信号与系统课程教学大纲

教学基本条件规定 课程名称 总学时 学分 大纲编写人 大纲编写时间 课程性质 信号与系统 51 4 黎威 课程编号 周学时 开课单位 大纲审核人 2009.2 通识教育课程（ ）学科基础课程（ √ ） 专业特色课程（ ）教师教育课程（ ）跨专业同选课程（ ） 高等数学、复变函数、积分变换、线性代数、电路原理 91600131 6 电子信息与通信工程学院 李平安 先修课程 使用教材 主要参考资料 吴大正）：《信号与线性系统分析》高等教育出版社 初版2005 年8 月 1、管致中：《 信号与线性系统》 高等教育 出版社2004 年 1 月 2、苗明川：《信号与线性系统全程导学及习题解答》中国时代经济出版2007 年2月 3、A. V.Oppenheim：《 Signals and Systems 》电子工业出版社 2002年8月 本门课程是信号处理、网络理论、通信理论、控制理论等课程先修课程，它是通信与电子信息类专业的一门重要学科基础课程。通过本门课程的学习，使学课程教学目的 生掌握信号分析的基本理论和方法，掌握线性非时变系统的各种描述方法，掌握线性非时变系统的时域和频域分析方法，为学习专业课程打下理论基础和提供发分析方法，并提高学生的分析问题和利用所学的知识解决问题的能力。 在了解课程总体教学内容结构和目的基础上，将信号与系统归纳为模拟和数字学习方法指导 两个大类，以时域、频域、S-域、z-域分析为章节划分，理解和掌握各章节基本概念，通过习题练习加深对知识深入理解。采用课本与参考书相结合，预习与复习相结合，理论与实验相结合达到对知识的掌握。 1．信号与系统 了解和掌握信号与系统的定义及其分类，深刻理解信号的时域运算和波形变换方法。 2．连续系统时域分析： 熟练掌握典型信号的定义与性质，系统微分方程的建立与求解。深刻理解系统的特征多项式、特征方程、特征根的意义，并掌握求解方法。深刻理解单知识重点提示 位冲激响应与单位阶跃响应的意义，并掌握求解方法。掌握系统全响应的三种求解方法：零输入响应和零状态响应，自由响应和强迫响应，瞬态响应和稳态响应。 3．离散系统时域分析： 熟练掌握典型序列的性质、序列的运算。深刻理解线性系统全响应的可分解性，掌握单位样值响应的时域求解方法。要深刻理解抽样定理的内容，抽样信号频谱与原信号频谱之间的关系。 4．傅里叶变换及系统频域分析： 掌握周期信号的频谱分析方法—傅里叶级数，要理解非周期信号频谱密度函数的概念，周期信号与非周期信号的频谱的特点以及信号时域特性与频域特性之间的关系，能利用傅里叶变换的定义、性质，求出信号的频谱并绘制频谱图，重点掌握典型信号的频谱密度函数，灵活运用傅里叶变换的性质对信号进行正反变换。要理解理想低通、高通、带通和全通滤波器的概念。 5．连续系统S-域分析 深刻理解拉普拉斯变换的定义、收敛域以及拉普拉斯变换与傅里叶变换之间的关系。熟练掌握拉普拉斯变换的性质、卷积定理的意义及它们的运用。掌握线性时不变系统的复频域分析方法，会用多种方法求解系统函数。能根据系统函数画出系统的直接模拟框图、串联实现形式、并联实现形式和级联实现形式的模拟框图。掌握系统极、零点的定义并会画极零点图，掌握系统函数的零极点分布与系统的时域和频域特性关系。 6．离散系统z域分析： 深刻理解Z变换的定义、收敛域以及Z变换与拉普拉斯变换之间的关系。熟练掌握Z变换的性质，会根据Z变换的定义和性质求解Z变换与反变换。掌握离散时间系统Z变换分析法，包括全响应、零输入响应、零状态响应和单位样值响应的求解。深刻理解系统函数H（Z）的定义、物理意义及其零、极点概念，会用多种方法求解H（Z）。能根据H（Z）画出系统的模拟框图，以及根据模拟图求出H（Z）。掌握由H（Z）的极点来判断系统的稳定性。 7．系统函数： 掌握方程、系统函数与信号流图的转换。 8．状态方程： 深刻理解系统状态、状态变量、状态方程、输出方程的定义与意义；能够根据系统的微分和差分方程、系统的模拟图来建立系统的状态方程和输出方程。 1. 信号与系统：掌握系统的线性、时不变、因果和稳定特性。 2. 连续系统时域分析：掌握卷积积分的定义、运算规律及主要性质，并会应用卷积积分法求线性时不变系统的零状态响应。 学习难点提示 3. 香农抽样定理，差分方程的时域求解方法。 4. 傅里叶变换及系统频域分析：傅里叶变换的性质及其应用。 5. 拉普拉斯变换的性质及其应用；会根据不同形式的系统求解出其系统函数；理解系统稳定性的意义，学会用系统的极点、罗斯判据来判定系统的稳定性。 6. 离散系统z域分析：Z变换的性质及其应用；线性时不变系统Z域分析以及系统函数的意义和作用；系统频率响应。 7. 系统函数与信号流图的转换。 8.状态方程：状态方程和输出方程求解。 教学基本内容、教学环节安排和课时分配 课时分配 章 节 第1章 第1-3节 第4-5节 第6节 第2章 第1节 第2节 第3节 第3章 第1节 第2节 第3节 第4章 第1-2节 第3-4节 第5-6节 第7-8节 第5章 第1-2节 第2节 第3-4节 第4-5节 第6章 第1-2节 第3节 第4节 第7章 第1-2节 第3-4节 内 容 信号与系统 信号及运算、变换 特殊信号，系统描述 系统特性及分析 连续系统时域分析 LTI连续系统响应 冲激响应、阶跃响应 卷积积分 离散系统时域分析 LTI离散系统响应 单位序列响应、阶跃序列响应 卷积和 傅里叶变换及系统频域分析 信号分解为正交函数，傅里叶级数 周期信号频谱、傅里叶变换 傅里叶变换性质、功率谱和能量谱 周期信号频谱、LTI连续系统频域分析 连续系统S-域分析 拉普拉斯变换、性质 拉普拉斯变换性质 拉普拉斯反变换、复频域分析 复频域分析、双边拉普拉斯变换 离散系统z域分析 Z变换及性质 Z反变换 Z域分析 系统函数 系统函数、系统特性 流图、结构图 讲授 6 2 2 2 6 2 2 2 6 2 2 2 8 2 2 2 2 8 2 2 2 2 6 4 2 2 讨论 实验 训练 作业 第8章 第1-2节 第3节 第4节 第5节 状态方程 状态方程与状态方程建立 离散系统状态方程求解 连续系统状态方程求解 可控制性和可观测性 7 2 2 2 1