《信号与系统》课程教学大纲英文名称：Signal and System课程号：13202002一、课程基本情况1.学分：3.52. 学时：56（其中：理论学时：56 实验学时：0 上机学时：0 ）3. 课程类别：大类平台必修课4. 适用专业：电子信息类5. 先修课程：高等数学6. 后续课程：数字信号处理、通信原理等7. 开课单位：通信工程二、课程介绍《信号与系统》是与通信工程、电子信息工程等专业有关的一门基础学科。
它的主要任务是：1.在时间域及频率域下研究时间函数f(t)及离散序列x(n)的各种表示方式；2.在时间域及频率域下研究系统特性的各种描述方式；3.在时间域及频率域下研究激励信号通过系统时所获得的响应。
信号与系统课程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，对所得结果给以物理解释、赋予物理意义。
课程的主要内容包括连续系统的时域分析、傅里叶变换、拉普拉斯变换、连续时间系统的s域分析、离散时间系统的时域分析、Z变换、离散时间系统的Z域分析等。
要求学生掌握基本概念和基本分析方法。
学习本课程使学生掌握信号与系统的基本理论和基本分析方法，培养学生灵活运用理论知识分析和解决实际问题的能力。
三、课程的主要内容及基本要求第一章信号与系统概述（共10学时）（一）教学内容：第一节信号与系统概述知识要点：信号与系统分析的研究内容与方法，信号与系统理论的应用，信号的定义。
第二节信号的描述和分类知识要点：信号的描述，信号的分类。
第三节典型基本连续信号知识要点：正弦信号，指数信号，复指数信号，抽样信号，单位阶跃信号，单位冲激信号。
第四节信号的基本运算知识要点：信号的微分、积分运算；移位运算，反褶运算，尺度变换运算，以及组合。
第五节冲激信号及其性质知识要点：冲激信号及其性质，相关计算题。
第六节冲激偶信号及其性质知识要点：冲激偶信号及其性质，相关计算题。
可以作为选讲部分。
第七节信号的分解知识要点：信号的直流与交流分解，信号的偶、奇分解，信号的实部与虚部分解，信号的脉冲分量分解，信号的正交函数分解。
第八节系统的描述和分类知识要点：系统的描述，系统的分类，系统的联结。
第九节线性时不变系统知识要点：连续时间线性时不变系统，离散时间线性时不变系统。
教学重点：信号的分类、典型基本连续信号、冲激信号及其性质、系统的描述，系统的分类。
教学难点：建立信号的概念、建立系统的概念、信号的周期、能量等运算。
（二）教学基本要求：1．基本知识、基本理论：信号与系统概念，信号与系统的分类，线性时不变系统的特点及分析方法；周期和非周期信号、能量信号和功率信号；基本连续信号的表达方式及其波形；冲激信号及其性质；冲激偶信号及其性质；信号波形相加、相乘、求导、积分的运算；信号波形平移、反转、压缩、扩展的变换；任意连续信号的冲激函数表示；信号的分解；系统的分类，系统的性质；线性时不变系统的性质。
2．能力、技能培养：理解信号的概念，了解不同类型信号的时域表现形式，掌握不同类型信号及系统的识别方法；熟练掌握信号周期的求解方法；掌握典型信号及性质，能够做到给出信号表达式会画信号波形图，给出信号波形图能写出信号表达式；能够用阶跃信号表示分段函数；掌握与冲激信号、冲激偶信号相关的乘积、微分、积分等运算。
掌握对多个信号进行相加、相乘，对于不同频率的正弦信号要注意相加、相乘之后的规律；掌握对信号波形进行平移、反转、压缩、扩展的变换；了解系统的概念，了解系统的分类，了解系统的性质；掌握系统的稳定性、因果性、线性时不变性等；掌握线性时不变系统的积分、微分、频率保持、分解等性质。
（三）实践与练习根据学生学习情况，针对不同层次的学生留作业，作业可以是书后习题，可以由任课教师自选。
（四）考核要求理解信号与系统的概念及分类，掌握线性时不变系统的特点及分析方法；会判断周期和非周期信号、能量和功率信号，计算信号的功率；会判断是信号否为周期信号，会计算周期信号的周期，会计算能量信号的能量，功率信号的功率；掌握基本连续信号的表达方式及其图形；掌握冲激信号及其性质；了解冲激偶信号及其性质；掌握对信号波形相加、相乘、求导、积分的运算；掌握对信号波形进行平移、反转、压缩、扩展的变换；掌握任意连续信号的冲激函数表示；了解信号的分解；理解系统的概念，系统的分类，系统的性质；会判断系统的线性与非线性、时变与时不变、因果与非因果；掌握系统的分解性质，掌握零输入响应是初始条件的线性函数、零状态响应是输入信号的线性函数。
第二章连续时间系统时域分析（共8学时）（一）教学内容：第一节微分方程的建立知识要点：系统模型（微分方程）的建立。
第二节齐次解、特解的解法知识要点：微分方程的经典解法；齐次解和特解；自由响应与强迫响应、瞬态响应与稳态响应。
第三节零输入、零状态响应知识要点：计算零输入响应、零状态响应的方法；零输入响应、零状态响应的含义。
第四节冲激、阶跃响应知识要点：冲激、阶跃响应的计算方法；冲激、阶跃响应的的含义。
第五节卷积知识要点：卷积积分的计算，卷积积分的物理意义。
第六节卷积及其性质知识要点：卷积及其性质，利用卷积及其性质进行卷积运算。
教学重点：系统响应的两种分解、四种响应之间的关系；卷积运算。
零输入响应、零状态响应、冲激响应、阶跃响应的含义；卷积积分的物理意义。
教学难点：各类响应的含义及运算；卷积的含义及卷积运算。
（二）教学基本要求：1．基本知识、基本理论：了解系统模型（微分方程）的建立；了解微分方程的经典解法；掌握计算微分方程的齐次解和特解；了解齐次解与特解、自由响应与强迫响应、瞬态响应与稳态响应之间的关系；掌握初始条件和起始条件的含义；掌握分析系统的自由响应、强迫响应、零输入响应、零状态响应；掌握计算自由响应、强迫响应、零输入响应、零状态响应的方法；掌握冲激响应和阶跃响应的含义，会计算冲激响应和阶跃响应；掌握卷积积分的图解法；理解卷积积分的物理意义；掌握卷积积分的解析法；掌握利用卷积的性质计算卷积。
2．能力、技能培养：了解信号与系统时域分析方法的精髓，掌握单位阶跃信号、单位冲激信号的使用方法，熟练掌握时域求解系统响应的各种方法。
（三）实践与练习根据学生学习情况，针对不同层次的学生留作业，作业可以是书后习题，可以由任课教师自选。
（四）考核要求了解系统模型（微分方程）的建立；掌握微分方程的经典解法；掌握计算微分方程的齐次解和特解；了解齐次解与特解、自由响应与强迫响应、瞬态响应与稳态响应之间的关系；掌握初始条件和起始条件的含义；掌握分析系统的自由响应、强迫响应、零输入响应、零状态响应；掌握计算自由响应、强迫响应、零输入响应、零状态响应的方法；掌握冲激响应和阶跃响应的含义，会计算冲激响应和阶跃响应；掌握卷积积分的图解法；理解卷积积分的物理意义；掌握卷积积分的解析法；掌握利用卷积的性质计算卷积。
第三章连续信号傅里叶分析（共12学时）（一）教学内容：第一节周期信号的傅里叶级数知识要点：三角形式和指数形式傅里叶级数，周期信号傅里叶级数、频谱。
第二节傅里叶变换定义知识要点：傅里叶变换定义，典型非周期信号的傅里叶变换，傅里叶变换性质。
第三节周期信号的傅里叶变换知识要点：周期信号的傅里叶变换定义，典型周期信号的傅里叶级数频谱及傅里叶变换频谱。
第四节抽样信号的傅里叶变换知识要点：信号的抽样，抽样信号的傅里叶变换。
第五节抽样定理知识要点：时域抽样定理，频域抽样定理。
第六节系统的频域分析知识要点：系统函数，信号通过LTI系统响应的频域分析，无失真传输系统，理想滤波器。
教学重点：周期信号的傅里叶级数分析，非周期信号的傅里叶变换分析，周期信号与非周期信号的频谱及其特点，连续时间LTI系统的频域分析方法。
教学难点：对傅里叶级数分析、傅里叶变换分析、抽样定理物理意义的理解，离散性、周期性与信号频谱的关系。
（二）教学基本要求：1．基本知识、基本理论：了解教学内容的体系结构，理解傅里叶级数分析、傅里叶变换分析的应用环境及其物理意义，掌握傅里叶级数分析、傅里叶变换分析的基本方法，熟练掌握系统的频响特性分析方法；深刻理解频域的概念；掌握周期信号的三角型傅里叶级数的分解；理解周期信号频谱概念；了解周期信号的吉布斯现象，了解信号的有效带宽；掌握傅里叶变换的概念、性质；掌握典型连续非周期信号的傅里叶变换、反变换求解方法；能够绘制非周期信号的频谱图；熟练掌握傅里叶变换的性质；理解周期信号的傅里叶变换；掌握抽样定理；了解无失真传输和理想低通滤波器的原理。
2．能力、技能培养：了解信号与系统频域分析方法的精髓，掌握周期信号傅里叶级数的频谱特性、非周期信号傅里叶变换的频谱特性、周期信号傅里叶变换的频谱特性，熟练掌握各种类型信号经过系统时的响应特点及频响特性分析方法、会熟练运用抽样定理。
（三）实践与练习根据学生学习情况，针对不同层次的学生留作业，作业可以是书后习题，可以由任课教师自选。
（四）考核要求深刻理解频域的概念；掌握周期信号的三角型傅里叶级数的分解；掌握三角型和指数型傅里叶级数，以及他们之间的关系；理解周期信号频谱概念；会画周期信号的单边和双边频谱，了解周期信号的频谱特性；了解周期信号的吉布斯现象，了解信号的有效带宽；掌握傅里叶变换的概念、性质；掌握典型连续非周期信号的傅里叶变换、反变换求解方法；能够绘制非周期信号的频谱图；熟练掌握傅里叶变换的性质；熟练掌握傅里叶变换性质应用；理解周期信号的傅里叶变换；理解抽样信号的傅立叶变换，掌握抽样定理；了解无失真传输和理想低通滤波器的原理。
第四章拉普拉斯变换（共8学时）（一）教学内容：第一节拉普拉斯变换定义知识要点：拉普拉斯变换和单边拉普拉斯变换的定义，拉普拉斯变换物理意义。
第二节拉普拉斯变换收敛域知识要点：拉普拉斯变换的收敛域、以及收敛域的相关说明。
第三节典型信号的拉氏变换知识要点：典型信号的拉氏变换表达方式及收敛域。
第四节拉氏变换的性质知识要点：拉普拉斯变换各个性质。
第五节拉氏变换的反变换知识要点：求解拉氏变换的反变换的方法。
第六节拉氏变换求解微分方程知识要点：用拉氏变换求解微分方程。
第七节拉氏变换求解电路知识要点：拉氏变换的电路模型，分析电路。
第八节系统函数与系统特性知识要点：系统函数，系统特性，系统函数与系统特性的关系。
教学重点：拉普拉斯正变换及逆变换的方法，拉普拉斯变换的主要性质，系统响应的复频域分析方法，系统函数与系统特性的关系。
教学难点：对拉普拉斯变换主要性质物理含义的理解，电路的复频域模型及系统响应的复频域分析方法。
（二）教学基本要求：1．基本知识、基本理论：掌握单边拉普拉斯变换的定义；了解拉普拉斯变换的物理意义；理解拉普拉斯变换与傅里叶变换之间的关系；了解拉普拉斯变换的收敛域；掌握典型信号的拉普拉斯变换结果；掌握拉普拉斯变换的线性性质；掌握拉普拉斯变换的时移、频移性质；掌握拉普拉斯变换的微分、积分性质；掌握拉普拉斯变换的卷积性质等；掌握拉普拉斯反变换的定义；掌握拉普拉斯反变换的部分分式展开法；掌握拉普拉斯反变换的留数定理法；掌握拉普拉斯反变换的多项式相除法；了解用拉普拉斯变换方法求解动态电路；了解电路元件（电阻、电感、电容）的复频域模型；了解电路定律的复频域形式；会用拉普拉斯变换方法进行电路分析；理解系统的复频域分析方法。