信号与系统课时安排

大学二年级信息工程课教案信号与系统【大学二年级信息工程课教案】信号与系统【引言】信号与系统作为信息工程课程中的重要组成部分，在大学二年级承担着培养学生综合应用电子与通信知识的重要任务。

本教案旨在通过系统化的教学安排和内容设计，帮助学生全面理解信号与系统的基本概念和理论，并培养学生的工程实践能力。

通过本课程的学习，学生将能够深入了解信号与系统的原理与应用，为将来在信息工程领域的研究和实践打下坚实的基础。

【教学目标】本课程的教学目标是：1. 理解信号与系统的基本概念，包括信号、系统、线性时不变系统等；2. 掌握信号与系统的数学表示方法，如离散/连续时间信号的表达和运算；3. 理解信号与系统的时域分析方法，包括冲激响应、单位阶跃响应和卷积等；4. 掌握信号与系统的频域分析方法，包括傅里叶变换和拉普拉斯变换等；5. 学习应用信号与系统的基本原理解决实际问题，如系统的稳定性分析、滤波器设计等。

【教学内容】1. 信号与系统的基本概念1.1 信号的定义与分类1.2 系统的定义与分类1.3 时变与时不变系统2. 信号的数学表示方法2.1 离散时间信号与连续时间信号的表示2.2 时域离散信号与频域连续信号的转换2.3 时域连续信号与频域离散信号的转换3. 信号的时域分析3.1 冲激响应与单位阶跃响应3.2 线性时不变系统的冲激响应与单位阶跃响应4. 信号的频域分析4.1 傅里叶变换的定义与性质4.2 频域表示与逆变换4.3 拉普拉斯变换的定义与性质4.4 频域表示与逆变换5. 应用信号与系统5.1 系统的稳定性分析5.2 信号的滤波与滤波器设计5.3 信号采样与重构【教学方法】1. 授课法：通过讲授基本概念、理论和方法，帮助学生全面掌握信号与系统的基本知识；2. 实例分析法：通过实际问题的分析与解决，培养学生应用信号与系统知识的能力；3. 实验教学法：通过实验引导学生进行实际操作，加深对信号与系统原理的理解；4. 讨论与互动：鼓励学生积极参与课堂讨论、提问与互动，促进思维碰撞与知识共享。

信号与系统优秀课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解信号与系统的基本概念，掌握不同类型的信号及其特点；2. 学会分析线性时不变系统的特性，包括因果性、稳定性和记忆性；3. 掌握连续时间信号与离散时间信号的转换方法，理解傅里叶级数和傅里叶变换的物理意义及其在信号处理中的应用；4. 能够运用拉普拉斯变换和Z变换分析系统函数，并解决实际问题。

技能目标：1. 能够运用数学工具（如Matlab等）对信号进行处理和分析；2. 掌握系统响应的求解方法，包括经典解法和现代解法；3. 培养对信号与系统的实际应用能力，如滤波器设计、信号调制与解调等；4. 提高团队协作和问题解决能力，通过小组讨论和实践项目加深对知识的理解和应用。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对信号与系统的学习兴趣，激发他们主动探索科学问题的热情；2. 培养学生的创新意识，使他们敢于尝试新方法，勇于面对挑战；3. 增强学生的社会责任感，让他们明白信号与系统在国防、通信等领域的广泛应用和重要价值；4. 培养学生的集体荣誉感，通过课堂讨论和团队协作，让他们学会尊重他人、倾听他人意见。

本课程针对高年级本科生，在学生已具备一定数学基础和专业知识的基础上，进一步深化信号与系统的理论学习和实践应用。

课程注重理论与实践相结合，以培养具有创新精神和实践能力的高级专门人才为目标。

通过本课程的学习，学生将能够系统地掌握信号与系统的基本理论和方法，为后续相关课程的学习和未来从事相关领域工作打下坚实基础。

二、教学内容1. 信号与系统的基本概念：信号分类（连续信号、离散信号）、系统的分类（线性时不变系统、非线性时变系统）；教材章节：第1章 信号与系统的基本概念2. 连续时间信号与系统的时域分析：微分方程、卷积积分、单位冲激响应与阶跃响应；教材章节：第2章 连续时间信号与系统的时域分析3. 傅里叶级数与傅里叶变换：周期信号的傅里叶级数展开、非周期信号的傅里叶变换、傅里叶变换的性质与应用；教材章节：第3章 傅里叶级数与傅里叶变换4. 拉普拉斯变换与Z变换：拉普拉斯变换的定义与性质、逆变换、系统函数与稳定性分析；Z变换的定义与性质、逆变换、离散时间系统的频率响应；教材章节：第4章 拉普拉斯变换与Z变换5. 系统的频域分析：频率响应函数、幅度频谱与相位频谱、幅度调制与解调；教材章节：第5章 系统的频域分析6. 系统的复频域分析：系统函数、频率特性、稳定性判定；教材章节：第6章 系统的复频域分析7. 信号与系统的应用：滤波器设计、通信系统、控制系统的稳定性分析；教材章节：第7章 信号与系统的应用教学内容按照上述安排进行，确保学生能够循序渐进地掌握信号与系统的理论知识，并通过实例分析，将所学知识应用于实际问题的解决。

《信号与系统》教学大纲Signals and Systems一、课程教学目标1、任务和地位：《信号与系统》是通信及相关专业的专业基础课，是通信专业的必修课程。

通过本课程的学习，使学生掌握用系统的观点和方法分析求解电子系统的特性，为后续课程（通信理论、网络理论、控制理论、信号处理和信号检测理论等课程）的学习和今后从事专业技术工作打下坚实的基础。

2、知识要求：本课程是信息类各专业本科生继“电路分析基础”课程之后必修的重要主干课程。

该课程主要研究确知信号的特性，线性时不变系统的特性，信号通过线性时不变系统的基本分析方法，以及信号与系统分析方法在某些重要工程领域的应用。

该课程是学习《现代通信原理》、《数字信号处理》等后续课程所必备的基础。

3、能力要求：通过本课程的学习，使学生掌握信号分析与线性系统分析的基本理论及分析方法，能对工程中应用的简单系统建立数学模型，并对数学模型求解。

为适应信息科学与技术的飞速发展，及在相关专业领域的深入学习打下坚实的基础。

同时，通过习题和实验，学生应在分析问题与解决问题的能力及实践技能方面有所提高。

二、教学内容的基本要求和学时分配2、具体要求：第一章信号与系统[目的要求]1.掌握信号、系统的概念，以及它们之间的关系。

2.了解信号的函数表示与图形表示。

3.掌握信号的能量和信号的功率的概念。

4.熟练掌握信号的自变量变换和信号的运算。

5.掌握阶跃信号、冲激信号，及其性质、相互关系。

6.了解系统的性质。

[教学内容]1. 信号、信号的自变量变换。

2. 能量和功率信号的判别方法3. 阶跃信号和冲激信号。

4. 一些典型序列。

5. 连续时间系统和离散时间系统。

6. 系统的性质[重点难点]1. 信号和系统的概念。

2. 能量和功率信号的判别方法3. 信号的自变量变换4. 阶跃信号和冲激信号。

5. 系统的性质。

[教学方法] 课堂讲解[作业] 7道[课时] 6第二章线性时不变系统[目的要求]1. 单位冲激响应的概念。

《信号与系统》大纲一、课程基本信息课程名称：《信号与系统》使用教材：《Signals & Systems》(2nd Edtion)， Alan V. Oppenheim，电子工业出版社，2008年4月教学拓展资源：参考书目有《信号与系统》（第二版）上、下册，郑君里等，高等教育出版社；《信号与线性系统分析》，吴大正，高等教育出版社；《信号与系统》，ALANV.OPPENHEIM（刘树棠译），西安交通大学出版社；《信号与线性系统》，管致中等，高等教育出版社。

《信号与系统》校级主干课资源库。

二、课程教学目的《信号与系统》是本科电子信息类专业一门重要的专业基础课程，是联系公共基础课与专业课的一个重要桥梁。

授课对象面向电子信息类的电子科学与技术、通信工程、电子信息工程三个本科专业。

该课程研究确定性信号经线性时不变系统传输与处理的基本概念与基本分析方法，具有很强的理论性和逻辑性，教学内容较抽象，数学运用得很多。

同时，这门课程以通信和控制工程为主要应用背景，具有明显的物理意义和工程背景，具有数学分析物理化，物理现象数学化的特征。

该课程与许多专业课，如通信原理、数字信号处理、高频电路、图象处理等课程有很强的联系，其理论已广泛应用到电子、通信、信号处理和自动控制等各个学科领域，并且直接与数字信号处理的基本理论和方法相衔接。

通过本门课程的学习，使学生掌握信号与系统的基础理论，掌握确定性信号经线性时不变系统传输与处理的基本概念和分析方法，包括信号分析的基本理论和方法、线性时不变系统的各种描述方法、线性时不变系统的时域和频域分析方法、有关系统的稳定性、频响、因果性等工程应用中的一些重要结论等。

通过信号与系统的基本理论和分析方法，学生应能掌握如何建立信号与系统的数学模型，如何经适当的分析方法求解，并将分析结果与物理概念相结合，对所得的结果给出物理解释和赋予物理意义。

该课程的学习将为后续课程的学习奠定基础，同时为今后能够独立地分析与解决信息领域内的实际问题打下坚实的理论基础。

信号与系统课程设计滤波一、课程目标知识目标：1. 理解并掌握滤波器的基本概念、分类和工作原理；2. 学会分析不同滤波器的频率响应特性，并能运用相关理论知识进行滤波器设计；3. 掌握数字滤波器与模拟滤波器之间的转换方法。

技能目标：1. 能够运用所学知识，针对特定信号处理需求，设计合适的滤波器；2. 学会运用相关软件（如MATLAB）对滤波器进行仿真，验证滤波效果；3. 能够分析实际信号处理问题，提出滤波器设计的解决方案。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对信号与系统领域的好奇心和求知欲，激发他们探索未知、解决问题的热情；2. 培养学生的团队协作意识，使他们学会在团队中发挥个人优势，共同解决问题；3. 培养学生严谨的科学态度，使他们具备批判性思维和独立思考的能力。

本课程针对高年级本科生，结合信号与系统课程的知识体系，注重理论与实践相结合。

课程旨在帮助学生掌握滤波器设计的基本原理和方法，培养他们在信号处理领域的实际应用能力。

通过课程学习，使学生能够运用所学知识解决实际问题，提高他们的专业素养和创新能力。

二、教学内容1. 滤波器基本概念：滤波器的定义、分类及其在信号处理中的应用；相关教材章节：第二章第二节“滤波器的分类及其应用”2. 滤波器的工作原理：重点讲解低通、高通、带通和带阻滤波器的工作原理及频率响应特性；相关教材章节：第二章第三节“滤波器的工作原理与频率响应特性”3. 滤波器设计方法：介绍切比雪夫、巴特沃斯等滤波器设计方法，分析其优缺点；相关教材章节：第三章第一节“滤波器设计方法”4. 数字滤波器与模拟滤波器的转换：讲解z变换在滤波器设计中的应用，实现模拟滤波器到数字滤波器的转换；相关教材章节：第三章第二节“模拟滤波器到数字滤波器的转换”5. 滤波器仿真与实现：运用MATLAB等软件对所设计滤波器进行仿真，分析滤波效果；相关教材章节：第四章“滤波器仿真与实现”6. 实际信号处理案例分析：结合实际信号处理问题，分析滤波器设计的具体应用；教学安排：课后作业及课堂讨论教学内容安排和进度：第一周：滤波器基本概念及分类；第二周：滤波器工作原理与频率响应特性；第三周：滤波器设计方法；第四周：模拟滤波器与数字滤波器的转换；第五周：滤波器仿真与实现；第六周：实际信号处理案例分析及讨论。

信号与系统授课计划课程名称：信号与系统课程类别：专业课总课时：60-72教材（主编、出版社、出版日期）：《信号与系统》、郑君里、高等教育出版社、2003.5第一章绪论（8-10课时）本章是信号与系统课程的总论，包括信号与系统课程概述和一些基本概念，简单来说就是要讲清楚什么是信号、什么是系统、以及信号与系统之间是什么关系的问题。

主要内容包括：信号与系统课程概述、信号与系统课程的主要内容、信号的定义及常见信号介绍以及信号的运算、系统的定义与分类以及系统的分析方法介绍等。

本章内容是全书内容的浓缩、是基础、是引言，所以非常重要。

一、主要知识点如下：1、信号与系统课程概述主要包括：（1）信号与系统课程的产生与发展（2）信号与系统课程与其他课程的联系（3）信号与系统的应用领域2、信号的定义与分类、信号的运算主要包括：（1）信号的定义与分类（2）信号的运算3、系统的定义、分类及分析方法主要包括：（1）系统的定义及分类（2）线性时不变系统四大特性及判断方法二、本章知识重难点分析1、信号的定义及分类是重点，其中关于周期信号的定义及信号周期的计算是难点，同样关于连续时间信号与离散时间信号的定义与区别也是难点。

2、几种特殊信号的定义是本课程的重点内容，包括单位阶跃信号、单位冲激信号的定义与运算。

其中单位阶跃信号与单位冲激信号的定义与性质是难点。

3、信号的运算也是本章知识的重点内容，特别是信号直流分量与交流分量、信号奇分量与偶分量等的分解运算，信号的尺度、位移、反折运算等。

4、系统的定义及分类是重点5、线性时不变系统的定义及四大特性，其中四大特性（微积分、时不变、线性、因果性）的定义与判断是难点，特别是线性性是非常重要的内容。

6、线性时不变系统的分析方法是本章的重点7、系统的描述方法，框图与方程，框图与方程之间的关系与转换方法，其中框图与方程之间的转换关系是难点。

三、本章知识点课时安排1、信号与系统课程概述（2课时）2、信号的定义与分类、信号的运算（3课时）3、系统的定义、分类及分析方法（3课时）第二章连续时间系统的时域分析（6-8课时）LTI连续系统的时域分析过程可以理解为建立并求解线性微分方程，因其分析过程涉及的函数变量均为时间t，故称为时域分析法。

教案：信号与系统一、教学目标：1. 了解信号与系统的基本概念和基本理论。

2. 掌握信号的分类与性质。

3. 理解系统的概念和特点。

4. 学习信号与系统的基本运算和变换。

5. 培养分析和处理信号与系统问题的能力。

二、教学内容：1. 信号与系统的概述1.1 信号的定义和分类1.2 系统的定义和特征1.3 信号与系统的关系2. 基本信号的性质2.1 常用信号的定义和特点2.2 奇偶信号与周期信号2.3 指数信号和复指数信号3. 连续时间信号与系统3.1 连续时间信号的表示与性质3.2 连续时间系统的表示与性质3.3 连续时间信号的基本运算和变换4. 离散时间信号与系统4.1 离散时间信号的表示与性质4.2 离散时间系统的表示与性质4.3 离散时间信号的基本运算和变换5. 线性时不变系统5.1 线性系统的定义和特性5.2 时不变系统的定义和特性5.3 线性时不变系统的性质和表示6. 信号和系统的连续时间和离散时间表示关系6.1 数模转换和模数转换6.2 连续时间信号的采样与重构6.3 采样定理和抽样定理三、教学方法：1. 讲授教学法：通过讲解教师将信号与系统的基本概念和基本理论传授给学生。

2. 实践教学法：通过实际操作和实验，让学生亲自感受信号与系统的性质和运算。

3. 讨论教学法：组织学生进行讨论，促进彼此之间的思维碰撞和交流。

四、教学重点：1. 信号与系统的基本概念和分类。

2. 信号和系统的基本运算和变换。

3. 线性时不变系统的特性和表示。

五、教学评价：1. 课堂小测验：通过课堂小测验检查学生对信号与系统基本概念和基本理论的掌握情况。

2. 实验报告：通过学生完成的实验和实验报告，评价其对信号与系统的基本运算和变换的理解和掌握情况。

3. 期末考试：通过期末考试检查学生对信号与系统整体知识体系的掌握情况。

六、教学资源：1. 课本：信号与系统教材。

2. 电子实验设备：电脑、信号发生器、示波器等。

七、教学反思：信号与系统作为电子信息工程专业的一门重要基础课程，对于学生的综合能力培养具有重要意义。

《信号与线性系统》课程教学大纲课程编号：28121008课程类别：学科基础课程授课对象：信息工程、电子信息工程、通信工程等专业开课学期：第4学期学 分：3学分主讲教师：王加俊、孙兵、胡丹峰指定教材：管致中，《信号与线性系统》（第4版），高等教育出版社，2004年教学目的：《信号与线性系统》课程讨论确定信号经过线性时不变系统传输与处理的基本理论和基本分析方法。

掌握连续时间信号分析，连续时间系统的时域、频域、复频域的分析方法，通过连续时间系统的系统函数，描述系统的频率特性及对系统稳定性的判定；连续时间信号转换到离散时间信号的采样理论及转换不失真的条件。

第一章 绪论课时：1周，共4课时第一节 引言一、信号的概念二、系统的概念思考题：1、什么是信号？举例说明。

2、什么是系统？举例说明。

第二节 信号的概念一、信号的分类周期信号与非周期信号、连续时间信号与离散时间信号、能量信号与功率信号。

二、典型信号指数信号、复指数信号、三角信号、抽样信号。

思考题：1、复合信号的周期是如何判定的？若复合信号是周期信号，其周期如何计算？2、如何判定一个信号是能量信号还是功率信号，或者两者都不是？第三节 信号的简单处理一、信号的运算信号的相加、相乘、时移、尺度变换等。

二、信号的分解一个信号可以分解成奇分量与偶分量之和。

思考题：1、 若信号由)(t f 转换至)(0t at f ±，说明转换的分步次序。

2、 若信号由)(0t at f ±转换至)(t f ，说明转换的分步次序。

3、说明信号的奇偶分解的方法。

第四节 系统的概念一、系统的分类线性系统和非线性系统、时不变系统和时变系统、连续时间系统和离散时间系统、因果系统和非因果系统。

二、系统的性质1． 线性：满足齐次性与叠加性2． 时不变：系统的性质不随时间而改变思考题：1、举例说明时不变系统和时变系统。

2、若一个系统是线性的，系统的零输入响应与零状态响应具有什么特性？第五节 线性非时变系统的分析一、线性时不变系统的重要特性微分特性、积分特性、频率保持特性。