2《信号与系统》教学大纲 一、课程基本信息 课程编码 ac13652001-02 教学单位仪器科学与电气工程学院 课程名称 信号与系统AB 英文名称 Signals and Systems 课程学时 64 课程学分 课程类别 学科础课 课程性质 必修课 开课学期 第4学期 课内实验 学时 6 适用专业 测控技术与仪器专业、电气工程与自动化专业本科生 选用教材 Signals and Systems..影印本（第二版）.电子工业出版社2013.By OppenheimAV.刘树案译. 1.信号与系统.高等教有出版社.2000.郑君里主编. 2.信号与系统计算机练习一利用MATLAB.西安交大出版社20O0.刘树 棠译 3.信号与线性系统分析（第三版）.高等教有出版社.2000.吴大正主编 4.信号、系统与信号处理机械工业出版社.2001.冯博琴等译. 5.数字信号处理导论.清华大学出版社.2005.胡广书主编. 6.数字信号处理.西安电子科技大学出版社2001.丁玉美主编， 7.Digital Signal processing Prentice-Hall Inc.1975.By OppenheimA V and Schafer R W. 主要参考书 8.离散时间信号处理.科学出版社2000.AV奥本海姆，RW谢弗著，黄 建国、刘树棠译 9.Introduction to Signal processing(影印版).Prentice Hall.清华大学出版 1999.By OrfanidisS J 10.DIGITAL SIGNAL PROCESSING---A COMPUTER-BASED APPROACH SECOND EDITION )MeGraw-Hill and Tsinghua University Press.2001.BySanjitK.Mitra. I1.Digital Signal Processing Using MATLAB,科学出版社，2003.By Vinay K.Ingle,John G.Proakis. 制定人 制定时间 2013.11.20 二、课程性质与目的 必修课，属于测控技术与仪器和电气工程及其自动化两个本科专业的学科基础课 n
11 2《信号与系统》教学大纲 一、课程基本信息 课程编码 ac13652001-02 教学单位 仪器科学与电气工程学院 课程名称 信号与系统 A/B 英文名称 Signals and Systems 课程学时 64 课程学分 4 课程类别 学科基础课 课程性质 必修课 开课学期 第 4 学期 课内实验 学时 6 适用专业 测控技术与仪器专业、电气工程与自动化专业本科生 选用教材 Signals and Systems. 影 印 本 ( 第 二 版 ). 电 子 工 业 出 版 社 2013. By OppenheimA V. 刘树棠译. 主要参考书 1. 信号与系统. 高等教育出版社. 2000. 郑君里主编. 2. 信号与系统计算机练习—利用 MATLAB. 西安交大出版社.2000. 刘树 棠译. 3. 信号与线性系统分析(第三版).高等教育出版社. 2000. 吴大正主编. 4. 信号、系统与信号处理.机械工业出版社. 2001. 冯博琴等译. 5. 数字信号处理导论. 清华大学出版社. 2005. 胡广书主编. 6. 数字信号处理. 西安电子科技大学出版社. 2001. 丁玉美主编. 7. Digital Signal processing. Prentice-Hall Inc. 1975. By OppenheimA V and Schafer R W. 8. 离散时间信号处理. 科学出版社.2000. A V 奥本海姆, R W 谢弗著, 黄 建国、刘树棠译. 9. Introduction to Signal processing (影印版). Prentice Hall. 清华大学出版 社. 1999. By OrfanidisS J. 10. DIGITAL SIGNAL PROCESSING---A COMPUTER—BASED APPROACH （ SECOND EDITION ） . McGraw-Hill and Tsinghua University Press. 2001. BySanjitK.Mitra. 11.Digital Signal Processing Using MATLAB，科学出版社，2003. By Vinay K. Ingle, John G. Proakis. 制定人 朱凯光，陈祖斌，王 忠仁，刘长胜 制定时间 2013.11.20 二、课程性质与目的 必修课，属于测控技术与仪器和电气工程及其自动化两个本科专业的学科基础课
目的是使学生树立信号与系统的基本概念，掌握线性时不变系统的建模和分析方法，以 及时域和频域信号分析处理方法，培养学生从信号和系统的角度分析问题、解决问题的能力， 为后续课程学习和毕业后从事相关生产和研究工作奠定基础。 三、课程目标 1.能够阐释信号与系统方面的专业术语： 2。能够在时间域和频率域描述常用信号，包括连续时间信号和离散时间信号，解释信 号的特性和物理意义： 3.能够利用微分和差分方程建立一般系统的时域模型，并在时域、频域或复频域对系 统方程进行求解和分析： 4.能够利用傅里叶变换方法在频域措述系统，解释系统的特征，能应用傅里叶变换方 法解决工程问题： 5.能够利用拉普拉斯变换和乙变换在复频域描述系统，解释系统的复频域特性，并能 应用其解决工程问题： 6.能解释信号和系统不同描述形式间的关系，分析信号通过线性时不变系统后的特征 变化：能用信号和系统分析的方法，解决实际工程中的简单应用问题： 7.能够利用Matlab等工具进行信号与系统的仿真分析，设计和完成实验任务，分析实 验数据。 四、教师信息 朱凯光，主讲教师，课程负责人，博士，教授，双语教学 陈祖斌，主讲教师，博士，教授，副院长，双语教学 王忠仁，主讲教师，博士，教授，中文教学 刘长胜，主讲教师，博士，副教授，中文教学 刘通，助课教师，博士，讲师 五、基本要求 1.本课程要求的先修课程包括：高等数学、复变函数、电路分析基础，学生应事先掌 握积分变换、微分方程求解、复变函数理论、级数理论等数学知识，并要掌握电路原理与 价、二阶电路建棋求解的知识。 2.学生需要积极参加课堂教学，在课堂教学环节累计缺课不得超过4次，在实验教学 环节累计缺课不得超过1次，且缺席课程后需要提交相应内容的自学报告，否则不能获得课 程学分。 六、教学内容 第1章：基本概念(6学时)
12 目的是使学生树立信号与系统的基本概念，掌握线性时不变系统的建模和分析方法，以 及时域和频域信号分析处理方法，培养学生从信号和系统的角度分析问题、解决问题的能力， 为后续课程学习和毕业后从事相关生产和研究工作奠定基础。 三、课程目标 1．能够阐释信号与系统方面的专业术语； 2．能够在时间域和频率域描述常用信号，包括连续时间信号和离散时间信号，解释信 号的特性和物理意义； 3．能够利用微分和差分方程建立一般系统的时域模型，并在时域、频域或复频域对系 统方程进行求解和分析； 4．能够利用傅里叶变换方法在频域描述系统，解释系统的特征，能应用傅里叶变换方 法解决工程问题； 5．能够利用拉普拉斯变换和 Z 变换在复频域描述系统，解释系统的复频域特性，并能 应用其解决工程问题； 6．能解释信号和系统不同描述形式间的关系，分析信号通过线性时不变系统后的特征 变化；能用信号和系统分析的方法，解决实际工程中的简单应用问题； 7．能够利用 Matlab 等工具进行信号与系统的仿真分析，设计和完成实验任务，分析实 验数据。 四、教师信息 朱凯光，主讲教师，课程负责人，博士，教授，双语教学 陈祖斌，主讲教师，博士，教授，副院长，双语教学 王忠仁，主讲教师，博士，教授，中文教学 刘长胜，主讲教师，博士，副教授，中文教学 刘通，助课教师，博士，讲师 五、基本要求 1．本课程要求的先修课程包括：高等数学、复变函数、电路分析基础，学生应事先掌 握积分变换、微分方程求解、复变函数理论、级数理论等数学知识，并要掌握电路原理与一 价、二阶电路建模求解的知识。 2．学生需要积极参加课堂教学，在课堂教学环节累计缺课不得超过 4 次，在实验教学 环节累计缺课不得超过 1 次，且缺席课程后需要提交相应内容的自学报告，否则不能获得课 程学分。 六、教学内容 第 1 章：基本概念(6 学时)
1连续时间和离散时间信号；©指数信号： 2奇异信号的概念及其重要意义： 3信号的分解与合成：完备正交的概念： 4系统的类型，理解输入输出是系统描述的重要基础，理解信号与系统是统一体。 第2章：线性时不变系统(10学时) 1系统数学模型的建立与求解：零输入响应与零状态响应： 2连续系统的单位冲激响应：离散系统的单位样值响应： 3 卷积积分与卷积和： 4线性时不变系统的性质： 5 Matlab基础实验(2学时) 第3章：连续时间周期信号的傅里叶级数表示(4学时) 1频域的概念与由来： 2连续时间周期信号的傅里叶级数表示(CFS): 3连续时间傅里叶级数的性质： 4连续时间傅里叶级数与LT系统- 一系统的频率响应。 第4章：离散时间周期信号的傅里叶级数表示(4学时) 1离散时间周期信号的傅里叶级数表示(DFS): 2离散时间傅里叶级数的性质： 3离散时间傅里叶级数与LT系统， 第5章：连续时间傅里叶变换(8学时) 1连续时间傅里叶变换(CTFT): 2连续时间傅里叶变换性质和基本傅里叶变换对： 3由线性常系数微分方程表征的系统： 4采样定理。 第6章：离散时间傅里叶变换(4学时) 1离散时间傅里叶变换(DTFT): 2离散时间傅里叶变换的性质： 3由线性常系数差分方程表征的系统。 第7章：离散傅里叶变换(8学时) 1离敢傅里叶变换(DFT): 2离敢博里叶变换性质 3利用DFT的线性卷积： 4快速傅里叶变换： 13
13 1 连续时间和离散时间信号；e 指数信号； 2 奇异信号的概念及其重要意义； 3 信号的分解与合成：完备正交的概念； 4 系统的类型，理解输入-输出是系统描述的重要基础，理解信号与系统是统一体。 第 2 章：线性时不变系统 (10 学时) 1 系统数学模型的建立与求解；零输入响应与零状态响应； 2 连续系统的单位冲激响应；离散系统的单位样值响应； 3 卷积积分与卷积和； 4 线性时不变系统的性质； 5 Matlab 基础实验（2 学时）。 第 3 章：连续时间周期信号的傅里叶级数表示(4 学时) 1 频域的概念与由来； 2 连续时间周期信号的傅里叶级数表示（CFS）； 3 连续时间傅里叶级数的性质； 4 连续时间傅里叶级数与 LTI 系统——系统的频率响应。 第 4 章：离散时间周期信号的傅里叶级数表示(4 学时) 1 离散时间周期信号的傅里叶级数表示（DFS）； 2 离散时间傅里叶级数的性质； 3 离散时间傅里叶级数与 LTI 系统。 第 5 章：连续时间傅里叶变换(8 学时) 1 连续时间傅里叶变换（CTFT）； 2 连续时间傅里叶变换性质和基本傅里叶变换对； 3 由线性常系数微分方程表征的系统； 4 采样定理。 第 6 章：离散时间傅里叶变换(4 学时) 1 离散时间傅里叶变换（DTFT）； 2 离散时间傅里叶变换的性质； 3 由线性常系数差分方程表征的系统。 第 7 章：离散傅里叶变换(8 学时) 1 离散傅里叶变换（DFT）； 2 离散博里叶变换性质； 3 利用 DFT 的线性卷积； 4 快速傅里叶变换；
5 Matlab平台下的信号频谱分析实验（仿真）(2学时)。 第8章：拉普拉斯变换(4学时) 1拉普拉斯变换与性质： 2拉普拉斯反变换： 3LT系统的s域分析。 第9章：Z变换(4学时) 1Z变换与性质： 2Z反变换 3LT系统的Z域分析。 第10章：信号与系统的时域和频域特性(4学时) 1理想频率选择性滤波器的时域特性： 2非理想滤波器的时域和频域特性讨论： 3系统的时域分析与频域分析举例。 第11章：数字滤波器设计(8学时) 1线性相位R滤波器性质： 2窗口设计法： 3利用MATLAB的低通滤波器设计 4 Matlab平台下的数字滤波器基础实验（仿真）(2学时)。 七、实验内容 配备三次课内实验室，总计6学时，内容如下 Matlab基础实验，2学时 Matlab平台下的信号频谐分析实验，2学时 Matlab平台下的数字滤波器基础实验，2学时 此外设计了两个课外实验，供有兴趣的同学选作，内容如下： 数字信号发生器软面板设计 FIR数字滤波器平台设计 具体实验内容和要求参见《仪电学院本科实验教学大纲》 八、达成课程目标的途径和措施 1、课程由课堂授课和课内实验两部分组成。理论授课58学时，教师启发式讲授与课堂 讨论互动、习题课与答疑等相结合，促使学生由连续思考离散，由周期思考非周期：课内实 验6学时，教师演示与学生操作相结合，引导学生体验计算机处理信号的方法和魅力，提高 学习兴趣和实践能力
14 5 Matlab 平台下的信号频谱分析实验（仿真）（2 学时）。 第 8 章：拉普拉斯变换(4 学时) 1 拉普拉斯变换与性质； 2 拉普拉斯反变换； 3 LTI 系统的 s 域分析。 第 9 章： Z 变换(4 学时) 1 Z 变换与性质； 2 Z 反变换； 3 LTI 系统的 Z 域分析。 第 10 章：信号与系统的时域和频域特性(4 学时) 1 理想频率选择性滤波器的时域特性； 2 非理想滤波器的时域和频域特性讨论； 3 系统的时域分析与频域分析举例。 第 11 章：数字滤波器设计(8 学时) 1 线性相位 FIR 滤波器性质； 2 窗口设计法； 3 利用 MATLAB 的低通滤波器设计 4 Matlab 平台下的数字滤波器基础实验（仿真）（2 学时）。 七、实验内容 配备三次课内实验室，总计 6 学时，内容如下： Matlab 基础实验，2 学时 Matlab 平台下的信号频谱分析实验，2 学时 Matlab 平台下的数字滤波器基础实验，2 学时 此外设计了两个课外实验，供有兴趣的同学选作，内容如下： 数字信号发生器软面板设计 FIR 数字滤波器平台设计 具体实验内容和要求参见《仪电学院本科实验教学大纲》 八、达成课程目标的途径和措施 1、课程由课堂授课和课内实验两部分组成。理论授课 58 学时，教师启发式讲授与课堂 讨论互动、习题课与答疑等相结合，促使学生由连续思考离散，由周期思考非周期；课内实 验 6 学时，教师演示与学生操作相结合，引导学生体验计算机处理信号的方法和魅力，提高 学习兴趣和实践能力
2、授课过程始终把握主线，注重数学推导和建立物理概念相结合，注重前后内容的逻 辑关联性，帮助学生建立脉络清晰、概念统一的认识。 3、通过多个环节的训练、考核和互动调节，促进学习目标的达成： (1)平时成绩（包括习题作业、随堂测试、小组讨论、课程报告等形式） (2)上机实验 (3)期中考试（以课程前半学期的学习内容作为考核内容） (4)期末考试（以课程后半学期的学习内容为主） 4、成绩评定 平时成绩 实验 期中考试 期末考试 20% 5% 20% 55% 九、课程目标对毕业要求的支排 课程目标 毕业要求 1234567 LMHH HMM1.2能够利用工程图学、计算机语言、信号与系统等方面的工 程基础知识，解决测控类复杂工程中的系统结构设计与分析等 问颗。 MHMMHL2.2能够应用自然科学和工程科学的基本原理，对复杂工程问 题中的测量控制和仪器系统问题进行识别和原理分析。 MM41能够对信号获取、数据处理、信号传输、系统控制类问 进行模拟仿其与 实验设计 MM42能够利用专业知识和计算机技术等手段，对实验数据进行 ““统计、分析和处理，获取解决问题所需信息。 十、课程目标达成评价 达成目标值分配 课程目标 作业 实验 期中考试 期末考试 0.8 0.2 2 0.7 0.3 3 0.4 0.3 0.3 4 02 0.6 0.2 5 0.4 06 6 0.2 05 0.3 7 0.2 0.3 0.5 15
15 2、授课过程始终把握主线，注重数学推导和建立物理概念相结合，注重前后内容的逻 辑关联性，帮助学生建立脉络清晰、概念统一的认识。 3、通过多个环节的训练、考核和互动调节，促进学习目标的达成： （1）平时成绩（包括习题作业、随堂测试、小组讨论、课程报告等形式） （2）上机实验 （3）期中考试（以课程前半学期的学习内容作为考核内容） （4）期末考试（以课程后半学期的学习内容为主） 4、成绩评定 平时成绩 实验 期中考试 期末考试 20% 5% 20% 55% 九、课程目标对毕业要求的支撑 课程目标 毕业要求 1 2 3 4 5 6 7 L 0.1 M 0.1 H 0.2 H 0.2 H 0.2 M 0.1 M 0.1 1.2 能够利用工程图学、计算机语言、信号与系统等方面的工 程基础知识，解决测控类复杂工程中的系统结构设计与分析等 问题。 M 0.1 H 0.2 M 0.1 M 0.2 H 0.3 L 0.1 2.2 能够应用自然科学和工程科学的基本原理，对复杂工程问 题中的测量控制和仪器系统问题进行识别和原理分析。 L 0.1 L 0.2 L 0.1 M 0.3 M 0.3 4.1 能够对信号获取、数据处理、信号传输、系统控制类问题 进行模拟仿真与实验设计。 M 0.4 M 0.6 4.2 能够利用专业知识和计算机技术等手段，对实验数据进行 统计、分析和处理，获取解决问题所需信息。 十、课程目标达成评价 课程目标 达成目标值分配 作业 实验 期中考试 期末考试 1 0.8 0.2 2 0.7 0.3 3 0.4 0.3 0.3 4 0.2 0.6 0.2 5 0.4 0.6 6 0.2 0.5 0.3 7 0.2 0.3 0.5