信号与系统课程标准

《信号与系统》教学大纲

第一部分：课程性质、课程目标与教学要求课程性质：《信号与系统》是电子信息工程专业本科生的专业基础主干课程，是该专业的必修课程。在专业培养方案中安排在第二学年第二学期实施。该课程与本科生的许多专业课（例如通信原理、数字信号处理、通信电路、图象处理、微波技术等）有很强的联系，是研究各类电子系统共性的一门技术基础课程。它具有科学方法论的鲜明特点，研究的问题带有普遍性，对工程实践具有重要的指导意义。它的任务是研究信号和线性非时变系统的基本理论和基本分析方法，要求掌握最基本的信号变换理论，并掌握线性非时变系统的分析方法，为学习后续课程，以及从事相关领域的工程技术和科学研究工作奠定坚实的理论基础。

课程目标：设置本课程的目的在于使学生通过本课程的学习，初步建立起有关“信号与系统”的基本概念，掌握“信号与系统”的基本理论和基本分析方法，为进一步学习后续课程及从事通信、信息处理等方面有关研究工作打下基础。通过本课程的学习，学生应该掌握信号与系统的基本概念、基本理论和基本分析方法，通过一定数量的习题练习加深对各种分析方法的理解与掌握。

教学要求：信号与系统是一门理论结合实践的课程，本课程旨在使学生掌握信号与线性系统的基本理论，基本分析法，为后续课的学习及从事实际的科研工作奠定必要的基础。因此，要求学生在学习中，关注基本知识与方法的应用，积极参与信号与系统实践课程，课后要做一些相关练习和讨论。

第二部分：关于教材与学习参考书的建议本课程使用的教材是由高等教育出版社出版2006年吴大正等编著的《信号与线性系统分析》（第4版）。该教材入选“十五”国家级重点教材，发行数万册，是高等教育出版社比较全面系统的高校信号与系统教材。很多高校以该教材建设精品课程。

为了更好地理解和学习课程内容，建议同学可以进一步阅读以下几本重要的参考书：

1、郑君里：《信号与系统》，高等教育出版社2006年1月

2、管致中：《信号与线性系统》，高等教育出版社，2004年1月

3、刘泉主编：《信号与系统题解》，华中科技大学出版社，2003年12月

4、梁虹主编：《信号与系统分析及MATLAB实现》，电子工业出版社，2002

5、张小虹编著：《信号与系统》，西安电子科技大学出版社，2004

第三部分：课程教学内容纲要

第一章信号与系统

1.基本内容：

连续时间信号与离散时间信号的概念；连续时间系统和离散时间系统的概念；信号的基本运算；卷积的计算。

2.基本要求：

掌握：①连续时间信号与离散时间信号的概念；②连续时间系统和离散时间系统的概念。

理解：①信号的基本运算；②卷积的计算。

3.教学重点和难点：

重点：信号和系统的基本概念。

难点：卷积的计算。

4.具体教学内容

具体教学内容：①连续时间信号与离散时间信号的概念；②连续时间系统和离散时间系统的概念；③典型信号及其性质；④信号的正交分解；⑤信号的基本运算；⑥卷积的计算。

第二章连续时间系统的时域分析

1.基本内容：

系统的因果性、线性和时不变性；连续时间系统的卷积分析方法。

2.基本要求：

掌握：①系统的因果性、线性和时不变性；②连续时间系统的卷积分析方法。

理解：卷积的物理意义。

3.教学重点和难点：

重点：连续时间系统的卷积分析方法。

难点：卷积分析方法的具体应用。

4.具体教学内容

具体教学内容：①系统的因果性、线性和时不变性；②连续时间系统的卷积分析方法；③卷积的物理意义；④卷积分析方法的具体应用。

第三章离散时间系统的时域分析

1.基本内容：

离散时间系统的数学模型；差分方程的概念；差分方程的求解方法；卷积分析法。

2.基本要求：

掌握：①离散系统的数学模型；②离散时间系统的卷积分析法。

理解：①差分方程的求解方法；②卷积的计算。

3.教学重点和难点：

重点：离散时间系统的数学模型；离散时间系统的卷积分析法。

难点：卷积的计算。

4.具体教学内容

具体教学内容：①离散时间系统的数学模型；②差分方程及其的求解方法；③卷积分析法；④应用举例。

第四章傅立叶变换和系统的频域分析

1.基本内容：

连续周期信号的傅立叶级数表示；连续非周期信号的傅立叶变换及其性质；周期信号的傅立叶变换；抽样定理；信号的调制。

2.基本要求：

掌握：①连续周期信号的傅立叶级数表示；②连续非周期信号的傅立叶变换；③周期信号的傅立叶变换；④抽样定理。

理解：①傅立叶变换的主要性质；②信号的调制。

3.教学重点和难点：

重点：傅立叶变换及其性质；抽样定理。

难点：信号的调制。

4.具体教学内容

具体教学内容：①连续周期信号的傅立叶级数表示；②连续非周期信号的傅立叶变换；③典型非周期信号的傅立叶变换；④傅立叶变换及其性质；⑤连续周期信号的傅立叶变换；⑥抽样定理；

⑦信号的调制。

第五章连续系统的s域分析

1.基本内容：

拉普拉斯变换的定义及其收敛域；拉普拉斯变换的主要性质；拉普拉斯反变换的计算。

2.基本要求：

掌握：①拉普拉斯变换的定义及其收敛域；②拉普拉斯反变换的计算。

理解：①拉普拉斯变换的主要性质；②拉普拉斯变换与傅立叶变换之间的关系。

3.教学重点和难点：

重点：拉普拉斯变换及其主要性质。

难点：拉普拉斯反变换的计算。

4.具体教学内容

具体教学内容：①拉普拉斯变换的定义；②拉普拉斯变换的收敛域；③拉普拉斯变换的主要性质；④拉普拉斯变换与傅立叶变换之间的关系；⑤拉普拉斯反变换的计算。

第六章离散系统的Z域分析

1.基本内容：

Z变换的定义及其收敛域；Z变换的主要性质；逆Z变换的计算。

2.基本要求：

掌握：①Z变换的定义及其收敛域；②逆Z变换的计算。

理解：①Z变换的主要性质；②Z变换与拉普拉斯变换之间的关系。

3.教学重点和难点：

重点：Z变换及其主要性质。

难点：逆Z变换的计算。

4.具体教学内容

具体教学内容：①Z变换的定义；②Z变换的收敛域；③Z变换的主要性质；④Z变换与拉普拉斯变换之间的关系；⑤逆Z变换的计算。

第七章系统函数

1.基本内容：

系统函数H(jw)的概念；无失真传输的条件；理想低通滤波器与实际低通滤波器的逼近。

系统函数H(s)的概念；系统函数H(s)的零极点分布图；滤波器的概念；线性系统的表示方法。

系统函数H(z)的概念；离散时间系统的零极点分布图；离散时间系统的频率特性。

2.基本要求：

掌握：①系统函数H(jw)、H(s)、H(z)的概念；

②系统函数H(s)和离散时间系统的零极点分布图。

理解：①低通、高通、带通、带阻滤波器的概念。②线性系统的表示方法。

3.教学重点和难点：

重点：系统函数H(jw)的概念；无失真传输的条件。系统函数H(s)的概念；系统函数H(s)的零极点分布图。系统函数H(z)的概念；离散时间系统的频率特性。

难点：实际低通滤波器的逼近；线性系统的表示方法；离散时间系统的零极点分布图。

4.具体教学内容

具体教学内容：①系统函数H(jw)的概念；②无失真传输的条件；③理想低通滤波器；④实际低通滤波器。

具体教学内容：①系统函数H(s)的概念；②系统函数H(s)的零极点分布图；③低通、高通、带通、带阻滤波器的概念；④线性系统的表示方法；⑤Mason公式。

具体教学内容：①系统函数H(z)的概念；②离散时间系统的零极点分布图；③离散时间系统的频率特性；④应用举例。

第八章系统的状态变量分析法

1.基本内容：

系统的状态空间描述；状态变量，状态方程与输出方程的基本概念；系统的状态方程与系统函数之间的关系。

2.基本要求：

掌握：①系统的状态空间描述；②状态变量，状态方程与输出方程的基本概念。

理解：系统的状态方程与系统函数之间的关系。

3.教学重点和难点：

重点：状态变量，状态方程与输出方程的基本概念。

难点：系统的状态方程与系统函数之间的关系。

4.具体教学内容

具体教学内容：①系统的状态空间描述；②状态变量，状态方程与输出方程的基本概念；③系统的状态方程与系统函数之间的关系；④应用举例。

第四部分：教学方案简要说明

《信号与系统》课程的教学，安排一个学期，课时计划是每周3学时到4个学时。教师根据课时适当调整部分教学内容。本课程教学主要采用课堂讲授与实践性教学相结合，把理论教学、实践性教学的方法直接引入课堂教学过程。在有条件的地方，本课程可以采用多媒体技术手段辅助教学。课程教学强调理论联系实际，要求学生对理论进行理解学习，并在课堂上进行交流或讨论。

第五部分：课程作业与考核评价的说明

本课程由教师统一布置的课后习题作业每周一次。

成绩评定方式的主要构成及比例：理论部分(70%)+实验部分(20%)+平时成绩(10%)。

（1）理论部分

①考试分制、形式与时间：百分制，闭卷、笔试，120分钟。

②题型：填空题，选择题，判断题，计算题。

③分值比重：占总成绩的70%，即：试卷总成绩乘以70％的权重。

（2）实验部分

实验成绩评分标准为百分制，出勤占20％，操作占40％，实验报告40％，最后总成绩乘以20％的权重。

（3）平时成绩（主要为理论课出勤和平时作业）

①出勤占30%，

②作业占70%；

③平均成绩评分标准为百分制乘以10％的权重。

本课程考试设计主要在于考查学生理解与掌握信号与系统的基本概念和解题方法的程度；考查学生分析问题和解决问题的能力。考试设计基于教学内容，但又不局限于教学内容。不过，考卷中有90%以上的考题内容与平时教学内容紧密关联。