山东大学电气工程学院课程教学大纲
《信号与系统》教学大纲
课程编号：
学
分：3
参考学时：54 实验学时：0
上机学时：0
适用专业：电气工程等 大纲执笔人：
课程负责人：魏殿杰
一、课程的性质、任务、目的
《信号与系统》是电气工程及其自动化专业必修的专业基础课。为后续专业课的先导课程。其主要任务是使学生对信号、线性时不变系统的分析方法有较全面而系统的了解，初步认识如何建立信号与系统的数学模型，如何对系统在时域或变换域中求解，并对结果以物理解释，赋予物理意义。
二、课程的基本要求
通过本课程的教学，使学生： 1． 对线性时不变系统的分析方法有较全面而系统的了解。 2． 掌握时域及变换域中线性时不变系统的数学模型及各模型之间的关系。 3． 掌握信号的时域和频域表示方法，并理解信号频谱的物理含义。 4． 掌握连续、离散线性时不变系统时域及变换域的求解方法。 5． 了解信号与系统的分析方法在通信及控制方面的应用。 6． 通过MATLAB仿真使学生对信号与系统有更深入的了解。
三、教学大纲内容
第一章 基本概念 §1 信号与系统
介绍信号及系统的基本概念。 §2 连续时间信号
连续时间信号的特点、表示方法及常用的基本信号。 §3 离散时间信号
离散时间信号的特点、表示方法及常用的基本信号。 §4 系统举例
不同领域中系统的例子，使对系统有一广泛意义上的理解。 §5 系统的分类及特点
连续、离散系统，线性、非线性系统，时变、非时变系统的分类及基本判断方法。 第二章 系统的微分、差分方程描述
§1 常系数线性微分方程
常系数线性微分方程及基本求解方法。 §2 系统模型的建立
举例说明通过常系数线性微分方程描述线性时不变系统。 §3 常系数线性微分方程
常系数线性差分方程及基本求解方法。 §4 微分方程的离散化
通过离散将微分方程转化为差分方程。 第三章 系统的卷积模型
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§1 线性时不变系统的卷积描述
通过离散系统导出系统输入输出之间的卷积表达式，零输入零状态响应的概念。 §2 离散时间信号的卷积
离散时间信号卷积的计算方法---解析法及图解法。 §3 连续线性时不变系统的卷积描述 导出系统输入输出之间的卷积表达式。 §4 连续时间信号的卷积---解析法及图解法。 连续时间信号卷积的计算方法。 第四章 Fourier 级数及Fourier 变换
§1 信号的频率分量
不同频率分量叠加后的信号，了解信号的频率分量的概念。 §2 周期信号的Fourier 级数表示
周期信号分解为基波及各次谐波的方法。 §3 Fourier 变换
Fourier 变换的引出、计算方法及物理含义。 §4 Fourier 变换的性质 Fourier 变换的性质及证明。 §5 广义Fourier 变换
利用冲激函数及各阶导数表示不可积信号的Fourier 变换，如阶跃信号U(t) 第五章 系统的频域分析
§1 正弦信号输入时系统的响应
通过特殊的正弦信号激励，求解系统的响应。 §2 周期信号输入时系统的响应
将周期信号展开成Fourier级数的形式，求解个正弦信号激励的响应，得到周期信号输入时系统的响应。 §3 任意信号输入时系统的响应
利用Fourier变换，在频域求解系统的响应，与在时域求解系统的响应相比较。 §4 理想滤波器
介绍理想低通、高通、带通、带阻滤波器的幅频特性及相频特性。 §5 采样定理
在频域推导采样定理，介绍采样定理的应用及由采样值恢复原始信号的条件及方法。 第六章 离散系统的频域分析
§1 序列的Fourier 变换
序列Fourier 变换DTFT的定义及计算方法。 §2 离散Fourier 变换
离散Fourier 变换DFT的引出及计算方法，与DTFT之间的关系，DFT的物理含义。 §3 离散Fourier 变换的性质
离散Fourier 变换的性质及证明，圆周移位的方法及由来。 §4 利用DTFT和DFT分析系统
利用DTFT和DFT，求解任意输入情况下系统的响应。 §5 FFT算法
分析DFT算法的特点，介绍时域抽取的FFT算法。 第七章 Laplace变换及系统传递函数描述
§1 信号的Laplace变换
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Fourier 变换的局限性，信号的Laplace变换的引出、定义及计算方法。 §2 Laplace变换的性质 Fourier 变换的性质及证明。 §3 Laplace反变换
有理分式的部分分式展开的方法，各种特殊形式的Laplace反变换及Laplace反变换的计算方法。
§4 常系数线性微分方程的Laplace变换 通过Laplace变换，得到系统的传递函数H(s)，同时得到系统响应（零输入零状态响应）的象函数。
第八章 系统的复频域分析
§1 系统的稳定性
通过传递函数H(s)或冲激响应h(t)判断系统的稳定性（稳定、不稳定和临界稳定）。 §2 正弦及任意输入时系统的响应
利用Laplace变换在S域求解系统的全响应，并与时域求解方法相比较。 §3 频率传递函数
频率传递函数的计算方法，利用渐近线画出系统的Bode图。 第九章 Z变换及Z域分析
§1 离散信号的Z变换
离散信号的Z变换的定义及求解方法。 §2 Z变换的性质 Z变换的性质及证明。 §3 Z反变换
有理分式的部分分式展开的方法，各种特殊形式的Z反变换及Z反变换的计算方法 §4 传递函数及Z域分析
利用Z变换，得到系统的传递函数H(z)，在Z域求解系统的全响应，并与时域求解方法相比较。
§5 离散系统的稳定性
通过传递函数H(z)或冲激响应h[n]判断系统的稳定性（稳定、不稳定和临界稳定）。
四、学时分配
章次
一
二
三
四
五
六
七
八
九
总学时 学时
54
五、参考文献
教材：
Edward W.Kamen
Bonnie S.Heck
Fundamentals of Signals and Systems（Using the Web and MATLAB）Second Edition. 科学出版社，2002
主要参考书：
1． 郑君里 等．信号与系统（第二版）．高等教育出版社，2000 2． 吴大正．信号与线性系统分析（第三版）．高等教育出版社，2002
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双语教学效果分析：
自00、01级，信号与系统课程采用双语教学方式。同时一个班用多媒体教学，两个班用传统教学。双语主要形式；课堂版书、教材、作业、考试等全部用英语。讲授用汉语。与全部汉语教学比较：
1、教材内容精炼，通俗易懂。便于学生阅读。
2、提高了学生外文阅读能力。
3、提高了学生理解、专业外文文献和通过外文资料学习专业知识的能力。
4、提高了英文书写、记录、表达能力。
5 通过两级学生的教学及考试，试题难度、成绩分布合理，达到了双语教学目的。 6 主要存在问题是：作业批改工作量大，上机做作业有客观困难。
魏殿杰
