《信號與系統(tǒng)B》教學(xué)大綱

《信號與系統(tǒng)B》教學(xué)大綱適用范圍：202X版本科人才培養(yǎng)方案課程代碼：06130561課程性質(zhì)：專業(yè)選修課學(xué)分：2學(xué)分學(xué)時：32學(xué)時（理論24學(xué)時，實驗8學(xué)時）先修課程：高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、電路分析基礎(chǔ)等后續(xù)課程：無適用專業(yè)：自動化開課單位：電子信息工程學(xué)院一、課程說明《信號與系統(tǒng)B》課程是自動化專業(yè)的一門學(xué)科基礎(chǔ)必修課。該課程主要傳授信號與系統(tǒng)的概念及分析方法，其所教授的基本概念、基本理論和基本方法對學(xué)生電子、通信類課程的學(xué)習(xí)有著至關(guān)重要的作用，是一個電氣類專業(yè)工程技術(shù)人員所必需掌握的內(nèi)容。二、課程目標通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生達到如下目標：課程目標1：通過系統(tǒng)學(xué)習(xí)，要求牢固掌握信號與系統(tǒng)的基本原理和基本分析方法，掌握信號與系統(tǒng)的時域、變換域分析方法，理解各種變換（傅里葉變換、拉普拉斯變換、Z變換）的基本內(nèi)容、性質(zhì)與應(yīng)用。課程目標2：建立信號與系統(tǒng)的頻域分析以及系統(tǒng)函數(shù)的概念，為學(xué)生進一步學(xué)習(xí)后續(xù)課程打下堅實的基礎(chǔ)。能夠進行基本的信號分析，運用不同的系統(tǒng)對信號進行處理。課程目標3：建立對通信行業(yè)的基本認知，了解國家政策和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的前沿動態(tài)，積極理解國家政策發(fā)展的內(nèi)在邏輯，能夠響應(yīng)國家政策，投身產(chǎn)業(yè)建設(shè)，將課堂所學(xué)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)實相結(jié)合，培養(yǎng)自己的勞動者視角和思維，為建設(shè)產(chǎn)業(yè)做好準備。三、課程目標與畢業(yè)要求《信號與系統(tǒng)B》課程教學(xué)目標對自動化專業(yè)畢業(yè)要求的支撐見表1。表1課程教學(xué)目標與畢業(yè)要求關(guān)系畢業(yè)要求指標點課程目標支撐強度1.工程知識1.3能夠利用專業(yè)基礎(chǔ)知識對復(fù)雜電氣工程問題進行分析、計算并提出解決方案。課程目標1：通過系統(tǒng)學(xué)習(xí)，要求牢固掌握信號與系統(tǒng)的基本原理和基本分析方法，掌握信號與系統(tǒng)的時域、變換域分析方法，理解各種變換（傅里葉變換、拉普拉斯變換、Z變換）的基本內(nèi)容、性質(zhì)與應(yīng)用。H2.問題分析2.2能夠運用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和工程科學(xué)的基本原理，分析并表達復(fù)雜電氣工程問題的特性，獲得多種解決方案課程目標2：建立信號與系統(tǒng)的頻域分析以及系統(tǒng)函數(shù)的概念，為學(xué)生進一步學(xué)習(xí)后續(xù)課程打下堅實的基礎(chǔ)。能夠進行基本的信號分析，運用不同的系統(tǒng)對信號進行處理。課程目標3：建立對通信行業(yè)的基本認知，了解國家政策和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的前沿動態(tài)，積極理解國家政策發(fā)展的內(nèi)在邏輯，能夠響應(yīng)國家政策，投身產(chǎn)業(yè)建設(shè)，將課堂所學(xué)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)實相結(jié)合，培養(yǎng)自己的勞動者視角和思維，為建設(shè)產(chǎn)業(yè)做好準備。H3.設(shè)計/開發(fā)解決方案3.2能夠根據(jù)特定需求，完成對復(fù)雜電氣工程系統(tǒng)與單元（部件）的設(shè)計、調(diào)試與優(yōu)化；課程目標2：能夠依據(jù)零件的加工要求，設(shè)計機械加工工藝和專用工裝。從制造設(shè)備、方法、工藝和制造過程控制等角度解決機械加工精度和表面質(zhì)量劣化、加工效率降低、成本上升等問題。課程目標2：建立信號與系統(tǒng)的頻域分析以及系統(tǒng)函數(shù)的概念，為學(xué)生進一步學(xué)習(xí)后續(xù)課程打下堅實的基礎(chǔ)。能夠進行基本的信號分析，運用不同的系統(tǒng)對信號進行處理。M注：表中“H（高）、M（中）”表示課程與相關(guān)畢業(yè)要求的關(guān)聯(lián)度。四、教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時分配1.理論部分理論部分的教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時分配見表2。表2教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時分配教學(xué)內(nèi)容教學(xué)要求，教學(xué)重點難點理論學(xué)時實驗學(xué)時對應(yīng)的課程目標1．信號與系統(tǒng)的基本概念1.1信號的描述與分類；1.2常用典型信號；1.3信號的基本運算；1.4系統(tǒng)的描述與分類。教學(xué)要求：了解信號的分類、運算；掌握常用典型信號及信號的基本運算；掌握系統(tǒng)的描述與分類。重點:信號的分類、運算、常用信號的性質(zhì)、系統(tǒng)的分類與描述。難點:信號的分類、系統(tǒng)的分類與描述。421、2、32.連續(xù)時間LTI系統(tǒng)的時域分析2.1連續(xù)時間系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型微分方程的建立及表示；2.2系統(tǒng)的零輸入響應(yīng)；2.3單位沖激函數(shù)；2.4系統(tǒng)的單位沖激響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)；2.5卷積積分教學(xué)要求：了解線性系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立及系統(tǒng)表示；掌握系統(tǒng)的零輸入響應(yīng)；掌握沖激函數(shù)的性質(zhì)及沖激響應(yīng)；了解卷積的主要性質(zhì)及卷積積分；掌握連續(xù)系統(tǒng)時域分析中用卷積積分求零狀態(tài)響應(yīng)；重點：單位沖激函數(shù)、系統(tǒng)的單位沖激響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)、卷積積分。難點：系統(tǒng)零輸入響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)的計算。41、23.連續(xù)時間系統(tǒng)的頻域分析3.1傅里葉級數(shù)與變換；3.2抽樣；3.3拉普拉斯變換；3.4系統(tǒng)的復(fù)頻域分析教學(xué)要求：掌握周期信號的分解——傅里葉級數(shù)；掌握非周期信號的分解——傅里葉變換及其主要性質(zhì)；）掌握拉普拉斯變換；了解抽樣的概念；掌握連續(xù)系統(tǒng)的復(fù)頻域分析方法。重點：周期信號的傅里葉級數(shù)、非周期信號的傅里葉變換；傅里葉變換的性質(zhì)；抽樣；拉普拉斯變換；連續(xù)時間系統(tǒng)的復(fù)頻域分析。難點：連續(xù)時間系統(tǒng)的復(fù)頻域分析，抽樣。1061、24.離散信號與系統(tǒng)4.1常用序列及基本運算；4.2卷積和；4.3離散時間系統(tǒng)的描述；4.4離散時間系統(tǒng)的響應(yīng)。4.5Z變換教學(xué)要求：掌握離散信號的概念；熟悉卷積和；掌握簡單線性時不變離散系統(tǒng)的差分方程；掌握Z變換與反Z變換；熟悉Z變換的主要性質(zhì)；重點：離散時間系統(tǒng)的描述；離散時間系統(tǒng)的響應(yīng)；Z變換。難點:Z變換的概念。601、2、3合計2482.實驗部分實驗部分的教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時分配見表3。表3實驗項目、實驗內(nèi)容與學(xué)時實驗項目實驗內(nèi)容和要求實驗學(xué)時對應(yīng)的課程目標1.常用信號的分類與觀察實驗內(nèi)容：觀察常用信號的波形。實驗要求：掌握常用信號的波形特征，了解其特點、參數(shù)和產(chǎn)生方法。222.有源與無源濾波器實驗內(nèi)容：對濾波器的特性進行觀察。實驗要求：了解有源與無源濾波器的低通、高通等濾波器特性并進行分析。223.信號傳輸綜合實驗實驗內(nèi)容：掌握結(jié)合信號的分解與合成，并輸出后完成信號的采樣與恢復(fù)。實驗要求：運用信號分解與合成、抽樣與恢復(fù)原理進行信號傳輸?shù)木C合設(shè)計42合計8五、教學(xué)方法及手段本課程以課堂講授為主，結(jié)合討論、案例、視頻資源共享等教學(xué)手段完成課程教學(xué)任務(wù)和相關(guān)能力的培養(yǎng)。學(xué)生比較全面地理解信號與系統(tǒng)分析的基本方法與設(shè)計原理，在掌握各類信號處理常見電路的基礎(chǔ)上，具有進行信號處理方案設(shè)計的初步能力。實驗教學(xué)著重講授如何用科學(xué)的手段來完成理論的驗證；如何組織實驗、處理數(shù)據(jù)和分析實驗現(xiàn)象；介紹常用設(shè)備和儀器的原理、構(gòu)造和使用維護方法以及綜合實驗內(nèi)容的思路和方案設(shè)計等。采用教師講授和學(xué)生動手操作的方法；在實驗前學(xué)生應(yīng)復(fù)習(xí)和掌握與本實驗有關(guān)的教學(xué)內(nèi)容、認真閱讀實驗指導(dǎo)書；在實驗中要嚴格遵守實驗紀律，按操作規(guī)程使用儀器；實驗結(jié)束后，按規(guī)定對儀器進行維護保養(yǎng)；每完成一項實驗，要認真完成一份實驗報告。六、課程資源1.推薦教材：吳大正.《信號與線性系統(tǒng)分析》，吳大正，高等教育出版社，2019.32.參考書：（1）陳后金.《信號與系統(tǒng)》，高等教育出版社，2014年；（2）孫愛晶.《信號與系統(tǒng)》，人民郵電出版社，2015年；（3）鄭君里.《信號與系統(tǒng)》，高等教育出版社，2015年；3.期刊：（1）電子與信息學(xué)報.中國科學(xué)院電子學(xué)研究所.CN11-4494/TN；（2）通信學(xué)報.中國通信學(xué)會.CN11-2102/TN；（3）信號處理.中國電子學(xué)會.CN11-2406/TN；（4）MECHANICALSYSTEMSANDSIGNALPROCESSING，ISSN0888-3270；（5）MULTIDIMENSIONALSYSTEMSANDSIGNALPROCESSING，ISSN0923-6082；4.網(wǎng)絡(luò)資源：（1）網(wǎng)易公開課/special/opencourse/signals.html（2）網(wǎng)易公開課/course/NJTU-1001950001七、課程考核對課程目標的支撐課程成績由過程性考核成績和期末考核成績兩部分構(gòu)成，具體考核/評價細則及對課程目標的支撐關(guān)系見表4。表4課程考核對課程目標的支撐考核環(huán)節(jié)占比考核/評價細則課程目標123過程性考核課上提問20（1）以分組形式課上討論提問，根據(jù)答題情況進行計分，滿分100分。（2）以課上記錄成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績。√√√5510課后學(xué)習(xí)20（1）根據(jù)每個視頻點擊和學(xué)習(xí)時長單獨評分，滿分100分；（2）以課后學(xué)習(xí)成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績?！獭獭?105作業(yè)10（1）主要考核學(xué)生對各章節(jié)知識點的復(fù)習(xí)、理解和掌握程度，滿分100分；（2）每次作業(yè)單獨評分，取各次成績的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績。（3）以作業(yè)成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績?！?0期末考核50（1）卷面成績100分，以卷面成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績。（2）主要考核信號與系統(tǒng)的基本原理和基本分析方法，信號與系統(tǒng)的時域、變換域分析方法，各種變換（傅里葉變換、拉普拉斯變換、Z變換）的基本內(nèi)容、性質(zhì)與應(yīng)用。等內(nèi)容?？荚囶}型為：選擇題、判斷題、簡答題等?！獭獭?02010合計：100分403525八、考核與成績評定1.考核方式及成績評定考核方式：本課程主要以課堂表現(xiàn)、作業(yè)、課后學(xué)習(xí)、期末考核等方式對學(xué)生進行考核評價?？己嘶疽螅嚎己丝偝煽冇善谀┛己顺煽兒瓦^程性考核成績組成。其中：期末考核成績?yōu)?00分（權(quán)重50%），考核題目類型為填空題、判斷題、簡答題等類型，考核題目中綜合應(yīng)用、分析能力考核占比重不低于50%；課堂表現(xiàn)、課后學(xué)習(xí)、作業(yè)等過程性考核成績?yōu)?00分（權(quán)重50%）；過程性考核和期末考核分值分配應(yīng)與教學(xué)大綱各章節(jié)的學(xué)時基本成比例。2.過程性考核成績的標準過程性考核方式重點考核內(nèi)容、評價標準、所占比重見表5。表5過程性考核方式評價標準考核方式所占比重(%)100>x≥9090>x≥8080>x≥7070>x≥60x<60課上提問40準確率大于80%。準確率大于70%。準確率大于60%。準確率大于50%。課上答題無法完成。作業(yè)20作業(yè)完整，準確率大于90%作業(yè)完整，準確率大于80%不交作業(yè)1次以內(nèi)，準確率大于70%.不交作業(yè)2次以內(nèi)，準確率大于60