第一篇：《信號與系統》教學大綱

信號與系統

Signal And System

第一章 信號分析基礎

隨著近代科學技術的進步與發展，特別是高集成度與高速數字技術的飛躍發展，信息高速公路的建設，新材料、新工藝和新器件的不斷出現，使各技術學科領域和現代化工業的面貌發生了深刻和巨大的變化，當今科技革命的特征是以信息技術為核心，促使社會進入信息時代，使信號與系統日益復雜，也促進了信號與系統理論研究的發展。

1．信號的分析基本概念

1.1 信號的定義與分類

講解：信號及其描述，信號的分類

1.2 基本的連續時間信號和離散時間信號

介紹： 單位階躍信號和單位沖激信號，正弦型信號與正弦型序列，指數型信號與指數型序列

1.3 信號的基本運算與波形變換

講解： 信號的基本運算，自變量變換導致的信號變換，信號的分解

建議教學計劃課時數

信號的定義與分類（1學時）

基本的連續時間信號和離散時間信號（1學時）

信號的基本運算與波形變換（2學時）

第二章 系統的分析基礎

系統理論主要研究兩類問題：分析與綜合。系統分析是對給定的某具體系統，求出它對于給定激勵的響應；系統綜合則是在給定輸入（激勵）的條件下，為獲得預期的輸出（響應）去設計具體的系統。

2.1 系統的數學模型及其分類

講解： 系統的概念，系統模型，系統的基本聯接方式，系統的分類，2.2系統模擬與相似系統

講解：相似系統，系統模擬

2.3線性時不變系統分析方法概述

建議教學計劃課時數

系統的數學模型及其分類（2學時）

系統模擬與相似系統（2學時）

線性時不變系統分析方法概述（1學時）

第三章 線性時不變連續系統的時域分析

要分析任何一個物理系統，首先要建立該系統的模型。系統模型就是系統基本特性的數學抽象，它以數學表示式或具有理想特性的符號組合成圖行來表征系統的特性。然后用數學方法求出它的答案，并可對所得結果進行物理解釋。線性時不變(LTI Linear time-invariant)連續系統的時域分析，就是根據描述線性時不變連續系統的微分方程數學模型，研究該微分方程時域求解方法，以分析以系統激勵x(t)輸入與響應y(t)輸出信號在時間域上的關系及特性。本章主要介紹三種方法：一個n階常系數線性常微分方程的經典求解方法，即分析線性時不變連續系統的固有響應、強迫響應方法；線性時不變連續系統的零輸入響應、零狀態響應方法；及卷積方法求解系統零狀態響應。本章的難點是卷積積分。3.1 線性時不變連續系統的描述及其響應

講解： 線性時不變連續系統的描述，微分方程的經典解，零輸入響應與零狀態響應

3.2 沖激響應和階躍響應

講解： 初始狀態等效為信號源，沖激響應，階躍響應

3.3 卷積積分

講解：卷積積分，卷積的圖解，卷積運算的規則，卷積方法計算系統零狀態響應

建議教學計劃課時數

線性時不變連續系統的描述及其響應（3學時）

沖激響應和階躍響應（2學時）

卷積積分（3學時）

第四章 線性位移不變離散系統的時域分析

隨著大規模集成電路、計算機的迅速發展，過去用模擬系統（連續系統）實現的許多功能，目前已能用數字系統（離散系統）來實現。數字技術已滲透到科學技術的各個領域，并日益顯出它的重要作用。

離散系統處理的是離散信號，即系統的激勵與響應都是離散時間信號，它可以是象數字計算機或各種數字的輸入、輸出信號，也可以是某些連續時間信號的抽樣函數構成的序列。

線性位移不變離散系統對輸入、輸出信號具有線性和位移不變性。線性性是指若m個激勵的疊加輸入，那么，響應等于m個激勵分別通過系統的響應的疊加；位移不變性是指若激勵延遲m個單位，那么，響應也延遲m個單位，這種性質也稱為激勵與響應之間的平移不變性。

一個線性位移不變離散系統可用一個n階常系數差分方程描述，差分方程與微分方程的求解方法在很大程度上是相互對應的。線性位移不變離散系統的時域分析，就是根據描述線性位移不變離散系統的差分方程數學模型，研究該差分方程時域求解方法，以分析以系統激勵x[k]輸入與響應y[k]輸出信號在時間域上的關系及特性。本章主要介紹三種方法：一個n階常系數線性差分方程的經典求解方法；線性位移不變離散系統的零輸入、零狀態響應方法；及卷積和方法求解系統零狀態響應。4.1 線性位移不變離散系統的描述及其響應

講解： 線性位移不變離散系統的描述，差分方程的經典解，零輸入響應和零狀態響應 4.2 單位序列和單位響應

講解： 單位序列和單位階躍序列，單位響應 4.3 序列卷積和

講解： 卷積和，序列卷積和計算方法，卷積和方法計算系統零狀態響應 建議教學計劃課時數

線性位移不變離散系統的描述及其響應（3學時）單位序列和單位響應（2學時）序列卷積和（3學時）

第五章 連續時間信號與系統的頻域分析

在本章中，著重介紹信號的頻譜分析和傅氏級數的理論基礎及應用。首先，從周期信號出發，給出三角型和指數型的傅氏級數，接著介紹傅里葉譜、單邊譜和雙邊譜，并利用正交信號空間的概念給出一般意義的信號表示法，然后介紹傅氏變換及其許多的重要性質和定理（如調制定理、卷積定理），對各種信號的頻譜分析和信號的無失真傳輸等。這些內容將多次地應用到后期課程和各種通信技術中。

通過本章的學習，應牢固建立如下概念：信號等效于一個頻譜密度函數，系統等效于一個頻率響應，系統對信號起頻譜變換作用。本章的難點是傅氏變換及其許多的重要性質和定理的應用。

5.1 信號分解為正交函數

講解： 正交函數集，信號正交分解

5.2 周期信號的傅里葉級數

講解：周期信號的分解，奇、偶函數的傅里葉系數，傅里葉級數的指數形式

5.3 周期信號的頻譜

講解：周期信號的頻譜特點，周期矩形脈沖的頻譜，周期信號的功率

5.4 非周期信號的頻譜密度

介紹：常用函數的傅里葉變換：單位沖激信號、單位直流信號、單位階躍信號、符號函數、虛指數函數、周期信號、高斯函數等的傅氏變換

5.5 傅里葉變換的性質

講解： 線性性、奇偶性、正反變換的對稱性、尺度變換、時移特性、頻移特性、卷積定理、時域微分和積分、頻域微分和積分、能量譜和功率譜等

5.6傅里葉反變換

講解：利用傅里葉變換的對稱性、部分分式展開、利用變換性質及常見信號的變換進行傅里葉反變換的方法

5.7 線性非時變系統的頻域分析

講解：頻率響應，信號的無失真傳輸，理想低通濾波器的響應

建議教學計劃課時數

信號分解為正交函數（2學時）

周期信號的傅里葉級數（1學時）

周期信號的頻譜（1學時）

非周期信號的頻譜密度（3學時）

傅里葉變換的性質（3學時）

傅里葉反變換（2學時）

線性非時變系統的頻域分析（3學時）

第六章 離散傅里葉級數、離散時間傅里葉變換與DFT 數字信號處理的重要任務之一是離散信號和系統的分析。離散系統的激勵與響應都是離散時間的，它們是離散時間變量的函數，或稱之為序列。這里所說的離散信號，可以是象數字計算機或各種數字的輸入、輸出信號，也可以是某些連續時間信號的抽樣函數（或序列）。因此，本章我們從信號抽樣及抽樣定理入手，主要討論離散信號的頻譜分析的基本方法。首先討論周期信號的離散時間傅里葉級數表示，非周期信號的離散時間傅里葉變換，并介紹離散傅里葉變換(DFT)的定義、性質與應用。

6.1 信號抽樣及抽樣定理

講解：信號抽樣，抽樣定理

6.2周期離散時間信號的離散傅里

葉級數表達及系統響應

講解： 周期序列的離散傅里葉級數表達，線性位移不變離散時間系統對周期序列的響應，6．3 非周期離散時間信號的離散傅里

葉變換表達及系統響應

講解：非周期序列的離散傅里葉變換表達，離散傅里葉級數與離散時間傅里葉變換的關系，線性位移不變離散時間系統對非周期序列的響應

6.4 離散傅里葉變換（DFT）

講解： DFT的定義，DFT的基本性質，DFT的一些基本應用

建議教學計劃課時數

信號抽樣及抽樣定理（2學時）

周期離散時間信號的離散傅里葉級數表達及系統響應（3學時）非周期離散時間信號的離散傅里葉變換表達及系統響應（3學時）離散傅里葉變換（DFT）（3學時）

第七章 拉普拉斯變換與復頻域分析

線性時不變系統的分析基礎是把輸入信號用基本信號單元的線性組合來示，然后根據系統對基本信號的單元的響應，再利用系統的線性與時不變性求得整個系統的輸出響應。在連續時間傅里葉變換分析中，是以虛指數 ej?t作為基本信號單元。由于 ej?t是連續時間LTI系統的特征函數，從而簡化了對系統的響應的求解。這種以傅里葉變換為基礎的頻域分析法通常要求信號 信號，如周期信號、階躍信號、單邊指數信號 傅里葉變換。

f?t?滿足絕對可積條件。然而有些重要的eatu?t??a?0?等，不滿足絕對可積條件，不能直接進行從本章開始將要討論的復頻域分析法，是將用一般的復指數函數或序列討論傅里葉變換的一般化問題，并建立信號與系統的復頻域表示法。連續傅里葉變換的一般化是雙拉普拉斯變換，簡稱為拉氏變換；而離散時間傅里葉變換的一般化即為雙邊Z變換，簡稱為Z變換。Z變換在將本書第七章介紹，本章僅討論拉氏變換，記為LT。拉氏變換是以復指數函數

est（s???j?，為復變量，稱為復頻率）為基本信號對任意輸入信號進行分解，系統的響應也是同頻率的復指數信號，其輸入和輸出之間由系統函數

H?s?相聯系。所涉及的是拉氏變換和其反變換問題。本章首先從傅里葉變換導出拉氏變換，對拉氏變換給出一定的物理解釋；然后討論拉氏變換和反變換以及拉氏變換的一些基本性質，并以此為基礎，著重討論線性系統的拉氏變換分析法；應用系統的函數及其零極點來分析系統的時域特性、頻域特性。7.1 拉普拉斯變換

講解：拉普拉斯變換的定義，拉普拉斯變換的收斂域 7.2 拉普拉斯變換的性質

講解：線性性質、時移（延時）特性、尺度變換、復頻移（s域平移）特性、時域微分、時域積分、s域微分、s域積分、初值定理、終值定理、卷積定理等 7.3 拉普拉斯逆變換

講解：查表法逆變換、部分分式展開法、圍線積分法等 7.4 復頻域分析

講解： 微分方程的變換解、網絡元件的s域模型、系統函數、連續系統的穩定性分析、系統復頻域綜合方法

建議教學計劃課時數

拉普拉斯變換的定義（2學時）拉普拉斯變換的性質（3學時）拉普拉斯逆變換（3學時）

復頻域分析、連續系統的穩定性分析、系統復頻域綜合方法（6學時）

第八章 變換與z域分析

描述線性非時變離散系統的一種形式是常系數線性差分方程，線性離散時間系統也可用類似于分析線性連續時間系統所采用的變換法進行分析，在離散時間系統分析中，Z變換的地位和作用類似于連續系統中的拉普拉斯變換，利用Z變換把差分方程變換為代數方程，從而使離散系統分析較為簡便。

描述線性非時變離散系統的另一種形式是系統函數，通過研究系統函數分析系統穩定性更為有利。因此，作為學習基礎，本章主要介紹Z變換的基本理論和分析方法、差分方程的變換解方法、以及系統函數和系統穩定性分析。8.1 Z變換的定義

講解： 從拉普拉斯變換到Z變換，Z變換與傅里葉變換、拉普拉斯變換之間的關系，Z變換的收斂域 8.2 Z變換的性質

講解：線性性質，移位特性，序列乘a k（z域尺度變換），卷積定理，序列乘k（z域微分），序列除以k+m（z域積分），部分和的Z變換，初值定理和終值定理等 8.3 逆Z變換及計算方法

講解： 圍線積分法，冪級數展開法，部分分式展開法 8.4 Z 域分析

講解： 差分方程的變換解，系統函數，離散系統的穩定性分析，系統復頻域綜合方法 建議教學計劃課時數 Z變換的定義（2學時）Z變換的性質（3學時）逆Z變換及計算方法（2學時）

Z 域分析，離散系統的穩定性分析，系統復頻域綜合方法（5學時）

第九章 系統的狀態變量分析法

9．1 系統的狀態方程的描述

講解：系統的狀態方程的建立方法，電路網絡方法，微分、差分方程轉換方法 9．2 線性時不變連續系統的狀態變量分析方法

講解：線性時不變連續系統的狀態變量時域分析，線性時不變連續系統的狀態變量變換域分析 9．3 線性位移不變離散系統的狀態變量分析

講解：線性位移不變離散系統的狀態變量時域分析，線性位移不變離散系統的狀態變量變換域分析 建議教學計劃課時數

系統的狀態方程的建立方法，電路網絡方法，微分、差分方程轉換方法（3學時）

線性時不變連續系統的狀態變量時域分析，線性時不變連續系統的狀態變量變換域分析（3學時）線性位移不變離散系統的狀態變量時域分析，線性位移不變離散系統的狀態變量變換域分析（2學時）建議課堂教學計劃課時數80-85學時，實驗教學計劃課時數6-10學時

第二篇：《信號與系統》教學大綱

《信號與系統》教學大綱

一、課程基本信息

課程名稱：信號與系統（Signals and Systems）課程類別：專業基礎課 課程學分：3 課程學時：40

二、課程目的及要求

通過本課程的教學，使學生了解信息、信號與系統的基本概念，掌握信號分析、系統分析基本理論和基本方法，并能用這些理論和方法分析信息系統中的各種實際問題，設計一些適合要求的信號與信息系統，提高學生分析、解決電子信息領域中諸如管理與維護、開發與設計等問題的能力，培養學生思考問題的邏輯性、靈活性與廣闊性，同時也為后續專業課打下堅實的理論基礎。

學生學習本課程之前，應先修高等數學、電路理論、電子技術等課程，應能熟練運用解析幾何、線性代數、微積分、級數、復變函數等數學基本知識。學習本課程時，應深刻理解和牢記信息、信號及系統分析的基本概念，定理和性質，牢固地掌握信號分析、系統分析的各種基本方法。

1．深刻理解信號的描述方法，各種信號的定義，掌握信號在時域內的各種運算、變換方法，能熟練地直接計算信號的卷積。

2．深刻理解傅立葉變換、拉氏變換、Z變換的概念及物理意義，牢記典型信號的傅立葉變換、拉氏變換、Z變換。牢記傅立葉變換、拉氏變換、Z變換的性質，掌握部分分式展開法，能熟練地計算傅立葉正反變換、拉氏正反變換和Z正反變換。

3．了解系統的概念和類型，掌握系統性質及確定方法，掌握系統響應的時域和變換域計算方法，理解和判別系統的物理可實現性與穩定性，能熟練作出系統的框圖。

三、教學內容 緒論

介紹課程的性質與特點,課程的主要內容,課程的目的及要求,課程的主要參考書,信息、信號與系統的基本概念。

第1章

信號與系統 本章介紹信號的表示及常用的典型信號，如指數、正弦、單位階躍和單位沖激信號；信號獨立變量的某些變換(如時移和尺度變換等)，系統的基本性質。重點是信號的描述，系統的基本性質，單位階躍和單位沖激信號的定義及特點。

1.0 引言

1.1 連續和離散時間信號 1.2 自變量的變換 1.3 指數與正弦信號

1.4 單位沖激與單位階躍信號 1.5 連續與離散時間系統 1.6基本系統性質 第2章 線性時不變系統

本章講述離散線性時不變系統的卷積和定義及計算，連續線性時不變系統的卷積積分定義及計算；講述沖激響應概念；介紹線性時不變系統的性質和系統的微分、差分方程表示。重點是離散線性時不變系統的卷積和定義及計算，連續線性時不變系統的卷積積分定義及計算。

2.0 引言

2.1 離散時間LTI系統：卷積和 2.2連續時間LTI系統：卷積積分 2.3 LTI系統的性質

2.4 用微分和差分方程描述的因果LTI系統 2.5 奇異函數

第3章

周期信號的傅立葉級數表示

本章介紹周期信號傅立葉級數及其性質，LTI系統對復指數信號的響應，輸入周期信號時系統的響應，介紹了頻率選擇性濾波的概念。重點是周期信號傅立葉級數表示及其性質。

3.0 引言 3.1 歷史回顧

3.2 LTI系統對復指數信號的響應 3.3 連續時間周期信號的傅立葉級數表示 3.4傅立葉級數的收斂 3.5 傅立葉級數的性質

3.6離散時間周期信號傅立葉級數表示 3.7 離散時間周期信號的傅立葉級數性質 3.8傅立葉級數與LTI系統 3.9 濾波

第4章

連續時間傅立葉變換

本章討論連續時間傅立葉變換及其性質，傅立葉變換與傅立葉級數的關系，典型信號的傅立葉變換，以及從頻域來表征和分析LTI系統。重點是傅立葉變換及其性質，典型信號的傅立葉變換。

4.0 引言

4.1 連續時間傅里葉變換 4.2 周期信號的傅里葉變換 4.3 傅里葉變換的性質 4.4卷積性質 4.5乘積性質

4.6由線性常系數方程表征的系統 第5章

拉普拉斯變換

本章介紹拉普拉斯變換變換定義，與傅立葉變換的關系，拉普拉斯變換收斂域，LT性質，利用部分分式展開法計算反變換，利用LT變換分析與表征LTI系統的系統函數及應用，以及系統的級聯型、并聯型和直接型方框圖表示的構成等。重點是LT變換定義及其性質，LT反變換的計算，LT變換分析與表征LTI系統，及系統方框圖表示。

5.0 引言

5.1拉普拉斯變換 5.2拉普拉斯變換收斂域

5.3拉普拉斯變換性質

5.4 由零極點圖對FT進行幾何求值 5.5 拉普拉斯反變換

5.6 用拉普拉斯變換分析和表征LTI系統 5.7系統函數的代數屬性與方框圖表示 第6章

離散時間傅立葉變換

本章討論離散時間傅立葉變換及其性質，典型信號的傅立葉變換，以及從頻域來表征和分析DLTI系統。重點是離散時間傅立葉變換及其性質，典型離散時間信號的傅立葉變換。

6.0 引言

6.1 離散時間傅里葉變換 6.2 傅里葉變換的性質 6.3卷積及乘積性質

6.4由線性常系數差分方程表征的系統 第7章Z變換

本章介紹Z變換定義，與傅立葉變換的關系，Z變換收斂域，Z變換性質，利用部分分式展開法計算反變換，利用Z變換分析與表征LTI系統的系統函數及應用，以及系統的級聯型、并聯型和直接型方框圖表示的構成等。重點是Z變換定義及其性質，Z反變換的計算，Z變換分析與表征LTI系統，及系統方框圖表示。

7.0 引言

7.1 Z變換

7.2 Z變換的收斂域

7.3 Z變換性質

7.4由零極點圖對FT進行幾何求值 7.5 Z反變換

7.6 用Z變換分析與表征LTI系統 7.7系統函數的代數屬性與方框圖表示

四、教材

《信號與系統引論》，鄭君里著，高等教育出版社，2009。

五、主要參考資料

1．信息信號與系統,陳元亨, 成都：四川大學出版社，2003

2．Signals and System(Second Edition),A.V.Oppenheim, A.S.Willsky with S.H.Nawab.Prentice-hall,1997 ；

3．信號與系統（第二版），鄭君里、應啟衍、楊為理，北京：高等教育出版社，2000；

4．信號與線性分析（第三版），吳大正，楊林耀，張永瑞，北京：高等教育出版社，1998；

5．離散時間信號分析和處理，應啟衍等，北京：清華大學出版社，2000。

六、成績評定

本課程評定原則為 1．平時成績 10%～20% 2．期中成績 15%～25% 3．期末成績 60%～70%

第三篇：《信號與系統》教學大綱

山東大學電氣工程學院課程教學大綱

《信號與系統》教學大綱

課程編號：

學

分：3

參考學時：54 實驗學時：0

上機學時：0

適用專業：電氣工程等 大綱執筆人：

課程負責人：魏殿杰

一、課程的性質、任務、目的

《信號與系統》是電氣工程及其自動化專業必修的專業基礎課。為后續專業課的先導課程。其主要任務是使學生對信號、線性時不變系統的分析方法有較全面而系統的了解，初步認識如何建立信號與系統的數學模型，如何對系統在時域或變換域中求解，并對結果以物理解釋，賦予物理意義。

二、課程的基本要求

通過本課程的教學，使學生： 1． 對線性時不變系統的分析方法有較全面而系統的了解。2． 掌握時域及變換域中線性時不變系統的數學模型及各模型之間的關系。3． 掌握信號的時域和頻域表示方法，并理解信號頻譜的物理含義。4． 掌握連續、離散線性時不變系統時域及變換域的求解方法。5． 了解信號與系統的分析方法在通信及控制方面的應用。6． 通過MATLAB仿真使學生對信號與系統有更深入的了解。

三、教學大綱內容

第一章 基本概念 §1 信號與系統

介紹信號及系統的基本概念。§2 連續時間信號

連續時間信號的特點、表示方法及常用的基本信號。§3 離散時間信號

離散時間信號的特點、表示方法及常用的基本信號。§4 系統舉例

不同領域中系統的例子，使對系統有一廣泛意義上的理解。§5 系統的分類及特點

連續、離散系統，線性、非線性系統，時變、非時變系統的分類及基本判斷方法。第二章 系統的微分、差分方程描述

§1 常系數線性微分方程

常系數線性微分方程及基本求解方法。§2 系統模型的建立

舉例說明通過常系數線性微分方程描述線性時不變系統。§3 常系數線性微分方程

常系數線性差分方程及基本求解方法。§4 微分方程的離散化

通過離散將微分方程轉化為差分方程。第三章 系統的卷積模型

山東大學電氣工程學院課程教學大綱

§1 線性時不變系統的卷積描述

通過離散系統導出系統輸入輸出之間的卷積表達式，零輸入零狀態響應的概念。§2 離散時間信號的卷積

離散時間信號卷積的計算方法---解析法及圖解法。§3 連續線性時不變系統的卷積描述 導出系統輸入輸出之間的卷積表達式。§4 連續時間信號的卷積---解析法及圖解法。連續時間信號卷積的計算方法。第四章 Fourier 級數及Fourier 變換

§1 信號的頻率分量

不同頻率分量疊加后的信號，了解信號的頻率分量的概念。§2 周期信號的Fourier 級數表示

周期信號分解為基波及各次諧波的方法。§3 Fourier 變換

Fourier 變換的引出、計算方法及物理含義。§4 Fourier 變換的性質 Fourier 變換的性質及證明。§5 廣義Fourier 變換

利用沖激函數及各階導數表示不可積信號的Fourier 變換，如階躍信號U(t)第五章 系統的頻域分析

§1 正弦信號輸入時系統的響應

通過特殊的正弦信號激勵，求解系統的響應。§2 周期信號輸入時系統的響應

將周期信號展開成Fourier級數的形式，求解個正弦信號激勵的響應，得到周期信號輸入時系統的響應。§3 任意信號輸入時系統的響應

利用Fourier變換，在頻域求解系統的響應，與在時域求解系統的響應相比較。§4 理想濾波器

介紹理想低通、高通、帶通、帶阻濾波器的幅頻特性及相頻特性。§5 采樣定理

在頻域推導采樣定理，介紹采樣定理的應用及由采樣值恢復原始信號的條件及方法。第六章 離散系統的頻域分析

§1 序列的Fourier 變換

序列Fourier 變換DTFT的定義及計算方法。§2 離散Fourier 變換

離散Fourier 變換DFT的引出及計算方法，與DTFT之間的關系，DFT的物理含義。§3 離散Fourier 變換的性質

離散Fourier 變換的性質及證明，圓周移位的方法及由來。§4 利用DTFT和DFT分析系統

利用DTFT和DFT，求解任意輸入情況下系統的響應。§5 FFT算法

分析DFT算法的特點，介紹時域抽取的FFT算法。第七章 Laplace變換及系統傳遞函數描述

§1 信號的Laplace變換

山東大學電氣工程學院課程教學大綱

Fourier 變換的局限性，信號的Laplace變換的引出、定義及計算方法。§2 Laplace變換的性質 Fourier 變換的性質及證明。§3 Laplace反變換

有理分式的部分分式展開的方法，各種特殊形式的Laplace反變換及Laplace反變換的計算方法。

§4 常系數線性微分方程的Laplace變換 通過Laplace變換，得到系統的傳遞函數H(s)，同時得到系統響應（零輸入零狀態響應）的象函數。

第八章 系統的復頻域分析

§1 系統的穩定性

通過傳遞函數H(s)或沖激響應h(t)判斷系統的穩定性（穩定、不穩定和臨界穩定）。§2 正弦及任意輸入時系統的響應

利用Laplace變換在S域求解系統的全響應，并與時域求解方法相比較。§3 頻率傳遞函數

頻率傳遞函數的計算方法，利用漸近線畫出系統的Bode圖。第九章 Z變換及Z域分析

§1 離散信號的Z變換

離散信號的Z變換的定義及求解方法。§2 Z變換的性質 Z變換的性質及證明。§3 Z反變換

有理分式的部分分式展開的方法，各種特殊形式的Z反變換及Z反變換的計算方法 §4 傳遞函數及Z域分析

利用Z變換，得到系統的傳遞函數H(z)，在Z域求解系統的全響應，并與時域求解方法相比較。

§5 離散系統的穩定性

通過傳遞函數H(z)或沖激響應h[n]判斷系統的穩定性（穩定、不穩定和臨界穩定）。

四、學時分配

章次

一

二

三

四

五

六

七

八

九

總學時 學時

五、參考文獻

教材：

Edward W.Kamen

Bonnie S.Heck

Fundamentals of Signals and Systems（Using the Web and MATLAB）Second Edition.科學出版社，2002

主要參考書：

1． 鄭君里 等．信號與系統（第二版）．高等教育出版社，2000 2． 吳大正．信號與線性系統分析（第三版）．高等教育出版社，2002

山東大學電氣工程學院課程教學大綱

雙語教學效果分析：

自00、01級，信號與系統課程采用雙語教學方式。同時一個班用多媒體教學，兩個班用傳統教學。雙語主要形式；課堂版書、教材、作業、考試等全部用英語。講授用漢語。與全部漢語教學比較：

1、教材內容精煉，通俗易懂。便于學生閱讀。

2、提高了學生外文閱讀能力。

3、提高了學生理解、專業外文文獻和通過外文資料學習專業知識的能力。

4、提高了英文書寫、記錄、表達能力。通過兩級學生的教學及考試，試題難度、成績分布合理，達到了雙語教學目的。6 主要存在問題是：作業批改工作量大，上機做作業有客觀困難。

魏殿杰

第四篇：《信號與系統》實驗教學大綱

課程實驗教學大綱

電子科技大學上機實驗教學大綱

一、課程名稱：信號與系統

（一）本課程實驗總體介紹

1、本課程上機實驗的任務：

使學生學會MATLAB的數值計算功能，將學生從煩瑣的數學運算中解脫出來；讓學生將課程中的重點、難點及部分課后練習用MATLAB進行形象、直觀的可視化計算機模擬與仿真實現；培養學生的創新意識和獨立解決問題的能力，為學習后續的專業課程打下堅實的基礎。

2、本課程上機實驗簡介：

《信號與系統》上機實驗是以計算機為輔助教學手段，用信號分析軟件幫助學生完成數值計算、信號與系統分析的可視化建模及仿真調試，培養學生掌握運用先進的MATLAB工具軟件進行信號與系統分析的能力。

3、本課程適用專業：電子信息類各專業。

4、本課程上機實驗涉及核心知識點：

① 連續時間信號的卷積積分與離散時間信號的卷積和 ② LTI系統的特征函數、濾波 ③ 信號與系統的時域頻域特性 ④ LTI系統的復頻域分析

5、本課程上機實驗重點與難點：

① 利用MATLAB實現連續時間周期信號的傅里葉級數分解與綜合 ② 傅里葉變換的性質及MATLAB實現 ③ 連續時間系統頻率響應的幾何確定法

6、本課程上機實驗運用軟件名稱：MATLAB

7、總學時：8

8、教材名稱及教材性質：

“Exploration in Signals and Systems Using MATLAB”

John R.Buck , Michael M.Daniel

劉樹棠 譯，西安交通大學出版社，2000

課程實驗教學大綱

9、參考資料：

《信號與系統分析及MATLAB實現》

梁虹、梁潔、陳躍斌等，電子工業出版社，2002年。

（二）包含實驗項目基本信息 實驗項目1

一、實驗項目名稱：MATLAB編程基礎及典型實例

二、上機實驗題目：信號的時域運算及MATLAB實現

1、實驗項目的目的和任務：

掌握MATLAB編程及繪圖基礎，實現信號的可視化表示。

2、上機實驗內容：

① 畫出離散時間正弦信號并確定基波周期： 1.2節(d)② 離散時間系統性質：1.4節(a)、(b)③ 卷積計算：2.1節(c)④ 選做：求解差分方程：1.5節(a)

3、學時數：2 實驗項目2

一、實驗項目名稱：周期信號傅里葉分析及其MATLAB實現

二、上機實驗題目：特征函數在LTI系統傅里葉分析中的應用 1．實驗項目的目的和任務：

掌握特征函數在系統響應分析中的作用，正確理解濾波的概念。2．上機實驗內容：

① 函數Filter、Freqz和Freqs的使用：2.2節(g)、3.2節、4.1節 ② 計算離散時間傅里葉級數：3.1節 ③ LTI系統的特征函數：3.4節(a),(b),(c)④ 用離散時間傅里葉級數綜合信號：3.5節(d),(e),(f),(h)⑤ 吉布斯現象：根據英文教材Example 3.5驗證Fig3.9的吉布斯現象(a)~(d)3．學時數：2

課程實驗教學大綱

實驗項目3

一、實驗項目名稱：非周期信號傅里葉分析的MATLAB實現

二、上機實驗題目：傅里葉變換的基本性質及其在系統分析中的應用 1．實驗項目的目的和任務：

熟練掌握連續時間傅里葉變換的基本性質及其在系統分析中應用。2．上機實驗內容：

① 連續時間傅里葉變換性質：4.3節(b)② 求由微分方程描述的單位沖激響應：4.5節(b)③ 計算離散時間傅里葉變換：5.1節(a),(b),(c)④ 由欠采樣引起的混疊：7.1節(a),(b),(c),(d)3．學時數：2 實驗項目4

一、實驗項目名稱：LTI系統復頻域分析的MATLAB實現

二、上機實驗題目：拉氏變換與Z變換的基本性質在系統分析中的應用 1．實驗項目的目的和任務：

掌握拉氏變換、Z變換的基本性質及其在系統分析中的典型應用 2．上機實驗內容：

① 作系統的零極點圖（用roots和zplane函數）：9.1節(a),(c)② 求系統頻率響應和極點位置：9.2節(a),(b)③ 離散時間頻率響應的幾何解釋：10.2節(a),(b),(c),(d),(e)3．學時數：2

第五篇：信號與系統教學大綱-2011-6-30

《信號與系統》課程教學大綱（用三號黑體字）

開課學期：第3學期 課程編號：

適用專業：電子、信息工程，通信工程

學 分 數：5 學 時 數：80（72/8）

先修課程：微積分、大學物理、復變函數、電路分析 考核方式：筆試 + 實驗 執 筆 者：朱學勇

編寫日期：2011-6-30 審核人：

一、課程性質和任務（用小四號黑體字）

本課程是電子電氣信息類專業本科生的一門重要的學科基礎課程。它主要討論信號的分析方法以及信號通過線性時不變系統的各種求解方法，并通過實例分析，向學生介紹一些工程應用中非常重要的概念、理論和方法。本課程為學生今后進一步學習數字信號處理、通信理論、雷達系統、控制理論等課程打下堅實的基礎，通過本課程的學習，學生應該掌握信號分析的基本理論和方法，掌握線性時不變系統的各種描述方法，掌握線性時不變系統的時域和變換域的各種分析方法，準確理解有關系統的穩定性、頻響、因果性等工程應用中的一些重要物理概念。同時，通過這門課程的學習，學生的分析問題和利用所學的知識解決問題的能力應有所提高。

本課程的主要任務是針對線性時不變系統分析這條主線，對線性微分方程、復變函數、積分變換等數學方法進行詳細的介紹。課程中各個理論的系統性較強，數學推導比較嚴密，但是在內容中不苛求數學上的系統和嚴密。學生應通過實際系統分析，理解相關的數學知識和分析方法如何應用于電子系統、通信系統、信號處理等領域，并具備理論與工程實際相結合的分析、思維能力。

二、課程教學內容和要求（用小四號黑體字）

本課程主要內容為信號與系統的時域、變換域分析的基本原理和基本方法，信號與系統的各種域變換的數學概念、物理概念與工程概念，要求學生掌握利用信號與線性時不變系統的基本理論與方法分析，并建立解決實際問題的思想、方法及嚴謹的科學態度。

（一）教學內容、要求及教學方法

課堂講授72學時(1-15周，周學時5)。教學內容、要求如下。

第一章：信號與系統（8學時）1.0引言

1.1連續時間和離散時間信號（理解）1.2自變量的變換（掌握）1.3指數信號與正弦信號（理解）1.4單位沖激與單位階躍函數（掌握）1.5連續時間和離散時間系統（理解）1.6系統基本性質（理解）

本章教學重點：

（1）．信號的各種基本運算（2）．復指數信號的特點（3）．單位沖激信號，以及將任意信號分解為單位沖激信號組合（4）．系統的線性和時不變性 本章教學難點：（1）．用單位沖激信號對任意信號的表征（2）．系統的線性與時不變特性

第二章：線性時不變系統（8學時）2.0引言

2.1離散時間LTI系統：卷積和（掌握）2.2連續時間LTI系統：卷積積分（掌握）2.3線性時不變系統的性質（掌握）

2.4用微分和差分方程描述的因果LTI系統（理解）2.5奇異函數（掌握）

本章教學重點：

（1）.卷積和、卷積積分的計算。（2）．系統單位沖激響應的概念。本章教學難點：

卷積和、卷積積分的計算。

第三章：周期信號的傅里葉級數表示（10學時）3.0引言（了解）3.1歷史回顧（了解）

3.2 LTI系統對復指數信號的響應（掌握）3.3連續時間周期信號的傅里葉級數表示（掌握）3.4傅里葉級數的收斂（了解）3.5連續時間傅里葉級數性質（理解）3.6連續時間傅里葉級數與LTI系統（掌握）3.7濾波（理解）

3.8用微分方程描述的連續時間濾波器舉例（了解）

本章教學重點：（1）．LTI系統對復指數信號的響應。（2）．連續時間連續時間傅里葉級數的物理意義及計算。（3）．連續時間傅里葉級數的性質。（4）．連續時間傅里葉級數與LTI系統 本章教學難點：（1）．連續時間傅里葉級數的物理意義及計算。（2）．連續時間傅里葉級數與LTI系統。

第四章：連續時間傅里葉變換（10學時）4.0引言（理解）

4.1非周期信號的表示：連續時間傅里葉變換（掌握）4.2周期信號的傅里葉變換（掌握）4.3連續時間傅里葉變換性質（掌握）4.4卷積性質（掌握）4.5相乘性質（掌握）

4.6傅里葉變換性質和基本傅里葉變換對列表（掌握）4.7由線性常系數微分方程表征的系統（理解）

本章教學重點：（1）．傅里葉變換的物理意義及計算。（2）．傅里葉變換的性質及靈活運用。

本章教學難點：（1）．傅里葉變換的物理意義及計算。（2）．傅里葉變換的性質及靈活運用。

第五章：離散時間傅里葉變換（4學時）5.0引言 5.1非周期信號的表示：離散時間傅里葉變換（了解）5.2離散時間傅里葉變換性質（了解）5.3由線性常系數差分方程表征的系統（了解）

本章教學重點：

簡單介紹離散時間信號的傅里葉變換。本章教學難點：

離散時間信號固有的周期性頻譜特性。

第六章：信號與系統的時域和頻域特性（4學時）6.0引言（理解）

6.1傅里葉變換的模和相位表示（掌握）6.2 LTI系統頻率響應的模和相位表示（掌握）6.3理想頻率選擇性濾波器的時域特性（掌握）6.4非理想濾波器的時域和頻域特性討論（理解）6.5一階和二階連續時間系統（了解）6.6一階和二階離散時間系統（了解）6.7系統的時域分析與頻域分析舉例（掌握）

本章教學重點：（1）．系統的時域、頻域描述。（2）．幅度譜和相位譜及濾波器概念。本章教學難點：

幅度譜和相位譜及濾波器概念。

第七章：采樣（4學時）7.0引言“理解”

7.1用信號樣本表示連續時間信號：采樣定理（掌握）7.2利用內插由樣本重建信號（理解）7.3欠采樣的效果：混疊現象（了解）7.4連續時間信號的離散處理（了解）

本章教學重點：

采樣定理。本章教學難點： 沖激串采樣后信號的周期性頻譜特性。

第八章：通信系統（4學時）8.0引言（理解）

8.1復指數與正弦幅度調制（掌握）8.2正弦AM的解調（理解）8.3頻分多路復用（了解）8.4單邊帶正弦幅度調制（了解）8.5脈沖幅度調制（了解）

本章教學重點：

幅度調制和解調后的信號頻域分析。本章教學難點：

幅度調制和解調系統的頻譜分析。

第九章：拉普拉斯變換（10學時）9.0引言（理解）9.1拉普拉斯變換（掌握）9.2拉普拉斯變換收斂域（掌握）9.3拉普拉斯變換反變換（掌握）

9.4由零極點圖對傅立葉變換進行幾何求值（理解）9.5拉普拉斯變換的性質（理解）9.6常用拉普拉斯變換對（理解）

9.7用拉普拉斯變換分析和表征LTI系統（掌握）9.8系統函數的代數屬性與方框圖表示（掌握）9.9單邊拉普拉斯變換（了解）

本章教學重點：（1）．Laplace變換及其收斂域和性質。（2）．Laplace逆變換的計算方法。（3）．系統函數與方框圖表示。（4）．零極點圖和系統因果性、穩定性判定 本章教學難點：（1）．Laplace變換及其收斂域和性質。（2）．系統函數與方框圖表示。（3）．零極點圖和系統因果性、穩定性判定。第十章：Z變換（10學時）10.0 引言（理解）10.1 Z變換（掌握）

10.2 Z變換的收斂域（掌握）10.3 Z反變換（掌握）

10.4 由零極點圖對傅立葉變換進行幾何求值（理解）10.5 Z變換的性質（理解）

10.6 幾個常用Z變換對（理解）

10.7 利用Z變換分析與表征LTI系統（掌握）

10.8 系統函數的代數屬性與與方框圖表示（掌握）10.9 單邊Z變換（了解）

本章教學重點：（1）．Ｚ變換及其收斂域和性質。（2）．逆Ｚ變換的計算方法。（3）．系統函數與方框圖表示。（4）．零極點圖和系統因果性、穩定性判定。本章教學難點：（1）．Ｚ變換及其收斂域和性質。（2）．系統函數與方框圖表示。（3）．零極點圖和系統因果性、穩定性判定。

（二）自學內容和要求

自學掌握MATLAB工具軟件的使用。要求掌握該軟件中有關信號處理的基本語法、常用函數、圖形繪制等，能完成課程實驗要求的程序編制、代碼執行、結果輸出。

（三）實踐性教學環節和要求

課程實驗8學時(16-18周)。實驗要求見通信、電工兩學院信號與系統實驗中心的實驗指導書。

三、考核方式

課程考核包含：平時出勤和作業、實驗報告、半期（閉卷）和期末（一頁紙開卷）考試。試卷采用英文試題，流水閱卷。半期考試考核前三章的內容。學生成績由四部分構成：平時成績占10% 實驗成績占10% 半期成績占20% 期末成績占60%

關于補考：

（1）時間安排由學校教務處安排；(2)成績構成: 補考卷面成績80%+上學期平時成績10%+上學期實驗成績10%

四、建議教材及參考資料（用小四號黑體字）1.教材：

Alan V.Oppenheim,Alan S.Willsky,S.Hamid Nawab,Signals & Systems,Second Edition,Prentice Hall，1999 John R.Buck , Michael M.Daniel，Exploration in Signals and Systems Using MATLAB 2.參考資料：

(1)Simon Haykin，Barry Van Veen，Signals & Systems,Second Edition,Publishing House of Electronics Industry，2003

(2)鄭君里，應啟珩，楊為理，信號與系統(第二版)，北京：高等教育出版社，2000年(3)呂幼新，張明友，信號與系統（第二版），電子工業出版社，2007年。(4)閔大鎰，朱學勇，信號與系統分析，電子科技大學出版社，2000年。（5）呂幼新，張明友，信號與系統復習考研例題詳解，電子工業出版社，2003年。