《信號與系統(tǒng)》課程教學(xué)大綱 (2)

1、信號與系統(tǒng)課程教學(xué)大綱一、教師或教學(xué)團隊信息教師姓名職稱辦公室電話電子信箱（教師或教學(xué)團隊中每位教師主要講授的本科課程，課程受歡迎情況；主要研究領(lǐng)域和研究成果。）二、課程基本信息課程名稱（中文）：信號與系統(tǒng)課程名稱（英文）：Signals and Systems課程類別：通識必修課通識選修課R專業(yè)必修課專業(yè)方向課專業(yè)拓展課實踐性環(huán)節(jié)課程性質(zhì)*：R學(xué)術(shù)知識性方法技能性研究探索性實踐體驗性課程代碼：2110015周學(xué)時：總學(xué)時：48；學(xué)分:3先修課程：微積分、線性代數(shù)、復(fù)變函數(shù)、電路分析基礎(chǔ)授課對象：電氣工程及其自動化三、課程簡介（課程在實現(xiàn)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)中的作用，課程在專業(yè)知識體系中的位置，課程學(xué)

2、習(xí)對學(xué)生專業(yè)成長具有的價值。課程主要內(nèi)容及知識結(jié)構(gòu)。）本課程大綱是根據(jù)高等教育要求，為加強學(xué)生專業(yè)課程的教學(xué)需要而制定的。信號與系統(tǒng)課程是四年制電氣工程及自動化專業(yè)的重要專業(yè)課程之一，是其它許多學(xué)科的基礎(chǔ)，是工科學(xué)生在大學(xué)教育階段所修課程中最有收益而又最有用處的課程之一。 通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握信號與系統(tǒng)的基本概念，線性時不變系統(tǒng)的基本特性，信號通過線性系統(tǒng)的基本分析方法，其主要內(nèi)容包括：信號與系統(tǒng)概述、LTI連續(xù)時間系統(tǒng)的時域分析、頻域分析、復(fù)頻域分析。四、課程目標(biāo)（課程教學(xué)要講授的核心知識、要訓(xùn)練的關(guān)鍵技能及須形成的綜合素養(yǎng)的目標(biāo)。） 通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)該掌握信號分析的基本理論

3、和方法，掌握線性時不變系統(tǒng)的各種描述方法，掌握線性時不變系統(tǒng)的時域和變換域的各種分析方法，準(zhǔn)確理解有關(guān)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、頻響、因果性等工程應(yīng)用中的一些重要物理概念。同時，通過這門課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生的分析問題和利用所學(xué)的知識解決問題的能力應(yīng)有所提高。 本課程的主要任務(wù)是針對線性時不變系統(tǒng)分析這條主線，對線性微分方程、復(fù)變函數(shù)、積分變換等數(shù)學(xué)方法進行詳細的介紹。課程中各個理論的系統(tǒng)性較強，數(shù)學(xué)推導(dǎo)比較嚴密，但是在內(nèi)容中不苛求數(shù)學(xué)上的系統(tǒng)和嚴密。學(xué)生應(yīng)通過習(xí)題和實際系統(tǒng)分析，理解相關(guān)的數(shù)學(xué)知識和分析方法如何應(yīng)用于電子系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、信號處理等領(lǐng)域，并具備理論與工程實際相結(jié)合的分析、思維能力。五、教學(xué)內(nèi)容與

4、進度安排*（滿足對應(yīng)課程標(biāo)準(zhǔn)的第2條）（需要清晰地呈現(xiàn)每一章或教學(xué)單元的教學(xué)內(nèi)容、學(xué)習(xí)要求、授課形式和課后作業(yè)等，學(xué)生由此可以準(zhǔn)確地了解每一章或教學(xué)單元的學(xué)習(xí)任務(wù)，課后可根據(jù)教學(xué)進程，規(guī)劃、開展自主學(xué)習(xí)。）第一章 信號與系統(tǒng)的基本概念 1. 課時數(shù) 82. 講授內(nèi)容或訓(xùn)練技能，重點、難點講授內(nèi)容：（1）信號與系統(tǒng)的基本概念、特性和分類方法（2）階躍信號與沖激信號的定義和性質(zhì)（3）信號運算與波形變換（4）系統(tǒng)及分類、LTI系統(tǒng)分析方法本章教學(xué)重點：（1）信號的各種基本運算。（2）單位沖激信號，以及將任意信號分解為單位沖激信號組合。（3）系統(tǒng)的線性和時不變性。 本章教學(xué)難點：（1）用單位沖激信號對

5、任意信號的表征。（2）系統(tǒng)的線性與時不變特性。3. 學(xué)生學(xué)習(xí)任務(wù)（1)了解信號的定義、分類和基本運算。熟悉信號的波形變換：翻轉(zhuǎn)、平移和展縮。（2）掌握常用信號t、t、k和k的定義和性質(zhì)，以及t與t，k與k之間的關(guān)系。（3）了解系統(tǒng)、系統(tǒng)的狀態(tài)和狀態(tài)變量、系統(tǒng)的輸入輸出模型和狀態(tài)空間模型的定義。（4）熟悉系統(tǒng)的基本特性（線性、時不變性和因果性）和分類。 (5) 初步理解線性時不變系統(tǒng)分析的統(tǒng)一觀點和方法。4. 教學(xué)方法（課程教學(xué)過程以學(xué)生的探究、閱讀、討論、嘗試練習(xí)、創(chuàng)造等動手、動腦活動為主的課程教學(xué)環(huán)節(jié)，應(yīng)說明活動的形式、學(xué)生的組織方式、學(xué)生參與課堂活動需滿足的條件、學(xué)生活動情況評價方式、師生

6、互動模式等。）教師主講，學(xué)生嘗試練習(xí)相關(guān)習(xí)題；教師提問，主動回答的學(xué)生可適當(dāng)增加平時成績。5. 課外學(xué)習(xí)要求作業(yè) 習(xí)題一 1.4 （1）（3）（4）（5）；1.5 （6）（10）；1.7；1.11 （1）（3）（5）（7）； 1.14；1.17 （a) (b)；1.19 （2）(4）（6）；1.23第二章 連續(xù)信號與系統(tǒng)的時域分析 1. 課時數(shù) 122. 講授內(nèi)容或訓(xùn)練技能，重點、難點講授內(nèi)容：（1）卷積積分（2）線性微分方程的經(jīng)典解法（3）沖激響應(yīng)與階躍響應(yīng)（4）零輸入響應(yīng)與零狀態(tài)響應(yīng)本章教學(xué)重點：（1）卷積和、卷積積分的計算。（2）系統(tǒng)單位沖激響應(yīng)的概念。本章教學(xué)難點：卷積和、卷積積分的計

7、算。3. 學(xué)生學(xué)習(xí)任務(wù)（1）熟悉連續(xù)時間基本信號：t、t、cost+、ejwt和est。（2）熟悉掌握連續(xù)信號卷積積分的定義、圖解機理、性質(zhì)和計算。（3）學(xué)會使用微分方程、算子方程和方框圖描述LTI連續(xù)系統(tǒng)。（4）重點掌握LTI連續(xù)系統(tǒng)時域響應(yīng)的系統(tǒng)解法。包括系統(tǒng)傳輸算子H（p)、沖激響應(yīng)h(t)、階躍響應(yīng)g(t)概念的理解和計算，系統(tǒng)零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)和全響應(yīng)的分析求解。（5)了解LTI連續(xù)系統(tǒng)時域響應(yīng)的微分方程經(jīng)典解法。4. 教學(xué)方法（課程教學(xué)過程以學(xué)生的探究、閱讀、討論、嘗試練習(xí)、創(chuàng)造等動手、動腦活動為主的課程教學(xué)環(huán)節(jié)，應(yīng)說明活動的形式、學(xué)生的組織方式、學(xué)生參與課堂活動需滿足的條件、

8、學(xué)生活動情況評價方式、師生互動模式等。）教師主講，學(xué)生嘗試練習(xí)相關(guān)習(xí)題；教師提問，主動回答的學(xué)生可適當(dāng)增加平時成績。5. 課外學(xué)習(xí)要求作業(yè) 習(xí)題二2.4 (1)(3)(5)(7)(9)；2.7 (1)(4)；2.8；2.11 （2）（4）；2.13；2.18（1）（3）；2.25（a)；2.28（2）第三章 連續(xù)信號與系統(tǒng)的頻域分析 1. 課時數(shù) 142. 講授內(nèi)容或訓(xùn)練技能，重點、難點講授內(nèi)容：（1）典型周期信號的傅里葉級數(shù)（2）典型非周期信號的傅里葉變換（3）傅里葉變換的性質(zhì)（4）周期信號的傅里葉變換（5）抽樣信號與抽樣定理（6）連續(xù)時間系統(tǒng)的頻域分析（7）無失真?zhèn)鬏敚?）理想低通濾波器本

9、章教學(xué)重點：（1）LTI系統(tǒng)對復(fù)指數(shù)信號的響應(yīng)。（2）連續(xù)時間連續(xù)時間傅里葉級數(shù)的物理意義及計算。（3）連續(xù)時間傅里葉級數(shù)的性質(zhì)。（4）連續(xù)時間傅里葉級數(shù)與LTI系統(tǒng)。（5）傅里葉變換的物理意義及計算。（6）傅里葉變換的性質(zhì)及靈活運用。本章教學(xué)難點：（1）連續(xù)時間傅里葉級數(shù)的物理意義及計算。（2）連續(xù)時間傅里葉級數(shù)與LTI系統(tǒng)。（3）傅里葉變換的物理意義及計算。（4）傅里葉變換的性質(zhì)及靈活運用。3. 學(xué)生學(xué)習(xí)任務(wù)（1）能用傅里葉級數(shù)的定義、性質(zhì)和周期信號的傅里葉變換，求解周期信號的頻譜。深刻理解周期信號分解為正弦信號線性組合的物理含義和周期信號頻譜的特點，并會繪出振幅及相位頻譜圖。（2）熟練利

10、用傅里葉變換的定義、性質(zhì)，求解非周期信號的頻譜，建立信號頻譜寬度的概念。利用常見信號的傅里葉變換對和傅里葉變換的性質(zhì)，熟練求解信號的正、反傅里葉變換。（3）了解功率信號與功率譜、能量信號與能量譜的概念，會用帕塞瓦爾公式和時域和頻域計算信號的能量。（4）熟練計算周期信號和非周期信號激勵下系統(tǒng)的響應(yīng)。深刻理解系統(tǒng)的頻率響應(yīng)H(jw)并根據(jù)H(jw)對系統(tǒng)進行分類。理解無失真?zhèn)鬏?、理想低通濾波器的概念與物理含義，了解各種濾波器的含義，掌握有關(guān)信號濾波的計算。（5）理解信號頻譜搬移的概念，掌握一般信號調(diào)制、解調(diào)和壓縮等的分析計算。（6）深刻理解并掌握抽樣定理，計算抽樣信號的頻譜。了解信號的抽樣與恢復(fù)過

11、程。4. 教學(xué)方法（課程教學(xué)過程以學(xué)生的探究、閱讀、討論、嘗試練習(xí)、創(chuàng)造等動手、動腦活動為主的課程教學(xué)環(huán)節(jié)，應(yīng)說明活動的形式、學(xué)生的組織方式、學(xué)生參與課堂活動需滿足的條件、學(xué)生活動情況評價方式、師生互動模式等。）教師主講，學(xué)生嘗試練習(xí)相關(guān)習(xí)題；教師提問，主動回答的學(xué)生可適當(dāng)增加平時成績。5. 課外學(xué)習(xí)要求作業(yè) 習(xí)題三3.5（a)；3.6 (d）；3.12 （a)(c）；3.13 （2）（4）；3.17；3.28；3.31； 3.36第四章 連續(xù)信號與系統(tǒng)的S域分析 1. 課時數(shù) 142. 講授內(nèi)容或訓(xùn)練技能，重點、難點講授內(nèi)容：（1）典型信號的拉氏變換（2）拉氏變換的性質(zhì)（3）拉氏反變換（4）

12、連續(xù)時間系統(tǒng)的復(fù)頻域分析（5）連續(xù)時間系統(tǒng)的模擬本章教學(xué)重點：（1）Laplace變換及其收斂域和性質(zhì)。（2）Laplace逆變換的計算方法。（3）系統(tǒng)函數(shù)與方框圖表示。（4）零極點圖和系統(tǒng)因果性、穩(wěn)定性判定 本章教學(xué)難點：（1）Laplace變換及其收斂域和性質(zhì)。（2）系統(tǒng)函數(shù)與方框圖表示。（3）零極點圖和系統(tǒng)因果性、穩(wěn)定性判定。3. 學(xué)生學(xué)習(xí)任務(wù)（1）理解拉氏變換的定義式和收斂域；會根據(jù)拉氏變換的定義式求一些常用信號的拉氏變換。（2）正確理解拉氏變換的性質(zhì)，熟練利用拉氏變換的性質(zhì)計算信號的拉氏變換與反變換。（3）利用部分分式展開法求解拉氏反變換。（4）能利用拉氏變換求解常系數(shù)微分方程，把微

13、分方程變換為S域的代數(shù)方程，求解零輸入響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)。（5）利用S域分析法方法，熟練求解系統(tǒng)的單位沖激響應(yīng)，求解一般信號激勵下系統(tǒng)的零狀態(tài)響應(yīng)。（6）深刻理解系統(tǒng)模擬框圖的信號流圖的意義，會根據(jù)系統(tǒng)的微分方程、系統(tǒng)函數(shù)H(s)或系統(tǒng)的輸入輸出關(guān)系，畫出多種模擬框圖和信號流圖，熟練利用梅森公式求系統(tǒng)函數(shù)。（7）深刻理解系統(tǒng)穩(wěn)定性的意義，會根據(jù)h(t)及H(s)的極點或羅斯準(zhǔn)則判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性。4. 教學(xué)方法（課程教學(xué)過程以學(xué)生的探究、閱讀、討論、嘗試練習(xí)、創(chuàng)造等動手、動腦活動為主的課程教學(xué)環(huán)節(jié)，應(yīng)說明活動的形式、學(xué)生的組織方式、學(xué)生參與課堂活動需滿足的條件、學(xué)生活動情況評價方式、師生互動模式等

14、。）教師主講，學(xué)生嘗試練習(xí)相關(guān)習(xí)題；教師提問，主動回答的學(xué)生可適當(dāng)增加平時成績。5. 課外學(xué)習(xí)要求作業(yè) 習(xí)題四4.1 （2）；4.5 （2）（4）（6）（8）（10）（12）（14）；4.8；4.9（1）（3）（5）（7）（9）（11）；4.10 (1）；4.14（2）六、修讀要求（滿足對應(yīng)課程標(biāo)準(zhǔn)的第3條）（課程學(xué)習(xí)應(yīng)遵守的紀律，學(xué)術(shù)誠信要求，課堂內(nèi)外學(xué)習(xí)應(yīng)達到的標(biāo)準(zhǔn)，教師對學(xué)生參與課程學(xué)習(xí)的期待等。不論文科或理科、工科專業(yè)，都應(yīng)把一定數(shù)量的深度閱讀和寫作作為課程學(xué)習(xí)的基本要求，給予明確說明。）l 面授時鼓勵學(xué)生積極回答問題，表現(xiàn)突出者可獲得加分獎勵l 出席每一次面授，不遲到不早退，不在課堂

15、上吃東西、講話，病、事請假l 必須完成教師布置的課外作業(yè)l 課程考核依據(jù)包括點名、作業(yè)、考試和課堂參與度幾個方面。七、學(xué)習(xí)評價方案（滿足對應(yīng)課程標(biāo)準(zhǔn)的第4、5、6條）（課程過程性的、終結(jié)性的考核與評價規(guī)則，包括評價形式和評價標(biāo)準(zhǔn)，一般包括課堂表現(xiàn)、課后作業(yè)、課程實踐及期末考評等部分。教師應(yīng)逐步提高學(xué)期教學(xué)過程中學(xué)生學(xué)習(xí)表現(xiàn)和能力提高的評價比重，降低期末考試環(huán)節(jié)在課程評價中的比重。過程性評價和期末考試，都要注重對學(xué)生學(xué)習(xí)進步、學(xué)生習(xí)得和掌握創(chuàng)造性問題解決能力、獨立思考和批判性思維能力等高階認知能力的評價。）閉卷考試：70%（期末）考勤與課堂參與度、作業(yè)：30% ，課堂積極主動回答問題參與討論一次

16、加1分。八、課程資源（教材；補充材料和擴展閱讀；專業(yè)資源網(wǎng)站；課件；作業(yè)交流、學(xué)習(xí)討論、思考題等。）教材：信號與系統(tǒng) 陳生潭等， 西安電子科技大學(xué)出版社 2005 參考書目：信號與系統(tǒng)習(xí)題精解 揚松林，王松林編，科學(xué)出版社，2002 信號與系統(tǒng)修訂版，王寶祥編 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2006九、其他需要說明的事宜無注：1. 課程性質(zhì)中，四種課程性質(zhì)的含義如下。學(xué)術(shù)知識性課程：主要以學(xué)生掌握特定領(lǐng)域內(nèi)基礎(chǔ)性、系統(tǒng)性或前沿性的知識為目的。側(cè)重學(xué)科領(lǐng)域中陳述性知識、命題性知識的學(xué)習(xí)與掌握。如：先秦制度史、教育原理、概率與數(shù)理統(tǒng)計、西方經(jīng)濟學(xué)等。方法技能性課程：主要以學(xué)生掌握與專業(yè)、特定領(lǐng)域工作相關(guān)的一系列方法、技巧、技能、手段為目的。側(cè)重程序性知識的學(xué)習(xí)與訓(xùn)練。如：靜物攝影、談判策略、SPSS應(yīng)用、實驗方法、教育研究方法等。研究探索性課程：主要以學(xué)生較為獨立地發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題、探究新知、形成批判思維的意識和觀點等為目的。課程側(cè)重研究能力（尤其是理解力、反思力、創(chuàng)造力）的培養(yǎng)。如：案例學(xué)習(xí)、項目學(xué)