信号与系统（第4版）-教学大纲、授课计划

《信号与系统（第4版）》教学大纲课程信息课程名称：信号与系统（第4版）课程类别：素质选修课/专业基础课课程性质：选修/必修计划学时：64计划学分：4先修课程：无选用教材：《信号与系统（第4版）》，段哲民,尹熙鹏主编，2022年，电子工业出版社教材。适用专业：本课程可作为高等学校电子信息类专业、自动化专业、电气工程及其自动化专业、计算机科学与技术专业的课程，也可供其他专业选用和工程技术人员参考。课程负责人：二、课程简介“信号与系统”课程是电子、通信，计算机、自动控制、信息处理等专业的重要技术基础课之一。它主要研究信号与系统分析的基本理论与方法，在教学计划中起着承前启后的作用。本课程以工程数学和电路分析为基础，又是后续的技术基础课和专业课的基础，是学生合理知识结构中的重要组成部分，在发展智力、培养能力和培养良好的非智力素质方面，均起着极为重要的作用。三、课程教学要求序号专业毕业要求课程教学要求关联程度1工程知识1.掌握信号与系统的基本理论和基本方法。2.了解信号与系统应用领域和市场需求，为产品设计和开发提供指导。L2问题分析1.学会对信号与系统分析中出现的问题进行分析和解决，包括硬件故障、软件错误、网络问题等。2.学会进行故障排除和维修和计算方法，以实现数据处理应用。H3设计/开发解决方案1.掌握连续系统时域分析，能将信号与系统技术应用到工作和生活领域中。2.学会进行系统测试和验证，以确保系统的质量和性能符合要求。H4研究L5使用现代工具1.掌握信号与系统领域研发的现代工具，如仿真软件、调试工具等。2.学会使用现代工具进行数据分析和处理，提高工作效率和准确性。M6工程与社会1.了解信号与系统研发的产品对社会的影响和作用，以及相关的法律法规和标准。2.学会将相应技术应用于实际生产和社会服务中，为社会做出贡献。L7环境和可持续发展L8职业规范L9个人和团队1.学会个人发展和团队合作，提高个人和团队的综合素质。2.学会与他人合作和沟通，建立良好的人际关系和团队合作氛围。H10沟通1.学会进行有效的沟通和表达，与客户、同事和上级保持良好的沟通和协作。2.学会进行跨文化沟通和合作，提高国际化视野和跨文化交流能力。M11项目管理1.学会进行项目管理和组织，包括项目计划、进度控制、质量管理等。2.学会进行风险评估和管理，提高项目成功的概率和效率。L12终身学习1.学会进行自我学习和自我提升，不断提高自身的专业水平和创新能力。2.学会进行终身学习和职业发展规划，不断拓展职业领域和发展空间。H注：“课程教学要求”栏中内容为针对该课程适用专业的专业毕业要求与相关教学要求的具体描述。“关联程度”栏中字母表示二者关联程度。关联程度按高关联、中关联、低关联三档分别表示为“H”“M”或“L”。“课程教学要求”及“关联程度”中的空白栏表示该课程与所对应的专业毕业要求条目不相关。四、课程教学内容章节名称主要内容重难点关键词学时类型1信号与系统的基本概念信号的描述与分类常用的连续时间信号及其时域特性连续时间信号时域变换与运算系统的定义与分类线性时不变系统的性质线性系统分析概论了解信号的描述和分类；掌握连续时间信号时域变换与运算方法4理论2连续系统时域分析经典时域分析方法微分方程的微分算子表示零输入响应与零状态响应系统的冲激响应与阶跃响应卷积积分求系统零状态响应的卷积积分法卷积积分的数值计算掌握系统的冲激响应与阶跃响应；掌握卷积积分的数值计算4理论3连续信号频域分析引言LTI系统对复指数信号的响应信号的完备正交函数集表示连续时间周期信号的傅里叶级数表示周期信号的频谱非周期信号的频谱傅里叶变换的基本性质周期信号的傅里叶变换功率谱与能量谱掌握傅里叶变换的基本性质；掌握周期信号和非周期信号的频谱8理论+实操4连续系统频域分析引言系统对非正弦周期信号的响应系统对非周期信号的响应频域系统函数信号传输失真及元失真传输条件理想低通滤波器及其响应抽样信号与抽样定理调制与解调掌握系统对非周期信号的响应；掌握频域系统函数8理论+实操5连续系统复频域分析拉普拉斯变换基尔霍夫定律与电路元件的复频域形式线性系统复频域分析法拉普拉斯变换与傅里叶变换的关系掌握基尔霍夫定律与电路元件的复频域形式4理论+实操6复频域系统函数与系统模拟复频域系统函数及其零、极点图系统函数的应用连续系统的模拟图与框图连续系统的信号流图与梅森公式连续系统的稳定性及其判定掌握连续系统的信号流图与梅森公式、稳定性及其判定8理论+实操7离散信号与系统时域分析离散信号离散时间信号的时域运算常用的离散时间信号离散系统及其数学描述离散时间系统的时域经典分析离散系统的单位序列响应离散系统的卷积和分析掌握离散时间信号的时域运算和单位序列响应12理论+实操8离散信号与系统Z域分析离散信号的Z变换Z变换的基本性质Z反变换利用Z变换求解离散系统的响应Z域系统函数H(z）H(z）的零、极点分布对系统特性的影响用朱利准则判断离散系统的稳定性离散时间序列的傅里叶变换理解Z变换的基本性质；掌握利用Z变换求解离散系统的响应8理论+实操9状态变量法基本概念与定义连续系统状态方程与输出方程的建立连续系统状态方程与输出方程的S域解法连续系统状态方程与输出方程的时域解法状态空间与状态轨迹离散系统状态变量分析由状态方程判断系统的稳定性掌握连续系统状态方程与输出方程的建立和S域解法8理论+实操五、考核要求及成绩评定序号成绩类别考核方式考核要求权重（%）备注1期末成绩期末考试考试50百分制，60分为及格2平时成绩实践9次40优、良、中、及格、不及格3平时表现出勤情况10两次未参加课程则无法获得学分注：此表中内容为该课程的全部考核方式及其相关信息。六、学生学习建议学习方法建议1.依据专业教学标准，结合岗位技能职业标准，通过案例展开学习，将每个项目分成多个任务，系统化地学习。2.通过每个项目最后搭配的习题，巩固知识点。3.了解行业企业技术标准，注重学习新技术、新工艺和新方法，根据教材中穿插设置的智能终端产品应用相关实例，对已有技术持续进行更新。4.通过开展课堂讨论、实践活动，增强的团队协作能力，学会如何与他人合作、沟通、协调等等。学生课外阅读参考资料《信号与系统（第4版）》，段哲民,尹熙鹏主编，2022年，电子工业出版社教材。七、课程改革与建设（1）贯彻“打好基础，精选内容，逐步更新，利于教学”的原则，使本课程能成为一本教师好教，学生好学，有一定深度、新度和广度的基本课程。(2）提高起点，处理好与高等数学、工程数学、电路分析基础等课程的分工、衔接与配合。对学生已学过的内容原则上不再重复，必要时只简要提及或直接引用其结论，并注重物理意义的阐述与工程应用。(3）重视教学法，循序渐进，遵循学生接受知识的规律。在教材体系上采用先信号后系统，先连续后离散，先时域后变换域，先输入输出法后状态变量法，同时加强理论与实际的结合。坚持传授知识、发展智力与培养能力相统一的教学原则，在内容组织、习题选取方面注重学生思维能力、分析解决问题能力的培养，培养良好的非智力素质及严谨的科学作风与治学态度。平时对学生的考核内容包括出勤情况、学生的学习成果、课堂讨论等方面，占期末总评的50%。期末考试成绩占期末总评的50%。制订人签字：教研室主任签字：院部负责人签字：修订时间：年月日教学日历（20xx～20xx学年第x学期）开课学院开课专业讲授学时32课程名称信号与系统（第4版）授课教师实践/实验学时32授课年级授课班级总学时64使用教材《信号与系统（第4版）》参考书目《信号与系统（第4版）》校历周次授课内容分章节题目第1周第一章信号与系统的基本概念（4学时）1.1信号的描述与分类1.2常用的连续时间信号及其时域特性（1学时）1.3连续时间信号时域变换与运算（1学时）1.4系统的定义与分类（1学时）1.5线性时不变系统的性质1.6线性系统分析概论（1学时）第2周第二章连续系统时域分析（4学时）2.1经典时域分析方法2.2微分方程的微分算子表示（1学时）2.3零输入响应与零状态响应2.4系统的冲激响应与阶跃响应（1学时）2.5卷积积分（1学时）2.6求系统零状态响应的卷积积分法2.7卷积积分的数值计算（1学时）第3周第三章连续信号频域分析（4学时）3.1引言3.2LTI系统对复指数信号的响应（1学时）3.3信号的完备正交函数集表示（1学时）3.4连续时间周期信号的傅里叶级数表示（1学时）3.5周期信号的频谱（1学时）第4周第三章连续信号频域分析（4学时）3.6非周期信号的频谱（1学时）3.7傅里叶变换的基本性质（1学时）3.8周期信号的傅里叶变换（1学时）3.9功率谱与能量谱（1学时）第5周第四章连续系统频域分析（4学时）4.1引言（1学时）4.2系统对非正弦周期信号的响应（1学时）4.3系统对非周期信号的响应（2学时）第6周第四章连续系统频域分析（4学时）4.4频域系统函数（1学时）4.5信号传输失真及元失真传输条件（1学时）4.6理想低通滤波器及其响应4.7抽样信号与抽样定理（1学时）4.8调制与解调（1学时）第7周第五章连续系统复频域分析（4学时）5.1拉普拉斯变换（1学时）5.2基尔霍夫定律与电路元件的复频域形式（1学时）5.3线性系统复频域分析法（1学时）5.4拉普拉斯变换与傅里叶变换的关系（1学时）第8周第六章复频域系统函数与系统模拟（4学时）6.1复频域系统函数及其零、极点图（1学时）6.2系统函数的应用（1学时）6.3连续系统的模拟图与框图（2学时）第9周第六章复频域系统函数与系统模拟（4学时）6.4连续系统的信号流图与梅森公式（2学时）6.5连续系统的稳定性及其判定（2学时）第10周第七章离散信号与系统时域分析（4学时）7.1离散信号（1学时）7.2离散时间信号的时域运算（1学时）7.3常用的离散时间信号（2学时）第11周第七章离散信号与系统时域分析（4学时）7.4离散系统及其数学描述（2学时）7.5离散时间系统的时域经典分析（2学时）第12周第七章离散信号与系统时域分析（4学时）7.6离散系统的单位序列响应（2学时）7.7离散系统的卷积和分析（2学时）第13周第八章离散信号与系统Z域分析（4学时）8.1离散信号的Z变换（1学时）8.2Z变换的基本性质（1学时）8.3Z反变换（1学时）8.4利用Z变换求解离散系统的响应（1学时）第14周第八章离散信号与系统Z域分析（4学时）8.5Z域系统函数H(z）（1学时）8.6H(z）的零、极点分布对系统特性的影响（1学时）8.7