信号与系统课程教学大纲中英文模板Word文件下载.docx
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2011.6.17
适用专业:
测控技术及仪器、生物医学工程、光电子科学技术、电子科学与技术、信息工程
先修课程:
高等数学,线性代数,复变函数,电路理论
一.课程的性质与目的
主要研究信号和系统的基本概念和基本分析方法,是电子与信息工程、通信工程、控制工程、仪器仪表工程等众多学科的共同理论基础,是电子与信息工程、测控技术及仪器、信号与信息处理、生物医学工程、通信工程等专业的一门重要的技术基础课。
本课程的教学目的与任务:
为学生进一步学习控制理论、信号处理与信息检测理论、通信理论、网络理论等课程内容打下必要的基础;
帮助学生了解信号和系统分析过程中,理论与实际结合的思想方法;
引导学生学会把握理论问题和实际工程应用问题的共性,发现和利用个性;
培养学生利用所学数学知识分析和解决实际工程问题的能力。
二.教学基本要求(要求学生了解、掌握的内容)
使学生了解信号和系统分析的基本思想;
使学生掌握信号在时域、频域及复频域中的描述形式、特征,了解不同信号描述形式间的关系;
使学生掌握线性时不变系统在时域、频域及复频域中的表现形式和基本特点,能建立一般电路和系统的数学模型,能选用适当的方法求解,对解赋予物理解释;
使学生掌握信号通过线性系统后信号的分析方法,信号特征变化的基本规律;
三.教学内容(分章节说明,包括实验、实践内容)
第一章绪论
§
1.1引言
信号与系统的基本概念及其理论体系;
课程性质、任务和要求;
学习意义和方法、参考书目等。
§
1.2信号的分类(能量信号与功率信号**)
1.3信号的基本运算
1.4几种典型连续时间信号(欧拉公式、抽样信号**)
1.5阶跃与冲激信号***(基本概念、物理意义、基本性质与应用)
1.6系统的描述
1.7LTI系统特性与分析方法概述(动态系统线性**)
第二章连续时间系统时域分析
2.1LTI系统的响应
[齐次&
特解]、零输入&
零状态解、暂态&
稳态解的物理实质***
2.2冲激与阶跃响应
2.3卷积积分及其性质
信号的冲激分解、系统线性与利用卷积求系统零状态响应
第三章连续系统的频域分析
3.1信号的正交分解
3.2周期信号的频谱(FS)
傅立叶级数的三种形式、周期信号频谱的物理含义、周期信号频谱的特点
3.3非周期信号的频谱(FT)
FS与FT、FT的物理意义、非周期信号频谱的特点、典型信号的FT、信号的时域特征与频域特征的关系
3.4傅立叶变换的性质
应用FT性质求信号FT、FT性质的物理解释***、FT性质所揭示的信号处理的基本原理***,如信号的调制&
解调、信号微分与积分、信号尺度变换等
3.5周期信号&
抽样信号的傅立叶变换***
周期信号的FS与FT及相互关系、从FT性质看FS性质、连续信号抽样前后的FT、抽样信号频谱的特点、抽样定理、实际采样频率与耐奎斯特采样频率
3.6连续系统的频域分析
系统频率特性的本质、复指数、正弦信号、一般周期信号的响应、正弦稳态响应***、信号(无)失真概念,无失真传输系统的频域和时域特征、信号无失真传输条件、理想(低通)滤波器的频率特性、时域特征、物理可实现系统的频域和时域特征、实际模拟滤波器基本概念。
第四章连续系统的S域分析
4.1拉普拉斯变换
连续信号的复频域分解-拉氏变换(LT),LT的物理意义,LT定义中积分起点的意义,LT与FT的联系和区别;
4.2拉普拉斯变换的性质
4.3逆拉普拉斯变换
4.4连续系统S域分析
系统的复频域模型,系统的初始状态对系统的复频域模型的影响;
基于系统复频域模型的响应求解方法,系统函数及其物理实质.
4.5系统函数的零、极点与系统特性
连续系统的零、极点构成与系统的时域、频域性能***以及稳定性;
常用一、二阶系统的复频域模型及其时域、频域特性分析。
第五章离散时间系统时域分析
5.1离散信号与离散系统
相关内容亦可放在第一章。
重点或难点在于离散信号(特别是离散正弦信号与连续信号的联系与异同***)
5.2离散LTI系统的响应
差分方程特征根、齐次&
特解、零输入&
稳态***
5.3单位样值与阶跃序列响应
5.4卷积和及其性质
第六章离散系统的频域与z域分析
6.1周期序列的傅立叶级数(DFS)
DFS与FS的异同、DFS的指数与三角形式、周期离散信号的频谱特点。
6.2非周期序列的傅立叶变换(DTFT)
由DFS到DTFT、抽样信号的FT与DTFT的比较、模拟频率与数字频率的联系、非周期离散信号的频谱特点
6.3离散系统的频域分析
离散系统的频率响应、基于离散系统频域模型的(稳态)响应求解;
数字滤波器原理***,数字滤波器与模拟滤波器的比较。
6.4z变换
z变换、z变换与DTFT,z变换的收敛域,z变换与拉氏变换,z平面与s平面之间的映射关系;
6.5z变换的性质
6.6逆z变换
6.7离散系统z域分析
离散系统的z域模型及其物理意义;
基于离散系统z域模型的响应求解方法,z域分析方法的物理实质;
离散系统的系统函数及其物理实质。
6.8离散系统函数的零、极点与系统特性
离散系统的零、极点构成与系统时域、频域性能***以及稳定性。
四.学时分配
教学内容
授课
上机
实验
实践
实践(周)
第一章绪论
5
第二章连续系统的时域分析
10
4
8
第五章离散系统的时域分析
第六章离散系统的频域与z域分析
总计:
40
五.评价与考核方式(多种考核方式需注明所占比例)
期末理论考核80%、平时(出勤、作业等)10%、实验10%
六.教材与主要参考资料(分条目列出,需注明名称、主编或译者、出版社、出版时间)
1.信号与系统(郑君理等著,高等教育出版社,第二版2000.05)
2.信号与线性系统分析(吴大正等,高等教育出版社,第四版,2005.08)
3.信号与系统(曾禹村等著,北京理工大学出版社,第三版,2010.03)
TUSyllabusforSignalsandSystems
Code:
Title:
SignalsandSystems
SemesterHours:
Credits:
SemesterHourStructure
Lecture:
40ComputerLab:
0Experiment:
8Practice:
0
Practice(Week):
Offeredby:
SchoolofPrecisionInstrumentandOptoelectronicsEngineering
Date:
17thJune,2011
for:
PrecisionInstrumentEngineering,BiomedicalEngineeringandScientificInstrument,Opto-electronicsScienceTechnologies,Opto-electronicsInformationEngineering
Prerequisite:
HigherMathematics,LinearAlgebra,ConciseComplexAnalysis,CircuitTheory
1.Objective
Havestudentsunderstandthebasicmethodtoanalyzesignals&
systems;
Havestudentsmasterthesignaldescriptionsintimedomain,frequencydomainandcomplexfrequencydomain,understandthemeaningofdifferentdescriptions;
HavestudentsmastertheLTIsystemdescriptionintimedomain,frequencydomainandcomplexfrequencydomain,beabletoestablishthemodelforacircuitsystemorotherLTIsystem,beabletofigureoutthesystemrespondsandexplainthemproperly;
HavestudentsunderstandthedifferencesbetweentheinputsignalsandtheoutputsignalofaLTIsystem.
2.CourseDescription
Itpresentsthefundamentalsofsignalandsystemanalysis.Topicsincludediscrete-timeandcontinuous-timesignals,Fourierseriesandtransforms,LaplaceandZtransforms,andanalysisoflinear,time-invariantsystems.Applicationsaredrawnbroadlyfromengineeringandphysics.Itisafundamentalstartingpointinthefieldofengineering,andservesasthebasicmaterialthatotheradvancedcoursesintheengineeringsubjectareaarebased.
3.Topics
Chapter1Introduction
1.1SignalandSystemBasics
1.2SignalClassification
1.3BasicOperationsonSignals
1.4TypicalContinuousSignals
1.5StepSignal&
Impulsesignal
1.6DescriptionofSystems
1.7PreviewonAnalysisMethodofLTISystems
Chapter2TimeDomainAnalysisofContinuousSystems
2.1RespondsofaLTIsystem
2.2Impulseresponseandstepresponse
2.3Convolutionintegral
Chapter3
FrequencyDomainAnalysisofContinuousSystems
3.1Signalorthogonaldecomposition
3.2FrequencyRepresentationofperiodicsignals(FS)
3.3FrequencyRepresentationofaperiodicsignals(FT)
3.4propertiesoffouriertransform
3.5fouriertransformonaperiodicsignalandadiscretesignal
3.6FrequencyRepresentationofcontinuousSystems
Chapter4SDomainAnalysisofContinuousSystems
4.1LaplaceTransform
4.2PropertiesofLaplaceTransform
4.3InversionofLaplaceTransform
4.4TransferFunctionofContinuousSystems
4.5DeterminingSystemPropertiesfromPolesandZeroes
Chapter5TimeDomainAnalysisofDiscrete-timeSystems
5.1Discrete-timeSignalsandSystems
5.2RespondsofDiscrete-timeSystem
5.3ImpulseRespondsandStepSequence
5.4ConvolutionSum
Chapter6FrequencyDomainandZDomainAnalysisofDiscreteSystems
6.1FrequencyRepresentationofperiodicdiscretesignals(DFS)
6.2FrequencyRepresentationofaperiodicdiscretesignals(DTFT)
6.3FrequencyRepresentationofDiscreteSystems
6.4TheZ-Transform
6.5PropertiesofZ-Transform
6.6InversionofZ-Transform
6.7TransferFunctionofDiscreteSystems
6.8DeterminingSystemPropertiesfromPolesandZeroes
4.SemesterHourStructure
Topics
Lecture
ComputerLab.
Experiment
Practice
Practice(Week)
Chapter1Introduction
Chapter3FrequencyDomainAnalysisofContinuousSystems
4
Chapter5TimeDomainAnalysisofDiscrete-timeSystems
Sum:
5.Grading
TerminalTheoryExamination80%,CheckatOrdinaryTimes10%,Experiment10%
6.Text-Book&
AdditionalReadings
1.SignalsandSystems(ZhengJunlietal.,HigherEducationPress,SecondEdition,May2000)
2.SignalsandLinearSystemsAnalysis(WuDazhengetal.,HigherEducationPress,FourthEdition,Aug.2005)
3.SignalsandSystems(ZhengYuchunetal.,BeijingInstituteofTechnologyPree,ThirdEdition,Mar.2010)
- 配套讲稿:
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- 特殊限制:
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- 关 键 词:
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