信号与系统-教学大纲、授课计划

《信号与系统》教学大纲课程信息课程名称：信号与系统课程类别：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》，付华，王雨虹，高楠主编，2017年，电子工业出版社。适用专业：本课程可作为电子信息工程、通信工程、自动化、测控技术与仪器、计算机等相关专业的本科生必修课，也可作为从事信息获取、信息转换、信息传输及信息处理工作的其他专业研究生、教师和广大科技工作者的参考课程。课程负责人：二、课程简介本课程介绍了信号与系统的理论、方法及其实际应用，是一门反映信号与系统新理论和新技术的实用课程。介绍了信号与系统的基本概念、连续时间信号的基本概念和分析方法、连续时间系统的时域分析方法、连续信号的频域分析方法、连续时间系统的频域分析方法、连续时间信号与系统的复频域分析方法、离散信号与系统的时域分析方法、离散信号与系统的z域分析、系统分析的状态变量法以及MATLAB在信号与系统分析中的实现方法。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工程知识第1章介绍了信号与系统的基本概念，第2章介绍了连续时间信号的基本概念和分析方法，第3章介绍了连续时间系统的时域分析方法，第4章介绍了连续信号的频域分析方法，第5章介绍了连续时间系统的频域分析方法，第6章介绍了连续时间信号与系统的复频域分析方法，第7章介绍了离散信号与系统的时域分析方法，第8章介绍了离散信号与系统的z域分析，第9章介绍了系统分析的状态变量法，第10章介绍了MATLAB在信号与系统分析中的实现。H2问题分析近年来，随着信息技术的迅猛发展，信号与系统的基本概念、基本分析方法已经渗透到了许多重要学科和技术领域。信号处理基础知识已成为自动化、测控技术与仪器、通信工程、电子信息、计算机科学等专业学生必须掌握的专业基础知识和必修课程。H3设计/开发解决方案本课程突出工程特色，以培养应用创新型工程人才为出发点，注重培养学生分析和解决实际问题的能力，将测控技术与仪器专业工程人才培养模式和“信号与系统”课程改革成果体现在教材中，旨在通过科学规范的工程人才教材建设促进专业建设和工程人才培养质量的提高，以适应社会经济对创新人才的需求。H4研究L5使用现代工具L6工程与社会学会将相应的技术应用于实际生产和社会服务中，为社会做出贡献。H7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。M10沟通学会礼貌且有效的沟通和表达，与客户、同事和上级保持良好的沟通和协作。H11项目管理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定义与分类系统的描述及分类信号与系统分析概述了解信号的定义及其基本特性；掌握信号的分类方法；掌握系统的描述及分类方法；掌握信号与系统分析的主要内容及应用6理论2连续时间信号的时域分析典型信号信号的基本运算信号的变换信号的分解掌握常见的典型信号；掌握信号的基本运算；掌握信号的变换运算；掌握信号的不同分解方法6理论3连续时间系统的时域分析法线性连续系统的描述及其响应冲激响应和阶跃响应卷积积分及其应用理解线性时不变系统的描述方法；掌握连续时间系统响应的求解方法；掌握卷积积分的定义及其性质；掌握求解连续时间系统冲激响应的方法6理论4连续时间信号的频域分析连续周期信号的傅里叶级数周期信号的频谱与功率谱非周期信号的频谱分析傅里叶变换的主要性质周期信号的傅里叶变换信号的抽样与重构理解周期信号的傅里叶级数展开形式；掌握傅里叶变换的常用性质；掌握周期信号的频谱及其特点；理解傅里叶级数与傅里叶变换关系；理解频谱函数与频谱密度函数的区别；掌握傅里叶反变换求解方法；理解非周期矩形脉冲信号的频谱分析；理解信号的抽样与重建6理论5连续时间系统的频域分析连续时间系统的频域分析简介无失真传输和理想滤波器掌握连续系统的频域表示；掌握连续系统响应的频域分析，重点掌握正弦稳态响应的特点；掌握无失真系统与理想低通滤波器的特性4理论6连续时间信号与系统的复频域分析拉普拉斯变换拉普拉斯变换的基本性质拉普拉斯反变换连续时间系统的复频域分析系统函数与系统特性连续时间系统的模拟熟练掌握单边拉普拉斯变换及其基本性质和拉普拉斯反变换(双边拉普拉斯变换不要求）；掌握用单边拉普拉斯变换求解连续系统响应的零输入响应和零状态响应；重点掌握系统的传输函数、系统函数与系统特性(频响特性、稳定性)的关系；掌握连续系统的级联型和并联型模拟框图8理论7离散时间系统的时域分析离散时间信号离散时间系统的数学模型线性时不变离散系统的响应掌握离散时间信号与系统的基本概念；熟悉常用基本离散信号的运算与变换；熟悉LTI离散时间系统的数学模型及模拟框图；掌握离散系统的零输入响应和零状态响应；熟悉卷积和及其主要性质，了解图解卷积和的计算方法6理论8离散信号与系统的z域分析离散时间信号的z变换离散系统的z域分析离散系统的模拟掌握常用序列z变换及其收敛域；掌握逆z变换求解方法；掌握z变换的性质会用z变换求解差分方程；了解H(z)的零、极点分布与时域特性；了解离散系统的联结与模拟8理论9系统的状态变量分析法状态和状态空间连续时间系统状态方程的建立连续系统状态方程的解离散时间系统状态方程的建立离散时间系统状态方程的求解理解系统的状态与状态空间的概念；掌握连续系统由电路、微分方程、系统模拟框图和系统函数建立状态方程；掌握离散系统由差分方程、系统模拟框图和系统函数建立状态方程了；解状态方程求解的基本方法8理论10MATLAB在信号与系统中的实现基于MATLAB表示信号基于MATLAB的信号与系统的时域分析基于MATLAB的信号与系统的频域分析基于MATLAB的信号与系统的复频域分析系统状态变量分析法的MATLAB实现了解MATLAB的数值计算、符号运算、可视化功能；掌握MATLAB中基本信号的产生和绘制功能；掌握信号与系统时域分析基本方法的MATLAB实现；掌握MATLAB中时域信号映射到频域、复频域的基本方法；能够以MATLAB为工具，对不同表达形式的系统进行分析6理论五、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平时成绩课后作业10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.扫描教材二维码，观看相关知识点的微课，利用互联网和社交媒体等资源，进行多元化的学习。2.通过每个项目最后搭配的习题，巩固知识点。（二）学生课外阅读参考资料《信号与系统》，付华，王雨虹，高楠主编，2017年，电子工业出版社。课程改革与建设在内容上体现经典和现代的传承、连续和离散的类比、三大变换域的逻辑关系，注重信号与系统理论和方法的具体应用，注重理论与工程实践的紧密结合。在体系结构设计上采用先信号再系统、先连续后离散、先时域后变换域，从输入/输出描述到状态变量描述的顺序和结构，利用类比的方法，循序渐进、深入浅出地介绍信号与系统的基本理论和分析方法。注重难点和重点的解释和分析，在保证知识结构完整和内容全面的基础上，尽可能减少公式、性质的推导，避免了一些复杂而烦琐的计算，重在培养学生应用信号与系统分析、处理方法解决实际问题的能力。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》参考书目《信号与系统》校历周次授课内容分章节题目第1周第1章信号与系统的基本概念（4学时）1.1信号的定义与分类（2学时）1.2系统的描述及分类（2学时）第2周第1章信号与系统的基本概念（2学时）1.3信号与系统分析概述（2学时）第2章连续时间信号的时域分析（2学时）2.1典型信号（1学时）2.2信号的基本运算（1学时）第3周第2章连续时间信号的时域分析（4学时）2.3信号的变换（2学时）2.4信号的分解（2学时）第4周第3章连续时间系统的时域分析法（4学时）3.1线性连续系统的描述及其响应（2学时）3.2冲激响应和阶跃响应（2学时）第5周第3章连续时间系统的时域分析法（2学时）3.3卷积积分及其应用（2学时）第4章连续时间信号的频域分析（2学时）4.1连续周期信号的傅里叶级数（1学时）4.2周期信号的频谱与功率谱（1学时）第6周第4章连续时间信号的频域分析（4学时）4.3非周期信号的频谱分析（1学时）4.4傅里叶变换的主要性质（1学时）4.5周期信号的傅里叶变换（1学时）4.6信号的抽样与重构（1学时）第7周第5章连续时间系统的频域分析（4学时）5.1连续时间系统的频域分析简介（2学时）5.2无失真传输和理想滤波器（2学时）第8周第6章连续时间信号与系统的复频域分析（4学时）6.1拉普拉斯变换（2学时）6.2拉普拉斯变换的基本性质（1学时）6.3拉普拉斯反变换（1学时）第9周第6章连续时间信号与系统的复频域分析（4学时）6.4连续时间系统的复频域分析（1学时）6.5系统函数与系统特性（1学时）6.6连续时间系统的模拟（2学时）第10周第7章离散时间系统的时域分析（4学时）7.1离散时间信号（2学时）7.2离散时间系统的数学模型（2学时）第11周第7章离散时间系统的时域分析（2学时）7.3线性时不变离散系统的响应（2学时）第8章离散信号与系统的z域分析（2学时）8.1离散时间信号的z变换（2学时）第12周第8章离散信号与系统的z域分析（4学时）8.1离散时间信号的z变换（1学时）8.2离散系统的z域分析（3学时）第13周第8章离散信号与系统的z域分析（2学时）8.3离散系统的模拟（2学时）第9章系统的状态变量分析法（2学时）9.1状态和状态空间（1学时）9.2连续时间系统状态方程的建立（学时）第14周第9章系统的状态变量分析法（4学时）9.2连续时间系统状态方程的建立（1学时）9.3连续系统状态方程的解（1学时）9.4离散时间系统状态方程的建立（2学时