信号与系统实验教学大纲
《信号与系统》教学大纲
《信号与系统》教学大纲
信号与系统是电子信息类专业中一门重要的基础课程。它是研究信号的产生、
传输、处理和控制的学科，涉及到电子、通信、自动化等领域。本文将从课程
目标、内容安排、教学方法和评价方式等方面来探讨《信号与系统》教学大纲。
一、课程目标
《信号与系统》作为一门基础课程，旨在培养学生对信号与系统的基本概念、
原理和方法的理解与应用能力。具体目标包括：
1. 掌握信号的定义、分类和描述方法，了解信号的特性和变换；
2. 理解系统的基本概念、特性和分类，掌握系统的时域和频域分析方法；
3. 学习信号与系统的线性时不变（LTI）模型和卷积运算；
4. 熟悉傅里叶变换、拉普拉斯变换和Z变换的定义、性质和应用；
5. 培养分析和设计信号与系统的能力，为后续专业课程打下坚实基础。
二、内容安排
《信号与系统》的内容安排通常包括以下几个方面：
1. 信号的基本概念：介绍信号的定义、分类和描述方法，包括连续信号和离散
信号；
2. 时域分析：学习信号的时域表示方法，如冲激函数、阶跃函数和周期信号的
分析；
3. 频域分析：引入傅里叶级数和傅里叶变换的概念，掌握信号的频域表示方法；
4. 系统的基本概念：介绍系统的定义、特性和分类，包括线性系统和非线性系统；
5. 系统的时域分析：学习系统的时域描述方法，如冲激响应和单位脉冲响应；
6. 系统的频域分析：引入拉普拉斯变换和Z变换的概念，掌握系统的频域表示
方法；
7. 系统的稳定性和滤波器设计：研究系统的稳定性判据和滤波器设计方法；
8. 信号与系统的应用：介绍信号与系统在通信、控制和信号处理等领域的应用。
信号与系统 教学大纲
信号与系统教学大纲
一、引言
信号与系统作为电子信息科学与技术专业的核心课程之一，旨在让学生全面了解信号与系统的基本概念、理论与应用。本教学大纲以培养学生的系统思维和综合能力为核心目标，通过理论教学、实践操作和案例分析等方式，帮助学生建立起对信号与系统的深刻理解和应用能力。
二、课程目标
本课程的主要目标包括：
1. 理解信号与系统的基本概念、分类与特性；
2. 掌握信号与系统的表示、分析和运算方法；
3. 理解线性时不变系统的性质和特点，并能进行系统响应分析；
4. 学习频域分析方法，包括傅里叶变换和拉普拉斯变换；
5. 能够运用信号与系统理论解决实际问题，并进行系统设计与优化。
三、教学内容
本课程的主要内容包括以下几个方面：
1. 信号的表示与分类
1.1 信号的定义与性质
1.2 连续信号与离散信号
1.3 周期信号与非周期信号
2. 基本信号与系统
2.1 冲激函数与单位阶跃函数
2.2 系统的描述与表示
2.3 时域分析方法：冲击响应与单位阶跃响应
3. 线性时不变系统
3.1 线性系统的定义与性质
3.2 时不变系统的定义与性质
3.3 系统的线性性质与时不变性质
3.4 系统的稳定性与非稳定性
4. 频域分析方法
4.1 傅里叶级数与傅里叶变换
4.2 频域性质与频谱分析
4.3 拉普拉斯变换及其应用
5. 实际应用与设计案例
5.1 信号与系统在通信领域的应用
5.2 信号与系统在控制系统中的应用
5.3 信号与系统在图像处理中的应用
四、教学方法
本课程采用多种教学方法相结合的方式，包括：
1. 理论教学：通过课堂讲授，向学生传授信号与系统的基本理论知识。
《信号与系统》教学大纲
《信号与系统》教学大纲
Signals and Systems
一、课程教学目标
1、任务和地位：
《信号与系统》是通信及相关专业的专业基础课，是通信专业的必修课程。通过本课程的学习，使学生掌握用系统的观点和方法分析求解电子系统的特性，为后续课程（通信理论、网络理论、控制理论、信号处理和信号检测理论等课程）的学习和今后从事专业技术工作打下坚实的基础。
2、知识要求：
本课程是信息类各专业本科生继“电路分析基础”课程之后必修的重要主干课程。该课程主要研究确知信号的特性，线性时不变系统的特性，信号通过线性时不变系统的基本分析方法，以及信号与系统分析方法在某些重要工程领域的应用。
该课程是学习《现代通信原理》、《数字信号处理》等后续课程所必备的基础。
3、能力要求：
通过本课程的学习，使学生掌握信号分析与线性系统分析的基本理论及分析方法，能对工程中应用的简单系统建立数学模型，并对数学模型求解。为适应信息科学与技术的飞速发展，及在相关专业领域的深入学习打下坚实的基础。同时，通过习题和实验，学生应在分析问题与解决问题的能力及实践技能方面有所提高。
二、教学内容的基本要求和学时分配
2、具体要求：
第一章信号与系统
[目的要求]
1.掌握信号、系统的概念，以及它们之间的关系。
2.了解信号的函数表示与图形表示。
3.掌握信号的能量和信号的功率的概念。
4.熟练掌握信号的自变量变换和信号的运算。
5.掌握阶跃信号、冲激信号，及其性质、相互关系。
6.了解系统的性质。
[教学内容]
1. 信号、信号的自变量变换。
2. 能量和功率信号的判别方法
信号与系统教学大纲
信号与系统教学大纲
一、课程介绍
1.1 课程背景
信号与系统作为电子信息类专业中的重要课程，是理解和分析电子信号以及系统运行原理的基础。本课程旨在通过理论教学和实践操作，使学生掌握信号与系统的基本概念、基本特性以及在实际系统中的应用。
1.2 课程目标
通过本课程的学习，学生将能够：
- 理解信号的基本概念和特性，包括连续信号和离散信号的表示和处理方法。
- 掌握系统的基本概念和特性，包括线性时不变系统和非线性系统的分析方法。
- 熟悉信号与系统之间的相关数学描述和变换。
- 理解傅里叶变换、拉普拉斯变换和Z变换在信号与系统分析中的应用。
- 了解信号与系统在通信、控制、图像处理等领域的应用。
二、教学内容和安排
2.1 信号的基本概念
- 信号的定义和分类
- 连续信号和离散信号的表示及其转换
- 常见信号的特点和实际意义
2.2 系统的基本概念
- 系统的定义和分类
- 线性时不变系统和非线性系统
- 时域和频域分析方法
2.3 数学描述与变换
- 时域和频域描述之间的转换关系
- 傅里叶变换及其性质
- 拉普拉斯变换及其性质
- Z变换及其性质
2.4 信号与系统的应用
- 信号与系统在通信系统中的应用
- 信号与系统在控制系统中的应用
- 信号与系统在图像处理中的应用
三、教学方法
3.1 理论讲授
通过课堂讲授，系统地介绍信号与系统的基本概念、数学描述和变换，引导学生建立知识框架和理解基本原理。
3.2 实验操作
通过实验操作，让学生亲自操作仪器设备，进行信号的获取和处理，加深对信号与系统的理解，并培养实践能力。
3.3 讨论与案例分析
电路信号与系统实验课程教学大纲
电路、信号与系统实验课程教学大纲
一、实验课程的目的和任务（体现专业素质与能力支撑）
实验是研究自然科学的重要方法之一，也是工程技术和科学研究领域中的一项重要组成部分，是学好理论课程的重要教学辅助环节。
本实验课程为培养本科生电路、信号与系统实验基本技能、实验研究能力和综合应用能力而设立，使学生进一步加强对理论知识的理解，培养学生分析问题和解决问题的能力，为以后深入学习电路、信号与系统在专业中的应用打下基础。
开设《电路、信号与系统实验》课程的主要目的在于：
1、通过实验，验证和加深理论基础知识。
2、通过实验进一步巩固电路分析、信号分析和系统分析的理论知识，建立频谱概念，掌握函数信号发生器、电工实验系统、信号与系统实验箱等电类仪器设备的使用方法。
3、训练实验技能，为将来从事复杂的科学研究打下坚实的基础。
4、培养实事求是、理论联系实际的科学作风。
本课程的任务主要是教会学生正确使用各种电类的仪器仪表、掌握电学量的测量方法、测量中各种误差的分析方法、验证电路定理、加深对电路中基本概念和基本理论的理解，学会对实验中测量的现象进行分析，对测量的数据进行分析、处理，写出一份完整的实验报告。
二、实验课程的内容和要求
《电路、信号与系统》课程内容主要包含以下几个部分：电路中的基本概念和基本定律；电阻电路的等效变换；电阻电路的一般分析方法；电路定理；一阶电路的暂态分析；正弦交流电路分析；三相交流电路分析；含耦合电感的电路分析；信号与系统；时域分析；频域分析；复频域分析；Z域分析。
所涉及到的实验项目内容和具体要求如下：
《信号与系统及实验》课程教学大纲
《信号与系统及实验》课程教学大纲
一、课程概述
1. 课程名称：《信号与系统及实验》
2. 课程性质：必修课
3. 学时安排：64学时（理论课32学时，实验课32学时）
4. 授课对象：电子信息类相关专业本科生
二、课程目标
1. 理论掌握：通过本课程的学习，学生将掌握信号与系统的基本理论知识，包括信号的表示与处理、系统的特性与分析等方面的内容。
2. 实验能力：学生将具备进行相关实验的基本能力，能够独立完成信号与系统相关的实验设计、实施和数据分析。
3. 应用水平：学生将具备将所学知识应用于实际工程问题的能力，为日后的专业发展打下扎实的基础。
三、教学内容与教学安排
1. 信号的基本概念与表示（4学时）
2. 信号的操作与运算（4学时）
3. 常用信号的分类与性质（4学时）
4. 离散时间信号与系统（8学时）
5. 连续时间信号与系统（8学时）
6. 系统特性与分析方法（8学时）
7. 信号与系统的转换（4学时）
8. 信号处理器件与应用（4学时）
9. 信号与系统实验（32学时）
四、教材与参考书
1. 主教材：《信号与系统》，作者：Alan V. Oppenheim，Alan S. Willsky，S. Hamid Nawab，出版社：Prentice Hall
2. 参考书：
- 《信号与系统分析》，作者：张三，出版社：清华大学出版社
- 《信号与系统实验》，作者：李四，出版社：电子工业出版社
五、考核方式与成绩评定
1. 平时成绩（20）：包括课堂讨论、作业等
2. 实验成绩（30）：包括实验报告、实验操作等
3. 期中考试（20）
《信号与系统》教学大纲
《信号与系统》教学大纲
信号与系统是电子信息类专业中非常重要的一门课程，它涉及到信号的产生、
传输和处理，以及系统的建模、分析和设计。本文将从教学大纲的制定和重要性、课程内容的概述以及教学方法的选择等方面探讨《信号与系统》教学大纲。首先，教学大纲的制定对于一门课程的教学至关重要。教学大纲是教师根据课
程目标和学生需求制定的一份指导性文件，它明确了课程的目标、内容、教学
方法和评估方式等。在《信号与系统》这门课程中，教学大纲的制定需要考虑
到学生的基础知识水平和专业需求，以及行业对于信号与系统的应用要求。只
有制定出科学合理的教学大纲，才能够使课程教学更加有效和有针对性。
其次，我们来概述一下《信号与系统》课程的内容。该课程主要包括信号的分
类与描述、线性时不变系统的时域与频域分析、卷积与相关、傅里叶变换与频
谱分析、采样与重构、系统的频域性能分析等内容。通过这门课程的学习，学
生将能够掌握信号与系统的基本概念和理论，理解信号的特性和系统的行为，
掌握信号与系统的分析方法和设计技巧。
在教学方法的选择上，可以采用多种方式来提高学生的学习效果。首先，可以
结合理论教学和实践操作，通过实验和实际案例的分析，帮助学生更好地理解
和应用所学知识。其次，可以采用启发式教学方法，激发学生的思维和创造力，培养他们的问题解决能力。此外，还可以引入互动式教学，通过讨论和小组合
作等方式，提高学生的参与度和学习动力。
除了教学大纲的制定、课程内容的概述和教学方法的选择，还需要注意评估方
式的确定。评估方式应该与教学目标相一致，既能够全面评价学生的学习情况，又能够激励学生的学习动力。可以采用考试、作业、实验报告等形式进行评估，
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《信号与系统》实验教学大纲
适用专业：通信工程、电子信息工程、自动化、检测技术与仪表、电气工程及自动化
课程类别：专业基础课
课程性质：必修
实验类别：专业基础实验
一、学时与学分
1.课程总学时：74
2.课程总学分：
3.5
3.实验学时：10
4.实验学分：0
二、实验教学目标与基本要求
通过实验教学，使学生熟练使用测量仪器，并借助于硬件实验平台上的测量点进行相关参数的测试，理解确知信号通过线性时不变系统的时域、频域分析方法；使学生学会利用MA TLAB中“信号处理”工具箱以及MA TLAB图形用户接口来显示信号分析与处理的动态仿真过程，从而了解确知信号的时域、频域的描述方法及其相互之间的关系。通过学生自己动手设计，达到理解系统的组成结构和工作原理，并结合实际应用巩固所学理论知识的目的。
三、内容简介：
1、信号的时域、频域分析及测试。
（1）能熟练使用示波器。
（2）掌握IST-B智能信号测试仪使用方法。
（3）熟练掌握电信号的时域观察方法与参数测量方法。
（4）了解信号频谱的测量方法，加深理解信号频谱的概念。
2、有源滤波与无源滤波器
（1）掌握有源滤波与无源滤波器测试及观察方法
（2）了解信号频谱和信号波形的关系。
（3）加深对滤波概念的理解。
3、信号通过线性系统
（1）了解线性电路的频率特性对信号传输的影响。
（2）知道脉冲信号、正弦调幅信号通过线性电路引起的变化。
4、信号的采样及恢复
（1）了解各观察点信号波形的变化，理解抽样过程。
（3）掌握采样定理的基本内容。
5、连续时间系统模拟
（1）用基本运算单元组成模拟装置；
信号与系统实验教学大纲
信号与系统实验教学大纲
一、实验目的
本实验旨在帮助学生深入了解信号与系统的基本概念和原理，并通过实际操作加深对信号与系统的理解和应用能力。具体目的包括：
1. 掌握信号与系统的基本概念和定义；
2. 理解常见信号的分类和特性；
3. 熟悉信号与系统的数学表示方法；
4. 学习使用仪器和工具进行信号与系统的实际测量与分析；
5. 培养学生的实验设计和解决问题的能力。
二、实验内容
1. 基本信号的生成与分析实验
1.1 正弦信号的产生和观测
1.2 方波信号的产生和观测
1.3 单位阶跃信号和单位冲激信号的产生和观测
2. 信号与系统的线性特性实验
2.1 线性系统的特性分析
2.2 线性时不变（LTI）系统的特性分析
2.3 线性时变系统的特性分析
3. 时域和频域分析实验
3.1 时域分析方法的学习与应用
3.2 傅里叶变换及其性质的学习与应用
3.3 频谱分析实验
4. 常用滤波器的设计与应用实验
4.1 低通滤波器的设计与应用
4.2 高通滤波器的设计与应用
4.3 带通滤波器的设计与应用
4.4 带阻滤波器的设计与应用
5. 采样和量化实验
5.1 采样定理及抽样方式的实验验证
5.2 量化误差的分析与实验验证
三、实验要求
1. 掌握实验的基本原理和方法，理解实验的实际应用场景；
2. 完成实验报告的撰写和实验数据的分析；
3. 在实验过程中严格遵守实验守则，注意实验安全；
4. 鼓励学生进行探索和创新，提出自己的实验设计方案。
四、实验器材和软件
1. 示波器
2. 函数发生器
3. 信号源
4. 滤波器
5. 计算机及相关软件（如MATLAB等）
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《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
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
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
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
总学时数：16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、三、四的实验报告。
3.主要参考书：
管致中主编《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
《信号与系统》实验教学大纲
（适用专业：通信工程）
开课对象：通信工程专业、二年级学生
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、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。