《信号与系统》课程教学大纲-

《信号与系统》课程教学大纲

课程代码：090032002

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：光信息科学与技术 信息显示与光电技术 大纲编写（修订）时间：2010.07

一、大纲使用说明

（一）课程地位及教学目标

本课程是光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数字图像处理，光信息处理等学科打下必要的基础。 （二）、知识、技能方面的基本要求 本课程理论严谨，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：线性时不变系统的概念；连续时间系统时域分析的物理意义、傅立叶变换、傅里叶变换的性质和物理意义，抽样信号的傅里叶变换，抽样定理；连续信号的拉普拉斯变换，拉氏变换的性质，利用拉氏变换解微分方程，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；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。 （四）对先修课程的要求 高等数学、复变函数

（五）对习题、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，并对学生出现的错误，讲解纠正。

（六）课程考核方式 1 考核方式：考查。

2 考核目标：基础知识70%、基本技能20%和综合应用10%。

3 成绩构成 ：平时出勤成绩20%、平时测试成绩50%期末综合测试成绩30%。 （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，2011年3月 《信号与线性系统》，管致中等编，高等教育出版社，2004年1月

《信号与系统学习指导及习题精解》，陈后金编，清华大学出版社，2005年2月

二、中文摘要

本课程是光信息科学与技术专业，信息显示与光电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，应能建立简单系统的数学模型，对数学模型求解。

三、课时分配表

序号 教学内容 1 2 2.1 2.2 3 3.1 3.2 3.3 4 4.1 4.2 4.3 5 6 6.1 6.2 7 7.1 7.2 绪论 连续时间系统的时域分析 微分方程的建立与求解 卷积运算 傅立叶变换 傅立叶级数与傅立叶变换 傅立叶变换的基本性质 周期信号傅里叶变换与抽样信号傅里叶变换 拉普拉斯变换，连续时间系统的ｓ域分析 拉普拉斯变换的定义、收敛域，常用拉氏变换 拉普拉斯变换性质，逆变换 由系统函数零极点分布决定时域特性和频响特性 傅立叶变换应用于通信系统—滤波、调制与抽样 离散时间系统的时域分析 常系数线性差分方程的求解 离散时间系统的单位冲激响应 Z 变换与Z域分析 Z变换定义与收敛域、逆Z变换 离散系统的系统函数 合计 学时 讲课 实验 上机 4 8 8 10 4 6 8 48 4 8 4 4 8 4 2 2 10 2 4 4 4 6 2 4 8 4 4 48 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 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 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；冲击响应与阶跃响应 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； 冲击响应与阶跃响应 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；了解算子符号表示微分方程

重 点： 卷积运算

难 点： 卷积计算

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2学时）

具体内容：

傅立叶变换的基本性质 重 点：

卷积特性（卷积定理） 难 点：

卷积特性（卷积定理）

第3.3部分 周期信号傅里叶变换与抽样信号傅里叶变换（讲课2学时）

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：

抽样信号的傅立叶变换；抽样定理 难 点：

抽样信号的傅立叶变换

第4部分 拉普拉斯变换，连续时间系统的ｓ域分析

总学时(单位：学时):10讲课:10 实验:0 上机:0

第4.1部分拉普拉斯变换的定义、收敛域，常用拉氏变换（讲课2学时）

具体内容：

拉普拉斯变换的定义、收敛域，常用拉氏变换 重 点：

拉普拉斯变换的定义、收敛域

难 点： 拉普拉斯逆变换

第4.2部分 拉普拉斯变换性质，逆变换（讲课4学时）

具体内容：

拉普拉斯变换性质，逆变换 重 点： 逆变换 难 点： 逆变换

第4.3由系统函数零极点分布决定时域特性和频响特性（讲课4学时）

具体内容：

系统的零极点分布与时域特性和频响特性的关系，全通函数与最小相移函数，线性系统的稳定性

重 点：

线性系统的稳定性 难 点：

系统的零极点分布与频响特性的关系

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 具体内容：

利用系统函数求响应；无失真传输；理想低通滤波器；调制与解调；带通滤波系统的运用；从抽样信号恢复连续时间信号；频分复用与时分复用

重 点：

利用系统函数求响应；无失真传输；理想低通滤波器；调制与解调 难 点： 调制与解调

第6部分 离散时间系统的时域分析

总学时(单位：学时):6 讲课:6 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2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）

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；Z变换的；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

编写人：国一兵 宁日波 冯志勇 审核人：秦艳利 批准人：侯亚君