信号与系统课程大纲

《信号与系统》课程教学大纲

英文名称：Signal and System

课程号：13202002

一、课程基本情况

1.学分：3.5

2. 学时：56（其中：理论学时：56 实验学时：0 上机学时：0 ）

3. 课程类别：大类平台必修课

4. 适用专业：电子信息类

5. 先修课程：高等数学

6. 后续课程：数字信号处理、通信原理等

7. 开课单位：通信工程

二、课程介绍

《信号与系统》是与通信工程、电子信息工程等专业有关的一门基础学科。

它的主要任务是：

1.在时间域及频率域下研究时间函数f(t)及离散序列x(n)的各种表示方式；

2.在时间域及频率域下研究系统特性的各种描述方式；

3.在时间域及频率域下研究激励信号通过系统时所获得的响应。

信号与系统课程研究信号与系统理论的基本概念和基本分析方法。初步认识如何建立信号与系统的数学模型，经适当的数学分析求解，对所得结果给以物理解释、赋予物理意义。课程的主要内容包括连续系统的时域分析、傅里叶变换、拉普拉斯变换、连续时间系统的s域分析、离散时间系统的时域分析、Z变换、离散时间系统的Z域分析等。要求学生掌握基本概念和基本分析方法。

学习本课程使学生掌握信号与系统的基本理论和基本分析方法，培养学生灵活运用理论知识分析和解决实际问题的能力。

三、课程的主要内容及基本要求

第一章信号与系统概述（共10学时）

（一）教学内容：

第一节信号与系统概述

知识要点：信号与系统分析的研究内容与方法，信号与系统理论的应用，信号的定义。

第二节信号的描述和分类

知识要点：信号的描述，信号的分类。

第三节典型基本连续信号

知识要点：正弦信号，指数信号，复指数信号，抽样信号，单位阶跃信号，单位冲激信号。

第四节信号的基本运算

知识要点：信号的微分、积分运算；移位运算，反褶运算，尺度变换运算，以及组合。

第五节冲激信号及其性质

知识要点：冲激信号及其性质，相关计算题。

第六节冲激偶信号及其性质

知识要点：冲激偶信号及其性质，相关计算题。可以作为选讲部分。

第七节信号的分解

知识要点：信号的直流与交流分解，信号的偶、奇分解，信号的实部与虚部分解，信号的脉冲分量分解，信号的正交函数分解。

第八节系统的描述和分类

知识要点：系统的描述，系统的分类，系统的联结。

第九节线性时不变系统

知识要点：连续时间线性时不变系统，离散时间线性时不变系统。

教学重点：信号的分类、典型基本连续信号、冲激信号及其性质、系统的描述，系统的分类。

教学难点：建立信号的概念、建立系统的概念、信号的周期、能量等运算。

（二）教学基本要求：

1．基本知识、基本理论：信号与系统概念，信号与系统的分类，线性时不变系统的特点及分析方法；周期和非周期信号、能量信号和功率信号；基本连续信号的表达方式及其波形；冲激信号及其性质；冲激偶信号及其性质；信号波形相加、相乘、求导、积分的运算；信号波形平移、反转、压缩、扩展的变换；任意连续信号的冲激函数表示；信号的分解；系统的分类，系统的性质；线性时不变系统的性质。

2．能力、技能培养：理解信号的概念，了解不同类型信号的时域表现形式，掌握不同类型信号及系统的识别方法；熟练掌握信号周期的求解方法；掌握典型信号及性质，能够做到给出信号表达式会画信号波形图，给出信号波形图能写出信号表达式；能够用阶跃信号表示分段函数；掌握与冲激信号、冲激偶信号相关的乘积、微分、积分等运算。掌握对多个信号进行相加、相乘，对于不同频率的正弦信号要注意相加、相乘之后的规律；掌握对信号波形进行平移、反转、压缩、扩展的变换；了解系统的概念，了解系统的分类，了解系统的性质；掌握系统的稳定性、因果性、线性时不变性等；掌握线性时不变系统的积分、微分、频率保持、分解等性质。

（三）实践与练习

根据学生学习情况，针对不同层次的学生留作业，作业可以是书后习题，可以由任课教师自选。

（四）考核要求

理解信号与系统的概念及分类，掌握线性时不变系统的特点及分析方法；会判断周期和非周期信号、能量和功率信号，计算信号的功率；会判断是信号否为周期信号，会计算周期信号的周期，

会计算能量信号的能量，功率信号的功率；掌握基本连续信号的表达方式及其图形；掌握冲激信号及其性质；了解冲激偶信号及其性质；掌握对信号波形相加、相乘、求导、积分的运算；掌握对信号波形进行平移、反转、压缩、扩展的变换；掌握任意连续信号的冲激函数表示；了解信号的分解；理解系统的概念，系统的分类，系统的性质；会判断系统的线性与非线性、时变与时不变、因果与非因果；掌握系统的分解性质，掌握零输入响应是初始条件的线性函数、零状态响应是输入信号的线性函数。

第二章连续时间系统时域分析（共8学时）

（一）教学内容：

第一节微分方程的建立

知识要点：系统模型（微分方程）的建立。

第二节齐次解、特解的解法

知识要点：微分方程的经典解法；齐次解和特解；自由响应与强迫响应、瞬态响应与稳态响应。

第三节零输入、零状态响应

知识要点：计算零输入响应、零状态响应的方法；零输入响应、零状态响应的含义。

第四节冲激、阶跃响应

知识要点：冲激、阶跃响应的计算方法；冲激、阶跃响应的的含义。

第五节卷积

知识要点：卷积积分的计算，卷积积分的物理意义。

第六节卷积及其性质

知识要点：卷积及其性质，利用卷积及其性质进行卷积运算。

教学重点：系统响应的两种分解、四种响应之间的关系；卷积运算。零输入响应、零状态响应、冲激响应、阶跃响应的含义；卷积积分的物理意义。

教学难点：各类响应的含义及运算；卷积的含义及卷积运算。

（二）教学基本要求：

1．基本知识、基本理论：了解系统模型（微分方程）的建立；了解微分方程的经典解法；掌握计算微分方程的齐次解和特解；了解齐次解与特解、自由响应与强迫响应、瞬态响应与稳态响应之间的关系；掌握初始条件和起始条件的含义；掌握分析系统的自由响应、强迫响应、零输入响应、零状态响应；掌握计算自由响应、强迫响应、零输入响应、零状态响应的方法；掌握冲激响应和阶跃响应的含义，会计算冲激响应和阶跃响应；掌握卷积积分的图解法；理解卷积积分的物理意义；掌握卷积积分的解析法；掌握利用卷积的性质计算卷积。

2．能力、技能培养：了解信号与系统时域分析方法的精髓，掌握单位阶跃信号、单位冲激信号的使用方法，熟练掌握时域求解系统响应的各种方法。

（三）实践与练习

根据学生学习情况，针对不同层次的学生留作业，作业可以是书后习题，可以由任课教师自选。