 4.连续系统与非连续系统 5.因果系统与非因果系统第五节   线性非时变系统的分析  第六节 非电系统的分析  考核内容：识记：消息、系统的概念领会：领会各种信号的区别。简明应用：信号的基本运算。综合应用：复杂信号的分析 作业 1次   第二章 连续时间系统的时域分析 教学要点 1. 了解系统方程的算子表示法。2. 掌握系统的零输入响应。3. 掌握信号的时域分解、阶跃响应和冲激响应。4. 掌握积及其性质、 线性系统响应的时域

5、求解教学时数：6学时教学内容第一节 引言第二节 系统方程的算子表示法 1. 转移算子 2. 算子表示法第三节 系统的零输入响应1. 特征方程2. 自然频率第四节 奇异函数  3. 阶跃函数4. 冲击函数第五节 信号的时域分解 1. 脉冲信号表示为奇异函数之和2. 任意函数表示为阶跃函数的积分3. 任意函数表示为冲击函数的积分* 第六节 阶跃响应和冲激响应第7节 叠加积分第8节 线性系统响应的时域求解1. 互换率2. 分配律3. 结合律4. 函数项卷积后的微分考核内容：识记：卷积的性质。领会：信号的时域分解。简明应用：脉冲信号表示为奇异函数之和。综合应用：复杂信号的时域分解。作业 2次

6、 第三章 连续信号的正交分解 教学要点 1. 掌握正交函数集与信号分解。2. 熟悉信号表示为傅里叶级数。3. 掌握傅里叶变换与非周期信号的频谱 。4. 了解傅里叶变换的性质。教学时数：6学时教学内容第一节 引言第二节 正交函数集与信号分解第三节 信号表示为傅里叶级数第四节 傅里叶变换与非周期信号的频谱 1. 傅里叶变换公式2. 周期信号的频谱的特点第五节 周期信号的频谱函数第六节 傅里叶变换的性质1. 积分性质2. 微分性质3. 时移性质4. 尺度变换性质5. 翻转性质6. 对称特性7. 卷积定理第七节 帕塞瓦尔定理与能量频谱1. 帕塞瓦尔定理2. 能量频谱考核内容：识记：傅里叶变换

7、的性质。领会：傅里叶变换的方法。简明应用：傅里叶变换的性质对一些信号进行变换。综合应用：观察分析复杂信号的谱线。作业 3次 第四章 连续时间系统的频域分析 教学要点 1. 掌握频域分析方法。2. 熟悉调制、解调原理和方法。3. 了解希尔伯特变换教学时数：8学时教学内容第一节 引言第二节 信号通过系统的频域分析方法1. 频域的概念2. 频域分析方法第三节 理想低通滤波器的冲激响应与阶跃响应1. 冲激响应2. 阶跃响应第四节 调制与解调1.调制原理2.解调原理第五节 希尔伯特变换 考核内容：识记：调制解调原理。领会：频域分析方法。简明应用：对简单信号的频域分析。综合应

8、用：对复杂信号的频域分析。 作业 3次  第五章 连续时间系统的复频域分析 教学要点 1. 了解拉普拉斯变换法。2. 掌握拉普拉斯变换的性质。3. 掌握拉普拉斯反变换。4.掌握系统的复频域分析。 5. 掌握拉普拉斯变换和傅里叶变换的关系 6. 掌握传输函数的零极点分析教学时数：6学时教学内容第一节 引言第二节 拉普拉斯变换 1. 拉普拉斯变换概念 2. 拉普拉斯变换公式第三节 拉普拉斯变换的收敛区1. 收敛区概念2.收敛区的计算方法第四节 常用函数的拉普拉斯变换  1.单边指数函数的拉普拉斯变换2.冲击函数的拉普拉斯变换 第五节 拉普拉斯反变换 * 第六

9、节 拉普拉斯反变换的基本性质 1.线性 2.尺度变换 3.时移 4.频移 5.时域微分 6.时域积分第七节 线性系统的拉普拉斯变换分析法考核内容：识记：拉普拉斯变换公式。领会：拉普拉斯变换的作用。简明应用：对简单信号进行拉普拉斯变换。综合应用：对复杂信号进行拉普拉斯变换。作业 2次第六章 连续时间系统的系统函数 教学要点 1. 了解系统函数的图形表示法。2. 掌握系统函数极点和零点的分布与系统时域特性的关系。3. 掌握系统函数的极点、零点与系统频率特性的关系。 4.掌握系统的稳定性。 教学时数：6学时教学内容第一节 引言第二节 系统函数的图形表示法 第三节 系统函数极点和零点的分布与

10、系统时域特性的关系。1. 系统函数极点与与系统时域特性的关系2. 零点的分布与系统时域特性的关系第四节 系统函数的极点、零点与系统频率特性的关系  1. 系统函数的极点与系统频率特性的关系2. 零点与系统频率特性的关系第五节 系统的稳定性 1. 稳定性系统的定义及其条件2. 稳定性系统的判据考核内容：识记：系统函数的图形表示法。领会：系统函数的极点、零点与系统频率特性的关系。简明应用：能对简单系统函数进行极点、零点分析。综合应用：能对复杂系统函数进行极点、零点分析。作业 2次第七章 离散时间系统的时域分析 教学要点 1. 了解离散时间系统的描述和模拟2. 掌握抽样信号与抽样

11、定理。3. 熟悉零输入响应。4. 掌握离散时间系统的零状态响应及全响应求解教学时数：6学时教学内容第一节 引言第二节 抽样信号与抽样定理1. 抽样信号的概念2. 抽样定理 第三节 离散时间系统的描述和模拟第四节 离散时间系统的零输入响应1.零输入响应的概念2.零输入响应的求解第五节 离散时间系统的零状态响应及全响应求解1.零状态响应的概念2.零状态响应的求解3.全响应的求解 考核内容：识记：抽样信号的概念。领会：抽样定理。简明应用：零输入响应的求解。综合应用：全响应的求解。 作业 3次第八章 离散时间系统的变换域分析教学要点 1. 了解变换定义及其收敛区。2. 掌握Z变换的性质。3.

12、 熟悉反Z变换。4. 掌握离散时间系统的Z变换分析法。教学时数：4学时教学内容第一节 引言第二节 Z变换定义及其收敛区1. Z变换定义2. 收敛区的求解第三节 Z变换的性质 1.线性 2.尺度变换 3.时移 4.频移 5.时域微分 6.时域积分第四节 反Z变换1.反Z变换的概念2.反Z变换的求解第五节 离散时间系统的Z变换分析法1.零状态响应的概念2.零状态响应的求解3.全响应的求解 考核内容：识记：Z变换定义。领会：Z变换实质。简明应用：零输入响应的求解。综合应用：全响应的求解。 作业 2次第九章 离散傅里叶变换教学要点 1. 掌握离散傅里叶变换。2. 掌握序列的循环移位与循环卷积

13、。3. 熟悉离散傅里叶变换的性质。4. 了解快速傅里叶变换。教学时数：6学时教学内容第一节 引言第二节 离散傅里叶变换1. 离散傅里叶变换的定义2. 离散傅里叶变换的计算第三节 序列的循环移位与循环卷积 1.序列的循环移位 2.循环卷积第四节 离散傅里叶变换的性质 1.线性 2.频移 3.卷积 4.对偶性 第五节 快速傅里叶变换 考核内容：识记：离散傅里叶变换的定义。领会：离散傅里叶变换的实质。简明应用：离散傅里叶变换的计算。综合应用：利用离散傅里叶变换的性质进行计算。 作业 2次第十章 线性系统的状态变量分析教学要点 1. 了解系统的状态变量描述法。2. 掌握由输入-输出方程求状态

14、方程。3. 熟悉连续时间系统状态方程的复频域解法。4. 掌握连续时间系统状态方程的数值解法。5. 离散时间系统状态方程的解教学时数：4学时教学内容第一节 引言第二节 系统的状态变量描述法1. 系统的状态变量2. 状态变量描述法第三节 由输入-输出方程求状态方程 1.简单的连续时间系统的状态方程 2.一般连续时间系统的状态方程 3.系统的状态描述法的多样性第四节 连续时间系统状态方程的复频域解法 1.用拉普拉斯变换求解状态变量和输出响应 2.转移函数矩阵和自然频率 3.线性系统的特征根不变 第五节 离散时间系统状态方程的解 1. 离散时间系统状态方程的时域解法 2.离散时间系统状态方程的变换域解法 3.两种解法的区别 第六节 线性系统的可控制性和可观测性 1. 线性系统的可控制性 2.线性系统的观测性 考核内容：识记：状态变量描述法。领会：求状态方程的方法。简明应用：简单系统的连续时间系统状态方程的复频域求解。综合应用：复杂系