《信号与系统(1)》课程教学大纲.docx

信号与系统教学大纲一、课程基本信息课程名称信号与系统Signals and Systems课程编码OSI323711030开课院部海洋与空间信息学院课程团队信号与系统课程教学团队学分3.0课内学时52讲授44实验8上机0实践0课外学时52适用专业光电信息科学与工程授课语言中文先修课程高等数学（2-1）、图等数学（2-2）、线性代数、大学物理（2-1）、大学物理（2-2）、电路与模拟电子技术课程简介 （必倒本课程是光电信息科学与工程专业的必修学科基础课程之一，是学习通信原理、数字信号处理等后续课程的理论基础。课程主 要研究确定信号的特性、线性时不变系统的特性、信号通过线性时不变系统的时域和变换域分析方法，以及信号与系统分析方法在光电信 息科学与工程领域的应用。通过本课程的学习，使学生掌握信号与系统分析的基本理论及基本方法，具备对工程实际系统建立数学模型并 进行求解的能力，达到与同行进行有效沟通、交流并阐述自己观点的素质培养目标。This course is one of the compulsory basic courses of photoelectric information science and engineering specialty, and is the theoretical basis for learning the following courses such as "communication principles" and "Digital signal processing. The course mainly studies and detennines the characteristics of signals, the characteristics of linear time-invariant systems, and the time domain and transform domain analysis methods of signals passing through linear time-invariant systems, and the application of signal and system analysis methods in the field of photoelectric information science and engineering. Through the study of this course, students can master the basic theories and methods of signal and system analysis, and have the ability to establish mathematical models for practical engineering systems and solve them, so as to achieve effective communication with peers, communicate and explain the quality training objectives of one's own views.负责人大纲执笔人审核人二、课程目标序号代号课程目标OBE毕业要求指标点任务自选1Ml目标1 ：深入理解信号与系统的基本概念、基本运算和基本特性，了解信号分析、信号处理、信号综 合、系统分析和系统综合的应用，掌握系统线性、时不变性、因果性和稳定性的判断准则，深刻理 解信号分解与信号合成的基本思想。是1.22M2目标2 ：熟练掌握信号通过连续和离散线性时不变系统的时域、频域和S域分析方法，掌握系统结构 的设计方法。是1.23M3目标3 ：能够运用高等数学、大学物理、电路分析、模拟电子技术等课程的知识建立系统的数学模 型，用于复杂光电信息工程问题关键坏书的识别与判断。是2.24M4目标4：能够针对系统建模与系统设计等方面的复杂工程问题，以口头、文稿、图表等形式，向业界 同行及社会公众陈述自己的观点、展示自己的设计方法与设计成果并回应质疑。是10.110.1三、课程内容序号章节号标题课程内容/重难点支撑课程目标课内 学时教学方式课外学时课外环节1第1章第1章信号与系 统本章重点难点：信号的基本运算，系统的描述及系统特性，冲 激函数的定义与性质【课程思政】介绍课程的地位与特点，强调课程的学习重点、 难点及学习方法，引导学生意识到课程学习的重要性，明确学 习纪律要求。/21.11.1绪言系统与信号的概念，信号与系统的关系，信号分析，信号处 理，信号综合，系统分析，系统综合【课程思政】由系统的组成浅谈新时代的螺丝钉精神。Ml1.5讲授、讨 论1.5作业、自 学31.21.2信号连续与离散、周期与非周期、实信号与复信号、能量信号与功 率信号4种信号分类方法，常见信号的数学表示式Ml0.5讲授、讨 论0.5作业、自 学41.31.3信号的基本运 算信号的加法、乘法、反转、平移及尺度变换Ml2讲授、讨 论2作业、自 学51.41.4阶跃函数和冲 激函数阶跃函数和冲激函数的定义及二者关系，冲激函数的性质，利 用阶跃函数简化分段函数的表达Ml2讲授、讨 论2作业、自 学61.51.5系统的描述系统的常见描述形式，系统的分类，输入输出方程的建立，系 统的框图表示，将框图转化为输入输出方程Ml,M31讲授、讨 论1作业、自 学71.61.6系统的特性和 分析方法系统线性、时不变性、因果性及稳定性的定义及判别方法，LTI （Linear Time-Invariant,线性时不变）系统特性的应用Ml2讲授、讨 论2作业、自 学8第2章第2章连续系统 的时域分析本章重点难点：微分方程的经典解，卷积积分的计算，卷积积 分的性质，冲激函数匹配法/92.12.1LTI连续系统 的响应微分方程的经典解，0-、0+值与冲激函数匹配法，零输入响 应，零状态响应，全响应M2,M33讲授、讨 论3作业、自 学102.22.2冲激响应及阶 跃响应冲激响应的定义及求解，阶跃响应的定义及求解，冲激响应与 阶跃响应间的关系，冲激响应与阶跃响应的系统属性M2,M31讲授、讨 论1作业、自 学112.32.3卷积积分卷积积分的定义，零状态响应的卷积积分求解法，卷积积分的 图示求解法和解析法M22讲授、讨 论2作业、自 学122.42.4卷积积分的性 质卷积积分的代数运算性质、与冲激函数的卷积、移位性质、微 积分性质M22讲授、讨 论2作业、自 学13第3章第3章离散系统 的时域分析本章重点难点：差分方程的经典解，卷积和及其性质/143.13.1 LTI离散系统 的响应差分和差分方程的定义，差分方程的迭代法、经典解法、零输 入响应、零状态响应、全响应M22讲授、讨 论2作业、自 学153.23.2单位序列和单 位序列响应单位序列响应和阶跃响应的定义、求解过程及二者关系M21讲授、讨 论1作业、自 学163.33.3卷积和卷积和的定义，零状态响应的卷积和求解法，卷积和的列表法 和解析法，卷积和的性质M21讲授、讨 论1作业、自 学17第4章第4章傅里叶变 换和系统的频域分 析本章重点难点：周期信号的傅里叶级数，非周期信号的傅里叶 变换，傅里叶变换的性质及其应用，UH系统的频域分析，取 样定理/184.14.1信号分解为正 交函数正交函数集的定义，信号的正交分解公式M21讲授、讨 论1作业、自 学194.24.2傅里叶级数三角及指数形式的傅里叶级数分解公式，傅里叶级数的物理含 义，奇、偶、奇谐等函数傅里叶级数的特点M22讲授、讨 论2作业、自 学204.34.3周期信号的频 谱周期信号单边谱、双边谱、幅度谱、相位谱的概念，周期性矩 形脉冲串频谱的特点M21讲授、讨 论1作业、自 学214.44.4非周期信号的 频谱傅里叶变换的定义，部分常见信号傅里叶变换的计算M22讲授、讨 论2作业、自 学224.54.5傅里叶变换的 性质傅里叶变换的线性、奇偶性、对称性、尺度变换性质、时移性 质、频移性质、卷积定理、时域微积分性质、频域微积分性质M23讲授、讨 论3作业、自 学234.64.6周期信号的傅 里叶变换两种计算周期信号傅立叶变换的方法M21讲授、讨 论1作业、自 学244.74.7 EH系统的频 域分析频率响应的定义，连续系统的频域分析方法M23讲授、讨 论3作业、自 学254.84.8取样定理信号的取样，时域取样定理M21讲授、讨 论1作业、自 学26实验1实验1信号与系 统分析实验箱基本 模块的使用熟悉信号与系统分析实验箱的基本功能模块【课程思政】强调实验室安全注意事项，增强实验室安全意 识、劳动意识和团队合作意识。M2,M42实验2撰写报告27实验2实验2信号的分 解与合成完成信号的分解与合成实验M2,M43实验3撰写报告28实验3实验3取样定理 的验证完成取样定理的验证实验M2,M43实验3撰写报告29第5章第5章连续系统 的S域分析本章重点难点：拉普拉斯变换及其性质，系统的S域分析/305.15.1拉普拉斯变换双边拉普拉斯变换的定义及收敛域，单边拉普拉斯变换，常用 信号的拉普拉斯变换【课程思政】傅里叶、拉普拉斯和奈奎斯特等著名科学家的科 学探索精神。M21讲授、讨 论1作业、自 学315.25.2拉普拉斯变换 的性质拉普拉斯变换的线性、尺度变换性质、时移性质、复频移性 质、时域微积分性质、卷积定理、S域微积分性质、初值和终 值定理M23讲授、讨 论3作业、自 学325.35.3拉普拉斯逆变部分分式展开法，利用拉普拉斯变换的性质进行逆变换M22讲授、讨2作业、自换论学335.45.4复频域（S 域）分析微分方程的S域求解法，系统函数，连续系统的S域分析方法 【课程思政】对课程内容进行总结，简要介绍最新的信号与系 统分析方法，引导学生了解信号与信息处理技术的最新进展及 应用，激发学生接触学科前沿知识的兴趣，认识到不断提高自 身能力的重要性。M2,M33讲授、讨 论3作业、自 学四、考核月式序号考核环节操作细节总评占比1平时作业1 .每周布置4-6道题目，平均每次课2道题以上。2 .成绩采用百分制，根据作业完成准确性、是否按时上交、是否独立完成评分。3 .主要考核学生对信号与系统基础知识的掌握能力，学生综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力；题型主要有问 题分析、画图表达、求解计算等。25%2实验1 .本课程设置有8学时的实验，分3次进行，分别为2、3、3学时。2 .成绩采用白分制，根据实验预习情况、实验完成情况和实验总结报告情况评分。3 .主要考核学生对信号与系统基础知识的应用能力，学生需要熟悉信号与系统分析实验箱的基本功能模块，完成信号的 分解与合成、取样定理的验证等实验内容。15%3考勤随机点名、刷卡点名等。5%4课堂表现随机检查学生上课精神状态、回答问题情况。5%5期末考试1 .闭卷考试，成绩采用白分制，卷面成绩总分1（）（）分。2 .主要考核学生对信号与系统基础知识的掌握能力，学生综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力，题型主要有分 析题、简答题、画图题、计算题等。50%五、评分细则序号课程目标考核环节大致占比评分等级1Ml平时作业30%A-独立思考、按时完成，书写格式规范，步骤完整，答案准确。B-独立思考、按时完成，书写格式比较规范，步骤比较完整，答案准确。C-基本能独立思考、按时完成，书写格式基本规范，步骤基本完整，答案基本准确。D-作业抄袭，未能按时完成，书与格式不规范，步骤不完整，答案不准确。2Ml实验20%A-实验预习工作到位，实验完成的好，实验总结报告内容全面、认识深刻。B-实验预习工作较到位，实验完成的较好，实验报告内容较全面、认识到位。C-实验预习工作一般，能够完成实验，实验报告内容一般、认识一般。D.没有做实验预习，不能够完成实验，实验报告无价值。3Ml考勤5%M-缺勤2次以内。N-缺勤3次及以上。4Ml课堂表现5%M-精神面貌好，积极回答问题，积极参与课堂讨论。N-精神面貌较差，回答问题不积极，很少参与课堂讨论。5Ml期末考试40%（见试卷评分标准）6M2平时作业30%A-独立思考、按时完成，书写格式规范，步骤完整，答案准确。B-独立思考、按时完成，书与格式比较规范，步骤比较完整，答案准确。C-基本能独立思考、按时完成，书写格式基本规范，步骤基本完整，答案基本准确。D-作业抄袭，未能按时完成，书写格式不规范，步骤不完整，答案不准确。7M2实验10%A-实验预习工作到位，实验完成的好，实验总结报告内容全面、认识深刻。B-实验预习工作较到位，实验完成的较好，实验报告内容较全面、认识到位。C-实验预习工作一般，能够完成实验，实验报告内容一般、认识一般。D-没有做实验预习，不能够完成实验，实验报告无价值。8M2考勤5%M-缺勤2次以内。N-缺勤3次及以上。9M2课堂表现5%M-精神面貌好，积极回答问题，积极参与课堂讨论。N-精神面貌较差，回答问题不积极，很少参与课堂讨论。10M2期末考试50%（见试卷评分标准）11M3实验20%A-实验预习工作到位，实验完成的好，实验总结报告内容全面、认识深刻。B-实验预习工作较到位，实验完成的较好，实验报告内容较全面、认识到位。C-实验预习工作一般，能够完成实验，实验报告内容一般、认识一般。D.没有做实验预习，不能够完成实验，实验报告无价值。12M3期末考试80%（见试卷评分标准）13M4实验50%A-实验预习工作到位，实验完成的好，实验总结报告内容全面、认识深刻。B-实验预习工作较到位，实验完成的较好，实验报告内容较全面、认识到位。C-实验预习工作一般，能够完成实验，实验报告内容一般、认识一般。D-没有做实验预习，不能够完成实验，实验报告无价值。14M4期末考试50%（见试卷评分标准）评分等级说明：A,B,C,D,E=90-100,80-89,70-79,60-69,0-59;A,B,C,D=90-100,75-89,60-74,0-59;A,B,C=90-100,75-89,60-74,0-59;M,N=80-100,0-79六、教材与参考资料序号教学参考资料明细1图书|信号与线性系统分析，吴大正，高等教育出版社,2005. （*主教材）2图书|信号与线性系统分析学习指导，郑杰，中国石油大学出版社,2017.3图书1信号与线性系统分析，李小平，高等教育出版社,2019.4图书|信号与系统，陈后金，清华大学出版社,2017.5图书|信号与系统，郑君里，高等教育出版社,2011.6图书1信号与线性系统，管致中，高等教育出版社,2004.7图书信号与系统，奥本海姆，西安交通大学出版社,1998.七、实验项目信息序号项目名称实验室名称门牌号组人数学时实验类别要求实验类型上机1信号与系统分析实验箱基本模块的使 用电子线路实验室基础实验楼B507302专业基础必做验证性否2信号的分解与合成电子线路实验室基础实验楼B507303专业基础必做验证性否3取样定理的验证电子线路实验室基础实验楼B507303专业基础必做验证性否