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《信号与系统》课程教学大纲
一、课程基本信息课程编号B021305课程名称信号与系统英文名称Signals andSystems先修课程高等数学、复变函数与积分变换、线性代数、电路分析适用专业通信工程(智能物联)课程类别专业教育主干课程课程总学时/学分(其中理论学时,实验学时)64/45410
二、课程目标通过本课程的学习,使学生具备下列能力能够准确理解信号与系统的定义、描述、分类、特性等基本概念,整体掌
1.握信号与系统分析的具体内容及主要应用系统掌握信号的时域分析与变换域分析方法,重点掌握信号的基本运算、信
2.号分解、信号频谱特性分析等,能够利用相关分析方法分析常用通信信号的特征信息,切实掌握利用基本信号表示复杂信号的专业技能系统掌握线性时不变系统的四种分析方法时域分析、频域分析、复频域
3.分析和状态变量分析,能够准确把握各种方法的优缺点及各自的适用范畴;准确掌握系统的不同描述方法以及不同方法之间的对应互换关系;能够综合利用信号与系统的分析方法,具体分析特定信号经过线性时不变系统所产生的系统响应;并能够借助冲激响应、系统频响、系统函数、频谱图、零极点图等工具对系统特性进行详细分析能够利用信号与系统的分析方法解释一些基本的通信技术原理,如调制、解
4.调、信号抽样、无失真传输、理想滤波器设计等
三、课程目标与毕业要求的关系毕业要求指标点课程目标工程知识掌握数学和物理等自然科学掌握通信与物联网基础知识,能基础知识,电路、电子线路、电磁场与电够进行抽象思维,逻辑推理与归纳课程目标课
1.1-2磁波、信号与系统分析和计算机技术等工构造,将实际工程问题抽象转化为程目标课程1程基础知识,用于分析和解决通信与物联计算机可处理的问题并对其进行求目标2网工程领域的复杂工程问题解;3毕业要求指标点课程目标物联网工程领域的复杂工程问题,以获得解决方案,并进行合理表达;有效结论设计/开发解决方案能够针对通信与物•联网工程领域的复杂工程问题提出有效的3解决方案,设计满足功能需求、性能指标能够对通信与物联网系统进行课程目标课的软硬件系统或功能单元,并能够在设计测试和评价、优化和改进;程目标3-43环节中体现创新意识,考虑社会、健康、4安全、法律、文化以及环境等因素.研究能够基于科学原理并采用科学方法对通信与物联网工程领域的复杂工程问4能够分析和解释实验数据,通过课程目标题进行研究,包括设计实验、分析与解释信息综合得到合理有效的结论课程目标数据,并通过信息综合得到合理有效的结4-32论
3.问题分析能够综合运用数学、物理与能够根据复杂工程问题产生的课程目标信息通信技术的基本原理与方法,识别、关键因素,通过文献研究、建模等22-2课程目标表达、并通过文献研究分析通信与方法,寻求复杂工程问题的23第一章信号与系统分析导论学时)(2教学要求理解和掌握信号的定义与描述、信号的分类和特性,系统的数学模型、系
1.统的分类、系统连接掌握信号与系统分析的基本内容与方法,了解信号与系统理论的应用教
2.学重点系统的线性和非时变特性教学难点系统的线性和非时变特性第二章信号的时域分析学时)(6教学要求熟练掌握常用典型信号、奇异信号1,、教学内容、要求及重难点Ui理解信号的尺度变换、翻转与时移,信号的相加、相乘、微分与积分,离
3.散时间信号的表示,基本离散序列,序列的翻转、位移与尺度变换,序列的相加、相乘、差分与求和,信号分解为直流分量与交流分量,信号分解为奇分量与偶分量之和,信号分解为实部分量与虚部分量理解并熟练掌握连续信号分解为冲激信号的线性组合,离散序列分解为单
4.位脉冲序列的线性组合了解信号分解为正交信号集教学重点连续信号分解为冲激信号的线性组合,离散序列分解为单位脉冲序列的线性组合教学难点连续信号分解为冲激信号的线性组合第三章系统的时域分析学时)(12教学要求理解连续时间系统的数学描述,离散时间系统的数学描述,线性非时变系
1.统的特征,以及冲激响应表示的系统特性掌握并能熟练计算连续时间系统的零输入响应、零状态响应、冲激响应、卷3,积积分,离散时间系统的零输入响应、零状态响应、单位脉冲响应、序列卷积和教学重点冲激响应,卷积积分,单位脉冲响应,序列卷积和教学难点冲激响应,卷积积分[实验名称]离散信号与系统的时域分析[实验类型]验证性[实验要求]学会用表示常用离散信号;
2.MATLAB学会用实现离散信号的卷积;
3.MATLAB学会用求解离散系统的单位响应;
4.MATLAB学会用求解离散系统的零状态响应
5.MATLAB[实验学时]学时2[实验名称]连续时间系统的时域分析LTI[实验类型]验证性[实验要求]学会用求解连续系统的零状态响应;
1.MATLAB学会用求解冲激响应及阶跃响应;
2.MATLAB学会用实现连续信号卷积积分
3.MATLAB[实验学时]学时2第四章信号的频域分析学时)(8教学要求掌握周期信号级数表示,周期信号的频谱,连续级数的基本
1.Fourier Fourier性质,连续周期信号的功率谱熟练掌握连续时间信号的变换及其频谱,常见连续时间信号的频谱,2,Fourier连续时间变换的性质Fourier熟练掌握离散周期信号的离散级数及其频谱,离散级数的基3,Fourier Fourier本性质,离散信号的离散时间变换及其频谱,离散时间变换性质Fourier Fourier理解信号的时域抽样、频域抽样
4.教学重点.信号频谱的理解;1连续时间变换的性质;2,Fourier离散时间变换性质
3.Fourier教学难点连续时间信号的变换及其频谱,连续时间变换的性质第五章Fourier Fourier系统的频域分析学时)教学要求(12理解连续时间系统的频率响应,连续非周期信号通过系统响应的频域分
1.LTI析,连续周期信号通过系统响应的频域分析,连续信号幅度调制,同步解调,单边带幅度调制,频分复用掌握无失真传输系统,理想模拟滤波器
2.了解离散时间系统的频率响应,离散非周期信号通过系统响应的频域分
3.LTI析,离散周期信号通过系统响应的频域分析,线性相位的离散时间系统,离散LTI数字滤波器,离散信号频度调制教学重点连续时间系统的频率响应,无失真传输系统,理想模拟滤波器教学难点LTI理想模拟滤波器[实验名称]傅里叶变换、系统的频域分析[实验类型]验证性[实验要求]学会用实现连续时间信号傅里叶变换;
1.MATLAB学会用分析系统的频域特性;
2.MATLAB LTI学会用分析系统的输出响应
3.MATLAB LTI[实验学时]学时2[实验名称]信号抽样与恢复[实验类型]验证性[实验要求]学会用实现连续信号的采样和重建MATLAB[实验学时]学时2第六章连续信号与系统的复频域分析学时)教学要求(8掌握从变换到变换,单边变换的收收敛域,反Fourier Laplace Laplace Laplace变换,连续时间系统的系统函数,连续时间系统响应的复频率分析,系统LTI LTI函数的零极点分布,系统函数与系统的时域特性,系统函数与系统的稳定性,系统函数零极点与系统频率响应熟练掌握常用信号的变换,单边变换Laplace Laplace的性质,理解连续系统的连接,连续系统的模拟教学重点常用信号的变换,单边变换的性质,反变换LaplaceLaplaceLaplace教学难点单边变换的性质Laplace第七章离散信号与系统的复频域分析学时)教学要求(10理解单边变换的定义及收敛域,常用序列的变换,单边变换的主要性
1.z zz质,单边反变换z掌握离散时间系统的系统函数,离散时间系统响应的复频率分析,系2,LTI LTI统函数的零极点分布,系统函数与系统时域特性,系统函数与系统稳定性,系统函数的零极点分布与系统频率响应,离散系统的连接,离散系统的模拟教学重点常用序列的变换,单边变换的主要性质,单边反变换教学难点Z ZZ单边变换的主要性质Z[实验名称]信号与系统复频域分析[实验类型]验证性[实验要求]学会用进行部分分式展开;
1.MATLAB学会用分析系统的特性;
2.MATLAB LTI学会用进行正、反变换;
3.MATLAB Laplace学会用画离散系统的零极点图;
4.MATLAB学会用分析离散系统的频率特性
5.MATLAB[实验学时]学时2第八章系统的状态变量分析学时)(6教学要求理解连续时间系统状态方程的建立方法由电路图建立状态方程,由微分方
1.程建立状态方程,由系统模拟框图建立状态方程;理解离散时间系统状态方程的建立方法由差分方程建立状态方程,由系统2,模拟框图或系统函数建立状态方程;掌握连续系统状态方程的时域求解方法与域求解方法,离散时间系统状态
3.s方程的时域求解方法与域求解方法z教学重点状态方程的建立与求解教学难点状态方程的求解
五、课程教学内容、教学方式对课程目标的支撑序课程内容框学支撑课程目教学内容教学方式号时架标信号的定义与描述;信号的分类和特性;讲授、课堂讨论、课系统的数学模型;信号与系统堂引导与启发下的系统的分类;2课程目标课堂训练和课外作分析导论系统连接;1业1信号与系统分析的基本内容与方法;序课程内容框学支撑课程目教学内容教学方式号时架标信号与系统理论的主要应用连续时间基本信号;连续时间信号的基本运算;离散时讲授、课堂讨论、课信号的时域间基本信号;堂引导与启发下的课程目标分析离散时间信号的基本运算;确定信课堂训练和课外作课程目标12号的时域分解;确定信号的时域表业62示线性时不变系统的数学描述、特性;讲授、课堂讨论、课系统的时域连续时间系统的响应;离散时堂引导与启发下的课程目标课分析间系统的响应;冲激响应表示课堂训练、课外作程目标LTI13的系统特性业、实验训练12LTI3连续周期信号的频域分析;连续非讲授、课堂讨论、课周期信号的频域分析;离散周期信信号的频域堂引导与启发下的课程目标课号的频域分析;离散非周期信号的分析课堂训练和课外作程目标频域分析;信号的时域抽样和频域24业8抽样4讲授、课堂讨论、课连续时间系统的频域分析;离系统的频域堂引导与启发下的课程目标课散时间系统的频域分析;信号分析LTI课堂训练、课外作程目标的幅度调制与解调35LTI业布置、实验训练124连续时间信号的复频域分析;讲授、课堂讨论、课连续信号与连续时间系统的复频域分析;堂引导与启发下的课程目标课系统的复频连续时间系统的系统函数与系LTI课堂训练和课外作程目标域分析统特性;26LTI业8连续时间系统的模拟3离散时间信号的复频域分析;讲授、课堂讨论、课离散信号与离散时间系统的复频域分析;堂引导与启发下的课程目标课系统的复频离散时间系统的系统函数与系LTI课堂训练、课外作程目标域分析统特性;27LTI业布置、实验训练10离散时间系统的模拟3序课程内容框学支撑课程目教学内容教学方式号时架标连续时间系统状态方程的建立;连讲授、课堂讨论、课系统的状态续时间系统状态方程的求解;离散堂引导与启发下的课程目标课变量分析时间系统状态方程的建立;离散时课堂训练和课外作程目标18间系统状态方程的求解业63课程目标考核内容常用信号的定义、描述、分类及特性;系课程目标:能够准确理解信号与系统的定统的时域、频域、复频域、状态变量描述
1.义、描述、分类、特性等基本概念,整体掌握方式、分类及特性1信号与系统分析的具体内容及主要应用平时表现成绩期末考试成绩
2.
3.课程目标系统掌握信号的时域分析与变信号的基本运算、信号分解、信号的频换域分析方法,重点掌握信号的基本运算、信2谱特性分析;信号傅里叶变换、拉普拉斯号分解、信号频谱特性分析等,能够利用相L变换、变换的性质与运算关分析方法分析常用通信信号的特征信息,平时表现成绩切实掌握利用基本信号表示复杂信号的专业Z期末考试成绩技能
2.
3.课程目标系统掌握线性时不变系统的四系统的不同描述方法,线性时不变系统种分析方法时域分析、频域分析、复频域分3的四种分析方法时域分析、频域分析、复析和状态变量分析,能够准确把握各种方法
1.频域分析和状态变量分析;不同描述方法的优缺点及各自的适用范畴;准确掌握系统和分析方法之间的对应互换关系;系统响的不同描述方法以及不同方法之间的对应互应(零输入、零状态)的求解;冲激响应、换关系/能够综合利用信号与系统的分析方•系统频响、系统函数、频谱图、零极点图法,具体分析特定信号经过线性时不变系统的求解,系统特性分析所产生的系统响应;并能够借助冲激响应、平时表现成绩系统频响、系统函数、频谱图、零极点图等期末考试成绩工具对系统特性进行详细分析
2.
六、课程目标与考核内容
3.课程目标能够利用信号与系统的分析方利用信号与系统的分析方法解释一些基法解释一些基本的通信技术原理,如调制、解本的通信技术原理
41.调、信号抽样、无失真传输、理想滤波器设平时表现成绩计等期末考试成绩
2.
七、考核方式与评价细则
3.考核方式比例考核/评价细则平时成绩依据学生课堂表现、课外作业等因素,综合评定成绩期末考试严格按照《信号与系统》期末统考成绩20%
八、课程及课程目标达成评价80%课程目标达成评价本课程分目标达成度Pj(试题分目标,平均成绩/试题分目标,总分)+=
0.8*
1.(平时成绩分目标平均成绩/平时成绩分目标,总分),
0.2*j i=1,2,3,4课程达成评价当某个课程目标达成度大于等于时,该课程目标达标
2.
0.6当课程的所有课程目标都达标时,该课程达标课程的达成度=课程平均成绩/课程总分
九、推荐教材及参考书目.推荐教材陈后金,胡健,薛健.信号与系统(第版).清华大学出版社,北京交通大学33出版社,
2017.
05.参考书目邢丽冬潘双来信号与线性系统(第版).清华大学出版社,4
[1]
32020.01郑君里,应启玲,杨为理.信号与系统(第版).高等教育出版社,
[2]
32011.03艾伦奥本海姆,等.信号与系统(第版英文版).电子工业出版社,
[3]V
22015.04路易斯查帕罗.信号与系统使用分析与实现(第版).清华
[4]F MATLAB2大学出版社,
2017.01。