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《信號(hào)與系統(tǒng)》教學(xué)大綱

一、課程的性質(zhì)、目的與任務(wù)

《信號(hào)與系統(tǒng)》是通信及相關(guān)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，是網(wǎng)絡(luò)工程中的專業(yè)任選課。使學(xué)生掌握用系統(tǒng)的觀點(diǎn)和方法分析求解電子系統(tǒng)的特性，為今后從事專業(yè)技術(shù)工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。由于理論課時(shí)僅36課時(shí)，第七，第八章內(nèi)容略過。

通過本課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生達(dá)到:

1．熟練掌握Z(yǔ)變換、拉普拉斯變換、傅里葉變換的定義，變換方法

2．掌握卷積的運(yùn)算方法與性質(zhì)，線性是不變系統(tǒng)特性。

3．了解信號(hào)與系統(tǒng)的概念，分類，基本運(yùn)算。

二、課程教學(xué)基本內(nèi)容與要求

第一章 信號(hào)與系統(tǒng)的基本知識(shí)

（一）基本教學(xué)內(nèi)容

1.1 信號(hào)與系統(tǒng)的定義

1.2 信號(hào)的分類與基本特性

1.3 典型信號(hào)

1.4 信號(hào)的基本運(yùn)算

1.5 信號(hào)的分解

1.6 系統(tǒng)的描述及其分類

1.7 線性系統(tǒng)的基本特性及其模擬框圖

1.8 信號(hào)與系統(tǒng)的分析方法

1.9 MATLAB的有關(guān)知識(shí)

（二）基本要求

教學(xué)目的：掌握信號(hào)的數(shù)學(xué)表示，基本運(yùn)算、理解信號(hào)的分類和典型示例、了解信號(hào)與系統(tǒng)的概念、掌握信號(hào)的分解，與線性時(shí)不變系統(tǒng)的特性、了解系統(tǒng)分析方法

教學(xué)重點(diǎn)：線性時(shí)不變系統(tǒng)的特性與判斷、階躍與沖激信號(hào)、信號(hào)的函數(shù)與圖形表示

教學(xué)難點(diǎn)：線性時(shí)不變系統(tǒng)的特性、沖激信號(hào)定義

第二章 連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的時(shí)域分析

（一）基本教學(xué)內(nèi)容

2.1 微分方程的建立與求解

2.2 零輸入響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)

2.3 沖激響應(yīng)和階躍響應(yīng)

2.4 卷積及其性質(zhì)

2.5 卷積積分的圖解法

2.6 LTI系統(tǒng)的算子符號(hào)表示與傳輸算子

2.7 利用MATLAB進(jìn)行系統(tǒng)的時(shí)域分析

（二）基本要求

教學(xué)目的：掌握微分方程的建立與經(jīng)典解法、理解齊次解與特解、掌握零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)、沖激響應(yīng)的求法。、掌握階躍響應(yīng)的求解方法、掌握卷積和卷積運(yùn)算的性質(zhì)、利用卷積求系統(tǒng)的零狀態(tài)響應(yīng)。

教學(xué)重點(diǎn)：零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)、沖激響應(yīng)的求法、卷積的運(yùn)算方法、卷積的性質(zhì)。

教學(xué)難點(diǎn)：沖激函數(shù)匹配發(fā)求初始條件、卷積的圖形解法、微分方程的建立與求解。

第三章 傅里葉變換分析

（一）基本教學(xué)內(nèi)容

3.1 傅里葉變換的產(chǎn)生

3.2 周期信號(hào)的傅里葉分析

3.3 周期信號(hào)的對(duì)稱性

3.4 常見周期信號(hào)的頻譜

3.5 非周期性信號(hào)的頻譜

3.6 傅里葉變換的性質(zhì)

3.7 周期信號(hào)的傅里葉變換

3.8 抽樣定理

3.9 功率頻譜與能量頻譜

3.10 系統(tǒng)的頻域分析法

3.11 希爾伯特變換

（二）基本要求

教學(xué)目的：掌握歐拉公式、三角函數(shù)里的傅里葉級(jí)數(shù)和指數(shù)形式的傅里葉級(jí)數(shù)、理解函數(shù)對(duì)稱性與傅里葉級(jí)數(shù)的關(guān)系、了解典型周期信號(hào)與傅里葉級(jí)數(shù)的關(guān)系、掌握傅里葉變換、掌握典型非周期信號(hào)的傅里葉變換、理解傅里葉變換的基本性質(zhì)、掌握沖激函數(shù)與階躍函數(shù)的傅里葉變換、理解抽樣定理、理解抽樣定理的傅里葉變換

教學(xué)重點(diǎn)：周期信號(hào)頻譜的概念與計(jì)算、連續(xù)時(shí)間信號(hào)頻域分析、傅里葉變換的物理意義、傅里葉變換基本性質(zhì)、時(shí)域與頻域抽樣定理

教學(xué)難點(diǎn)：傅里葉變換與傅里葉級(jí)數(shù)之間的轉(zhuǎn)換、沖激函數(shù)與階躍函數(shù)的傅里葉變換的物理意義、周期信號(hào)的傅里葉變換與傅里葉級(jí)數(shù)、抽樣定理與抽樣頻率的關(guān)系。

第四章 拉普拉斯變換分析

（一）基本教學(xué)內(nèi)容

4.1 拉普拉斯變換

4.2 常見信號(hào)的拉普拉斯變換

4.3 拉普拉斯變換的性質(zhì)

4.4 拉普拉斯逆變換

4.5 拉普拉斯變換與傅里葉變換的關(guān)系

4.6 系統(tǒng)函數(shù)與頻率響應(yīng)特性

4.7 系統(tǒng)的模擬

（二）基本要求

教學(xué)目的：掌握拉普拉斯變換的基本性質(zhì)與收斂域、了解一些常用函數(shù)拉普拉斯變換、了解單邊雙邊拉普拉斯變換的區(qū)別、掌握拉普拉斯變換逆變換的部分分式求解法、掌握用拉普拉斯變換的方法去分析電路、掌握系統(tǒng)穩(wěn)定性得判定與定義。

教學(xué)重點(diǎn)：拉普拉斯變換基本定義、常用函數(shù)拉普拉斯變換基本性質(zhì)、拉普拉斯變換逆變換部分分式求解法、拉普拉斯變換分析電路、穩(wěn)定性定義與判定

教學(xué)難點(diǎn)：復(fù)頻率的理解、拉普拉斯逆變換部分分式求解法、傅里葉變換推導(dǎo)拉普拉斯變換。

第五章 離散時(shí)間系統(tǒng)的時(shí)域分析

（一）基本教學(xué)內(nèi)容

5.1 離散時(shí)間信號(hào)

5.2 離散系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型

5.3 線性時(shí)不變系統(tǒng)的解法

5.4 離散時(shí)間系統(tǒng)的單位沖激響應(yīng)

5.5 離散卷積和

（二）基本要求

教學(xué)目的：理解離散時(shí)間信號(hào)的數(shù)學(xué)模型、理解離散時(shí)間信號(hào)、掌握常系數(shù)線性差分方程的求解方法、掌握卷積和、理解離散時(shí)間系統(tǒng)的單位沖激響應(yīng)

教學(xué)重點(diǎn)：離散時(shí)間信號(hào)的數(shù)學(xué)模型、常系數(shù)線性差分方程求解、卷積和

教學(xué)難點(diǎn)：離散時(shí)間信號(hào)數(shù)學(xué)模型

第六章 離散信號(hào)與系統(tǒng)的Z變換域

（一）基本教學(xué)內(nèi)容

6.1 Z變換

6.2 Z反變換

6.3 Z變換的性質(zhì)

6.4 Z變換與拉氏變換的關(guān)系

6.5 用Z變換求解差分方程

6.6 離散系統(tǒng)函數(shù)與系統(tǒng)特性

6.7 離散信號(hào)與系統(tǒng)的頻域分析

6.8 離散系統(tǒng)的模擬與信號(hào)流圖

（二）基本要求

教學(xué)目的：掌握Z(yǔ)變換的定義與典型序列的Z變換、理解Z變換的收斂域、掌握Z(yǔ)變換逆變換的方法、了解Z變換與拉普拉斯變換的關(guān)系、掌握利用Z變換求差分方程、理解離散時(shí)間系統(tǒng)的頻率響應(yīng)特性。

教學(xué)重點(diǎn)：Z變換的收斂域、逆Z變換的方法：部分分式求解法、Z變換求解差分方程、離散系統(tǒng)的系統(tǒng)函數(shù)

教學(xué)難點(diǎn)：Z變換求解差分方程、Z變換的收斂域

三、課程各章節(jié)學(xué)時(shí)分配

四、本課程課外學(xué)習(xí)與修學(xué)指導(dǎo)

《信號(hào)與系統(tǒng)》這門課程內(nèi)容較多，涉及數(shù)學(xué)知識(shí)較多，難度較大.在學(xué)習(xí)這門課程時(shí)，需要的先導(dǎo)知識(shí)較多，在學(xué)習(xí)的過程中需要學(xué)生對(duì)之前的知識(shí)加以復(fù)習(xí)。課外學(xué)習(xí)過程中建議參看《工程數(shù)學(xué)》以提高對(duì)教材內(nèi)容的理解。

五、本課程考核方式及成績(jī)?cè)u(píng)定標(biāo)準(zhǔn)

考核方式：閉卷

成績(jī)?cè)u(píng)定標(biāo)準(zhǔn)：本課程的考核是平時(shí)成績(jī)和期終考試成績(jī)相結(jié)合，平時(shí)成績(jī)的評(píng)定包括作業(yè)、課堂提問、實(shí)驗(yàn)報(bào)告三部分，平時(shí)成績(jī)占課程考核成績(jī)的30%，期末考試成績(jī)占課程考核成績(jī)的70%。

其中期未考試總分100分，基礎(chǔ)題占50%，中等難度題占40%，較難題占10%?？荚囶}型主要有：選擇題、填空題、計(jì)算題、分析題、綜合應(yīng)用題等。

六、教材及參考書

教材：王玲花編著，《信號(hào)與系統(tǒng)》、機(jī)械工業(yè)出版社，2008

主要參考書：

[1] 吳大正楊林耀張永瑞《信號(hào)與線性系統(tǒng)分析》（第三版）高等教育出版社1998

[2] 鄭君里應(yīng)啟珩楊為理《信號(hào)與系統(tǒng)》（第二版上、下）高等教育出版社2000

[3] 劉樹棠譯《信號(hào)與系統(tǒng)》（第二版）西安交通大學(xué)出版社1998

大綱撰寫人：張政

大綱審閱人：彭智朝

教學(xué)副主任：易葉青

編寫日期：2012.6