《信号与系统》实验教学大纲.docx
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《信号与系统》实验教学大纲
《信号与系统》实验教学大纲
《信号与系统》实验教学大纲
（适用专业：
电子信息工程）
开课对象：
电子信息工程、通信工程二年级
先修课程：
高等数学、电路分析
一、实验教学内容
实验一、仪器设备使用（验证性，4学时）
目的：
熟悉掌握实验箱功能模块的操作及示波器。
内容：
熟悉函数信号发生器、数字式交流毫伏表、频率计、扫频源及实验箱各功能模块的使用。
实验二、信号的分解与合成及零输入响应与零状态响应（验证性，4学时）
目的：
理解信号的分解与合成，学会零输入响应与零状态响应的观察方法。
内容：
观察信号分解的过程及信号中包含的各次谐波；观察零输入响应和零状态响应的过程。
实验三、信号的采样与恢复及无失真系统（验证性，4学时）
目的：
了解电信号的采样方法和过程及恢复方法；了解无失真传输的条件。
内容：
观察抽样过程的各种信号，观察信号混叠情况；观察信号在无失真系统中的波形。
实验四、系统极点对系统频响的影响（综合性，4学时）
目的：
了解极点分布对系统频响的影响，学会改变系统极点而改变系统频响的方法。
内容：
用正弦信号测试两个系统的幅频特性，比较传输函数，看特殊点的变化；观察当系统的极点在不同位置时系统的输出波形。
实验五、模拟滤波器的设计（设计性，4学时）
目的：
熟悉并掌握不同阶数巴特沃斯滤波器的设计过程。
内容：
根据要求设计出相应的模拟滤波器，并用正弦信号测试其幅频特性。
注：
实验四、实验五可任选一个，实验一不写实验报告。
二、实验目的
本课程是《信号与系统》课程的实验环节。
通过本实验，使学生达到：
1、掌握《信号与系统》课程的重要原理，掌握系统测量方法，熟练正确使用常用仪器、处理实验数据和产生实验报告。
2、加强实际操作能力，提高对实际应用系统的理解，培养工程实践能力。
3、能够独立设计简单系统。
4、获得研究信号分析和系统分析的概念和方法，同时具备进一步学习、研究有关网络理论、通信理论、控制理论、信号处理和信号检测理论等课程和理论的基本能力。
三、实验教学重点、难点及教学方式
实验重点、难点及教学方式综合表
表1
序号
重点（难点）内容简述
指导方式
1
信号的分解与合成及零输入响应与零状态响应重点
操作演示，分组讨论。
2
信号的采样与恢复及无失真系统重点
原理分析，分组讨论。
3
系统极点对系统频响的影响重点
操作演示，原理分析。
4
模拟滤波器的设计难点
分组讨论，个别指导。
四、对学生的实验操作技能、能力和科学作风等方面的要求
表2
概述
与哪些教学内容有联系
实验操作（技能）
使用双踪示波器操作信号与系统实验箱
使用其他相关实验仪器和设备
上述实验仪器和设备的综合操作技能
全部实验
验箱各功能模块的使用。
实验二、信号的分解与合成及零输入响应与零状态响应（验证性，4学时）
目的：
理解信号的分解与合成，学会零输入响应与零状态响应的观察方法。
内容：
观察信号分解的过程及信号中包含的各次谐波；观察零输入响应和零状态响应的过程。
实验三、信号的采样与恢复及无失真系统（验证性，4学时）
目的：
了解电信号的采样方法和过程及恢复方法；了解无失真传输的条件。
内容：
观察抽样过程的各种信号，观察信号混叠情况；观察信号在无失真系统中的波形。
实验四、模拟滤波器的分析（验证性，4学时）
目的：
了解RC无源和有源滤波器的种类、基本结构及其特性、对比研究无源和有源滤波器的滤波特性、学会列写无源和有源滤波器网络函数的方法、比较不同阶数滤波器的滤波效果、比较巴特沃斯和切比雪夫滤波器的异同。
内容：
用函数信号发生器中正弦信号观察各滤波器的幅频特性、用扫频源观察各滤波器的幅频特性。
实验五、一阶、二阶系统的幅频特性测试（综合性，4学时）
目的：
学会利用一些基本运算单元，搭建一些简单的实验系统、学会测试系统的频率响应的方法、了解二阶系统的阶跃响应特性、学会对其零状态响应和零输入响应进行分析。
内容：
了解一些基本运算单元、根据要求搭建一阶、二阶实验系统、测试一阶、二阶系统的幅频特性和阶跃响应。
实验六、系统稳定性分析（综合性，4学时）
目的：
熟悉系统稳定的概念和条件、熟悉判别系统稳定性的Routh判据、了解系统函数零、极点分布对系统时域影响。
内容：
当系统的极点在S平面的左平面时，观察系统稳定时的波形、当系统的极点在S平面的右平面时，观察系统非稳定时的波形。
实验七、系统极点对系统频响的影响（综合性，4学时）
目的：
了解极点分布对系统频响的影响，学会改变系统极点而改变系统频响的方法。
内容：
用正弦信号测试两个系统的幅频特性，比较传输函数，看特殊点的变化；观察当系统的极点在不同位置时系统的输出波形。
实验八、模拟滤波器的设计（设计性，4学时）
目的：
熟悉并掌握不同阶数巴特沃斯滤波器的设计过程。
内容：
根据要求设计出相应的模拟滤波器，并用正弦信号测试其幅频特性。
注：
实验一不写实验报告。
二、实验目的
本课程是《信号与系统》课程的实验环节。
通过本实验，使学生达到：
1、掌握《信号与系统》课程的重要原理，掌握系统测量方法，熟练正确使用常用仪器、处理实验数据和产生实验报告。
2、加强实际操作能力，提高对实际应用系统的理解，培养工程实践能力。
3、能够独立设计简单系统。
4、获得研究信号分析和系统分析的概念和方法，同时具备进一步学习、研究有关网络理论、通信理论、控制理论、信号处理和信号检测理论等课程和理论的基本能力。
三、实验教学重点、难点及教学方式
实验重点、难点及教学方式综合表
表1
序号
重点（难点）内容简述
指导方式
1
信号的分解与合成及零输入响应与零状态响应重点
操作演示，分组讨论。
2
信号的采样与恢复及无失真系统重点
原理分析，分组讨论。
3
模拟滤波器的分析重点
原理分析，分组讨论。
4
一阶、二阶系统的幅频特性测试重点
原理分析，分组讨论。
5
系统稳定性分析重点
原理分析，分组讨论。
6
系统极点对系统频响的影响重点
原理分析，分组讨论。
7
模拟滤波器的设计难点
分组讨论，个别指导。
四、对学生的实验操作技能、能力和科学作风等方面的要求
表2
概述
与哪些教学内容有联系
实验操作（技能）
使用双踪示波器操作信号与系统实验箱
使用其他相关实验仪器和设备
实验仪器和设备的综合操作技能
全部实验
学生的能力
观察能力、判断能力、数据分析能力
综合思维能力
发现、提出、分析和解决问题的能力
全部实验
科学作风
严谨仔细的科学作风
求真求实的科学作风
探索钻研的科学作风
全部实验
五、实验教学条件，根据具体组（类）实验提出并列表说明
实验教学条件明细表
表3
名称
规格
数量
双踪示波器
信号与系统实验箱
合成函数信号源
VD252M型
ZY12SS12B
SG1020S
16
16
16
六、实验考核
1、考核学生的实际操作、动手能力和数据处理能力，是否能按实验报告的要求完成实验，根据实验过程和实验结果进行考核。
2、评阅实验报告，考核学生实验报告的完整性。
是否能够体现出扎实掌握实验的操作过程和对实验原理的深刻理解。
3、按照班级为单位统计分析实验考核的结果，并按学校要求进行记分。
七、教学进度
表4
实验内容概述
所用学时
月日/周
实验类型
[演示、验证、综合、设计]
1、仪器设备使用
2、信号的分解与合成及零输入响应与零状态响应
3、信号的采样与恢复及无失真系统
4、模拟滤波器的分析
5、一阶、二阶系统的幅频特性测试
6、系统稳定性分析
7、系统极点对系统频响的影响
8、模拟滤波器的设计
4
4
4
4
4
4
4
4
12周
13周
14周
15周
16周
17周
18周
19周
验证性
验证性
验证性
验证性
综合性
综合性
综合性
设计性
总学时数：
32学时
八、思考题、作业，需要学生查阅的资料（含电子文档）和参考书。
1.思考题：
《信号与系统实验指导书》每个实验的思考题。
2.作业：
《信号与系统实验指导书》每个实验的思考题和实验二----八的实验报告。
3.主要参考书：
郑君里主编《信号与系统》，高等教育出版社出版
吴大正主编《信号与线性系统分析》，高等教育出版社出版
管致中主编《信号与系统》，高等教育出版社出版
大纲制订者：
杨玉强
2008-3-26
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