《测试信号分析与处理》课程教学大纲.docx

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1、测试信号分析与处理教学大纲一、课程基本信息课程名称测试信号分析与处理Test Signal Analysis and Processing课程编码CTL420711020开课院部控制科学与工程学院课程团队信号分析与处理学分2.0课内学时36讲授24实验12上机0实践0课外学时36适用专业测控技术与仪器授课语言中文先修课程高等数学（27）、高等数学（2-2）.复变函数与积分变换、概率论与数理统计、传感器与检测技术（2T）课程简介 （必函本课程为测控技术与仪器专业的必修课、专业核心课程。本课程重点讲授信号与系统的基本概念、确定性信号的分析方法、随机信号 的分析方法、模拟信号的数字化原理、离散时间信

2、号的分析方法以及数字滤波器的基本原理和设计方法。通过学习使学生掌握信号、系 统、确定性信号、随机信号、模拟信号、离散信号和数字滤波器等相关理论知识以及基本的信号分析与处理方法和滤波器设计方法，培养 学生灵活运用信号分析与处理方法与现代工具解决复杂工程问题的能力，提高学生问题分析、语后表达以及沟通交流的能力，增强学生的 团队合作意识。This course is one of the core courses for the major of Measurement & Control Technology and Instruments. This course focuses on the

3、basic concepts of signals and systems, analysis methods of determinate signals, analysis methods of stochastic signals, conversion principle of analogue signals to digital signals, analysis methods of discrete-time signals, principle and design methods of digital filters. This course will cultivate

4、the abilities of utilizing signal analysis and processing methods and modern tools to solve complex engineering problems, promote the abilities of problem analysis, language expression and communication, and enhance the sense of teamwork.负责人大纲执笔人审核人二、课程目标序号代号课程目标0BE毕业要求指标点任务自选1Ml目标1 ：掌握测试信号分析与处理的基本方

5、法及其原理，能够将相关基础专业知识用于分析测控领域 复杂工程问题。是1.32M2目标2 ：能够利用模拟和仿真方法分析并获得测控领域复杂工程问题的基本原理。是2.43M3目标3 ：能够运用信号分析与处理的基本方法正确分析和处理实验数据、对实验结果进行解释，并能 够通过信息综合方法得到合理有效的结论。是4.34M4目标4 ：能够在课程学习小组中承担成员或负责人的责任，完成自身的工作。是9.25M5目标5 ：能够通过自主学习的方式获得对测试信号分析与处理新方法与新技术发展状况的理解。是12.2三、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第一章第一章绪

6、论本章重点：信号与信号处理的相关概念 本章难点：测试与检测的定义/ /21. 11.1信息、信号、 信号处理技术信息与信号的定义和关系、信号分析的基本方法M1,M51讲授1作业31.21.2工程测试、控 制系统与信号处理测试与检测的定义和主要任务、信号处理的定义和方法M1,M51讲授1作业4第二章第二章信号与系 统的基本概念本章重点：各类信号的定义与特点、各类系统的定义与特点 本章难点：信号分解后各分量的含义/52. 12.1系统分析与信 号系统分析基本概念、信号基本概念50.5讲授0. 5作业62.22. 2信号的分类连续时间信号和离散时间信号、周期信号和非周期信号、能量 有限信号和能量无限

7、信号50.5讲授0.5作业72.32. 3典型信号典型连续非奇异信号、典型奇异信号、典型离散信号Ml, M2, M50.5讲授0.5作业82.42. 4信号的分解直流分量与交流分量、偶分量与奇分量、实部分量与虚部分量50.5讲授0.5作业92.52.5系统的分类系统的数学模型、连续时间系统与离散时间系统、动态系统与 即时系统、线性系统与非线性系统、时不变系统与时变系统、 因果与非因果系统50/1自学/作业10第三章第三章确定性信本章重点：周期信号的时域与频域分析、典型非周期信号的频/号的分析谱特征本章难点：典型非周期信号的频谱特征113. 13.1周期信号的分 析工程上常用的周期信号、周期信号

8、的时域与频域分析、周期信 号的有限项傅里叶级数、信号的重构52讲授2作业123.23.2非周期信号的 分析-傅里叶变换傅里叶变换及其性质、频谱密度函数、典型非周期信号的频谱Ml, M2, M52讲授/讨论2作业13第四章第四章随机信号 分析本章重点：随机信号与随机过程的定义、特征、时域与频域分 析方法本章难点：随机信号与随机过程的频域分析方法/144. 14.1随机信号及其 分析方法随机信号与随机过程、随机过程及其描述51讲授1作业154.24.2随机过程的数 字特征随机过程的数学期望和方差、协方差函数和相关函数、两个随 机过程的数字特征52讲授/讨论2作业164.34. 3平稳随机过程平稳随

9、机过程的定义与数字特征、各态遍历过程51讲授1作业174.44. 4平稳随机信号 分析时域分析：相关函数和协方差、频域分析：功率谱估计52讲授/讨论2作业18实验1实验1 ：平稳随机 信号分析以及 MATLAB实现熟悉应用Mallab进行信号分析的基本步骤。M3, M44实验2撰写实验 报告19第五章第五章模拟信号 的数字化本章重点：模数转换过程、采样定理 本章难点：采样定/205. 15.1模拟信号的数 字化过程模拟信号数字化步骤51讲授1作业215.25. 2采样定理频混现象、采样频率、信号复原51讲授1作业225.35. 3信号的预处理信号编排、信号检验、信号准备1讲授1作业523第八早

10、第六早离散时间 信号的分析本章重点：快速傅里叶变换、谱分析 本章难点：离散傅里叶变换/246. 16.1离散时间信号 的z域分析z变换的定义、性质、收敛域Ml, M2, M 51讲授1作业256.26. 2离散傅里叶变 换离散傅里叶变换的定义与性质51讲授1作业266.3快速傅里叶变换快速傅里叶变换算法、利用FFT进行谱分析51讲授/讨论2自学/作业27实验2实验2 ：离散时间 信号的傅里叶变换掌握基本的信号时域和频域分析方法以及Matlab实现方法。M3, M44实验2撰写实验 报告28第七章第七章数字滤波 器本章重点：数字滤波器的基本原理和设计 本章难点：数字滤波器的设计/297. 17.

11、1数字滤波器的 基本概念滤波器基本原理、分类、技术要求52讲授4作业307.27. 2数字滤波器的 设计 R滤波器、fir滤波器52讲授4作业31实验3实验3 ：数字滤波 器的设计掌握常用数字滤波器的设计过程；掌握常用数字滤波器的 Matlab实现方法。M3, M44实验2实验报告四、考核方式序号考核环节操作细节总评占比1平时作业1 .每章布置2、4道题目，共计20道，题型主要由计算题、模拟与仿真分析题。2 .成绩采用百分制，根据作业答案的正确性、是否按时上交、是否独立完成评分。3 .考核学生对测试信号基本性质、分析处理方法的原理的掌握能力，运用模拟与仿真方法对工程测量问题基本原理的分 析能力

12、。10%2实验1 .本课程有3次实验，共计12个学时。2 .成绩采用白分制，根据实验完成情况评分。20%3.考核学生运用信号分析与处理的基本方法分析和处理实验数据、对实验结果进行解释，并得到合理有效的结论的能 力，以及在课程学习小组中承担成员或负责人责任的能力。3课程报告1 .本课程要求以学习小组的形式进行资料调研和报告撰写，提交一份小组报告。2 .成绩采用百分制，根据报告内容的系统与完整性、语言表达准确性、格式的规范性进行评分。3 .考核学生阅读并理解信号分析与处理领域发展动态的文献资料的能力和科技报告书面表达能力，以及在课程学习小组 中承担成员或负责人责任的能力。20%4期末考试1 .闭卷

13、考试，题型包括填空题、简答题、分析题、计算题和综合设计题。2 .成绩采用百分制，卷面成绩总分为100分。3 .考核学生对测试信号基本性质、分析处理方法的原理的掌握能力，运用信号分析与处理的基本方法分析和处理测试数 据、对处理结果进行解释，并得到合理有效的结论的能力。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40%A-独立思考、按时完成，解题思路清晰、步骤完整、格式合理、答案准确B-独立思考、按时完成，解题思路比较清晰、步骤比较完整、格式合理、答案准确C-独立思考、按时完成，解题思路比较清晰、步骤比较完整、格式比较合理、答案准确D-作业抄袭，未能按时完成，作图小规范，解

14、题思路混乱2Ml期末考试60%（见试卷评分标准）3M2平时作业40%A-独立思考、按时完成，解题思路清晰、步骤完整、格式合理、答案准确B-独立思考、按时完成，解题思路比较清晰、步骤比较完整、格式合理、答案准确 c-独立思考、按时完成，解题思路比较清晰、步骤比较完整、格式比较合理、答案准确 D-作业抄袭，未能按时完成，作图小规范，解题思路混乱4M2期末考试60%（见试卷评分标准）5M3实验60%A-实验过程中认真完成实验要求，得到合理有效的结论，实验报告格式正确，步骤叙述比较清楚，正确地 分析和处理实验数据、能够对实验结果进行合理解释。B-实验过程中认真完成实验要求，得到较为合理有效的结论，实验

15、报告格式正确，步骤叙述比较清楚，正 确地分析和处理实验数据、较为合理地对实验结果进行解释。C-实验过程中认真完成实验要求，不能合理有效的结论，实验报告格式正确，步骤叙述清楚，不能对实验结果进行解释，但是能够正确地分析和处理实验数据。D-实验过程中不能完成实验要求，不能正确地分析和处理实验数据、不能对实验结果进行解释，不能得到 合理有效的结论。6M3期末考试40%（见试卷评分标准）7M4实验40%A-实验过程中认真完成实验要求，得到合理有效的结论，实验报告格式正确，步骤叙述比较清楚，正确地 分析和处理实验数据、能够对实验结果进行合理解释。B-实验过程中认真完成实验要求，得到较为合理有效的结论，实

16、验报告格式正确，步骤叙述比较清楚，正 确地分析和处理实验数据、较为合理地对实验结果进行解释。C-实验过程中认真完成实验要求，不能合理有效的结论，实验报告格式正确，步骤叙述清楚，不能对实验 结果进行解释，但是能够正确地分析和处理实验数据。D-实验过程中不能完成实验要求，不能正确地分析和处理实验数据、不能对实验结果进行解释，不能得到 合理有效的结论。8M4课程报告60%A-报告内容很充实，语言表达很通顺，格式很规范。B-报告内容较为充实，语后表达较为通顺，格式较为规范。c-报告内容基本充实，语言表达基本通顺，格式基本规范。D-报告内容直接抄袭或空泛，话后表达晦涩难懂，格式不规范。9M5课程报告10

17、0%A-报告内容很充实，语言表达很通顺，格式很规范。B-报告内容较为充实，语言表达较为通顺，格式较为规范。C-报告内容基本充实,语言表达基本通顺，格式基本规沱。D-报告内容直接抄袭或空泛，语言表达晦涩难懂，格式不规范。评分等级说明：A, B, C, D = 90-100, 75-89, 60-74, 0-59六、教材与参考资料序号教学参考资料明细1图书1工程信号分析与处理，谷立臣，西安电子科技大学出版社，2017, ISBN:9787560643809. （*主教材）2图书1测控信号分析与处理，伍川辉，西南交通大学出版社，2009, ISBN:9787564304607.3图书1信号分析与处理，黄云志，清华大学出版社，2012, ISBN:9787302302124.4图书1信号分析与处理实验指导书，钱玲，科学出版社，2011, ISBN:9787030336156.七、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平稳随机信号分析以及MATLAB实现计算机控制与仿真实验 室基础实验楼B30734专业基础必做设计性是2离散时间信号的傅里叶变换计算机控制与仿真实验 室基础实验楼B30734专业基础必做设计性是3数字滤波器的设计计算机控制与仿真实验 室基础实验楼B30734专业基础必做设计性是