《信号处理原理》教学大纲（本科）.docx

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1、信号处理原理教学大纲课程英文名Signal and System课程代码03M0078学分3.5总学时56理论学时56实验/实践学时0课程类别学科基础课课程性质限选先修课程高等数学、线性代数、电路分析基础适用专业生物医学工程开课学院信息工程学院执笔人审定人制定时间2020年11月注：课程类别是指公共基础课/学科基础课/专业课；课程性质是指必修/限选/任选。一、课程地位与课程目标（-）课程地位信号处理原理是生物医学工程专业的一门重要的学科基础必修课。本课程以通信系统和 控制系统的基本问题为主要背景，研究信号经系统传输或处理的一般规律，为后续生物信号处理 等课程打下理论基础。本课程主要讨论确定性信

2、号经线性时不变系统传输处理的基本理论，从时 域分析到变换域分析，从连续时间系统到离散时间系统，从系统的输人、输出描述法到状态空间 描述法，着重介绍信号与系统的基本概念和基本分析方法。（二）课程目标.掌握“信号”与“系统处理”的基本概念、基本理论和基本分析方法。1 .提高学生的分析问题和解决问题的能力，培养学生严谨的科学作风和抽象思维能力、分 析计算能力、总结归纳能力，为后续课程的学习打下良好的基础。2 .帮助学生坚定意志、科学动机，坚持创新思想，自主研发，家国情怀等高尚品质的形成, 并最终落实到实际生活、学习、工作中。二、课程目标达成的途径与方法课程目标达成途径课程目标1课堂教学为主，结合自学

3、和，完成课外作业课程目标2完成一到三次上机作业，并进行课堂讨论。课程目标3课堂讨论三、课程目标与相关毕业要求的对应关系注：1 ,支撑强度分别填写H、M或L （其中H表示支撑程度高、M为中等、L为低）。课程目标课程目标对毕业要求的支撑程度（II、M、L）毕业要求2毕业要求3毕业要求4毕业要求5课程目标1LHMH课程目标2MMMH课程目标3ML四、课程主要内容与基本要求1）、绪论掌握信号的描述方法、信号的分类及常用信号的表示及其特征，重点掌握单位阶跃信号、单 位冲激信号、抽样信号的表示和性质。掌握系统的基本概念和描述方法，掌握线性非时变系统的 概念；掌握线性系统和非线性系统、时变系统和时不变系统、

4、因果系统和非因果系统、稳定系统 和不稳定系统的判别方法。2）、连续系统的时域分析了解微分方程的建立方法及常系数线性微分方程的经典解法，掌握自由响应与强迫响应，暂 态响应与稳态响应，零输入响应与零状态响应的概念及求解方法；掌握冲激响应和阶跃响应的定 义，理解冲激响应的物理意义；熟练掌握卷积的定义、卷积的性质和卷积的求解方法。3）、傅里叶变换掌握周期信号的三角形式和指数形式的傅里叶级数，掌握傅里叶变换的定义及其基本性质； 掌握信号的频谱概念及其特性；了解实信号频谱的特点。4）、拉普拉斯变换、连续时间系统的复频域分析掌握单边拉普拉斯变换的定义和性质；掌握用部分分式展开法求拉氏逆变换。掌握用拉氏变 换

5、法分析系统；掌握系统函数的概念及物理意义，掌握系统函数的求解方法；掌握利用系统函数 的零、极点分布分析系统的时域特性和频响特性；掌握系统的稳定性判别方法；掌握系统的框图 与流图描述。5）、离散时间系统的时域分析掌握连续信号的理想取样模型及取样定理；掌握典型的离散时间信号的表示和特性，掌握离 散时间信号的运算，熟练掌握常用基本序列的卷积和、卷积的性质和求卷积的方法；掌握离散时 间系统的概念和特性，掌握离散时间系统的差分方程描述、系统的单位样值响应，系统零输入响 应和零状态响应的求解方法。6）、z变换、离散时间系统的z域分析掌握z变换的定义、收敛域及基本性质，掌握逆z变换的计算方法（长除法和部分分

6、式展开 法）；掌握离散时间系统响应的z变换分析方法，掌握离散时间系统的系统函数的概念、系统零 极点的概念及应用，掌握系统的稳定性概念及稳定性的判别方法；掌握离散时间系统的时域和z 域框图与流图描述形式；掌握离散时间信号的傅里叶变换和系统的频率响应。7）、数字信号处理掌握数字信号处理的一般方法，学会设计有限脉冲响应滤波器和无限脉冲响应滤波器。五、课程学时安排章节号教学内容学时 数学生任务（作业、自学、讨 论等任务要求）对应课程目 标1绪论61.完成课后作业课程目标1,32线性时不变系统61.完成课后作业课程目标 1,2,33周期信号的傅里叶级数61 .完成课后作业2 .完成上机作业课程目标 12

7、34非周期信号的傅里叶变换6L完成课后作业课程目标 2,35信号和LT1系统的时域和频域分析41 .完成课后作业2 .完成上机作业课程目标 1,2,36采样61.完成课后作业课程目标 1237拉普拉斯变换、连续时间系统的复频 域分析61 .完成课后作业2 .完成上机作业课程目标 1,2,38Z变换、离散时间系统的Z域分析6L完成课后作业课程目标 1,2,3六、考核方式及成绩评定考核内容考核方式评定标准（依据）占总成绩比例过程考核含到课率、平时作业、上机作业到课率20%+平时作业 40%+上机作业40%30%期末考核闭卷卷面成绩70%考核类别考试成绩登记方式百分制七、推荐教材与主要参考书（一）推荐教材：1. Signals and Systems, A.V.Oppenheim, et.al. Prentice Hall,Inc. Second Edition, 1997.（中译本: 信号与系统刘树棠，西安交通大学出版社，第二版998）。（二）主要参考书：1 .信号与线性系统（上、下册），管致中等，高等教育出版社，第4版，2004o.信号与系统郑君里、应启坛，高等教育出版社，第二版，2000