信号与系统教学大纲.docx
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信号与系统教学大纲
《信号与系统》课程教学大纲
一、课程的基本信息
适应对象：
电子信息工程专业、通信工程专业、信息工程专业、自动化专业
课程代码：
AAD00914
学时分配：
72学时=64学时（理论）+8学时（实验）
赋予学分：
4学分
先修课程：
《电路分析》、《线性代数》、《高等数学》
后续课程：
《数字信号处理》、《通信原理》、《数字图像处理》、《语音信号处理》
二、课程性质与任务
《信号与系统》是电子信息类专业本科生必修的专业基础课程。
本课程的基本任务使学生牢固掌握信号与系统的基本概念、基本理论和基本分析方法。
理解傅里叶变换、拉普拉斯变换和z变换的基本内容、性质，掌握信号与系统的时域、变换域分析方法（时域法、频域法、z域法、s域法、状态变量法），特别要注意建立信号与系统的频域分析以及系统函数的概念，为学生进一步学习后续相关课程奠定坚实的理论基础。
三、教学目的与要求
设置本课程的目的在于使学生通过本课程的学习，初步建立起有关“信号与系统”的基本概念，掌握“信号与系统”的基本理论和基本分析方法，为进一步学习后续课程及从事通信、信息处理等方面有关研究工作打下基础。
通过本课程的学习，学生应该掌握信号与系统的基本概念、基本理论和基本分析方法，通过一定数量的习题练习加深对各种分析方法的理解与掌握。
四、教学内容与安排
第一章绪论（6学时）
教学内容：
1、信号与系统
2、信号的描述、分类和典型示例
3、信号的运算
4、阶跃信号与冲激信号
5、信号的分解
6、系统模型及其分类
7、线性时不变系统
8、系统分析方法
第二章连续时间系统的时域分析（8学时）
教学内容：
1、引言
2、微分方程式的建立与求解
3、起始点的跳变——从0-到0+状态的转换
4、零输入响应和零状态响应
5、冲激响应与阶跃响应
6、卷积
7、卷积的性质
第三章傅里叶变换（12学时）
教学内容：
1、引言
2、周期信号的傅里叶级数分析
3、典型周期信号的傅里叶级数
4、傅里叶变换
5、典型非周期信号的傅里叶变换
6、冲激函数和阶跃函数的傅里叶变换
7、傅里叶变换的基本性质
8、卷积特性（卷积定理）
9、周期信号的傅里叶变换
10、抽样信号的傅里叶变换
11、抽样定理
第四章连续时间系统的复频域分析（10学时）
教学内容：
1、引言
2、拉普拉斯变换的定义、收敛域
3、拉氏变换的基本性质
4、拉普拉斯逆变换
5、用拉普拉斯变换法分析电路、s域元件模型
6、系统函数（网络函数）H（s）
7、由系统函数零、极点分布决定时域特性
8、由系统函数零、极点分布决定频响特性
9、全通函数与最小相移函数的零、极点分布
10、线性系统的稳定性
11、拉普拉斯变换与傅里叶变换的关系
第五章傅里叶变换应用于通信系统——滤波、调制与抽样（4学时）
教学内容：
1、引言
2、利用系统函数求响应
3、无失真传输
4、理想低通滤波器
5、系统的物理可实现性、佩利—维纳准则
6、带通滤波系统的运用
7、从抽样信号恢复连续时间信号
第六章离散时间系统的时域分析（8学时）
教学内容：
1、引言
2、离散时间信号——序列
3、离散时间系统的数学模型
4、常系数线性差分方程的求解
5、离散时间系统的单位样值（单位冲激）响应
6、卷积（卷积和）
第七章离散时间系统的Z域分析（10学时）
教学内容：
1、引言
2、z变换定义、典型序列的z变换
3、z变换的收敛域
4、逆z变换
5、z变换的基本性质
6、z变换与拉普拉斯变换的关系
7、利用z变换解差分方程
8、离散系统的系统函数
9、离散时间系统的频率响应特性
第八章系统的状态变量分析法（6学时）
教学内容：
1、引言
2、连续时间系统状态方程的建立
3、连续时间系统状态方程的求解
4、离散时间系统状态方程的建立
5、离散时间系统状态方程的求解
6、状态矢量的线性变换
7、系统的可控性和可观测性
五、教学设备与设施
要求使用多媒体教学设备
六、课程考核与评估
本课程采用闭卷考试的方法，考试时间为120分钟。
学生修完本课程参加期末考试，其成绩的评定方法为：
平时成绩占20%，实验成绩占20%，考试成绩占60%。
七、附录
教材：
郑君里应启珩杨为理，信号与系统（上、下册），高等教育出版社，2000年5月第二版。
参考文献目录：
[1]SolimanSamirS,etal.ContinuousandDiscreteSignalsandSystems.2nd.ed.Prentice-Hall,Inc.,1998.
[2]B.P.,Lathi.SignalProcessingandLinearSystem.Berkeley-CambridgePress,1998.
[3]刘泉等.信号与系统.高等教育出版社，2006.
[4]吴湘淇等.信号、系统与信号处理.（上、下册）,电子工业出版社，1999.
[5]管致中，夏恭恪，孟桥．信号与线性系统．（第4版），高等教育出版社，2004.
[6]A.V.Oppenheim.SignalsandSystems.影印本（第二版），清华大学出版社，1998.
[7]吴湘淇等.信号、系统与信号处理软硬件实现,电子工业出版社，2002.
[8]陈后金，胡键.信号与系统.（第2版），高等教育出版社，2008.
[9]吴大正等.信号与线性系统分析.（第4版），高等教育出版社，2008.
[10]冯博琴等译.信号、系统与信号处理.机械工业出版社，2001.
[11]骆丽，胡健等译.全美经典学习指导系列《信号与系统》.科学出版社，2002.
教学网络提示：
《信号与系统》精品课程网址：
制定人：
彭仕玉
审核人：
吴健辉
《信号与系统》课程考核大纲
一、适应对象
修读完本课程规定内容的电子信息工程、通信工程、信息工程、自动化专业的本科学生；
提出并获准免修本课程、申请进行课程水平考核的电子信息工程、通信工程、信息工程、自动化专业的本科学生；
提出并获准副修第二专业、申请进行课程水平考核的非电子信息工程、通信工程专业、信息工程、自动化专业的本科学生；
二、考核目的
考核学生对《信号与系统》的基本概念和基本分析方法的掌握情况及基本知识的应用能力。
三、考核形式与方法
考试方式将结合平时作业、课堂考勤、上机实验和期末考试的各个环节，期末考试采取闭卷形式。
考试内容侧重于基本概念、基本内容及其知识的综合应用。
四、课程考核成绩构成
考核成绩构成：
平时成绩（20%）+实验成绩（20%）+期末考试成绩（60%）
五、考核内容与要求
第四章绪论
考核内容：
1、信号与系统
2、信号的描述、分类和典型示例
3、信号的运算
4、阶跃信号与冲激信号
5、信号的分解
6、系统模型及其分类
7、线性时不变系统
8、系统分析方法
考核要求：
熟悉常用的典型信号；掌握信号的时域运算方法；了解描述线性时不变系统的数学模型（线性常系数微分方程）及其求解方法的分类。
第五章连续时间系统的时域分析
考核内容：
1、引言
2、微分方程式的建立与求解
3、起始点的跳变——从0-到0+状态的转换
4、零输入响应和零状态响应
5、冲激响应与阶跃响应
6、卷积
7、卷积的性质
考核要求：
掌握零输入响应，零状态响应和全响应的概念及其求解方法；理解阶跃函数和冲激函数，掌握系统冲激响应和阶跃响应的计算方法，能计算二个简单函数的卷积积分和利用卷积积分计算零状态响应。
第六章傅里叶变换
考核内容：
1、引言
2、周期信号的傅里叶级数分析
3、典型周期信号的傅里叶级数
4、傅里叶变换
5、典型非周期信号的傅里叶变换
6、冲激函数和阶跃函数的傅里叶变换
7、傅里叶变换的基本性质
8、卷积特性（卷积定理）
9、周期信号的傅里叶变换
10、抽样信号的傅里叶变换
11、抽样定理
考核要求：
深刻理解信号频谱的概念，熟练掌握傅里叶变换的性质；掌握傅里叶分析方法的应用：
用傅里叶级数分析周期信号频谱，用傅里叶变换分析非周期和周期信号的频谱。
深刻理解和熟练掌握抽样定理的相关知识。
第七章连续时间系统的复频域分析
考核内容：
1、引言
2、拉普拉斯变换的定义、收敛域
3、拉氏变换的基本性质
4、拉普拉斯逆变换
5、用拉普拉斯变换法分析电路、s域元件模型
6、系统函数（网络函数）H（s）
7、由系统函数零、极点分布决定时域特性
8、由系统函数零、极点分布决定频响特性
9、全通函数与最小相移函数的零、极点分布
10、线性系统的稳定性
11、拉普拉斯变换与傅里叶变换的关系
考核要求：
要求掌握拉氏变换的性质，拉氏逆变换，系统的零、极点分析方法分析，电路的S域模型；会利用拉氏变换分析法求解系统的系统函数及响应。
第八章傅里叶变换应用于通信系统——滤波、调制与抽样
考核内容：
1、引言
2、利用系统函数求响应
3、无失真传输
4、理想低通滤波器
5、系统的物理可实现性、佩利—维纳准则
6、带通滤波系统的运用
7、从抽样信号恢复连续时间信号
考核要求：
要求掌握系统函数求响应的方法，理解系统无失真传输的条件，掌握傅里叶变换在调制解调系统中的应用及从抽样信号恢复连续时间信号的原理和方法。
第九章离散时间系统的时域分析
考核内容：
1、引言
2、离散时间信号——序列
3、离散时间系统的数学模型
4、常系数线性差分方程的求解
5、离散时间系统的单位样值（单位冲激）响应
6、卷积（卷积和）
考核要求：
要求了解离散时间信号和离散系统，理解离散时间信号及其运算方法；掌握离散系统的时域分析方法。
第一十章离散时间系统的Z域分析
考核内容：
1、引言
2、z变换定义、典型序列的z变换
3、z变换的收敛域
4、逆z变换
5、z变换的基本性质
6、z变换与拉普拉斯变换的关系
7、利用z变换解差分方程
8、离散系统的系统函数
9、离散时间系统的频率响应特性
考核要求：
理解描述线性时不变离散系统的数学模型线-差分方程；掌握离散系统的时域分析方法，变换域分析方法及Z变换和逆Z变换，同时掌握离散时间系统系统函数及其频响特性的求解方法。
第一十一章系统的状态变量分析法
考核内容：
1、引言
2、连续时间系统状态方程的建立
3、连续时间系统状态方程的求解
4、离散时间系统状态方程的建立
5、离散时间系统状态方程的求解
6、状态矢量的线性变换
7、系统的可控性和可观测性
考核要求：
掌握连续时间系统和离散时间系统状态方程的建立和求解方法；利用状态方程掌握判断系统稳定性、可控性和可观测性的方法。
六、样卷
《信号与系统》课程考试试题
时量：
120分钟总分100分
一、填空题（每空2分，共30分）
1．＝（）。
2．线性系统满足（）性和（）性。
3．在连续时间系统中，零状态响应指（），零输入响应指（）。
4．周期信号的频谱是离散的，非周期信号的频谱是（）的。
5．一频谱包含有由直流至20kHz分量的信号f（t），对其进行抽样，其奈奎斯特间隔为（）；而信号f（2t）的奈奎斯特频率为（）。
6．一频谱包含有由直流至100Hz分量的连续时间信号延续2分钟，为便于计算机处理，对其抽样以构成离散信号，则最小的理想抽样点数为：
（）点。
7．欲使信号在通过线性系统时不产生任何失真，必须在信号的全部频带内，要求该线性系统频响的幅度特性为（），相位特性为（）。
8．的周期为（）。
9．连续时间系统中的基本运算单元有（），（），（）。
二、选择题（每个2分，共12分）
1、下列表达式能正确反映δ（n）与u（n）关系的是（）
A.B.
C.D.
2、下列叙述正确的有（）
A.各种数字信号都是离散信号；B.各种离散信号都是数字信号；
C.数字信号的幅度只能取1或0；D.将模拟信号采样直接可得数字信号；
3、下列等式不成立的是（）
A.
B.
C.
D.
4．单边拉氏变换
的原函数为（）
A.
B.
C.
D.
5．线性时不变连续系统稳定的因果系统，其传输函数H（s）的极点（）
（A）、全部在单位圆内（B）、至少有一个极点在虚轴上
（C）、全部位于左半开复平面（D）、全部位于右半开复平面
6．差分方程3y（n）-4y（n-3）+8y（n-5）=2f（n-2）所描述的系统是（）的线性时不变系统。
（A）、五阶（B）、六阶（C）、一阶（D）、四阶
三、证明题（每题5分，共15分）
1．频移特性：
若信号f（t）的傅氏变换为F（），
证明：
的傅氏变换为F（-0）
2.信号f（t）的拉氏变换为F（S）,证明：
f（at）的拉氏变换为
3．x（n）是因果序列，已知，证明：
四．计算题（共43分）
1．设f（t）的傅里叶变换为F（ω）,求f（2t－3）的傅里叶变换。
（9分）
2．已知序列f1（n）={2,1,4,1},f2（n）={3,1，5},试求两序列的卷积和。
（8分）
↑ ↑
n=0n=0
3.有两个线性时不变系统的数学模型如下:
（13分）
（1）
求这两个系统的系统函数：
（2）若将这两个系统按下图所示形式连接，求总的系统函数。
；
（3）求使图所示系统稳定的k值范围。
4．对于下列差分方程所表示的离散系统（13分）
（1）求系统函数H（z）及单位样值响应h（n），并说明系统的稳定性。
（2）若系统起始状态为零，如果x（n）=10u（n）,求系统的响应。
制定人：
彭仕玉
审核人：
吴健辉
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