《信号与系统》教学大纲

一、课程的性质、目的与任务

《信号与系统》是通信及相关专业的专业基础课，是网络工程中的专业任选课。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，为今后从事专业技术工作打下坚实的基础。由于理论课时仅36课时，第七，第八章内容略过。

通过本课程的学习，要求学生达到:

1．熟练掌握Z变换、拉普拉斯变换、傅里叶变换的定义，变换方法

2．掌握卷积的运算方法与性质，线性是不变系统特性。

3．了解信号与系统的概念，分类，基本运算。

二、课程教学基本内容与要求

第一章 信号与系统的基本知识

（一）基本教学内容

1.1 信号与系统的定义

1.2 信号的分类与基本特性

1.3 典型信号

1.4 信号的基本运算

1.5 信号的分解

1.6 系统的描述及其分类

1.7 线性系统的基本特性及其模拟框图

1.8 信号与系统的分析方法

1.9 MATLAB的有关知识

（二）基本要求

教学目的：掌握信号的数学表示，基本运算、理解信号的分类和典型示例、了解信号与系统的概念、掌握信号的分解，与线性时不变系统的特性、了解系统分析方法

教学重点：线性时不变系统的特性与判断、阶跃与冲激信号、信号的函数与图形表示

教学难点：线性时不变系统的特性、冲激信号定义

第二章 连续时间系统的时域分析

（一）基本教学内容

2.1 微分方程的建立与求解

2.2 零输入响应和零状态响应

2.3 冲激响应和阶跃响应

2.4 卷积及其性质

2.5 卷积积分的图解法

2.6 LTI系统的算子符号表示与传输算子

2.7 利用MATLAB进行系统的时域分析

（二）基本要求

教学目的：掌握微分方程的建立与经典解法、理解齐次解与特解、掌握零输入响应、零状态响应、冲激响应的求法。、掌握阶跃响应的求解方法、掌握卷积和卷积运算的性质、利用卷积求系统的零状态响应。

教学重点：零输入响应、零状态响应、冲激响应的求法、卷积的运算方法、卷积的性质。

教学难点：冲激函数匹配发求初始条件、卷积的图形解法、微分方程的建立与求解。

第三章 傅里叶变换分析

（一）基本教学内容

3.1 傅里叶变换的产生

3.2 周期信号的傅里叶分析

3.3 周期信号的对称性

3.4 常见周期信号的频谱

3.5 非周期性信号的频谱

3.6 傅里叶变换的性质

3.7 周期信号的傅里叶变换

3.8 抽样定理

3.9 功率频谱与能量频谱

3.10 系统的频域分析法

3.11 希尔伯特变换

（二）基本要求

教学目的：掌握欧拉公式、三角函数里的傅里叶级数和指数形式的傅里叶级数、理解函数对称性与傅里叶级数的关系、了解典型周期信号与傅里叶级数的关系、掌握傅里叶变换、掌握典型非周期信号的傅里叶变换、理解傅里叶变换的基本性质、掌握冲激函数与阶跃函数的傅里叶变换、理解抽样定理、理解抽样定理的傅里叶变换

教学重点：周期信号频谱的概念与计算、连续时间信号频域分析、傅里叶变换的物理意义、傅里叶变换基本性质、时域与频域抽样定理

教学难点：傅里叶变换与傅里叶级数之间的转换、冲激函数与阶跃函数的傅里叶变换的物理意义、周期信号的傅里叶变换与傅里叶级数、抽样定理与抽样频率的关系。

第四章 拉普拉斯变换分析

（一）基本教学内容

4.1 拉普拉斯变换

4.2 常见信号的拉普拉斯变换

4.3 拉普拉斯变换的性质

4.4 拉普拉斯逆变换

4.5 拉普拉斯变换与傅里叶变换的关系

4.6 系统函数与频率响应特性

4.7 系统的模拟

（二）基本要求

教学目的：掌握拉普拉斯变换的基本性质与收敛域、了解一些常用函数拉普拉斯变换、了解单边双边拉普拉斯变换的区别、掌握拉普拉斯变换逆变换的部分分式求解法、掌握用拉普拉斯变换的方法去分析电路、掌握系统稳定性得判定与定义。

教学重点：拉普拉斯变换基本定义、常用函数拉普拉斯变换基本性质、拉普拉斯变换逆变换部分分式求解法、拉普拉斯变换分析电路、稳定性定义与判定

教学难点：复频率的理解、拉普拉斯逆变换部分分式求解法、傅里叶变换推导拉普拉斯变换。

第五章 离散时间系统的时域分析

（一）基本教学内容

5.1 离散时间信号

5.2 离散系统的数学模型

5.3 线性时不变系统的解法

5.4 离散时间系统的单位冲激响应

5.5 离散卷积和

（二）基本要求

教学目的：理解离散时间信号的数学模型、理解离散时间信号、掌握常系数线性差分方程的求解方法、掌握卷积和、理解离散时间系统的单位冲激响应

教学重点：离散时间信号的数学模型、常系数线性差分方程求解、卷积和

教学难点：离散时间信号数学模型

第六章 离散信号与系统的Z变换域

（一）基本教学内容

6.1 Z变换

6.2 Z反变换

6.3 Z变换的性质

6.4 Z变换与拉氏变换的关系

6.5 用Z变换求解差分方程

6.6 离散系统函数与系统特性

6.7 离散信号与系统的频域分析

6.8 离散系统的模拟与信号流图

（二）基本要求

教学目的：掌握Z变换的定义与典型序列的Z变换、理解Z变换的收敛域、掌握Z变换逆变换的方法、了解Z变换与拉普拉斯变换的关系、掌握利用Z变换求差分方程、理解离散时间系统的频率响应特性。

教学重点：Z变换的收敛域、逆Z变换的方法：部分分式求解法、Z变换求解差分方程、离散系统的系统函数

教学难点：Z变换求解差分方程、Z变换的收敛域

三、课程各章节学时分配

四、本课程课外学习与修学指导

《信号与系统》这门课程内容较多，涉及数学知识较多，难度较大.在学习这门课程时，需要的先导知识较多，在学习的过程中需要学生对之前的知识加以复习。课外学习过程中建议参看《工程数学》以提高对教材内容的理解。

五、本课程考核方式及成绩评定标准

考核方式：闭卷

成绩评定标准：本课程的考核是平时成绩和期终考试成绩相结合，平时成绩的评定包括作业、课堂提问、实验报告三部分，平时成绩占课程考核成绩的30%，期末考试成绩占课程考核成绩的70%。

其中期未考试总分100分，基础题占50%，中等难度题占40%，较难题占10%。考试题型主要有：选择题、填空题、计算题、分析题、综合应用题等。

六、教材及参考书

教材：王玲花编著，《信号与系统》、机械工业出版社，2008

主要参考书：

[1] 吴大正杨林耀张永瑞《信号与线性系统分析》（第三版）高等教育出版社1998

[2] 郑君里应启珩杨为理《信号与系统》（第二版上、下）高等教育出版社2000

[3] 刘树棠译《信号与系统》（第二版）西安交通大学出版社1998

大纲撰写人：张政

大纲审阅人：彭智朝

教学副主任：易叶青

编写日期：2012.6