信号与系统教学大纲
《信号与系统》课程教学大纲
课程代码：030732040
课程英文名称：Signal and System
课程总学时：48 讲课：48 实验：0 上机：0
适用专业：电子信息科学与技术
大纲编写（修订）时间：2017.5
一、大纲使用说明
（一）课程地位及教学目标
本课程是电子信息科学与技术专业的专业基础课。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。
通过本课程的学习应为进一步研究网络理论，控制理论，信号处理及信号检测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
基本知识方面: 信号及其分类；信号的变换、运算和分解；系统及其性质；线性时不变系统的数学模型和性质；自由响应、强迫响应、零输入响应、零状态响应和单位冲激响应的概念；卷积积分，傅里叶级数，傅里叶变换、拉普拉斯变换、Z变换；采用时域分析方法对信号和系统进行分析，包括信号的运算、分解；微分方程（差分方程）的列写和求解，解的物理意义，卷积积分的计算；采用频域分析方法对信号和系统进行分析，包括周期信号的频谱分析，非周期信号的频谱分析；系统的频域分析法；采用复频域分析方法对信号和系统进行分析；采用Z分析方法对离散信号和离散系统进行分析。
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。
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
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、二阶谐振系统的S平面分析；理想低通滤波器及其冲激响应、阶跃响应、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。
课程具有很强的理论性和实践性，讲授时应理论联系实际；通过讲课、练习使学生掌握信号与系统的基本理论和方法。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，为数字信号处理，数字图像处理，电子系统设计等后续课程打下基础。
（四）对先修课程的要求
高等数学、电路、复变函数
（五）对习题课，实践环节的要求
实践证明，学生在学习《信号与系统》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 考核目标：基础知识、基本技能和综合应用。
3 成绩构成：平时成绩和考试成绩之和，其中：平时成绩约20%、考试成绩约80%。
（七）参考书目
《信号与系统》，郑君里，应启珩，杨为理编，高等教育出版社
《信号与系统学习指导》，扬为理等编，高等教育出版社
《信号与系统学习指导》，陈潭生编，西安电子科技大学出版社
二、中文摘要
课程是电子信息科学与技术专业的专业基础课。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。
三、课程学时分配表
四、教学内容及基本要求
第1部分绪论
总学时(单位：学时):4 讲课:4 实验:0 上机:0
具体内容：
信号的描述、分类和典型示例；信号的运算；阶跃信号与冲激信号；信号的分解；系统模型及其分类；线性时不变系统
重点：
信号的描述、阶跃信号与冲激信号；信号的运算；线性时不变系统判据；系统定义
习题:
线性时不变系统相关习题
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4学时）
具体内容：
微分方程的建立与求解；零输入响应与零状态响应；冲激响应与阶跃响应
重点：
零输入响应与零状态响应
难点：
零输入响应与零状态响应；冲激响应与阶跃响应
第2.2部分卷积运算（讲课4学时）
具体内容：
卷积与卷积性质
重点：
卷积运算
难点：
卷积计算
习题:
卷积计算相关习题，包括图解卷积和卷积性质
第3部分傅立叶变换
总学时(单位：学时):8 讲课:8 实验:0 上机:0
第3.1部分傅立叶级数与傅立叶变换（讲课4学时）
具体内容：
周期信号的傅立叶级数分析；典型周期信号的傅立叶级数；傅立叶变换；典型非周期信号的傅立叶变换；冲激函数和阶跃函数的傅立叶变换
重点：
傅立叶变换；典型非周期信号的傅立叶变换；冲激函数和阶跃函数的傅立叶变换
难点：
非周期信号的傅立叶变换
第3.2部分傅立叶变换的基本性质（讲课4学时）
具体内容：
基本性质；周期信号的傅立叶变换；抽样信号的傅立叶变换；抽样定理
重点：
傅立叶变换的基本性质
难点：
抽样信号的傅立叶变换
习题:
与傅里叶变换性质相关的习题
第4部分拉普拉斯变换
总学时(单位：学时):8 讲课:8 实验:0 上机:0
第4.1部分拉普拉斯变换的定义、收敛域（讲课2学时）
具体内容：
拉普拉斯变换的定义、收敛域
重点：
拉普拉斯变换的定义、收敛域
难点：
拉普拉斯变换收敛域
第4.2部分拉普拉斯变换性质和逆变换（讲课2学时）
具体内容：
拉普拉斯变换的基本性质；拉普拉斯逆变换
重点：
拉普拉斯变换典型性质；逆变换
难点：
拉普拉斯逆变换
第4.3部分系统函数（网络函数）（讲课2学时）
具体内容：
由微分方程写出系统函数；由简单电路写出系统函数
重点：
系统函数对求解零状态响应的意义
难点：
系统函数的意义
第4.3部分系统函数零极点分布决定时域特性和频响特性（讲课2学时）
具体内容：
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；全通函数与最小相移函数的零、极点分布
重点：
线性系统的稳定性系统函数零、极点分布与频域特性关系
难点：
由系统函数零、极点分布决定频响特性
习题:
拉普拉斯变换性质和逆变换相关、以及系统函数相关的习题
第5部分傅立叶变换应用于通信系统—滤波、调制与抽样
总学时(单位：学时):4 讲课:4 实验:0 上机:0
第5.1部分利用系统函数求响应，无失真传输（讲课2学时）
具体内容：
利用系统函数求响应，无失真传输
重点：
无失真传输；
难点：
利用系统函数求响应
第5.2部分理想低通滤波器，调制与解调（讲课2学时）
具体内容：
理想低通滤波器，调制与解调
重点：
理想低通滤波器
难点：
理想低通滤波器
习题:
理想低通滤波器相关习题
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部分常系数线性差分方程的求解（讲课4学时）
具体内容：
离散时间信号——序列分析；离散时间系统的数学模型；常系数线性差分方程的求解重点：
离散时间信号——序列分析
难点：
常系数线性差分方程的求解
第6.2部分离散时间系统的单位冲激响应（讲课4学时）
具体内容：
离散时间系统的单位样值（单位冲激）响应；卷积（卷积和）
重点：
离散时间系统的单位样值（单位冲激）响应
难点：
卷积（卷积和）
习题:
离散正弦信号周期性与线性时不变系统相关习题
第7部分Z 变换与Z域分析
总学时(单位：学时):8 讲课:8 实验:0 上机:0
第7.1部分 Z变换定义与收敛域、逆Z变换（讲课4学时）
具体内容：
Z变换定义与收敛域、典型序列的z变换；逆Z变换；Z变换的基本性质；Z变换与拉普拉斯变换的关系
重点：
Z变换定义与收敛域
难点：
逆Z变换
第7.2部分离散系统的系统函数（讲课4学时）
具体内容：
利用Z变换解差分方程；离散系统的系统函数
重点：
利用Z变换解差分方程
难点：
离散系统的系统函数
习题:
逆变换与系统函数相关习题