信号与系统介绍

信号与系统 （一）课程介绍 一、课程适用对象 1.主要适用于电子信息工程、通信工程等专业。也可适用于自动控制、光学工程、计算机等其它信息类专业。 2.其它工科专业亦可选用。 3.参加信息电子类研究生考试的各专业本科生。 二、课程的前修及后修课程 1.前修课程为：高等数学，工程数学，电路分析基础； 2.后修课程为：数字信号处理，随机信号分析，通信原理，高频电子线路等。 三、课程的性质与任务 "信号与系统"是电子信息科学专业的核心专业基础课，是一门理论性和系统性很强的专业基础课，将提供有关信号与系统的新概念和新知识，并让学生能掌握信号通过系统的一系列分析与计算方法。通过本门课程的学习，不仅为后续课程的学习奠定了基础。同时为学生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。 （二）教学大纲 《信号与系统》（A）教学大纲 〈电子信息类专业学生选用〉 课程编号： D014511 课程名称： 信号与系统（A） Signals and Systems 学 分：4 学 时：64 （其中实验学时: 学 时：8） 一、目的与任务： 1.“信号与系统”课程是信息与科学技术学院公共教育平台的一门重要的学科基础课，是一门联系基础理论与专业技术知识的重要的专业技术基础课。 2. 本课程将为电子信息专业、光电专业、自动化专业、计算机科学与技术专业的学生，提供信号与系统的基本概念以及信号通过系统的一系列分析与计算方法。它不仅为各专业学生的后续课程的学习打下了良好的基础，也为各专业同学未来的研究和发展奠定了坚固的基础。 3. 理论性和系统性是“信号与系统”课程的两大特点。把深奥的数学理论和应用信息技术的深入融合是本课程讲授过程中需要帮助同学们跨越的鸿沟。系统对比式的讲解将会使同学感到这门课并不难掌握。本课程将以先时域后变换域; 先连续后离散，先输入输出，后状态空间描述的顺序进行。 4. 本课程强调以理论教学为主，同时也强调对学生实践能力的训练。8学时的实验课是每位选课学生必须完成的。学生综合分析与应用能力的提高是本课程追求的目标，本课程将在各个环节注意加强学生能力的培养。 5.“信号与系统”精品课件是配合该课程的教学服务的，它包含讲课的内容、习题、考试及实验等多个环节，通过网上课件的学习，将有助于同学们课外的进一步学习和研究。 二、教学内容与学时分配 第一章 信号与系统的基本概念（6学时） §1 信号的概念、分类及信号的基本运算 §2 基本连续时间信号与离散时间信号 §3 系统的概念，系统互联，系统的特性与分类 第二章 连续时间系统的时域分析（6学时） §1 系统的微分方程描述及其解法，零输入、零状态单位冲激响应 §2 用卷积积分求零状态响应、卷积积分的性质及各种解法 §3 用单位冲激响应表示系统的性质，连续时间系统的模拟直接型结构 第三章 离散时间系统的时域分析（6学时） §1 离散系统的差分方程描述及其解法，零输入、零状态、单位抽样响应 §2 用卷积和求零状态响应，卷积和的性质及各种解法 §3 用单位抽样响应表示系统的性质，离散时间系统模拟，反卷积 第四章 连续时间信号的付里叶变换（10学时） §1 正交函数，连续周期时间信号的付里叶级数及其性质 §2 波形对称性与付里叶系数，周期信号的频谱 §3 连续非周期时间信号的付里叶变换，付里叶变换和付里叶级数的关系 §4 付里叶变换的性质及其应用，信号的功率谱与能量谱 第五章 离散时间信号的付里叶变换（5学时） §1 连续时间信号的离散化，时域抽样定理 §2 周期离散时间信号的离散付里叶级数（DFS）及其性质 §3 非周期离散时间信号的离散时间付里叶变换（DTFT）及其性质 DFS与DTFT的关系 第六章 连续时间系统和离散时间系统的频域分析（6学 时） §1 LTI系统对复指数信号的响应, 频率响应，系统的级联、并联结构 §2 连续时间系统和离散时间系统的付里叶变换分析法. §3 连续系统的无失真传输条件，理想滤波器 第七章 拉普拉斯变换 连续时间系统的 S域分析（6学时） §1 拉普拉斯变换及其收敛域，常用拉普拉斯变换对，拉普拉斯反变换 §2 单边拉氏变换及其性质，系统的S域分析法 §3 系统函数，罗斯判稳准则 第八章 Z变换离散时间系统的Z域分析（6学时） §1 Z变换及其收敛域，常用Z变换对，Z反变换 §2 单边Z变换及其性质，系统的Z域分析法 §3 系统函数，Z变换与拉氏变换的关系 第九章 连续时间与离散时间系统的状态变量分析（5学时） §1 状态及状态变量，状态方程的建立方法 §2 状态方程的时域与复频域解法 《信号与系统》（B）教学大纲 (自动控制 、光电技术、计算机专业学生适用) 课程编号：D014512；D015512 课程名称：信号与系统（B） Signals and Systems 学分：3 学时：48 [其中实验学时：8] 一、目的与任务： 1.“信号与系统”课程是信息与科学技术学院公共教育平台的一门重要的学科基础课，是一门联系基础理论与专业技术知识的重要的专业技术基础课。 2.本课程将为电子信息专业、光电专业、自动化专业、计算机科学与技术专业的学生，提供信号与系统的基本概念以及信号通过系统的一系列分析与计算方法。它不仅为各专业学生的后续课程的学习打下了良好的基础，也为各专业同学未来的研究和发展奠定了坚固的基础。 3.理论性和系统性是“信号与系统”课程的两大特点。把深奥的数学理论和应用信息技术的深入融合是本课程讲授过程中需要帮助同学们跨越的鸿沟。系统对比式的讲解将会使同学感到这门课并不难掌握.本课程将以 先时域，后频域，再复频域的顺序进。 4.本课程强调以理论教学为主，同时也强调对学生实践能力的训练。8学时的实验课是每位选课学生必须完成的。学生综合分析与应用能力的提高是本课程追求的目标，本课程将在各个环节注意加强学生能力的培养。 5.“信号与系统”精品课件是配合该课程的教学服务的，它包含讲课的内容、习题、考试及实验等多个环节，通过网上课件的学习，将有助于同学们课外的进一步学习和研究。 二、教学内容与学时分配 第一章 信号与系统的基本概念 （5学时） §1 信号的概念、分类及信号的基本运算 §2 基本连续时间信号与离散时间信号 §3 系统的概念，系统互联，系统的特性与分类 第二章 连续/离散时间系统的时域分析（书上第二、三章）（8学时） §1 系统的微分方程描述及其解法，零输入、零状态、单位冲激响应 §2 用卷积积分求零状态响应、卷积积分的性质及各种解法 §3 离散系统的差分方程，单位抽样响应，卷积和 §4 用单位冲激响应/单位抽样响应表示系统的性质 §5 连续/离散时间系统的模拟，直接型结构 第三章 连续时间傅里叶变换 （书上第四、六章）（12学时） §1 正交函数，连续周期时间信号的傅里叶级数及其性质 §2 波形对称性与傅里叶系数，周期信号的频谱 §3 连续非周期时间信号的傅里叶变换，傅里叶变换和傅里叶级数的关系 §4 傅里叶变换的性质及其应用，信号的功率谱与能量谱 §5 LTI系统对复指数信号的响应，频率响应，系统的级联和并联结构。 §6 连续时间系统的傅里叶变换分析法。 §7 连续系统的无失真传输条件，理想滤波器 第四章 离散时间傅立叶变换（书上第五、六章）（4学时） §1 时域抽样定理 §2 离散傅立叶级数，离散时间傅立叶变换及其关系 §3 离散时间系统的傅立叶变换分析法 第五章 拉普拉斯变换 连续时间系统的 S域分析（书上第七章）(6学时) §1 拉普拉斯变换及其收敛域，常用拉普拉斯变换对，拉普拉斯反变换 §2 单边拉氏变换及其性质，系统的S域分析法 §3 系统函数，罗斯判稳准则 第六章 Z变换离散时间系统的Z域分析 （书上第八章）（5学时） §1 Z变换及其收敛域，常用Z变换对，Z反变换 §2 单边Z变换及其性质，系统的Z域分析法 §3 系统函数 （三）实验指导 “信号与系统”作为信息与电子学科的一门主干课程，不仅要培养学生掌握信号与系统分析的理论和方法，同时在培养学生实验技能方面也应该提出相应的要求。“实验园地”正是专门为“信号与系统”课程的实验教学而设计的。根据“信号与系统”课程的特点，“实验园地”中设计的系列实验偏重理论分析，以达到让同学们巩固理论教学中所学基本概念和分析方法的目的。 “实验园地”共设计了四个实验，分别是：连续时间系统的时域分析，离散时间系统的时域分析，信号的频谱分析及抽样定理，连续时间系统的系统函数和频率响应。 每个实验 3 学时，共计 12 学时。连续时间系统的时域分析实验中，分别要求采用由系统方程和由卷积积分法两种方法进行连续时间系统的时域分析，而且还要求进行简单的连续时间系统的仿真设计。离散时间系统的时域分析实验中，要求由差分方程和由卷积和的方法进行离散时间系统的时域分析。信号的频谱分析及抽样定理实验要求分析一些典型的周期、非周期连续时间信号和离散时间信号的频谱，还要求通过实验验证抽样定理。连续时间系统的系统函数和频率响应实验要求求解系统函数和频率响应的，并根据结果判断系统的因果稳定性。每个实验都设计了相应的思考题，并附有参考答案。 为了使同学们能够更好的进行实验，我们还专门开发了相应的“《信号与系统》实验 CAI 软件“《信号与系统》实验 CAI 软件”是在 Windows 环境下开发的，界面友好、图形生动、使用方便的具有 Windows 界面风格的实验 CAI 软件。通过该软件同学们可以对所学信号与系统的有关理论和方法开展实验研究，从而达到巩固所学知识和扩展视野的目的。同学们从本站下载“《信号与系统》实验 CAI 软件”并安装到本地硬盘上，运行即可开始实验。 《信号与系统》实验 CAI 软件 软件大小： 1.08 Mb 软件语言： 简体中文 软件类别： 实验CAI软件 运行环境： Win9x/Me/NT/2000/XP 软件更新： 2004-03-28 授权方式： 共享、免费 软件介绍： 界面预览 “《信号与系统》实验 CAI 软件”是专门为“信号与系统”课程实验而开发的，界面友好、图形生动、使用方便的具有 Windows 界面风格的实验 CAI 软件。通过该软件信号与系统的有关理论和方法开展实验研究，从而达到巩固“信号与系统”课程所学知识和扩展视野的目的。从本站下载“《信号与系统》实验 CAI 软件”并安装到本地硬盘上，运行即可开始实验。