《信号与系统》课程教学大纲

《信号与系统》课程教学大纲

一、课程基本信息

1、课程编号：14L181Q

2、课程体系/类别：大类专业基础/主干课程 3、学时/学分：48/3

4、先修课程：高等数学、工程数学、电路分析

5、适用专业：通信工程、自动化、铁道信号、电子科学与技术 二、课程教学目标及学生应达到的能力

本课程是大学本科二年级电子信息类本科生必选的技术基础课程。

本课程教学目标是使学生牢固掌握信号与系统的基本原理和基本分析方法，掌握信号与系统的时域、变换域分析方法，理解各种变换（傅里叶变换、拉普拉斯变换、z变换）的基本内容、性质与应用。特别要建立信号与系统的频域分析的概念以及系统函数的概念，为学生进一步学习后续课程打下坚实的基础。通过本课程的学习，使学生在分析问题和解决问题的能力上有所提高,并能够自主性学习，具有一定的创造性工作能力。

本课程主要支撑以下毕业要求指标点：

1.2 将具体工程问题抽象为数学、物理问题，选择适当的模型进行描述，并理解其局限性 本课程核心内容是信号的表示和系统的描述，包括利用数学的方法将信号从不同角度进行表示；根据实际系统建立描述系统的数学模型，并从不同的域对系统进行描述；理解信号与系统时域、频域和复频域的特点及适用情况，从而根据具体问题选择合适的域进行分析。

1.3 对模型进行推理求解和必要的修正改进

本课程在讲授信号的表示和系统的描述的基础上，介绍根据系统的描述，利用信号的表示和线性非时变系统的特性从不同域求解系统模型，即求解系统的响应。

2.2 运用专业基础理论与方法，进行通信信号分析和通信系统设计实现

本课程讲授了从时域、频域和复频域进行信号分析，从时域、频域和复频域进行系统描述及系统响应求解，为通信工程、铁道信号、自动化、电子技术等电子信息类专业奠定基础。 三、课程教学内容和要求

（一）课程主要知识点、要求及课时分配 序号 1 知识单元（章） 信号与系统分析知识点 信号的定义、分类及特性 要求 掌握 推荐 学时 2 重点支持指标点 1.2 导论 系统的定义、分类及特性 信号与系统分析概述 典型连续信号与离散信号 连续信号与离散信号的运算 掌握 了解 掌握 掌握 掌握 熟悉 6 1.2 2.2 2 信号的时域分析 信号的分解 利用MATLAB表示基本信号，实现信号的基本运算。 线性非时变系统连续时间系统与离散时间系统的数学模型及特性 连续、离散时间系统零输入响应求解 单位冲激响应、单位脉冲响应求解 掌握 了解 了解 掌握 掌握 熟悉 掌握 掌握 熟悉 熟悉 掌握 熟悉 10 1.2 2.2 1.2 6 1.3 2.2 3 系统的时域分析 零状态响应（卷积积分/和）的求解 用冲激响应（脉冲响应）表示系统特性 利用MATLAB计算系统的响应 连续时间周期信号的频域分析 连续时间非周期信号的频域分析 离散时间周期信号的频域分析 4 信号的频域分析 离散时间非周期信号的频域分析 信号的时域抽样 利用MATLAB进行周期信号和非周期信号的频域分析 连续系统的频率响应，系统响应的频域分析，无失真系统，理想模拟滤波器 掌握 1.2 熟悉 6 1.3 2.2 5 系统的频域分析 离散时间系统的频率响应，系统响应的频域分析，线性相位系统，理想数字滤波器 连续信号的幅度调制与解调 利用MATLAB计算系统的频率特性 连续时间信号的复频域分析，单边拉氏变换 连续时间信号与6 系统的复频域分析 连续时间系统响应的复频域分析，完全响应复频域求解 连续时间系统函数 连续时间系统模拟 掌握 熟悉 熟悉 1.2 掌握 掌握 掌握 6 1.3 2.2 利用MATLAB进行系统的复频域分析 离散时间信号的z域分析，单边z变换 7 离散时间信号与系统的z域分析 离散时间系统的z分析，完全响应z求解 离散时间系统函数， 离散时间系统模拟 利用MATLAB进行系统的z域分析 系统的状态、状态空间以及状态方程8 系统的状态变量分析 的概念 连续时间系统和离散时间系统状态方程的建立 利用MATLAB求解状态方程 9 10 专题研讨 期中考试 自主学习、研究性学习 交流讨论 第1-4章知识点 熟悉 熟悉 掌握 掌握 掌握 熟悉 了解 掌握 熟悉 掌握 掌握 掌握 16 4 2 1.2，1.3 2.2 1.2，1.3 2.2 2 1.2 2.2 1.2 4 1.3 2.2 （二）课程重点、难点

1．信号与系统分析导论（2学时） 重点：确定信号及线性非时变系统的特性。 难点：线性非时变系统的判断。 2．信号的时域分析（6学时）

重点：典型连续信号与离散信号的表示与特性，尤其是单位冲激信号和单位脉冲信号的特性；连续信号与离散信号的基本运算；任意信号分解为基本信号的线性组合，尤其是任意连续信号分解为冲激信号的线性组合，任意离散信号分解为单位脉冲信号的线性组合。

难点：单位冲激信号的特性，任意信号分解为基本信号的线性组合。 3．系统的时域分析（6学时）

重点：线性非时变连续时间系统与离散时间系统的特性，连续时间系统单位冲激响应的求解，离散时间系统单位脉冲响应的求解，用卷积法计算连续时间系统与离散时间系统的零状态响应。

难点：卷积积分，卷积和。

4．连续时间信号的频域分析（10学时）

重点：从数学概念、物理概念及工程概念深刻理解四类信号的频谱概念，以及信号时域与频域的关系；连续时间周期信号频谱的计算；连续时间信号傅里叶变换的基本性质、物理含义及应用，