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1、信号与系统课程教学大纲一、课程基本信息课程名称信号与系统Signals and Systems课程代码课程性质必修开课院部课程负责人课程团队授课学期学分/学时2课内学时32理论 学时24实验 学时8实训（含上机）实习其他适用专业电子信息工程专业（半导体绿色光源、光电工程模块），适用于2020级及以 后学生授课语言中文对先修的 要求先修知识：微积分、傅里叶级数、矩阵运算； 先修课程：高等数学。对后续的 支撑对后续课程支撑的知识与能力：傅里叶变换，拉普拉斯变换，信号频谱的概 念，系统各种响应的分析方法；支撑的后续课程：LED应用电路设计、传感器原理与技术。课程思政 设计通过介绍信号分析与处理在国防
2、科技方面的应用，培养学生的爱国主义精 神。通过介绍系统模型描述与分析方法，使学生掌握科学的世界观和方法论。创新创业 教育设计本课程教学通过让学生掌握信号与系统分析方法，以及MATLAB仿真分析方 法，可将其应用到创新实践竞赛、撰写科技论文方面，将专业教育与创新创 业教育有机融合，培养学生创新应用能力，获得创新应用成果。课程简介课程定位：本课程是电类专业的一门重要的专业基础课程，它为后续许多专 业课程提供信号与系统方面的基础知识支撑和培养基本信号与系统分析应 用能力。核心学习结果：通过本课程的学习，学生将理解信号与系统的基本概念、信 号的表示、卷积、傅里叶变换、拉普拉斯变换、系统框图与信号流图、
3、状态 变量方法等相关内容，并会应用这些基本理论对信号进行频谱分析，对系统 进行时域分析、频域分析、S域分析、稳定性分析等。木课程的概念、思想 和方法在很多科学和技术领域起着重要的作用。为学习后续课程，以及从事 相关领域的工程技术和科学研究工作奠定坚实的基础。主要教学方法：本课程以讲授为主，案例式教学和课堂讨论为辅，以信号频 谱分析、系统分析等应用方面的大作业，MATLAB实验教学方式，使得学生 加深对信号与线性非时变系统的基本理论和基本分析方法的理解，提高分析和解决实际问题的能力。二、课程目标及对毕业要求指标点的支撑序号课程目标支撑毕业要求指标点毕业要求1目标1：能够对信号进行时 域与频域描述
4、，对电路系统 选择恰当的数学模型，并利 用初始条件求解系统的各 种响应指标点1. 4：能够将电路、 电磁场相关专业基础知识用 于光电子材料和器件的设 计、制造和应用等电子科学 与技术领域复杂工程问题的 表达和论证。毕业要求L能够将数 学、自然科学、工程基 础和专业知识用于解决 电子科学与技术领域， 尤其是光电子材料、器 件与系统中的复杂工程 问题。2目标2：能够对信号进行频 谱分析、进行拉普拉斯变 换，对复杂系统进行系统建 模仿真，分析系统时域特性 和频域特性，获取有效结 论。指标点2.3：能够借助文献 对光电子材料、器件、系统 的设计、制造和应用等电子 科学与技术领域的复杂工程 问题进行研究
5、、建模与求解。毕业要求2：能够应用 数学、物理、电子、光 电子及工程科学的基本 原理，对电子科学与技 术领域，尤其是光电子 材料、器件与系统中的 复杂工程问题进行识别 和表达，借助文献进行 研究和分析，获得有效 结论。三、教学内容及进度安排序 号教学内容学生学习预期成果课内 学时支撑 课程 目标1信号与系统的基本概念1.内容:信号的概念、信号的描述与分类、 基本信号、阶跃信号与冲激信号、信号的 运算、信号的波形变换。2重点：基本信号、阶跃信号与冲激信号、 信号的波形变换、系统的概念。3难点：阶跃信号与冲激信号。思政元素：运用马克思主义发展观分析课 程要求和任务。创新创业教育内容：学习掌握经典信
6、号对 于系统性能分析的应用，将其与创新创业 项目内容相结合，激发学生实践创新兴趣。理解信号与 系统的基本 概念，理解阶 跃信号与冲 激信号及其 性质，理解信 号的波形变 换，判断信号 的类别，判断 系统是否为 线性时不变 系统6讲授为主 MATLAB软件 辅助教学：利用 MATLAB 表 示基本信 号，实现信 号的基本运 算，实训3学时 专题讨论： 线性时不变 系统的判断目标12连续时间系统的时域分析1 .内容：算子法建立系统模型、系统微分 方程的求解、系统的零输入响应、零状态 响应、阶跃响应和冲激响应，卷积及其性 质；线性系统响应的时域求解。2 .重点：系统的零输入响应、零状态响应、 阶跃响
7、应和冲激响应；卷积及其性质。3 .难点：阶跃响应和冲激响应；卷积。 思政元素：运用辩证唯物主义，分析具体 工程问题、掌握科学的方法进行创新思维 训练。创新创业教育内容：通过课堂讲授，促进 学生理解分析知识点之间的联系，培养学 生创新思维能力。应用算子法 建立系统微 分方程，分析 系统的零输 入响应、零状 态响应、阶跃 响应和冲激 响应，应用定 义及性质计 算卷积6讲授为主 MATLAB软件 辅助教学： 利用MATLAB 计 算系统的响 应，实训2 学时 专题讨论： 阶跃响应和 冲激响应目标1目标23连续时间信号与系统的傅里叶分析1内容：周期信号的傅里叶级数展开，信 号的傅里叶变换；常用信号的频
8、谱分析， 傅里叶变换的性质，信号通过系统的频域 分析方法，信号通过线性系统不失真的条 件，连续时间信号的抽样及重建。2 .重点：傅里叶变换，傅里叶变换性质， 系统的频率响应，连续时间信号的抽样及 重建。3 .难点：傅里叶变换的性质，系统的频率 响应。思政元素：运用辩证唯物主义，实事求是， 分析具体工程问题、掌握科学的方法进行 创新思维训练。创新创业教育内容：通过创新实践、撰写 专利或科技论文，将专业教育与创新创业 教育有机融合，培养学生创新应用能力， 获得创新应用成果。分析周期信 号的频谱，理 解信号的频 谱概念，分析 常用信号的 频谱，理解傅 里叶变换及 其性质，理解 系统频率响 应的概念，
9、理 解抽样定理， 会从频域分 析系统响应10讲授为主 专题讨论： 连续时间信 号的抽样及 重建；实训2学时 案例分析： DTMF音的频谱分析 MATLAB软件 辅助教学：利用MATLAB 进 行信号与系 统的频域分析目标1目标24连续时间信号与系统的复频域分析1 .内容：拉普拉斯变换，常用函数的拉普 拉斯变换，拉普拉斯变换的性质，拉普拉 斯反变换，系统函数，系统的稳定性分析， 系统模拟，信号流图2 .重点：拉普拉斯变换及反变换，拉普拉 斯变换的性质，系统函数，系统的稳定性 分析3 .难点：拉普拉斯变换及其性质，系统函 数。理解拉普拉 斯正变换与 反变换及其 性质；应用拉 普拉斯正变 换分析系统
10、 响应及特性， 理解系统函 数的概念，分 析系统函数10讲授为主 MATLAB软件 辅助教学：利用MATLAB 进 行系统的复 频域分析； 实训1学时 专题讨论： 系统的稳定目标1目标2思政元素：运用辩证唯物主义，实事求是， 分析具体工程问题、掌握科学的方法进行 创新思维训练。创新创业教育内容：通过创新实践、撰写 专利或科技论文，将专业教育与创新创业 教育有机融合，培养学生创新应用能力， 获得创新应用成果。极点和零点 的分布与特 性的关系，判 断系统的稳 定性，分析系 统稳定性与 其参数的关 系性分析四、课程考核注：各类考核评价的具体评分标准见附录：各类考核评分标准表序号课程目标（支撑毕业 要
11、求指标点）考核内容评价依据及成绩比例（%）成绩比 例（%）作业实验考试1目标1：能够对信号 进行时域与频域描 述，对电路系统选择 恰当的数学模型，并 利用初始条件求解 系统的各种响应（支撑指标点：L 4）对信号进行时域与 频域描述，对电路 系统选择恰当的数 学模型，求解系统 的各种响应101040602目标2：能够对信号 进行频谱分析、进行 拉普拉斯变换，对复 杂系统进行系统建 模仿真，分析系统时 域特性和频域特性， 获取有效结论。（支撑指标点：2.3）对信号进行频谱分 析，进行拉普拉斯 变换，对复杂电路 系统进行系统建模 仿真，分析系统时 域特性和频域特性10102040合计20206010
12、0五、教材及参考资料1 .信号与系统，甘俊英，清华大学出版社，20102 .信号与系统学习指导和习题解析甘俊英，颜健毅，杨敏.北京：清华大学出版社， 20073 .信号与系统，应自炉，信号与系统（第二版）.北京：国防大学出版社，20084 .信号与系统第2版，陈后金等，高等教育出版社，20015年.5 .信号与系统（上册、下册）郑君里，应启玲，杨为理.北京：高等教育出版社，20006 .信号与系统Alan. V. Oppenheim,刘树棠译西安：西安交通大学出版社，54 6 19987 .Signals and systems using MATLAB, Chaparro L. F., Ac
13、ademic Press, 2011.六、教学条件一支7、8人组成，年龄职称等结构合理的师资队伍。每位同学要有一台安装了 MATLAB 软件的电脑。大纲执笔人：王萱、应自炉、徐颖 审核人（专业负责人/系主任）： 制定时间：2022年08月22日附录：各类考核评分标准表作业评分标准教学目标要求评分标准权重（%）90-10080-8960-790-59目标1:能够对信 号进行时域与频域 描述，对电路系统 选择恰当的数学模 型，并利用初始条 件求解系统的各种 响应（支撑指标点： 1.2）能按时 完成作业；能 够熟练对信 号进行时域 与频域描述， 对电路系统 选择恰当的 数学模型，会 熟练求系统 的各
14、种响应能按时 完成作业；能 够对信号进 行时域与频 域描述，对电 路系统选择 恰当的数学 模型,会求系 统的各种响 应基本能 按时完成作 业;基本能够 对信号进行 时域与频域 描述,对电路 系统选择恰 当的数学模 型，基本会求 系统的各种 响应不能按 时完成作业； 不能够对信 号进行时域 与频域描述， 不能对电路 系统选择恰 当的数学模 型，不会求系 统的各种响 应15目标2：能够对信 号进行频谱分析、 进行拉普拉斯变 换，对复杂系统进 行系统建模仿真， 分析系统时域特性 和频域特性，获取 有效结论。（支撑指标点： 2.3）能按时完成 作业；能够熟 练对信号进 行频谱分析、 进行拉普拉 斯变换
15、，能熟 练对复杂系 统进行系统 建模仿真,分 析系统时域 特性和频域 特性能按时完成 作业;能够对 信号进行频 谱分析、进行 拉普拉斯变 换，能对复杂 系统进行系 统建模仿真， 分析系统时 域特性和频 域特性基本能按时 完成作业;基 本能够对信 号进行频谱 分析、进行拉 普拉斯变换， 基本能对复 杂系统进行 系统建模仿 真，分析系统 时域特性和 频域特性不能按时完 成作业；不能 够对信号进 行频谱分析、 进行拉普拉 斯变换，不能 对复杂系统 进行系统建 模仿真，不会 分析系统时 域特性和频 域特性15实验评分标准教学目标要求评分标准权重(%)90-10080-8960-790-59目标2：能够
16、对信 号进行频谱分析、 进行拉普拉斯变 换，对复杂系统进 行系统建模仿真， 分析系统时域特性 和频域特性，获取 有效结论。(支撑指标点： 2.3)能很好地完 成通过上机 编写程序来 实现对信号 的频谱分析， 进行拉普拉 斯变换，对复 杂电路系统 进行系统建 模仿真，分析 系统时域特 性和频域特 性等任务，并 通过分析结 果得到有效 结论。能较好地完 成通过上机 编写程序来 实现对信号 的频谱分析， 进行拉普拉 斯变换，对复 杂电路系统 进行系统建 模仿真，分析 系统时域特 性和频域特 性等任务，并 通过分析结 果得到有效 结论。基本能完成 通过上机编 写程序来实 现对信号的 频谱分析，进 行拉
17、普拉斯 变换,对复杂 电路系统进 行系统建模 仿真,分析系 统时域特性 和频域特性 等任务。不能完成通 过上机编写 程序来实现 对信号的频 谱分析，进行 拉普拉斯变 换，对复杂电 路系统进行 系统建模仿 真，分析系统 时域特性和 频域特性等 任务。20考试评分标准教学目标要求评分标准权重（%）90-10080-8960-790-59目标L能够对信 号进行时域与频域 描述，对电路系统 选择恰当的数学模 型，并利用初始条 件求解系统的各种 响应（支撑指标点： 1.2）能够熟 练对信号进 行时域与频 域描述，对电 路系统选择 恰当的数学 模型，会熟练 求系统的各 种响应能够对 信号进行时 域与频域描
18、 述，对电路系 统选择恰当 的数学模型， 会求系统的 各种响应基本能 够对信号进 行时与频 域描述，对电 路系统选择 恰当的数学 模型,基本会 求系统的各 种响应不能够 对信号进行 时域与频域 描述,不能对 电路系统选 择恰当的数 学模型，不会 求系统的各 种响应20目标2：能够对信 号进行频谱分析、 进行拉普拉斯变 换，对复杂系统进 行系统建模仿真， 分析系统时域特性 和频域特性，获取 有效结论。（支撑指标点： 2.3）能够熟练对 信号进行频 谱分析、进行 拉普拉斯变 换，能熟练对 复杂系统进 行系统建模 仿真,分析系 统时域特性 和频域特性能够对信号 进行频谱分 析、进行拉普 拉斯变换，能
19、 对复杂系统 进行系统建 模仿真，分析 系统时域特 性和频域特 性基本能够对 信号进行频 谱分析、进行 拉普拉斯变 换，基本能对 复杂系统进 行系统建模 仿真,分析系 统时域特性 和频域特性不能够对信 号进行频谱 分析、进行拉 普拉斯变换， 不能对复杂 系统进行系 统建模仿真， 不会分析系 统时域特性 和频域特性30可在表格上下用文字或其他方式细化其他应明确的要求，比如报告、作业、考试之类的， 细化考核要求，如一共需交几次作业，分别在什么时候、用什么方式提交。与前面的教、学 方式对应。及格标准体现课程目标达成的“底线二评分方式可操作，标准明确，分数有区分性。除了对专业知识点掌握的要求外，还应体现出对专业能力和素质的要求。