《信号与系统》课程教学大纲仲恺农业工程学院Word格式文档下载.docx
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冲激响应与阶跃响应的求解；
卷积的性质及其计算技巧；
零输入响应与零状态响应、冲激响应与阶跃响应的求解；
卷积和的性质及其计算技巧；
常用函数的Z变换、Z变换的基本性质以及Z反变换的计算方法等。
StudyingofthiscourserequestsastudentfullyunderstandthebasicconceptandtheoriesofthesignalandsystemandbasicanalysismethodofthecertainsignalspassLTIsystem,includingtimedomainanalysisofcontinuoussystemanddiscretesystemandthespectrumdomainanalysisofcontinuoussystemandthezdomainanalysisofdiscretesystemetc.Understandabove-mentionedvariousanalysismethodandtheyareconcretelyappliedtosolvepracticalproblem.Fouriertransformandanalysis,LaplacetransformandinverseLaplacetransform,convolutiontheorem,ZtransformandinverseZtransform,Discretetimesignalanddiscretetimesystemanalysis,zero-stateresponse,zero-inputresponse,lineartime-invariantsystem,unitimpulserespose；
Convolution，convolutiontheorem,samplingtheorem,Parsevaltheoremetc.
三、课程性质与教学目的
《信号与系统》是通信与电子信息类专业续电路分析课程后的又一门重要的专业基础课，也是国内各院校相应专业的主干课程。
它主要讨论确定信号的特性，研究线性非时变系统的基本理论和基本分析方法。
本课程的任务是使学生获得信号与系统分析方面的基本理论、基本知识和基本技能，培养学生分析问题和解决问题的能力，为深入学习通信、电子信息类专业有关课程及为以后从事专业工作打下良好的基础。
本课程是电子信息类和通信专业的一门主要专业基础课。
其任务是以系统的观点研究信号传输的数学模型，通过适当的数学分析手段建立和求解描述系统的方程并对所得的结果给以物理解释，赋予物理意义。
本课程要求学生掌握信号的概念及系统的基本要求，包括信号的时域模式和频谱理论:
电路系统数学模型的建立及几种分析方法，特别注意到各种分析方法之间的相互关联，引导对所讨论的方法的具体应用;
掌握离散信号和离散系统的概念。
通过本课程的完整理论体系的学习可以激发学生对信号与系统学科的学习兴趣和热情，对培养学生建立正确的思维万法、严谨的学习作风、提高分析问题和解决问题的能力等方面都有重要作用，为后续课程的学习及进一步的研究工作提供坚实的理论基础。
四、教学内容及要求
第一章绪论
（一）目的与要求
1．信号的基本运算与信号分解
2．掌握线性系统的方框图表示。
3．本章重点：
典型信号特征及系统性质、信号的运算与分解
（二）教学内容
第一节
1．主要内容
信号与系统、信号的描述、分类和典型示例；
信号的运算；
阶跃信号与冲击信号；
信号的分类
2．基本概念和知识点
信号的函数表示与图形表示、指数信号、正弦信号、复数信号、钟形信号性质及信号曲线。
信号的移位、反褶与尺度变换、信号的微分与积分；
两信号的相加或相乘运算，奇异信号：
单位斜变信号、单位阶跃信号、单位冲激信号、冲激偶信号的重要性质。
第二节
信号的分解；
系统模型及其分类；
线性时不变系统；
系统分析方法
2．
基本概念和知识点
信号的基本运算与信号分解；
直流分量与交流分量；
偶分量与奇分量；
脉冲分量；
实部分量与虚部分量；
正弦函数分量，连续时间系统、离散事件系统；
线性系统与非线性系统；
时变系统与非时变系统，线性时不变系统：
叠加性与均匀性；
时不变性；
微分特性；
因果性。
3．问题与应用（能力要求）
掌握线性系统的方框图表示；
信号的基本运算
（三）课后练习
课后习题：
1-3，1-6，1-11，1-19，1-21
（四）教学方法与手段
讲授与分组讨论、课堂讨论相结合
第二章连续时间系统的时域分析
（一）目的与要求
1．掌握微分方程的建立与求解。
2．掌握冲击响应的建立与意义。
3．掌握卷积积分及其性质。
4．系统性质的数学描述。
（二）教学内容
第一节
1.主要内容
微分方程的建立与求解；
冲激响应与阶跃响应
2.基本概念与知识点
奇次解，特征根，特征方程，特解。
冲激响应与阶跃响应；
瞬态响应；
稳态响应
3．问题与应用
掌握初始条件的确立方法；
零输入响应与零状态响应。
第二节
1．主要内容
卷积；
卷积的运算，卷积的性质：
卷积代数；
卷积的微分与积分；
与冲激函数或阶跃函数的卷积。
2．基本概念与知识点
卷积；
卷积的性质,用算子符号表示微分方程，算子符号的基本规则，用算子符号建立微分方程
会求解卷积的运算
（一）课后练习
2-3，2-6，2-11，2-19，2-21
（二）教学方法与手段
第三章傅立叶变换
（一）目的与要求
1．周期信号傅立叶级数分析
2．周期信号的响应问题。
3．
傅立叶变换
4．傅立叶变换的性质与应用。
5．系统的频域特性及响应问题。
6．系统的无失真传输和理想滤波。
第一节
1．主要内容
周期信号的傅立叶级数分析；
典型周期信号傅立叶级数；
周期信号的频谱及其特点；
作周期信号的频域描述——傅立叶变换。
2．基本概念与知识点
周期信号的傅立叶级数；
傅立叶变换；
三角函数形式的傅立叶级数；
指数形式的傅立叶级数；
函数的对称性与傅立叶级数的关系；
傅立叶有限级数与最小方均误差；
周期矩形脉冲信号、周期锯齿脉冲信号、周期三角脉冲信号、周期半波余弦信号、周期全波余弦信号的的傅立叶级数；
频谱密度函数；
单边指数信号、双边指数信号、钟形脉冲信号、符号信号、升余弦信号的傅立叶变换。
3．问题与应用
周期信号的三角函数的分解及指数函数分解；
周期信号傅立叶变换
1．主要内容
冲激函数和阶跃函数的傅立叶变换；
傅立叶变换的基本性质；
卷积定理
冲激函数的傅立叶变换及逆变换；
冲激偶得傅立叶变换；
阶跃函数的傅立叶变换；
傅立叶变换的对称性、叠加性、奇偶虚实性、尺度变换特性、时移特性、频移特性微分特性、积分特性；
时域卷积定理、频域卷积定理；
调制与解调；
周期信号的傅立叶变换：
正弦、余弦信号的傅立叶变换、一般周期信号的傅立叶变换。
3．问题与应用
傅立叶变换的性质与应用；
系统的频域特性及响应问题。
第三节
抽样信号的傅立叶变换；
抽样定理
2．基本概念与知识点
抽样信号的傅立叶变换形式；
时域抽样；
矩形脉冲抽样；
冲激抽样；
频域抽样；
抽样定理：
时域抽样定理；
频域抽样定理；
理想低通滤波器；
奈奎斯特频率；
奈奎斯特间隔；
混叠失真。
3．问题与应用
抽样定理的应用
（三）课后练习
3-3；
3-6；
3-8；
3-12；
3-16
（四）教学方法与手段
讲授与提问、课堂讨论相结合
第四章拉普拉斯变换、连续时间系统的S域分析
1．拉氏变换的引出。
2．拉氏变换的性质与应用。
3．系统S域特征。
4．系统的零极点分布与系统的关系。
5．利用几何求值法描述系统的频域特性。
6．系统的稳定性分析。
重点：
系统S域特征、利用几何求值法描述系统的频域特性。
（二）教学内容
拉普拉斯变换的定义、收敛域；
拉普拉斯变换的基本性质
从傅立叶变换到拉普拉斯变换；
一些常用函数的拉普拉斯变换:
阶跃函数、指数函数、冲激函数的拉式变换；
拉普拉斯变换的基本性质：
线性性质、原函数微分性质、原函数积分性质、时域平移、S域平移、尺度变换性质、初值、终值、卷积性质。
拉氏变换的引出；
拉氏变换的性质与应用。
第二节
拉普拉斯逆变换；
用拉普拉斯变换分析电路、S域元件模型；
系统函数；
系统函数零、极点分布决定时域特性
拉普拉斯逆变换求解：
部分分式分解和留数定理求解逆变换；
H（s）零、极点分布与h（t）波形特征的对应；
H（s）、E（s）极点分布与自由响应、强迫响应特征的对应；
；
系统函数零、极点的分布决定频响特性。
拉普拉斯逆变换求解方法；
系统函数的零、极点分布决定时域特性
第三节
线性系统的稳定性；
双边拉斯变换；
拉普拉斯变换与傅立叶变换的关系
系统稳定的判定方法；
因果系统的判定；
由系统函数判定系统的稳定性；
双边拉斯变换的收敛域；
拉普拉斯变换与傅立叶变换的关系。
双边拉普拉斯变换的求解
（三）课后练习
4-3，4-6，4-11，4-19，4-21
（四）教学方法与手段
第五章信号的矢量空间分析
1．掌握信号的正交分解
2．掌握能量谱与功率谱
3．掌握自相关函数、能量谱和功率谱分析
信号矢量空间的基本概念；
信号的正交函数分解；
完备正交函数集、帕塞瓦尔定理
线性空间；
N维空间；
范数、赋范空间；
一阶范数；
二阶范数；
无穷范数；
内积、内积空间；
内积性质；
柯西—施瓦茨不等式；
二维空间的正交矢量；
正交函数；
正交函数集；
复变函数的正交特性；
完备正交函数集；
三角函数集；
复指数函数集；
勒让德多项式；
拉德马赫函数集；
帕塞瓦尔定理。
信号的正交函数分解；
帕塞瓦尔定理
沃尔什函数；
相关；
能量谱和功率谱分析；
沃尔什函数
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