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1、精心整理 精心整理 兰州文理学院电子信息工程专业课程教学大纲 信号与系统 一、说明?（一）课程性质 本课程是电子信息工程专业的一门重要专业课，也是电子信息工程专业后继课程的必要基础课。本门课程的开设是为培养学生了解信号的描述和运算，分析系统的特性，进而全面提高学生对信号和系统的应用处理能力，本门课程还为后续课程的学习提供专业基础。（二）教学目的 本课程介绍信号与系统分析的基本理论和应用，包括信号与系统的时域分析，频域分析，复频域分析等，通过对本课程的学习使学生掌握通信系统和控制系统的基本分析方法，信号经系统传输或处理的一般规律为学习后续专业课及进一步从事于科技研究工作打下基础。重点是要学生建立
2、起信号与系统的基本概念及基本分析方法。（三）学习本课程的前设知识 学习本课程前，学生应具备一定的模拟、数字、高频电路的基本知识。（四）总体目标与要求 信号与系统课程作为一门引导学生从电路分析的知识跨入信息处理与 传输领域的关键性课程,通过本课程学习,使学生掌握信号处理及系统分析的的基本理论，熟悉其基本概念、基本原理和基本分析方法，从而能对简单电路系统进行分析。（五）课程总学时 理论课：54 学时；实验课：18 学时；总学时：72 学时。二、教学内容和教学要求?第一章绪论?教学要点 1.了解信号传输系统、系统的概念。2.掌握信号的简单处理方法。3.掌握线性非时变系统的分析方法。4.了解非电系统的
3、分析方法。教学时数：2 学时 教学内容 第一节引言 第一节?信号传输系统 1.消息 2.信号 3.信道 4.转换器 第二节?信号的概念 1.确定信号与随机信号 2.连续信号与离散信号 3.周期信号与非周期信号 精心整理 精心整理 4.能量信号与功率信号 第三节?信号的简单处理 1.信号的相加和相乘 2.信号的延时 3.信号的尺度变换与翻转 第四节?系统的概念 1.系统 2.线性系统与非线性系统 3.时变系统与非时变系统 4.连续系统与非连续系统 5.因果系统与非因果系统 第五节?线性非时变系统的分析?第六节 非电系统的分析?考核内容：识记：消息、系统的概念 领会：领会各种信号的区别。简明应用：
4、信号的基本运算。综合应用：复杂信号的分析 作业1次?第二章连续时间系统的时域分析?教学要点 1.了解系统方程的算子表示法。2.掌握系统的零输入响应。3.掌握信号的时域分解、阶跃响应和冲激响应。4.掌握积及其性质、?线性系统响应的时域求解 教学时数：6学时 教学内容 第一节引言 第二节系统方程的算子表示法 1.转移算子 2.算子表示法 第三节系统的零输入响应 1.特征方程 2.自然频率 第四节奇异函数?3.阶跃函数 4.冲击函数 第五节信号的时域分解 1.脉冲信号表示为奇异函数之和 2.任意函数表示为阶跃函数的积分 3.任意函数表示为冲击函数的积分*第六节阶跃响应和冲激响应 第七节 叠加积分 第
5、八节 线性系统响应的时域求解 1.互换率 2.分配律 精心整理 精心整理 3.结合律 4.函数项卷积后的微分 考核内容：识记：卷积的性质。领会：信号的时域分解。简明应用：脉冲信号表示为奇异函数之和。综合应用：复杂信号的时域分解。作业2次 第三章连续信号的正交分解 教学要点 1.掌握正交函数集与信号分解。2.熟悉信号表示为傅里叶级数。3.掌握傅里叶变换与非周期信号的频谱。4.了解傅里叶变换的性质。教学时数：6学时 教学内容 第一节引言 第二节正交函数集与信号分解 第三节信号表示为傅里叶级数 第四节傅里叶变换与非周期信号的频谱 1.傅里叶变换公式 2.周期信号的频谱的特点 第五节周期信号的频谱函数
6、 第六节傅里叶变换的性质 1.积分性质 2.微分性质 3.时移性质 4.尺度变换性质 5.翻转性质 6.对称特性 7.卷积定理 第七节帕塞瓦尔定理与能量频谱 1.帕塞瓦尔定理 2.能量频谱 考核内容：识记：傅里叶变换的性质。领会：傅里叶变换的方法。简明应用：傅里叶变换的性质对一些信号进行变换。综合应用：观察分析复杂信号的谱线。作业3次?第四章连续时间系统的频域分析?教学要点 1.掌握频域分析方法。2.熟悉调制、解调原理和方法。精心整理 精心整理 3.了解希尔伯特变换 教学时数：8学时 教学内容 第一节引言 第二节信号通过系统的频域分析方法 1.频域的概念 2.频域分析方法 第三节理想低通滤波器
7、的冲激响应与阶跃响应 1.冲激响应 2.阶跃响应 第四节调制与解调 1.调制原理 2.解调原理 第五节希尔伯特变换?考核内容：识记：调制解调原理。领会：频域分析方法。简明应用：对简单信号的频域分析。综合应用：对复杂信号的频域分析。作业3 次?第五章连续时间系统的复频域分析?教学要点 1.了解拉普拉斯变换法。2.掌握拉普拉斯变换的性质。3.掌握拉普拉斯反变换。4.掌握系统的复频域分析。5.掌握拉普拉斯变换和傅里叶变换的关系 6.掌握传输函数的零极点分析 教学时数：6学时 教学内容 第一节引言 第二节拉普拉斯变换 1.拉普拉斯变换概念 2.拉普拉斯变换公式 第三节拉普拉斯变换的收敛区 1.收敛区概
8、念 2.收敛区的计算方法 第四节常用函数的拉普拉斯变换?1.单边指数函数的拉普拉斯变换 2.冲击函数的拉普拉斯变换 第五节拉普拉斯反变换*第六节拉普拉斯反变换的基本性质 1.线性 2.尺度变换 3.时移 4.频移 精心整理 精心整理 5.时域微分 6.时域积分 第七节线性系统的拉普拉斯变换分析法 考核内容：识记：拉普拉斯变换公式。领会：拉普拉斯变换的作用。简明应用：对简单信号进行拉普拉斯变换。综合应用：对复杂信号进行拉普拉斯变换。作业2次 第六章连续时间系统的系统函数?教学要点 1.了解系统函数的图形表示法。2.掌握系统函数极点和零点的分布与系统时域特性的关系。3.掌握系统函数的极点、零点与系
9、统频率特性的关系。4.掌握系统的稳定性。教学时数：6学时 教学内容 第一节引言 第二节系统函数的图形表示法 第三节系统函数极点和零点的分布与系统时域特性的关系。1.系统函数极点与与系统时域特性的关系 2.零点的分布与系统时域特性的关系 第四节系统函数的极点、零点与系统频率特性的关系?1.系统函数的极点与系统频率特性的关系 2.零点与系统频率特性的关系 第五节系统的稳定性 1.稳定性系统的定义及其条件 2.稳定性系统的判据 考核内容：识记：系统函数的图形表示法。领会：系统函数的极点、零点与系统频率特性的关系。简明应用：能对简单系统函数进行极点、零点分析。综合应用：能对复杂系统函数进行极点、零点分
10、析。作业2次 第七章离散时间系统的时域分析?教学要点 1.了解离散时间系统的描述和模拟 2.掌握抽样信号与抽样定理。3.熟悉零输入响应。4.掌握离散时间系统的零状态响应及全响应求解 教学时数：6学时 教学内容 第一节引言 精心整理 精心整理 第二节抽样信号与抽样定理 1.抽样信号的概念 2.抽样定理 第三节离散时间系统的描述和模拟 第四节离散时间系统的零输入响应 1.零输入响应的概念 2.零输入响应的求解 第五节离散时间系统的零状态响应及全响应求解 1.零状态响应的概念 2.零状态响应的求解 3.全响应的求解?考核内容：识记：抽样信号的概念。领会：抽样定理。简明应用：零输入响应的求解。综合应用
11、：全响应的求解。作业3次 第八章离散时间系统的变换域分析 教学要点 1.了解变换定义及其收敛区。2.掌握 Z 变换的性质。3.熟悉反 Z 变换。4.掌握离散时间系统的 Z 变换分析法。教学时数：4学时 教学内容 第一节引言 第二节 Z 变换定义及其收敛区 1.Z 变换定义 2.收敛区的求解 第三节 Z 变换的性质 1.线性 2.尺度变换 3.时移 4.频移 5.时域微分 6.时域积分 第四节反 Z 变换 1.反 Z 变换的概念 2.反 Z 变换的求解 第五节离散时间系统的 Z 变换分析法 1.零状态响应的概念 2.零状态响应的求解 3.全响应的求解?考核内容：识记：Z 变换定义。精心整理 精心
12、整理 领会：Z 变换实质。简明应用：零输入响应的求解。综合应用：全响应的求解。作业2 次 第九章离散傅里叶变换 教学要点 1.掌握离散傅里叶变换。2.掌握序列的循环移位与循环卷积。3.熟悉离散傅里叶变换的性质。4.了解快速傅里叶变换。教学时数：6学时 教学内容 第一节引言 第二节离散傅里叶变换 1.离散傅里叶变换的定义 2.离散傅里叶变换的计算 第三节序列的循环移位与循环卷积 1.序列的循环移位 2.循环卷积 第四节离散傅里叶变换的性质 1.线性 2.频移 3.卷积 4.对偶性 第五节快速傅里叶变换?考核内容：识记：离散傅里叶变换的定义。领会：离散傅里叶变换的实质。简明应用：离散傅里叶变换的计
13、算。综合应用：利用离散傅里叶变换的性质进行计算。作业2 次 第十章线性系统的状态变量分析 教学要点 1.了解系统的状态变量描述法。2.掌握由输入-输出方程求状态方程。3.熟悉连续时间系统状态方程的复频域解法。4.掌握连续时间系统状态方程的数值解法。5.离散时间系统状态方程的解 教学时数：4学时 教学内容 第一节引言 第二节系统的状态变量描述法 精心整理 精心整理 1.系统的状态变量 2.状态变量描述法 第三节由输入-输出方程求状态方程 1.简单的连续时间系统的状态方程 2.一般连续时间系统的状态方程 3.系统的状态描述法的多样性 第四节连续时间系统状态方程的复频域解法 1.用拉普拉斯变换求解状
14、态变量和输出响应 2.转移函数矩阵和自然频率 3.线性系统的特征根不变 第五节离散时间系统状态方程的解 1.离散时间系统状态方程的时域解法 2.离散时间系统状态方程的变换域解法 3.两种解法的区别 第六节线性系统的可控制性和可观测性 1.线性系统的可控制性 2.线性系统的观测性?考核内容：识记：状态变量描述法。领会：求状态方程的方法。简明应用：简单系统的连续时间系统状态方程的复频域求解。综合应用：复杂系统的连续时间系统状态方程的复频域求解。作业2 次 三、参考书目（一）必读书目：教材：信号与线性系统高等教育出版社管致中主编 信号与系统哈尔滨工业大学出版社王宝祥主编（二）选读书目：参考书：信号与系统高等教育出版社郑君里主编 信号与线性系统高等教育出版社刘永健主编 信号与线性系统科技出版社郑钧主编 考核要求?信号与系统理论课成绩分平时、期中、期末按 10%、20%、70%计算。理论课期中、期末考试以闭卷考试的形式进行。