《信號與系統(tǒng)》考試大綱

1、信號與系統(tǒng)考試大綱一、課程基本信息課程名稱：信號與系統(tǒng)使用教材：Signals & Systems(2nd Edtion)， Alan V. Oppenheim，電子工業(yè)出版社，2008年4月教學(xué)拓展資源：參考書目有信號與系統(tǒng)（第二版） 上、下冊， 鄭君里等，高等教育出版社；信號與線性系統(tǒng)分析，吳大正，高等教育出版社；信號與系統(tǒng)，ALANV.OPPENHEIM（劉樹棠譯），西安交通大學(xué)出版社；信號與線性系統(tǒng)，管致中等，高等教育出版社。信號與系統(tǒng)校級主干課資源庫。二、課程教學(xué)目的信號與系統(tǒng)是本科電子信息類專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，是聯(lián)系公共基礎(chǔ)課與專業(yè)課的一個重要橋梁。授課對象面向電子

2、信息類的電子科學(xué)與技術(shù)、通信工程、電子信息工程三個本科專業(yè)。該課程研究確定性信號經(jīng)線性時不變系統(tǒng)傳輸與處理的基本概念與基本分析方法，具有很強的理論性和邏輯性，教學(xué)內(nèi)容較抽象，數(shù)學(xué)運用得很多。同時，這門課程以通信和控制工程為主要應(yīng)用背景，具有明顯的物理意義和工程背景，具有數(shù)學(xué)分析物理化，物理現(xiàn)象數(shù)學(xué)化的特征。該課程與許多專業(yè)課，如通信原理、數(shù)字信號處理、高頻電路、圖象處理等課程有很強的聯(lián)系，其理論已廣泛應(yīng)用到電子、通信、信號處理和自動控制等各個學(xué)科領(lǐng)域，并且直接與數(shù)字信號處理的基本理論和方法相銜接。通過本門課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握信號與系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論，掌握確定性信號經(jīng)線性時不變系統(tǒng)傳輸與處理的基本

3、概念和分析方法，包括信號分析的基本理論和方法、線性時不變系統(tǒng)的各種描述方法、線性時不變系統(tǒng)的時域和頻域分析方法、有關(guān)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、頻響、因果性等工程應(yīng)用中的一些重要結(jié)論等。通過信號與系統(tǒng)的基本理論和分析方法，學(xué)生應(yīng)能掌握如何建立信號與系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，如何經(jīng)適當(dāng)?shù)姆治龇椒ㄇ蠼?，并將分析結(jié)果與物理概念相結(jié)合，對所得的結(jié)果給出物理解釋和賦予物理意義。該課程的學(xué)習(xí)將為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)，同時為今后能夠獨立地分析與解決信息領(lǐng)域內(nèi)的實際問題打下堅實的理論基礎(chǔ)。三、學(xué)習(xí)方法指導(dǎo)信號與系統(tǒng)課程充分利用信息技術(shù)和數(shù)字化資源，借助華中師范大學(xué)云端一體化學(xué)習(xí)平臺，最大程度的實現(xiàn)教學(xué)資源的靈活共享。本課程根據(jù)學(xué)習(xí)

4、者的個性化差異，采用混合式課程及傳統(tǒng)面授課程等多種授課方式。1. 注重教學(xué)內(nèi)容各知識點之間的聯(lián)系。在學(xué)習(xí)過程中要統(tǒng)觀全局，注重前后各章節(jié)之間的聯(lián)系，明確所學(xué)的某一概念和知識點在整個課程中的位置。本課程內(nèi)容是循序漸進(jìn)、相輔相成的，相互之間有著非常密切的聯(lián)系。例如在變換域分析方法中，傅里葉變換是一個主線，在各種變換方法中都可以看到它的身影，通過它可以將各個變換聯(lián)系起來，成為一個有機的整體。2. 注重該課與后續(xù)專業(yè)課知識點的結(jié)合，逐步建立專業(yè)知識體系。該課程以通信系統(tǒng)、數(shù)字信號處理和控制系統(tǒng)為應(yīng)用背景，通過一些實例分析，介紹了一些工程應(yīng)用中非常重要的物理概念，具有明顯的物理意義和工程背景。在該課程的

5、講授過程中針對某些知識點給出了研究題目，研究內(nèi)容覆蓋多門課程，通過開展專題研究使學(xué)生在學(xué)習(xí)該課程的同時，感受到學(xué)科的研究深度和廣度，了解到目前所學(xué)內(nèi)容的某些應(yīng)用和進(jìn)一步研究的方向，逐步建立專業(yè)知識體系，而且還有助于加深對問題本身的理解。3. 充分利用云端一體化教學(xué)平臺中的教學(xué)資源進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。數(shù)字化學(xué)習(xí)資源包括信號與系統(tǒng)CAI課件、Matlab示例、拓展閱讀、拓展實踐等學(xué)習(xí)資源。課件提供了每章知識地圖、學(xué)習(xí)重難點、動畫、視頻，通過生動形象的演示加強學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容的理解；Matlab示例給出了豐富的示例，通過MATLAB仿真軟件，得到問題的求解結(jié)果，分析直觀，物理意義明確，通過Matlab示例便

6、于學(xué)生理解數(shù)學(xué)公式所隱含的物理意義；拓展閱讀選取的是與課程知識相關(guān)的一些經(jīng)典的著作、論文、網(wǎng)站，大大提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性, 拓展了學(xué)生的學(xué)習(xí)視角；拓展實踐部分著眼于學(xué)生創(chuàng)造能力以及解決問題的能力提供了豐富的學(xué)習(xí)活動，為學(xué)生能更好的開展自主學(xué)習(xí)提供了良好的學(xué)習(xí)環(huán)境。4.信號與系統(tǒng)課程數(shù)學(xué)用得比較多，用數(shù)學(xué)工具分析物理概念，更抽象，更一般化。學(xué)習(xí)該課程一定要動手做題，不能逃避數(shù)學(xué)推導(dǎo)和運算，并將計算結(jié)果與物理意義相結(jié)合，加深對所學(xué)知識的理解。5. 信號與系統(tǒng)課程同步開設(shè)了信號與系統(tǒng)實驗課，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中要注重理論分析與實驗驗證的有機結(jié)合，鞏固所學(xué)知識，促進(jìn)知識的深化和動手能力的培養(yǎng)。6.信號

7、與系統(tǒng)課程是雙語教學(xué)，采用英文原版教材授課。學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中要注重專業(yè)英語詞匯的積累，以便深入的理解本課程內(nèi)容，同時便于今后閱讀本專業(yè)相關(guān)英文文獻(xiàn)。四、教學(xué)內(nèi)容結(jié)構(gòu)及教學(xué)安排 （一）教學(xué)內(nèi)容結(jié)構(gòu)本課程的教學(xué)內(nèi)容如下圖：（2） 教學(xué)安排 第一章 信號與系統(tǒng)（課堂4課時，課外4學(xué)時）第1節(jié) 連續(xù)時間和離散時間信號【本節(jié)知識點】1. 信號的概念和描述2.信號的分類3.信號能量與功率第2節(jié) 信號的基本運算【本節(jié)知識點】1.反轉(zhuǎn)和平移2. 尺度變換3.周期信號、奇信號、偶信號第3節(jié) 指數(shù)信號與正弦信號【本節(jié)知識點】1. 連續(xù)時間復(fù)指數(shù)信號與正弦信號2. 離散時間復(fù)指數(shù)信號與正弦信號3. 離散時間復(fù)指數(shù)

8、序列的周期性質(zhì)第4節(jié) 單位沖激與單位階躍函數(shù)【本節(jié)知識點】1. 離散時間單位脈沖和單位階躍序列2. 連續(xù)時間單位階躍和單位沖激函數(shù)第5節(jié) 連續(xù)時間和離散時間系統(tǒng)【本節(jié)知識點】1. 簡單系統(tǒng)舉例2. 系統(tǒng)的框圖表示3. 系統(tǒng)的互聯(lián)第6節(jié) 系統(tǒng)基本性質(zhì)【本節(jié)知識點】1. 記憶系統(tǒng)與無記憶系統(tǒng)2. 可逆性與可逆系統(tǒng)3. 因果性4. 穩(wěn)定性5. 時不變性6. 線性第二章 線性時不變系統(tǒng)（課堂4課時，課外4學(xué)時） 第1節(jié) 連續(xù)時間LTI系統(tǒng)：卷積積分 【本節(jié)知識點】1. 用沖激表示連續(xù)時間信號2. 連續(xù)時間LTI系統(tǒng)的單位沖激響應(yīng)及卷積積分表示3. 卷積積分的計算 第2節(jié) 線性時不變系統(tǒng)的性質(zhì) 【本節(jié)知

9、識點】1. 交換率性質(zhì)2. 分配率性質(zhì)3. 結(jié)合律性質(zhì)4. 有記憶和無記憶LTI系統(tǒng)5. LTI系統(tǒng)的可逆性6. LTI系統(tǒng)的因果性7. LTI系統(tǒng)的穩(wěn)定性8. LTI系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng) 第3節(jié) 用微分方程描述的因果LTI系統(tǒng)【本節(jié)知識點】1. 線性常系數(shù)微分方程2. 經(jīng)典解法及零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)的求解3. 用微分方程描述的一階系統(tǒng)的方框圖表示 第4節(jié) 奇異函數(shù)1. 作為理想化短脈沖的單位沖激2. 通過卷積定義單位沖激3. 單位沖激偶和其它的奇異函數(shù)第三章 周期信號的傅里葉級數(shù)表示（課堂4課時，課外4學(xué)時） 第1節(jié)LTI系統(tǒng)對復(fù)指數(shù)信號的響應(yīng)【本節(jié)知識點】1.LTI系統(tǒng)對復(fù)指數(shù)信號的響應(yīng)

10、第2節(jié) 連續(xù)時間周期信號的傅里葉級數(shù)表示 【本節(jié)知識點】1. 成諧波關(guān)系的復(fù)指數(shù)信號的線性組合2. 連續(xù)時間周期信號傅里葉級數(shù)表示3. 函數(shù)的對稱性與傅里葉系數(shù)的關(guān)系4. 周期信號的頻譜5. 傅里葉級數(shù)的收斂第3節(jié) 連續(xù)時間信號傅里葉級數(shù)性質(zhì)【本節(jié)知識點】1. 線性2. 時移性質(zhì)3. 時間反轉(zhuǎn)4. 時域尺度變換5. 相乘6. 共軛及共軛對稱性7. 連續(xù)時間周期信號的帕斯瓦爾定理第4節(jié) 傅里葉級數(shù)和LTI系統(tǒng)【本節(jié)知識點】1.LTI系統(tǒng)的系統(tǒng)函數(shù)2. LTI系統(tǒng)對周期信號的響應(yīng)第5節(jié) 濾波【本節(jié)知識點】 1. 頻率成形濾波器2. 頻率選擇性濾波器 第6節(jié) 用微分方程描述的連續(xù)時間濾波器舉例【本節(jié)

11、知識點】1. 簡單RC低通濾波器2. 簡單RC高通濾波器第四章 連續(xù)時間傅里葉變換（課堂6課時，課外6學(xué)時） 第1節(jié) 連續(xù)時間非周期信號的傅里葉變換【本節(jié)知識點】1. 非周期信號傅里葉變換表示的導(dǎo)出2. 傅里葉變換的收斂3. 連續(xù)時間傅里葉變換舉例 第2節(jié) 周期信號的傅里葉變換 【本節(jié)知識點】1.周期函數(shù)的傅里葉變換2.周期信號的傅里葉級數(shù)的系數(shù)與傅里葉變換的關(guān)系 第3節(jié) 連續(xù)時間傅里葉變換的性質(zhì) 【本節(jié)知識點】1. 線性2. 時移性質(zhì)3. 共軛及共軛對稱性4. 微分與積分5. 時間與頻率的尺度變換6. 對偶性7. 帕斯瓦爾定理8. 卷積性質(zhì)9. 相乘性質(zhì)第4節(jié) 由線性常系數(shù)微分方程表征的系統(tǒng)

12、【本節(jié)知識點】1.連續(xù)時間LTI系統(tǒng)的傅里葉分析方法2.LTI系統(tǒng)的頻率響應(yīng)特性與脈沖響應(yīng) 第五章 信號與系統(tǒng)的時域和頻域特性（課堂4課時，課外4學(xué)時）第1節(jié) 傅里葉變換的模和相位表示【本節(jié)知識點】1.連續(xù)時間傅里葉變換的模-相表示2.幅頻特性和相頻特性3.模-相特性影響舉例第2節(jié) LTI系統(tǒng)頻率響應(yīng)的模和相位表示【本節(jié)知識點】1. 線性與非線性相位2. 群時延3. 對數(shù)模和波特圖第3節(jié) 濾波器的時域和頻域特性【本節(jié)知識點】1.理想頻率選擇性濾波器的時域和頻域特性2.非理想濾波器的時域和頻域特性 第六章 采樣（課堂4課時，課外4學(xué)時）第1節(jié) 采樣定理【本節(jié)知識點】1. 沖激串采樣2. 零階保持

13、采樣第2節(jié) 利用內(nèi)插由樣本重建信號【本節(jié)知識點】1.零階保持內(nèi)插2.線性內(nèi)插3.帶限內(nèi)插第3節(jié) 欠采樣的效果:混疊現(xiàn)象【本節(jié)知識點】1.混疊現(xiàn)象2.過采樣和欠采樣在頻域中的效果 第4節(jié) 連續(xù)時間信號的離散時間處理【本節(jié)知識點】1. 連續(xù)時間到離散時間的轉(zhuǎn)換2. 離散時間序列到連續(xù)時間信號的轉(zhuǎn)換第5節(jié) 離散時間信號采樣【本節(jié)知識點】1.脈沖串采樣2.離散時間抽取與插值 第七章 拉普拉斯變換（課堂6課時，課外6學(xué)時） 第1節(jié) 拉普拉斯變換【本節(jié)知識點】1.拉普拉斯變換的定義2.拉普拉斯變換收斂域3. 拉普拉斯反變換4.常用拉普拉斯變換對 第2節(jié) 由零極點圖對傅里葉變換進(jìn)行幾何求值【本節(jié)知識點】1. 一階系統(tǒng)2. 二階系統(tǒng)3. 全通系統(tǒng) 第3節(jié) 拉普拉斯變換的性質(zhì) 【本節(jié)知識點】1. 線性2. 時移性質(zhì)3. S域性質(zhì)4. 時域尺度變換5. 共軛6. 卷積性質(zhì)7. 時域微分8. S域微分9. 時域積分10. 初值與終值定理 第4