《信号与系统》教学大纲
《信号与系统》理论课教学大纲 一、课程基本信息 课程名称 信号与系统 英文名称 Signal and System 课程代码 XX10039 先修课程 课程性质 学科专业类基础课程 《高等数学B》 《线性代数》 《电路分析基础A》 《程序设计基础》 修读性质 必修 学时/学分 72(56+16) /4(3, 5+0. 5) 考核方式 考试 开课学院 信息科学与工程学院 适应专业 电子信息工程、通信工程 编制时间 2015. 11. 20 课程教材与学习资源 参考教材 [1].郑君里等编.《信号与系统》[M].第三版(上下册).北京:高等 教育出版社,2011.3 教学参考资料 [1] .教育部高等学校电子信息科学与工程类专业教学指导分委会编. 《高等学校电子信息科学与工程类本科专业指导性专业规范(试行)》 [M].北京:高等教育出版社,2010.8 [2] .东南大学主办.《电气电子教学学报》[J].出版地:南京 [3] .中国电子学会主办.《电子学报》[J].出版地:北京 [4] .中国电子学会主办.《信号处理》[J].出版地:北京 二、课程目标与任务 通过课堂讲授、课堂讨论、习题、实验、考试等环节教学,实现下列教学目 标: 1、使学生获得如下方面的知识、理论或方法;(知识) (1) 信号与系统分析的一些基本概念、分类、运算或建模、组合等。 (2) 傅里叶变换(FT)、拉普拉斯变换(LT)、z变换(ZT)三大变换的定义、 性质、用法和相互关系。 (3) 信号与系统的时域与频域分析方法及其应用和相互关系。 (4) 连续信号、连续系统与离散信号、离散系统两种对象分析方法及其应用 和相互关系。 2使学生获得如下方面的技能或能力;(能力) (1) 能够用信号与系统的思想来认识现实中的相关现象 (2) 能够理解有关信号与系统的概念、思想和方法 (3) 能够求解所提出的有关信号与系统的一般问题,包括一般信号的运算、 分解、FT变换、LT变换、ZT变换、IFT变换、ILT变换、IZT变换、求LTI系统 各类响应、判断LTI系统的稳定性和滤波性等。 (4) 能够通过简单建模来解决实际中一般的信号与系统问题。 (5) 能够从信号与系统的角度来分析、解释现实中的一些现象,如声音延迟、 网络带宽与传输速度的矛盾等。 3培养学生如下方面的一些素质。(素质) (1) 严谨的分析、推理习惯 (2) 良好的数学分析、思维习惯 (3) 良好的学习习惯 (4) 健康的心态,坚强的毅力,高度的自信 (5) 团结协作、相互帮助与支持 (6) 较强的分析、推理能力,较强的数学演算能力 三、课程主要内容、要求及学时分配 序号 主要内容 基本要求 学时分配 1 信号、系统基础 (1) 知识点 1. 信号与系统,信号的描述、分类和 典型信号(典型信号的观察实验) 2. 基本信号运算(信号的基本运算实 验) 3. 奇异信号 4. 信号的分解 5. 系统基础知识(线性时不变系统的 特性实验) (2) 教学重点 第十章信号、系统概念 第十一章信号的分类 第十二章一些基本信号运算的规则、 波形变化及作用 (1) 理解信号和系统 概念,掌握信号的 描述方法,了解信 号的典型分类,了 解典型信号的数 学表达式、波形和 性质,了解典型信 号的硬件或软件 产生方法。 (2) 掌握基本信号运 算规则和相应波 形变化,了解基本 信号运算的应用, 了解基本信号运 算的硬件或软件 实现方法。 8学时(8 学时) 第十三章阶跃信号与冲激信号的性 质及运用 第十四章直交流分量分解、奇偶分量 分解 第十五章系统的分类 第十六章线性时不变系统的性质及 应用 (3)教学难点 •信号概念 •信号的波形画法 •阶跃信号与冲激信号性质的运用 •系统类型的判断 (3) 了解奇异信号概 念、了解四种基本 奇异信号的概念 和背景,理解四种 基本奇异信号的 相互关系,掌握阶 跃信号与冲激信 号的定义、波形、 性质及运用。 (4) 理解信号分解概 念,了解几种基本 的信号分解,掌握 直交流分量、奇偶 分量、虚实分量的 求法,掌握信号 合成的实验方法。 (5) 了解系统模型概 念及系统分类,掌 握线性时不变系 统的概念、性质及 其应用,了解系统 分析方法,了解线 性时不变(LTI)系 统性质的验证方 法。 2 连续时间系统的时域分析 (1) 知识点 1. 系统微分方程式的建立 2. 系统响应的经典求解 3. 起始点的跳变 4. 零输入响应与零状态响应(零输入 响应与零状态响应的观察实验) 5. 冲激响应及其求解 6. 卷积及其性质 (2) 教学重点 第6章系统响应的经典求解 第7章零输入响应与零状态响应的求 法 第8章冲激响应的求法 第9章卷积的图解求法 第10章卷积的基本性质及其运用 (3) 教学难点 1.起始点的跳变 (1) 了解建立系统微 分方程的一般步 骤,掌握系统响应 的经典求解方法, 掌握系统完全响 应、自由响应、强 迫响应概念。 (2) 掌握系统0+状态、 0-状态概念,理解 起始点跳变的原 因,了解起始点跳 变的解决方法 (3) 掌握零输入响应 与零状态响应概 念及其求法,理解 实验中零输入响 应与零状态响应 的观察方法。 (4) 掌握冲激响应概 6学时(2 学时) 2. 冲激响应的求法 3. 卷积的图解求法 念及其求法,掌握 利用冲激响应求 响应的方法。 (5)掌握卷积的定 义,掌握卷积的图 解求法,掌握卷积 的基本性质及其 应用 3 傅里叶变换 (1)知识点 1)周期信号的傅里叶级数展开和离 散频谱 2)非周期信号的傅里叶变换和连续 频谱 3)傅里叶变换的基本性质及其应用 4)周期信号的傅里叶变换和频谱 5)抽样信号的傅里叶变换与抽样定 理 (2)教学重点 1)周期信号傅立叶级数(FS)的三 种形式和相互关系 2)周期信号频谱的引出、画法和特 点 3)乖周期信号傅里叶变换对公式 4)非周期信号频谱的特点(FFT频 谱观察实验) 5)傅里叶变换的基本性质的内容 及应用 6)周期信号傅里叶变换的求法和 特点 7)抽晶信号傅里叶变换的求法和 特点 8)抽晶定理的内容和信号恢复的 方法(信号的抽样与恢复实验) (3)教学难点 >周期信号福立叶级数(FS)的求法 >周期信号频谱的意义和画法 >非周期信号频谱的物理意义和画 法 >傅里叶变换的求法 >傅里叶变换的对称性、奇偶性、卷 积性等性质的应用 >周期信号频谱的特点 (1)掌握FS的三种形 式及其求法,掌握 傅里叶级数展开 的条件,了解周 期信号频谱的引 出,理解其物理意 义,掌握其画法, 掌握其特点,了解 一些典型周期信 号的FS和频谱。 (2)掌握傅里叶变换 对公式,了解FT 的条件,掌握傅里 叶正变换公式的 用法理解非周期 信号频谱的引出、 物理意义,掌