1、信号与系统课程教学大纲课程代码：030331003课程英文名称：Signal and System课程总学时：56 讲课：56 实验：0 上机：0适用专业：电子信息工程专业大纲编写（修订）时间：2010.7一、大纲使用说明（一）课程的地位及教学目标本课程是电子信息工程专业的重要技术基础课。本课程主要讨论确定信号的特性、线性非时变系统的特性、信号通过线性系统基本的分析方法及由某些典型系统引出的一些重要基本概念。通过本课程的学习，学生应能掌握信号分析及线性系统的基本理论及分析线性系统的基本方法，应能建立简单电路系统的数学模型，对数学模型求解。应着重掌握对确定性信号进行频谱分析的方法，为进一步研究通
2、信原理、计算机网络理论、数字信号处理、图像处理等学科打下必要的基础。（二）知识、能力及技能方面的基本要求1 本课程理论严谨，系统性强，教学过程中应注意培养学生的抽象思维的能力及严谨的科学学风。2 本课程教学中应注意运用启发式教学，注意阐述各种分析方法间的横向联系，以培养分析，归纳与总结的能力。（三）实施说明1 本课程重点讲授内容：连续时间系统时域分析、傅立叶变换、连续时间系统的傅立叶分析用拉氏变换分析电路、卷积定理、系统函数与冲激响应，周期信号与抽样信号的拉氏变换由系统函数零、极点分布决定时域特性、由系统函数零、极点分布决定频响特性、一阶系统 S 平面分析理想低通滤波器及其冲激响应、阶跃响应、
3、带宽与上升时间离散时间系统时域分析、Z 变换定义、典型序列 Z 变换、逆 Z 变换、Z 变换基本性质、利用Z 变换解差分方程2 深度和广度的说明本课程限于确定性信号（非随机信号）经线性时不变系统传输与处理的基本理论。本课程学习要为数字信号处理 ， 通信原理 ， 数字图像处理等后续课程打下基础（四）对先修课的要求学好本课程，学生应有一定的数学基础和电路分析基础，书中涉及的数学内容主要包括微分方程、差分方程、级数、复变函数、线性代数等。本课程与先修课程电路分析基础联系密切，但也有区别。先修课中以电路分析角度研究问题，而本课以系统的观点进行分析。（五）对习题课、实践环节的要求实践证明，学生在学习信号
4、与系统课的过程中需要借助各种典型例题，加深对本课程主要内容的理解，做一定数量习题是掌握和巩固基本概念的有力手段。利用授课及习题课给学生讲解典型例题，每章习题要求学生认真完成适当数量，并对学生完成作业中出现的错误，讲解纠正。（六）课程考核方式1考核方式：考试2. 考试方法：闭卷3成绩构成：本课程的总成绩主要由两部分组成：平时成绩（包括作业情况、出勤情况等）占 10%，期末考试成绩占 90%。平时成绩由任课教师视具体情况按百分制给出。 （七）参考书目信号与系统 ，郑君里、应启衍等编，高等教育出版社，2000信号与系统 ，郑君里、应启衍等编，高等教育出版社，2010信号与线性系统分析 ，吴大正主编，
5、高等教育出版社，2005信号与系统 ，奥本海姆（美）等编，西安交通大学出版社，2010信号与系统 ，杨晓非、何丰等编，科学出版社，2008信号与系统全程辅导 ，苏志平、赵洪岩主编，辽宁师范大学出版社，2008二、中文摘要本课程是电子信息工程专业的重要技术基础课。本课程主要讨论确定信号的特性、线性非时变系统的特性、信号通过线性系统基本的分析方法及由某些典型系统引出的一些重要基本概念。通过本课程的学习，学生应能掌握信号分析及线性系统的基本理论及分析线性系统的基本方法，应能建立简单电路系统的数学模型，对数学模型求解。应着重掌握对确定性信号进行频谱分析的方法，为进一步研究通信原理、计算机网络理论、数字
6、信号处理、图像处理等学科打下必要的基础。三、课程学时分配表序号 教学内容 学时 讲课 实验 上机1 绪论 6 61.1 信号与系统 信号的描述、分类和典型示例 21.2 信号的运算 阶跃信号与冲激信号 21.3 信号的分解 系统模型及其分类线性时不变系统 22 连续时间系统的时域分析 8 82.1 微分方程的建立与求解 22.2 起始点的跳变从 0到 0状态的转换 22.3 零输入响应与零状态响应冲激响应与阶跃响应 22.4 卷积 卷积性质 23 傅里叶变换 12 123.1 周期信号的傅里叶级数分析 23.2 典型周期信号的傅里叶级数 傅里叶变换 23.3 典型非周期信号的傅里叶变换 冲激函
7、数和阶跃函数的傅里叶变换 23.4 傅里叶变换的基本性质 23.5 卷积特性（卷积定理） 2周期信号的傅里叶变换3.6 抽样信号的傅里叶变换 抽样定理 24 拉普拉斯变换，连续时间系统的域分析 10 104.1 拉普拉斯变换的定义、收敛域 拉氏变换的基本性质 24.2 拉普拉斯逆变换 24.3 用拉普拉斯变换法分析电路、域元件模型系统函数（网络函数）H（s） 24.4 由系统函数零、极点分布决定时域特性 由系统函数零、极点分布决定频域特性 24.5 线性系统的稳定性 25 傅里叶变换应用于通信系统滤波、调制与抽样 4 45.1 利用系统函数 H求响应 无失真传输理想低通滤波器25.2系统的物理
8、可实现性、佩利维纳准则利用希尔伯特变换研究系统函数的约束特性调制与解调 带通滤波系统的运用26 离散时间系统的时域分析 8 86.1 离散时间信号序列离散时间系统的数学模型 26.2 常系数线性差分方程的求解 26.3 离散时间系统的单位样值（单位冲激）响应 26.4 卷积（卷积和） 解卷积（反卷积） 27 Z 变换、离散时间系统 Z 域分析 8 87.1 Z 变换定义、典型序列的 z 变换 Z 变换的收敛域 27.2 逆 Z 变换 Z 变换的基本性质 27.3 Z 变换与拉普拉斯变换的关系 利用 Z 变换解差分方程 27.4 离散系统的系统函数 离散时间系统的频率响应 2合计 56 56四、
9、教学内容及基本要求第 1 部分 绪论总学时(单位：学时):6 讲课:6 实验:0 上机:0第 1.1 部分 信号与系统 信号的描述、分类和典型示例（讲课 2 学时）具体内容:1) 明确本课程的内容、性质和任务。2) 掌握信号与系统的概念，了解信号理论与系统理论。3) 掌握信号的分类。4) 掌握典型连续时间信号的表达式和波形。第 1.2 部分 信号的运算 阶跃信号与冲激信号（讲课 2 学时）具体内容:1) 掌握信号的移位、反褶与尺度运算。2) 了解信号的微分与积分、相加与相乘运算。3) 掌握阶跃信号与冲激信号的表达式、波形和性质。4) 掌握单位斜变和冲激偶信号的表达式、波形和性质。重 点:信号的
10、运算、阶跃信号与冲激信号难 点:信号的运算、冲激信号的抽样特性习 题:信号类型判定、信号的运算与信号波形图绘制、冲激信号的抽样特性第 1.3 部分 信号的分解 系统模型及其分类 线性时不变系统（讲课 2 学时）具体内容:1) 掌握信号的分解方法。2) 掌握系统模型及其分类。3) 掌握线性时不变系统。重 点:线性时不变系统判定方法难 点:线性时不变系统习 题:线性时不变系统的判定方法第 2 部分 连续时间系统的时域分析总学时(单位：学时):8 讲课:8 实验:0 上机:0第 2.1 部分 微分方程的建立与求解（讲课 2 学时）具体内容:1) 掌握微分方程齐次解计算方法。2) 掌握微分方程特解计算
11、方法。3) 掌握由初始条件计算齐次解系数方法。4) 掌握自由响应和强迫响应的概念。第 2.2 部分 起始点的跳变从 0到 0状态的转换（讲课 2 学时）具体内容:1) 掌握 0状态到 0状态。2) 掌握线性常系数微分方程求解方法。3) 了解冲激函数匹配法。第 2.3 部分 零输入响应与零状态响应 冲击响应与阶跃响应（讲课 2 学时）具体内容:1) 掌握零输入响应与零状态响应。2) 掌握瞬态响应和稳态响应。3) 掌握冲击响应与阶跃响应。重 点:零输入响应与零状态响应、冲击响应与阶跃响应难 点:零输入响应与零状态响应求解方法习 题:零输入响应计算第 2.4 部分 卷积与卷积性质（讲课 2 学时）具
12、体内容:1) 掌握卷积运算。2) 了解卷积图解方法。3) 掌握卷积的性质。重 点:卷积的性质难 点:根据卷积性质的计算习 题:卷积性质计算第 3 部分 傅里叶变换总学时(单位：学时):12 讲课:12 实验:0 上机:0第 3.1 部分 周期信号的傅里叶级数分析（讲课 2 学时）具体内容:1) 掌握三角函数形式的傅里叶级数。2) 掌握指数形式的傅里叶级数。3) 掌握谐波与周期信号频谱图绘制。4) 掌握函数的对称性与傅里叶系数的关系。重 点:三角函数形式和指数形式的傅里叶级数难 点:周期信号频谱图绘制习 题:傅里叶级数第 3.2 部分 典型周期信号的傅里叶级数与傅里叶变换（讲课 2 学时）具体内
13、容:1) 了解典型周期信号的傅里叶级数。2) 掌握频带宽度。3 掌握傅里叶正变换和傅里叶逆变换。第 3.3 部分 典型非周期信号的傅里叶变换 冲激函数和阶跃函数的傅里叶变换（讲课 2 学时）具体内容:1) 了解典型非周期信号的傅里叶变换。2) 掌握矩形脉冲信号的傅里叶变换。3) 掌握冲激函数和阶跃函数的傅里叶变换。重 点:冲激函数和阶跃函数的傅里叶变换难 点:傅里叶变换习 题:傅里叶变换第 3.4 部分 傅里叶变换的基本性质（讲课 2 学时）具体内容:1) 了解奇偶虚实性。2) 掌握傅里叶变换的线性、对称性、尺度变换、时移、频移、微分和积分等基本性质。重 点:尺度变换、时移、频移、微分和积分性
14、质难 点:根据傅里叶变换基本性质的傅里叶变换习 题:根据傅里叶变换基本性质的傅里叶变换第 3.5 部分 卷积特性（卷积定理）周期信号的傅里叶变换（讲课 2 学时）具体内容:1) 掌握时域卷积和频域卷积定理。2) 掌握矩形脉冲信号的傅里叶变换。3) 掌握一般周期信号的傅里叶变换。第 3.6 部分 抽样信号的傅里叶变换 抽样定理（讲课 2 学时）具体内容:1) 掌握抽样过程。2) 掌握矩形脉冲抽样和冲激抽样。3) 掌握抽样定理。重 点:矩形脉冲抽样和冲激抽样难 点:抽样定理习 题:最低抽样率和奈奎斯特间隔第 4 部分 拉普拉斯变换，连续时间系统的域分析总学时(单位：学时):10 讲课:10 实验:
15、0 上机:0第 4.1 部分 拉普拉斯变换的定义、收敛域 拉氏变换的基本性质（讲课 2 学时）具体内容：1) 掌握拉普拉斯正变换和拉普拉斯逆变换。2) 掌握拉普拉斯变换收敛域。3) 掌握常用函数的拉普拉斯变换。4) 掌握拉氏变换的基本性质。重 点:常用函数的拉普拉斯变换与拉氏变换的基本性质难 点:拉氏变换的基本性质习 题:函数的拉普拉斯变换第 4.2 部分 拉普拉斯逆变换（讲课 2 学时）具体内容：1) 掌握拉普拉斯逆变换。重 点:拉普拉斯逆变换方法难 点:函数包含共轭复数极点的拉普拉斯逆变换习 题:拉普拉斯逆变换计算第 4.3 部分 用拉普拉斯变换法分析电路、域元件模型 系统函数（网络函数）
16、H（s） （讲课2 学时）具体内容：1) 掌握域元件模型。2) 掌握用域元件模型的方法求解电路。3) 掌握系统函数。重 点:应用域元件模型的方法求解电路与系统函数难 点:应用域元件模型的方法求解电路习 题:域电路计算与求解系统函数第 4.4 部分 由系统函数零、极点分布决定时域特性 由系统函数零、极点分布决定频域特性（讲课 2 学时）具体内容：1) 掌握由系统函数零、极点分布决定时域特性。2) 掌握由系统函数零、极点分布决定频域特性。第 4.5 部分 线性系统的稳定性（讲课 2 学时）具体内容：1) 掌握线性系统的稳定性。第 5 部分 傅里叶变换应用于通信系统滤波、调制与抽样总学时(单位：学时
17、):4 讲课:4 实验:0 上机:0第 5.1 部分 利用系统函数 H求响应 无失真传输 理想低通滤波器（讲课 2 学时）具体内容：1) 了解利用系统函数 H求响应。2) 掌握无失真传输。3) 掌握理想低通滤波器。第 5.2 部分 系统的物理可实现性、佩利维纳准则 利用希尔伯特变换研究系统函数的约束特性 调制与解调 带通滤波系统的运用（讲课 2 学时）具体内容：1) 了解系统物理可实现性、佩利维纳准则及利用希尔伯特变换研究系统函数约束特性。2) 理解调制与解调。3) 了解带通滤波系统的运用。第 6 部分 离散时间系统的时域分析总学时(单位：学时):8 讲课:8 实验:0 上机:0第 6.1 部
18、分 离散时间信号序列 离散时间系统的数学模型（讲课 2 学时）具体内容：1) 掌握离散时间信号。2) 掌握离散时间系统的数学模型。第 6.2 部分 常系数线性差分方程的求解（讲课 2 学时）具体内容：1) 掌握常系数线性差分方程的求解方法。重 点:常系数线性差分方程的求解难 点:常系数线性差分方程的求解习 题:常系数线性差分方程的求解第 6.3 部分 离散时间系统的单位样值（单位冲击）响应（讲课 2 学时）具体内容：1) 掌握离散时间系统的单位样值（单位冲击）响应。第 6.4 部分 卷积（卷积和）和 解卷积（反卷积）具体内容：1) 掌握卷积。2) 了解解卷积。第 7 部分 Z 变换离散时间系统
19、 Z 域分析总学时(单位：学时):4 讲课:4 实验:0 上机:0第 7.1 部分 Z 变换定义、典型序列的 z 变换 Z 变换的收敛域（讲课 2 学时）具体内容:1) 掌握 Z 变换定义、典型序列的 z 变换。2) 掌握 Z 变换的收敛域。第 7.2 部分 逆 Z 变换 Z 变换的基本性质（讲课 2 学时）具体内容:1) 掌握逆 Z 变换。2) 掌握 Z 变换的基本性质。重 点:逆 Z 变换与 Z 变换的基本性质难 点:逆 Z 变换与 Z 变换的基本性质习 题:逆 Z 变换与根据 Z 变换的基本性质计算第 7.3 部分 Z 变换与拉普拉斯变换的关系 利用 Z 变换解差分方程（讲课 2 学时）具体内容:1) 了解逆 Z 变换与拉普拉斯变换的关系。2) 掌握 Z 变换的基本性质。重 点:利用 Z 变换解差分方程难 点:利用 Z 变换解差分方程习 题:差分方程的 Z 变换求解计算第 7.4 部分 离散系统的系统函数 离散时间系统的频率响应（讲课 2 学时）具体内容:1) 掌握离散系统的系统函数。2) 了解离散时间系统的频率响应。编写人:秦丽娟审核人:胡玉兰批准人:张焕君
