山东农业大学：机械与电子工程学院《信号与系统》课程教学大纲

《信号与系统》教学大纲学分：3总学时：54理论学时：54面向专业：电气工程及其自动化大纲执笔人：李有安大纲审定人：赵法起一、说明1.课程的性质、地位和任务本课程是电气工程及其自动化本科专业工业自动化方向的专业选修课程。是工业自动化控制的重要组成部分。本课程的教学任务是通过本课程的教学使学生系统掌握信号与系统的有关理论知识和分析解决问题的方式方法。本课程的任务在于研究信号与系统理论的基本概念和基本分析方法。初步认识如何建立信号与系统的数学模型，经适当的数学分析求解，对所得结果给于物理解释、赋予物理意义。2.课程教学的基本要求信号与系统是一门理论性较强的课程，应在高等数学、线性代数、复变函数、电路分析等课程之后开设。通过本课程的学习，应使学生掌握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和基本分析方法，从时间阅到变换阈，从连续到离散，从输入输出到状态空间的描述，以控制工程为作为主要应用背景，充分体现时代气息，注重实例分析。3.课程教学改革鉴于本课程的特点，适应现代信息科学与技术发展的最新需要进行讲授。二、教学大纲内容第一章绪论（讲课6学时）1.1信号与系统1.2信号的描述、分类和典型示例指数信号、正弦信号、复指数信号、抽样信号、钟形信号。1.3信号的运算移位、尺度、两信号相加或相乘。1.4阶越信号与冲击信号单位斜变信号、单位阶跃信号、单位冲击信号、冲激偶信号1.5信号的分解直流分量与交流分量、偶分量与奇分量、脉冲分量、实部分量与虚部分量、正交函数分量

《信号与系统》教学大纲 学分： 3 总学时：54 理论学时：54 面向专业：电气工程及其自动化 大纲执笔人：李有安 大纲审定人：赵法起 一、说明 1.课程的性质、地位和任务 本课程是电气工程及其自动化本科专业工业自动化方向的专业选修课程。是工业自动化控制的 重要组成部分。本课程的教学任务是通过本课程的教学使学生系统掌握信号与系统的有关理论知识 和分析解决问题的方式方法。本课程的任务在于研究信号与系统理论的基本概念和基本分析方法。 初步认识如何建立信号与系统的数学模型，经适当的数学分析求解，对所得结果给于物理解释、赋 予物理意义。 2.课程教学的基本要求 信号与系统是一门理论性较强的课程，应在高等数学、线性代数、复变函数、电路分析等课程 之后开设。通过本课程的学习，应使学生掌握研究确定性信号经线性时不变系统传输与处理的基本 概念和基本分析方法，从时间阈到变换阈，从连续到离散，从输入输出到状态空间的描述，以控制 工程为作为主要应用背景，充分体现时代气息，注重实例分析。 3.课程教学改革 鉴于本课程的特点，适应现代信息科学与技术发展的最新需要进行讲授。 二、教学大纲内容 第一章 绪论（讲课 6 学时） 1.1 信号与系统 1.2 信号的描述、分类和典型示例 指数信号、正弦信号、复指数信号、抽样信号、钟形信号。 1.3 信号的运算 移位、尺度、两信号相加或相乘。 1.4 阶越信号与冲击信号 单位斜变信号、单位阶跃信号、单位冲击信号、冲激偶信号 1.5 信号的分解 直流分量与交流分量、偶分量与奇分量、脉冲分量、实部分量与虚部分量、正交函数分量

1.6系统模型及其分类1.7线性时不变系统叠加性与均匀性、时不变特性、微分特性、因果性1.8系统分析方法要求深刻理解与熟练掌握的重点内容有：信号的表示与分解。建议教学方法：注意电路理论与信号系统的衔接思考题：建课后习题第二章连续时间系统的时闻分析（讲课8学时）2.1引言2.2微分方程式的建立与求解2.3起始点的跳变2.4'零输入响应和零状态响应2.5冲击响应与阶跃响应2.6卷积2.7卷积的性质卷积代数、卷积微分与积分、与冲激函数或阶跃函数的卷积2.8用算子符号表示微分方程算子符号基本规则、用算子符号建立微分方程、传输算子概念2.9以分配函数的概念认识冲激函数要求深刻理解与熟练掌握的重点内容有：掌握连续时间系统的时阈分析方法。难点：方程的建立与求解。建议教学方法：从基本分析方法讲解。思考题：建本章后习题。第三章傅里叶变换（讲课10学时）3.1引言3.2周期信号的傅里叶级数分析三角函数形式的傅里叶级数、指数形式的傅里叶级数、函数的对称性与傅里叶级数的关系、傅里叶有限级数与最小方均误差、3.3周期信号的傅里叶级数周期矩形脉冲信号、周期锯齿脉冲信号、周期三角形脉冲信号、周期半波余弦信号、周期全波

1.6 系统模型及其分类 1.7 线性时不变系统 叠加性与均匀性、时不变特性、微分特性、因果性 1.8 系统分析方法 要求深刻理解与熟练掌握的重点内容有：信号的表示与分解。 建议教学方法：注意电路理论与信号系统的衔接 思考题：建课后习题 第二章 连续时间系统的时阈分析（讲课 8 学时） 2.1 引言 2.2 微分方程式的建立与求解 2.3 起始点的跳变 2.4`零输入响应和零状态响应 2.5 冲击响应与阶跃响应 2.6 卷积 2.7 卷积的性质 卷积代数、卷积微分与积分、与冲激函数或阶跃函数的卷积 2.8 用算子符号表示微分方程 算子符号基本规则、用算子符号建立微分方程、传输算子概念 2.9 以分配函数的概念认识冲激函数 要求深刻理解与熟练掌握的重点内容有：掌握连续时间系统的时阈分析方法。 难点：方程的建立与求解。 建议教学方法：从基本分析方法讲解。 思考题：建本章后习题。 第三章 傅里叶变换（讲课 10 学时） 3.1 引言 3.2 周期信号的傅里叶级数分析 三角函数形式的傅里叶级数、指数形式的傅里叶级数、函数的对称性与傅里叶级数的关系、傅 里叶有限级数与最小方均误差、 3.3 周期信号的傅里叶级数 周期矩形脉冲信号、周期锯齿脉冲信号、周期三角形脉冲信号、周期半波余弦信号、周期全波

余弦信号3.4傅里叶变换3.5典型非周期信号的傅里叶变换单边指数信号、双边指数信号、矩形脉冲信号、钟形脉冲信号、符号函数3.6冲击函数和阶跃函数的傅里叶变换冲击函数的傅里叶变换、冲激偶的傅里叶变换3.7傅里叶变换的基本性质对称性、线性、奇偶虚实性、尺度变换特性、时移特性、频移特性、积分特性3.8卷积特性时阅卷积定理、频卷积定理3.9周期信号的傅里叶变换正弦余弦信号的傅里叶变换、一般周期信号的傅里叶变换3.10抽样信号的傅里叶变换时阈抽样、频阈抽样3.11抽样定理时阈抽样定理、频阈抽样定理本章重点、难点：傅里叶变换的方法，基本思路和物理意义。建议教学法：电路分析的内容要略讲，突出重点。思考题：本章后习题。第四章拉普拉斯变换、连续时间系统的s域分析（讲课10学时）4.1引言4.2拉普拉斯变换的定义、收敛域从傅里叶变换到拉普拉斯变换、从算子符号法的概念说明拉氏变换的定义、拉氏变换的收敛、一些常用函数的拉氏变换4.3拉斯变换的基本性质线性、原函数微分、原函数积分、延时、s域平移、尺度变换、峰值、卷积4.4拉普拉斯逆变换部分分式分解、用留数定理求逆变换4.5用拉普拉斯变换法分析电路、s域元件模型4.6系统函数H(s)

余弦信号 3.4 傅里叶变换 3.5 典型非周期信号的傅里叶变换 单边指数信号、双边指数信号、矩形脉冲信号、钟形脉冲信号、符号函数 3.6 冲击函数和阶跃函数的傅里叶变换 冲击函数的傅里叶变换、冲激偶的傅里叶变换 3.7 傅里叶变换的基本性质 对称性、线性、奇偶虚实性、尺度变换特性、时移特性、频移特性、积分特性 3.8 卷积特性 时阈卷积定理、频阈卷积定理 3.9 周期信号的傅里叶变换 正弦余弦信号的傅里叶变换、一般周期信号的傅里叶变换 3.10 抽样信号的傅里叶变换 时阈抽样、频阈抽样 3.11 抽样定理 时阈抽样定理、频阈抽样定理 本章重点、难点：傅里叶变换的方法，基本思路和物理意义。 建议教学法：电路分析的内容要略讲，突出重点。 思考题： 本章后习题。 第四章 拉普拉斯变换、连续时间系统的 s 域分析（讲课 10 学时） 4.1 引言 4.2 拉普拉斯变换的定义、收敛域 从傅里叶变换到拉普拉斯变换、从算子符号法的概念说明拉氏变换的定义、拉氏变换的收敛、 一些常用函数的拉氏变换 4.3 拉斯变换的基本性质 线性、原函数微分、原函数积分、延时、s 域平移、尺度变换、峰值、卷积 4.4 拉普拉斯逆变换 部分分式分解、用留数定理求逆变换 4.5 用拉普拉斯变换法分析电路、s 域元件模型 4.6 系统函数 H(s)

4.7由系统函数零、极点分布决定时特性H(s)零、极点分布与h(t)波形特征的对应、H(s)E(s)极点分布与自由响应、强迫响应特征的对应4.8由系统函数零、极点分布决定频响特性4.9二阶谐振系统的s平面分析4.10全通函数与最小相移函数的零、极点分析4.11双边拉氏变换4.12拉普拉斯变换与傅里叶级数的关系重点、难点：用拉斯变换解决电路问题。建议教学法：讲授一般分析方法为主，注意解决问题。思考题：本章后习题第五章傅里叶变换应用于通信系统（讲课12学时）5.1引言5.2利用系统函数求响应5.3无失真传输5.4理想低通滤波器理想低通的频特性和冲激响应、理想低通的阶跃响应5.5系统物理可实现性、佩里-维纳准则5.6利用希尔伯特变换研究系统函数的约束特性5.7调制与解调5.8带通滤波系统的运用调幅信号作用于带通系统、频率窗函数的运用5.9从抽样信号恢复连续时间信号从冲激抽样信号恢复连续时间信号的时分析、零阶抽样保持、一阶抽样保持5.10脉冲编码调制5.11频分复用与时分复用5.12从综合业务数字网到信息高速公路重点、难点：掌握傅里叶变换在通信工程中的应用。建议教学法：结合现行通信方式讲解。思考题：本章课后习题

4.7 由系统函数零、极点分布决定时阈特性 H(s)零、极点分布与 h(t)波形特征的对应、H(s)E(s)极点分布与自由响应、强迫响应特征的 对应 4.8 由系统函数零、极点分布决定频响特性 4.9 二阶谐振系统的 s 平面分析 4.10 全通函数与最小相移函数的零、极点分析 4.11 双边拉氏变换 4.12 拉普拉斯变换与傅里叶级数的关系 重点、难点：用拉斯变换解决电路问题。 建议教学法：讲授一般分析方法为主，注意解决问题。 思考题：本章后习题 第五章傅里叶变换应用于通信系统（讲课 12 学时） 5.1 引言 5.2 利用系统函数求响应 5.3 无失真传输 5.4 理想低通滤波器 理想低通的频阈特性和冲激响应、理想低通的阶跃响应 5.5 系统物理可实现性、佩里-维纳准则 5.6 利用希尔伯特变换研究系统函数的约束特性 5.7 调制与解调 5.8 带通滤波系统的运用 调幅信号作用于带通系统、频率窗函数的运用 5.9 从抽样信号恢复连续时间信号 从冲激抽样信号恢复连续时间信号的时阈分析、零阶抽样保持、一阶抽样保持 5.10 脉冲编码调制 5.11 频分复用与时分复用 5.12 从综合业务数字网到信息高速公路 重点、难点：掌握傅里叶变换在通信工程中的应用。 建议教学法：结合现行通信方式讲解。 思考题：本章课后习题

第六章离散时间系统的时阅分析（讲课8学时）6.1引言6.2离散时间信号6.3离散时间系统的数学模型6.4常系数线性差分方程的求解6.5离散时间系统的单位样值响应6.6卷积、解卷积重点、难点：模拟量与离散量之间的关系。思考题：本章课后习题三、本课程考试方式、方法建议采用课程结束闭卷考试附：主要参考书《信号与系统》郑君里等著

第六章离散时间系统的时阈分析（讲课 8 学时） 6.1 引言 6.2 离散时间信号 6.3 离散时间系统的数学模型 6.4 常系数线性差分方程的求解 6.5 离散时间系统的单位样值响应 6.6 卷积、解卷积 重点、难点：模拟量与离散量之间的关系。 思考题：本章课后习题 三、本课程考试方式、方法 建议采用课程结束闭卷考试 附：主要参考书 《信号与系统》郑君里等著