《信号与线性系统》课程简介和教学大纲.docx
信号与线性系统课程简介课程编号：06034001课程名称：信号与系统/Signals & Systems学分：4. 5学时：72 （实验：10 上机：0 课外实践：0 ）适用专业：电子信息工程、通信工程建议修读学期：4开课单位：电子信息工程系先修课程：高等数学、线性代数、电路理论、模拟电子技术复变函数与积分变换考核方式与成绩评定标准：采取平时成绩、实验成绩、考核相结合的办法教材与主要参考书目：主要教材：信号与线性系统分析吴大正高教参考书目：信号与系统郑君里 清华大学（Signal & Systems Oppenhaim 清华大学出版社。内容概述：本课程是电子、通讯专业的一门重要的专业基础课主要内容有信号与系统的时域分析法、频域分析、复频域分析、变换域分析法、状态变量分析法。本课程是研究信号组成、系统分析的基本理论课程。其目标是研究线性非时变系统的基本理论和基本 分析方法，为进一步学习电子信息工程、通信工程等专业课程奠定基础。本课程将采用多媒体教学，以理论讲解与实验相结合的方法进行教学。课程名称:信号与线性系统S i gnaIs & Systems总学分：4. 5学分总学时：72学时(课堂教学62学时、实验10学时)课程性质：本课程是电子、通讯专业的一门重要的专业基础课。开设学期学时分配：第四学期,72学时适用专业及层次：电子信息、通讯工程等工科本科专业先行、后继课程情况：先行课电路理论、模拟电子技术复变函数与积分变换后继课 数字信号处理通信原理数字图像处理等参考书：信号与线性系统分析吴大正高教信号与系统郑君里清华大学Signal & Systems Oppenhaim清华大学出版社一、课程的目的与要求：本课程是电子、通讯专业的一门重要的专业基础课本课程是研究信号组成、系统分析的基本理论课程。其目标是研究线性非时变系统的基 本理论和基本分析方法，为进一步学习电子信息工程、通信工程等专'也课程奠定基础1.3、 2.2、4.1、4.2o二、课程内容及学时分配:课程内容教学要求重点 ()难点(A)学时 安排实验学时上机 学时备注第一章绪论第一节信号的概念A1第二节基本信号与运算B2第三节系统的概念A1第二章连续系统的时域分析法第一节微分方程经典求解A1第二节零输入响应A1第三节 系统的阶跃响应与冲激响应B2第四节卷积积分A1第五节零状态响应A1第三章离散系统的时域分析法第一节经典法求解A1第二节零输入响应A2第三节零状态响应A2第四章连续系统的频域分析第一节周期信号分解A2第二节周期信号的频谱A2第三节傅立叶变换A6第四节抽样定理A2第五节系统分析与求解B2第六节系统幅频特性A2习题课1第五章 连续系统的复频域分析第一节拉普拉斯变换A4第二节应用拉普拉斯变换分析系统A2第三节系统函数A2第四节系统的模拟图A2习题课1第六章离散系统的变换域分析法第一节z变换A5第二节应用Z变换分析离散系统A3第三节零极点图A2习题课1第七章系统的状态变量分析法第一节系统在状态空间中的描述A2第二节连续系统的状态方程与输出方程B2第三节离散系统的状态方程与输出方程B2第八章复习1第一章绪论（4学时）1）信号的概念：信号，确定信号与随机信号，连续信号与离散信号，周期信号与非周期信 号，功率信号与能量信号。2）基本信号与运算：阶跃信号，冲激信号，冲激信号性质，信号平移、翻转与尺度变化3）系统的概念：系统，线性系统与非线性系统，非时变系统与时变系统，连续系统与离散 系统，系统的数学模型。4） 了解线性系统基本分析方法第二章连续系统的时域分析法（6学时）1）系统与微分方程，微分方程经典求解2）系统的零输入响应：系统方程；齐次微分方程解的结构，利用系统特征方程与初始 条件求取系统零输入响应。3）系统的阶跃响应与冲激响应，阶跃响应与冲激响应的关系。4）卷积积分，卷积的性质，卷积的图解5）系统的零状态响应，系统的全响应。求解系统全响应举例。第三章离散系统的时域分析法（5学时）1）离散信号：离散信号的表示方法。2）离散系统的描述与模拟，经典法求解。3）离散系统的零输入响应：系统差分方程的特征方程，系统差分方程的解。4）离散系统的零状态响应：单位函数，单位阶跃序列，系统的单位函数响应，卷积和 法确定零状态响应的信号序列。5）系统的全响应。第四章连续系统的频域分析（16学时）1）周期信号分解为三角傅立叶级数，周期信号分解为指数傅立叶级数，三角傅立叶级 数与指数傅立叶级数的关系2）周期信号的频谱：幅度频谱，相位频谱。矩形周期脉冲信号的频谱分析。3）非正弦周期信号作用下的系统零状态响应。4）傅立叶变换：由傅立叶级数到傅立叶积分，傅立叶正反变换。傅立叶变换的性质。5）抽样信号与抽样定理。6）系统分析与求解。7）低通滤波器分析8）线性系统不失真传输的条件；振幅条件，相位条件。第五章连续系统的复频域分析（10学时）1）拉普拉斯变换：复频域的概念，拉普拉斯变换的收敛域，常用函数的拉普拉斯变换, 拉普拉斯反变换，拉普拉斯变换的性质。2）应用拉普拉斯变换分析系统：系统微分方程的拉普拉斯变换，复频域的的元件模型, 系统的零输入响应、零状态响应与全响应。应用举例。3）系统函数：系统函数的概念及性质，反馈系统的系统函数，系统函数与冲激响应的 关系，系统函数的极点与零点，系统函数极点分布与系统稳定性的关系。4）系统稳定性：系统稳定的条件。5）波特图6）系统的模拟图绘制：直接系统模拟图，串联系统模拟图，并联系统模拟图。第六章离散系统的变换域分析法（10学时）l）z变换：离散信号的Z变换，双边Z变换与单边Z变换，Z变换的收敛域，常用信 号的Z变换，Z变换的性质，反Z变换，Z变换与拉普拉斯变换的关系。2）应用Z变换分析离散系统：系统差分方程的Z变换，系统的零输入响应，系统的零 状态响应，系统的全响应，系统的转移函数。3） Z变换应用举例。4） z域模型框图5）零极点图，波特图，稳定性判别第七章 系统的状态变量分析法（6学时）1）系统在状态空间中的描述：状态，状态变量，状态方程，输出方程。2）系统的状态方程：状态变量的选择，状态方程的建立，输出方程的建立，状态方程 与输出方程的矩阵形式，根据系统方程建立状态方程和输出方程。3）离散系统的状态方程与输出方程。4）连续系统状态方程的求解。习题、复习课（4学时）频域分析复频域分析Z变换分析复习三、说明：本课程一般应安排在电路理论、模拟电子技术、复变函数与积分变换、复变函 数与积分变换讲完后，即第四学期开设。本课程与数字信号处理通信原理数字图像处理有密切关联，注意与后继课程 的连接，本课程应布置较多的作业，注重分析方法，锻炼其分析问题、解决问题能力，提高 学生对电专业兴趣，我后续课程打好基础。四、实验教学：本实验教学的目的在于：验证、巩固和加深课堂加讲授的基本理论，培养学生掌握控制 系统的最基本的实验方法、操作能力、测试技能，养成学生踏实、细致、严肃、认真的科学 作风。通过实验室学生对信号与系统的分析、设计的实践能力得到培养。要求每个学生在实验前进行预习。并对系统中所采用的仪表要熟悉基本原理、性能、 掌握其使用方法。要求学生能够正确纪录处理实验数据，分析判断实验结果，写出完整正 规的实验报告。列为学生必做的基本实验有：1 .熟悉实验板2 .波形合成3 .二级网络4 .采样定理5 .系统频域响应实验课时数为10学时，其安排可在相应的章节讲完后开出。
