“信号与系统”课程教学大纲执笔人：秦文华教研室主任：黄勇坚一、课程基本信息开课单位：物理工程学院课程名称：信号与系统课程编号：072209英文名称：SignalsAndSystems课程类型：专业基础课总学时：88理论学时：72实验学时：16学分：4开设专业：电子信息工程、通信工程、物联网工程、光电信息科学与工程先修课程：电路分析基础、高等数学、工程数学、复变函数与积分变换二、课程任务目标（一）课程任务本课程是电子信息工程、通信工程、物联网工程和光电信息科学与工程等专业的必修课之一，是继《电路基础》课程后的又一门重要的技术基础课。通过本课程的学习，使同学们能掌握信号分析、线性系统的基本理论及分析线性系统的基本方法，进一步提高学生分析问题与实践技能的能力。为后续专业课程的学习打下必要的基础。（二）课程目标在学完本课程之后，学生能够：1.掌握信号分析，线性系统的基本理论及分析线性系统的基本方法：2.能够建立简单电路的数学模型，并对数学模型求解：3.掌握简单信号频谱特性分析和一般系统特性分析的基本方法，具备信号和系统分析问题与解决问题的能力；4.能够为网络理论，通讯理论，控制理论，信号处理与信号检测等学科打下必要的理论基础。三、教学内容和要求（一）理论教学的内容及要求第一章绪论第一节信号与系统
“信号与系统”课程教学大纲 教研室主任：黄勇坚 执笔人：秦文华 一、课程基本信息 开课单位：物理工程学院 课程名称：信号与系统 课程编号：072209 英文名称：Signals And Systems 课程类型：专业基础课 总 学 时：88 理论学时：72 实验学时：16 学 分：4 开设专业：电子信息工程、通信工程、物联网工程、光电信息科学与工程 先修课程：电路分析基础、高等数学、工程数学、复变函数与积分变换 二、课程任务目标 （一）课程任务 本课程是电子信息工程、通信工程、物联网工程和光电信息科学与工程等专业的必修课之一， 是继《电路基础》课程后的又一门重要的技术基础课。通过本课程的学习，使同学们能掌握信号分 析、线性系统的基本理论及分析线性系统的基本方法，进一步提高学生分析问题与实践技能的能力。 为后续专业课程的学习打下必要的基础。 （二）课程目标 在学完本课程之后，学生能够： 1.掌握信号分析，线性系统的基本理论及分析线性系统的基本方法； 2.能够建立简单电路的数学模型，并对数学模型求解； 3.掌握简单信号频谱特性分析和一般系统特性分析的基本方法，具备信号和系统分析问题与解 决问题的能力； 4.能够为网络理论，通讯理论，控制理论，信号处理与信号检测等学科打下必要的理论基础。 三、教学内容和要求 （一）理论教学的内容及要求 第一章 绪论 第一节 信号与系统
1.了解信号与系统的基本知识和在实际中的应用：2.理解信号和系统的基本概念。第二节信号的描述、分类和典型示例1.了解信号的分类方法和常用分类，理解信号的表示形式和表达式：2.掌握常用信号的表达式和波形：第三节信号的运算1.掌握信号的运算及其独立自变量的变换的方法：2.理解信号波形变换的基本含义和物理意义。第四节阶跃信号与冲激信号1.理解阶跃信号和冲激信号模型建立的物理意义；2.掌握阶跃信号的单边特性和冲激信号的基本性质。第五节信号的分解1.了解信号分解的物理意义、基本方法和应用；2.理解信号脉冲分量分解的过程和物理意义。第六节系统模型及其分类1.了解系统模型建立的物理意义和方法；2.理解系统数学模型的物理意义和建立方法；3.理解并掌握系统模拟方框图的实现方法；4.了解基于系统数学模型的系统分类方法和系统特性。第七节线性时不变系统1.掌握线性时不变系统的基本性质：2.理解因果系统的物理意义。第八节系统分析方法了解系统的基本描述方法和分析方法。第二章连续时间系统的时域分析第一节引言了解时域分析方法的基本内容以及与先修课程知识点的相关性。第二节系统数学模型的建立掌握系统数学模型的建立方法。第三节用经典法求解微分方程1.理解系统数学模型-微分方程求解的物理意义
1.了解信号与系统的基本知识和在实际中的应用； 2.理解信号和系统的基本概念。 第二节 信号的描述、分类和典型示例 1.了解信号的分类方法和常用分类，理解信号的表示形式和表达式； 2.掌握常用信号的表达式和波形； 第三节 信号的运算 1.掌握信号的运算及其独立自变量的变换的方法； 2.理解信号波形变换的基本含义和物理意义。 第四节 阶跃信号与冲激信号 1.理解阶跃信号和冲激信号模型建立的物理意义； 2.掌握阶跃信号的单边特性和冲激信号的基本性质。 第五节 信号的分解 1.了解信号分解的物理意义、基本方法和应用； 2.理解信号脉冲分量分解的过程和物理意义。 第六节 系统模型及其分类 1.了解系统模型建立的物理意义和方法； 2.理解系统数学模型的物理意义和建立方法； 3.理解并掌握系统模拟方框图的实现方法； 4.了解基于系统数学模型的系统分类方法和系统特性。 第七节 线性时不变系统 1.掌握线性时不变系统的基本性质； 2.理解因果系统的物理意义。 第八节 系统分析方法 了解系统的基本描述方法和分析方法。 第二章 连续时间系统的时域分析 第一节 引言 了解时域分析方法的基本内容以及与先修课程知识点的相关性。 第二节 系统数学模型的建立 掌握系统数学模型的建立方法。 第三节 用经典法求解微分方程 1.理解系统数学模型-微分方程求解的物理意义；
2.掌握微分方程时域经典求解的基本步骤和方法。第四节起始点的跳变一一系统起始时刻的状态转换1.理解系统初始状态在系统微分方程求解中的物理意义；2.掌握系统响应求解中边界值的确定方法。第五节零输入响应与零状态响应1.了解系统响应的不同分类方法；2.理解零输入响应和零状态响应的物理意义；3.掌握零输入响应和零状态响应的求解方法。第六节冲激响应和阶跃响应1.理解阶跃响应和冲激响应的基本概念和物理意义；2.掌握系统冲激响应的求解方法及其与阶跃响应之间的关系：3.掌握线性时不变因果系统冲激响应的特点。第七节卷积1.理解卷积积分的定义和物理意义；2.掌握卷积积分的图解分析法基本方法，理解卷积积分的基本过程；3.掌握卷积积分的基本求解方法，掌握利用系统单位函数响应求解系统零状态响应的方法。第八节卷积的性质1.理解卷积积分的性质；2.掌握利用卷积积分性质计算卷积积分的方法。第九节利用卷积分析通信系统多径失真的消除方法1.了解卷积在解决实际问题中的应用；2.理解消噪逆系统冲激响应的设计思路和方法。第三章傅里叶变换第一节引言了解时傅里叶分析方法产生的历史和意义。第二节周期信号的傅里叶级数分析1.理解周期信号傅里叶级数中各项的物理意义，掌握傅里叶级数的求解方法；2.掌握信号幅度频谱的物理意义，理解信号复数频谱的表示方法：3.理解有限项傅里叶级数的误差问题和吉伯斯现象的物理含义。第三节典型周期信号的傅里叶级数1.掌握典型周期信号的频谱分析方法和频谱分布特点；
2.掌握微分方程时域经典求解的基本步骤和方法。 第四节 起始点的跳变——系统起始时刻的状态转换 1.理解系统初始状态在系统微分方程求解中的物理意义； 2.掌握系统响应求解中边界值的确定方法。 第五节 零输入响应与零状态响应 1.了解系统响应的不同分类方法； 2.理解零输入响应和零状态响应的物理意义； 3.掌握零输入响应和零状态响应的求解方法。 第六节 冲激响应和阶跃响应 1.理解阶跃响应和冲激响应的基本概念和物理意义； 2.掌握系统冲激响应的求解方法及其与阶跃响应之间的关系； 3.掌握线性时不变因果系统冲激响应的特点。 第七节 卷积 1.理解卷积积分的定义和物理意义； 2.掌握卷积积分的图解分析法基本方法，理解卷积积分的基本过程； 3.掌握卷积积分的基本求解方法，掌握利用系统单位函数响应求解系统零状态响应的方法。 第八节 卷积的性质 1.理解卷积积分的性质； 2.掌握利用卷积积分性质计算卷积积分的方法。 第九节 利用卷积分析通信系统多径失真的消除方法 1.了解卷积在解决实际问题中的应用； 2.理解消噪逆系统冲激响应的设计思路和方法。 第三章 傅里叶变换 第一节 引言 了解时傅里叶分析方法产生的历史和意义。 第二节 周期信号的傅里叶级数分析 1.理解周期信号傅里叶级数中各项的物理意义，掌握傅里叶级数的求解方法； 2.掌握信号幅度频谱的物理意义，理解信号复数频谱的表示方法； 3.理解有限项傅里叶级数的误差问题和吉伯斯现象的物理含义。 第三节 典型周期信号的傅里叶级数 1.掌握典型周期信号的频谱分析方法和频谱分布特点；
2.理解周期信号频谱与时域周期脉冲信号的周期、脉宽等参数之间的联系。第四节傅里叶变换1.掌握傅立叶变换及其逆变换的求解公式，了解绝对可积条件；2.理解信号由周期到非周期，频谱由离散到连续变化的对应关系2.理解信号频谱密度函数的物理意义。第五节典型非周期信号的傅里叶变换1.掌握非周期信号的频谱一一傅里叶变换的求解和分析方法；2.了解几种典型非周期信号的频谱函数和频谱图：3.了解某些不满足绝对可积条件信号频谱函数的求解方法。第六节冲激函数和阶跃函数的傅里叶变换1.理解冲激信号模型频谱特点和物理意义：2.理解不满足绝对可积条件的阶跃信号频谱的分析方法和频谱特点；3.掌握冲激信号和阶跃信号频谱的分析求解方法。第七节傅里叶变换的基本性质1.理解并掌握傅里叶变换的性质；2.掌握利用性质求解傅里叶正变换和逆变换的方法。第八节卷积定理1.理解卷积定理的基本内容；2.了解卷积定理在系统响应频谱分析中的应用；3.掌握利用卷积定理分析信号频谱的方法。第九节周期信号的傅里叶变换1.掌握周期信号傅里叶变换的求解方法：2.理解周期信号的傅里叶变换与周期信号傅里叶级数之间的联系：3.掌握周期信号频谱的特点及其与非周期单脉冲信号频谱的关系。第十节抽样信号的傅里叶变换1.理解信号抽样过程及其在实际中的应用，理解理想抽样与实际抽样过程的联系：2.掌握时域抽样信号的频谱特点和分析方法；3.理解频域抽样与时域波形变化之间的关系。第十一节抽样定理1.理解和掌握抽样定理的内容和应用；2.理解时域抽样定理在信号采用率确定过程中的理论指导意义
2.理解周期信号频谱与时域周期脉冲信号的周期、脉宽等参数之间的联系。 第四节 傅里叶变换 1.掌握傅立叶变换及其逆变换的求解公式，了解绝对可积条件； 2.理解信号由周期到非周期，频谱由离散到连续变化的对应关系； 2.理解信号频谱密度函数的物理意义。 第五节 典型非周期信号的傅里叶变换 1.掌握非周期信号的频谱——傅里叶变换的求解和分析方法； 2.了解几种典型非周期信号的频谱函数和频谱图； 3.了解某些不满足绝对可积条件信号频谱函数的求解方法。 第六节 冲激函数和阶跃函数的傅里叶变换 1.理解冲激信号模型频谱特点和物理意义； 2.理解不满足绝对可积条件的阶跃信号频谱的分析方法和频谱特点； 3.掌握冲激信号和阶跃信号频谱的分析求解方法。 第七节 傅里叶变换的基本性质 1.理解并掌握傅里叶变换的性质； 2.掌握利用性质求解傅里叶正变换和逆变换的方法。 第八节 卷积定理 1.理解卷积定理的基本内容； 2.了解卷积定理在系统响应频谱分析中的应用； 3.掌握利用卷积定理分析信号频谱的方法。 第九节 周期信号的傅里叶变换 1.掌握周期信号傅里叶变换的求解方法； 2.理解周期信号的傅里叶变换与周期信号傅里叶级数之间的联系； 3.掌握周期信号频谱的特点及其与非周期单脉冲信号频谱的关系。 第十节 抽样信号的傅里叶变换 1.理解信号抽样过程及其在实际中的应用，理解理想抽样与实际抽样过程的联系； 2.掌握时域抽样信号的频谱特点和分析方法； 3.理解频域抽样与时域波形变化之间的关系。 第十一节 抽样定理 1.理解和掌握抽样定理的内容和应用； 2.理解时域抽样定理在信号采用率确定过程中的理论指导意义
第十二节信号的相关能量谱和功率谱1.理解信号的能量和平均功率的定义以及能量信号和功率信号的定义：2.了解相关函数的定义和求解方法；3.掌握能量信号自相关函数的特点和应用；4.了解能量信号相关和卷积之间的关系：掌握相关定理的内容和应用；5.理解信号能量谱和功率谱的定义和物理意义；6.掌握信号的能谱和功率谱与信号自相关函数之间的关系。第四章拉普拉斯变换、连续时间系统的s域分析第一节引言了解s域方法分析法的特点和解决的根本问题第二节拉普拉斯变换的定义、收敛域1.了解拉普拉斯变换与信号的傅里叶变换之间的联系和区别：2.理解拉普拉斯变换的定义和收敛域：3.掌握单边信号的拉普拉斯变换求解和收敛域的确定。第三节拉普拉斯变换的基本性质1.理解拉普拉斯变换的基本性质：2.掌握利用拉普拉斯变换的性质求解信号拉普拉斯变换的方法；3.了解利用拉普拉斯变换求解微分方程的方法。第四节拉普拉斯逆变换掌握拉普拉斯逆变换的求解方法。第五节用拉普拉斯变换分析法分析电路、S域元件模型1.掌握利用拉普拉斯变换求解微分方程的方法；2.理解s域元件模型和s域电路模型建立过程3.掌握利用s域分析法分析电路模型的方法。第六节系统函数掌握系统函数的定义和确定方法。第七节由系统函数零、极点分布决定时域特性1.理解系统函数零、极点的定义，掌握系统函数零、极点图的绘制方法2.掌握系统函数零、极点分布与时域信号波形收敛性之间的关系：3.掌握系统函数和激励信号极点分布对系统响应的影响。第八节由系统函数零、极点分布决定频响特性
第十二节 信号的相关 能量谱和功率谱 1.理解信号的能量和平均功率的定义以及能量信号和功率信号的定义； 2.了解相关函数的定义和求解方法； 3.掌握能量信号自相关函数的特点和应用； 4.了解能量信号相关和卷积之间的关系；掌握相关定理的内容和应用； 5.理解信号能量谱和功率谱的定义和物理意义； 6.掌握信号的能谱和功率谱与信号自相关函数之间的关系。 第四章 拉普拉斯变换、连续时间系统的 s 域分析 第一节 引言 了解 s 域方法分析法的特点和解决的根本问题。 第二节 拉普拉斯变换的定义、收敛域 1.了解拉普拉斯变换与信号的傅里叶变换之间的联系和区别； 2.理解拉普拉斯变换的定义和收敛域； 3.掌握单边信号的拉普拉斯变换求解和收敛域的确定。 第三节 拉普拉斯变换的基本性质 1.理解拉普拉斯变换的基本性质； 2.掌握利用拉普拉斯变换的性质求解信号拉普拉斯变换的方法； 3.了解利用拉普拉斯变换求解微分方程的方法。 第四节 拉普拉斯逆变换 掌握拉普拉斯逆变换的求解方法。 第五节 用拉普拉斯变换分析法分析电路、s 域元件模型 1.掌握利用拉普拉斯变换求解微分方程的方法； 2.理解 s 域元件模型和 s 域电路模型建立过程； 3.掌握利用 s 域分析法分析电路模型的方法。 第六节 系统函数 掌握系统函数的定义和确定方法。 第七节 由系统函数零、极点分布决定时域特性 1.理解系统函数零、极点的定义，掌握系统函数零、极点图的绘制方法； 2.掌握系统函数零、极点分布与时域信号波形收敛性之间的关系； 3.掌握系统函数和激励信号极点分布对系统响应的影响。 第八节 由系统函数零、极点分布决定频响特性