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信号与系统
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spContent=信号与系统课程是电子信息类专业必修学科基础课程。本课程主要讨论确定性信号的时域分析和变换域分析,线性时不变系统的描述与特性,以及信号通过线性时不变系统的时域分析与变换域分析,重点建立信号表示与系统描述的基本概念。简要介绍信号与系统的基本理论在轨道交通、通信系统和生物系统中的应用。
—— 课程团队
课程概述

      信号与系统课程是电子信息类专业本科生必选的学科基础课程。本课程主要讨论确定性信号的时域分析和变换域分析,线性时不变系统的描述与特性,以及信号通过线性时不变系统的时域分析与变换域分析,重点建立信号表示与系统描述的基本概念。简要介绍信号与系统的基本理论在轨道交通、通信系统和生物系统中的应用。课程通过学习和研究信号与系统的基本特性和分析方法,掌握信号分析、线性时不变系统分析及信号处理的基本理论与应用,为从事相关专业技术领域的科学研究和工程开发奠定坚实的理论基础。

课程包括信号与系统引言、连续时间信号的时域分析、连续时间信号的频域分析、连续时间系统的时域分析、连续时间系统的变换域分析、傅里叶变换的应用、离散时间信号的时频域分析、离散时间系统的时频域分析八章内容及课程总结

课程属于电气信息大类学科规划学科基础课群,新的电气信息类学科基础课程体系由“电子电路、电磁场、信号处理”三大课群构成。电子电路包括电路理论、数字电子技术、模拟电子技术及微机接口技术等课程;电磁场包括电磁场与电磁波、电磁兼容和工程电磁场等课程,信息处理包括信号与系统、数字信号处理、DSP技术及应用、数字图像处理、通信原理等课程。信号与系统,作为信号处理课程群的最基础课程开设50多年来,一直沿袭“信号变换、系统响应”的教学体系,其难以适应当今信息技术的发展。本课程采用“信号表示、系统描述”的教学体系,其教学内涵更加清晰,如图1所示。

1信号与系统课程的教学体系


课程知识点围绕信号分析与系统分析两部分进行组织,准确地反映了“信号表示、系统描述”的教学体系,强调了知识点之间的内在联系和对应关系,有机地串联了课程的教学内容,让学生能够更好地把握住课程的主要脉络,如图2所示。

                  

                                图2 课程知识点

在教学内容更新上,相信知识没有“有用与无用”之分,但有“有用与更加有用”之别。根据课程教学内涵,剖析课程的教学重点与难点:为何介绍基本信号与基本运算?如何诠释信号的卷积与卷积和?如何介绍经典方法时域求解系统响应?为何要引入信号与系统的频域分析?如何介绍三大变换及其性质? 抽样定理的本质内容是什么?为何引入系统的复频域分析?等等。结合学科应用开展案例教学,将信号与系统课程的基本理论应用于生物神经网络、数字集群信道机、主体机车信号识别、音频轨道电路抗干扰、电机励磁系统等分析,拓展学生的视野,激发学生的学习兴趣。

在教学方法上,课前采用教材、课件、视频等形式,进行预知识的复习和课堂内容的自主学习;课中采用讨论,测验,问题点讲解等形式,对自主学习状态检验及课堂知识点加固;课后采用作业和测验的形式进一步巩固学生对知识点的掌握。以此,循环渐进地使学生掌握信号与系统的基本理论与基本方法,培养学生的自主学习能力。






授课目标

1)熟悉信号与系统的时域分析方法,掌握因果LTI系统的时域响应的求解方法。

2)熟悉信号与系统的变换域分析方法,掌握傅里叶级数、傅里叶变换、拉氏变换、z变换等分析的应用。

3)熟悉连续时间信号和离散时间信号的传输和处理,掌握滤波的概念与应用,理解滤波器的设计与实现。

4)具备面向信号与系统的分析与运算能力、缜密的逻辑思维能力、基本的工程实践与应用能力、一定的工程研发与创新能力。



成绩要求

完成本课程线上、线下各教学环节,参加期末考试,总分达到60分为及格。

课程大纲
预备知识

高等数学、电路基础、模拟电子技术


参考资料

1.信号与系统(第5版),钱玲等著,电子工业出版社,2017年。

2.信号与系统(第4版),徐天成等著,电子工业出版社,2016年。

3.信号与系统(第2版),徐守时著,清华大学出版社,2016年。

4.信号与线性系统分析(第4版),吴大正著,高等教育出版社,2011年。

5.信号与系统(第三版),郑君里等著,高等教育出版社,2011年。

6.信号与系统(第二版),Alan V. Oppenheim等著,电子工业出版社,2013年。