《信號處理原理》教學(xué)大綱（本科）

《信號處理原理》教學(xué)大綱課程英文名SignalandSystem課程代碼03M0078學(xué)分3.5總學(xué)時56理論學(xué)時56實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐學(xué)時0課程類別學(xué)科基礎(chǔ)課課程性質(zhì)限選先修課程高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、電路分析基礎(chǔ)適用專業(yè)生物醫(yī)學(xué)工程開課學(xué)院信息工程學(xué)院執(zhí)筆人審定人制定時間2020年11月注：課程類別是指公共基礎(chǔ)課/學(xué)科基礎(chǔ)課/專業(yè)課；課程性質(zhì)是指必修/限選/任選。一、課程地位與課程目標(biāo)（-）課程地位《信號處理原理》是生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的一門重要的學(xué)科基礎(chǔ)必修課。本課程以通信系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的基本問題為主要背景，研究信號經(jīng)系統(tǒng)傳輸或處理的一般規(guī)律，為后續(xù)生物信號處理等課程打下理論基礎(chǔ)。本課程主要討論確定性信號經(jīng)線性時不變系統(tǒng)傳輸處理的基本理論，從時域分析到變換域分析，從連續(xù)時間系統(tǒng)到離散時間系統(tǒng)，從系統(tǒng)的輸人、輸出描述法到狀態(tài)空間描述法，著重介紹信號與系統(tǒng)的基本概念和基本分析方法。（二）課程目標(biāo).掌握“信號”與“系統(tǒng)處理”的基本概念、基本理論和基本分析方法。.提高學(xué)生的分析問題和解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)和抽象思維能力、分析計(jì)算能力、總結(jié)歸納能力，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。.幫助學(xué)生堅(jiān)定意志、科學(xué)動機(jī)，堅(jiān)持創(chuàng)新思想，自主研發(fā)，家國情懷等高尚品質(zhì)的形成,并最終落實(shí)到實(shí)際生活、學(xué)習(xí)、工作中。二、課程目標(biāo)達(dá)成的途徑與方法課程目標(biāo)達(dá)成途徑課程目標(biāo)1課堂教學(xué)為主，結(jié)合自學(xué)和，完成課外作業(yè)課程目標(biāo)2完成一到三次上機(jī)作業(yè)，并進(jìn)行課堂討論。課程目標(biāo)3課堂討論三、課程目標(biāo)與相關(guān)畢業(yè)要求的對應(yīng)關(guān)系注：1,支撐強(qiáng)度分別填寫H、M或L（其中H表示支撐程度高、M為中等、L為低）。課程目標(biāo)課程目標(biāo)對畢業(yè)要求的支撐程度（II、M、L）畢業(yè)要求2畢業(yè)要求3畢業(yè)要求4畢業(yè)要求5課程目標(biāo)1LHMH課程目標(biāo)2MMMH課程目標(biāo)3ML四、課程主要內(nèi)容與基本要求1）、緒論掌握信號的描述方法、信號的分類及常用信號的表示及其特征，重點(diǎn)掌握單位階躍信號、單位沖激信號、抽樣信號的表示和性質(zhì)。掌握系統(tǒng)的基本概念和描述方法，掌握線性非時變系統(tǒng)的概念；掌握線性系統(tǒng)和非線性系統(tǒng)、時變系統(tǒng)和時不變系統(tǒng)、因果系統(tǒng)和非因果系統(tǒng)、穩(wěn)定系統(tǒng)和不穩(wěn)定系統(tǒng)的判別方法。2）、連續(xù)系統(tǒng)的時域分析了解微分方程的建立方法及常系數(shù)線性微分方程的經(jīng)典解法，掌握自由響應(yīng)與強(qiáng)迫響應(yīng)，暫態(tài)響應(yīng)與穩(wěn)態(tài)響應(yīng)，零輸入響應(yīng)與零狀態(tài)響應(yīng)的概念及求解方法；掌握沖激響應(yīng)和階躍響應(yīng)的定義，理解沖激響應(yīng)的物理意義；熟練掌握卷積的定義、卷積的性質(zhì)和卷積的求解方法。3）、傅里葉變換掌握周期信號的三角形式和指數(shù)形式的傅里葉級數(shù)，掌握傅里葉變換的定義及其基本性質(zhì)；掌握信號的頻譜概念及其特性；了解實(shí)信號頻譜的特點(diǎn)。4）、拉普拉斯變換、連續(xù)時間系統(tǒng)的復(fù)頻域分析掌握單邊拉普拉斯變換的定義和性質(zhì)；掌握用部分分式展開法求拉氏逆變換。掌握用拉氏變換法分析系統(tǒng)；掌握系統(tǒng)函數(shù)的概念及物理意義，掌握系統(tǒng)函數(shù)的求解方法；掌握利用系統(tǒng)函數(shù)的零、極點(diǎn)分布分析系統(tǒng)的時域特性和頻響特性；掌握系統(tǒng)的穩(wěn)定性判別方法；掌握系統(tǒng)的框圖與流圖描述。5）、離散時間系統(tǒng)的時域分析掌握連續(xù)信號的理想取樣模型及取樣定理；掌握典型的離散時間信號的表示和特性，掌握離散時間信號的運(yùn)算，熟練掌握常用基本序列的卷積和、卷積的性質(zhì)和求卷積的方法；掌握離散時間系統(tǒng)的概念和特性，掌握離散時間系統(tǒng)的差分方程描述、系統(tǒng)的單位樣值響應(yīng)，系統(tǒng)零輸入響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)的求解方法。6）、z變換、離散時間系統(tǒng)的z域分析掌握z變換的定義、收斂域及基本性質(zhì)，掌握逆z變換的計(jì)算方法（長除法和部分分式展開法）；掌握離散時間系統(tǒng)響應(yīng)的z變換分析方法，掌握離散時間系統(tǒng)的系統(tǒng)函數(shù)的概念、系統(tǒng)零極點(diǎn)的概念及應(yīng)用，掌握系統(tǒng)的穩(wěn)定性概念及穩(wěn)定性的判別方法；掌握離散時間系統(tǒng)的時域和z域框圖與流圖描述形式；掌握離散時間信號的傅里葉變換和系統(tǒng)的頻率響應(yīng)。7）、數(shù)字信號處理掌握數(shù)字信號處理的一般方法，學(xué)會設(shè)計(jì)有限脈沖響應(yīng)濾波器和無限脈沖響應(yīng)濾波器。五、課程學(xué)時安排

章節(jié)號教學(xué)內(nèi)容學(xué)時數(shù)學(xué)生任務(wù)（作業(yè)、自學(xué)、討論等任務(wù)要求）對應(yīng)課程目標(biāo)1緒論61.完成課后作業(yè)課程目標(biāo)1,32線性時不變系統(tǒng)61.完成課后作業(yè)課程目標(biāo)1,2,33周期信號的傅里葉級數(shù)6.完成課后作業(yè).完成上機(jī)作業(yè)課程目標(biāo)1234非周期信號的傅里葉變換6L完成課后作業(yè)課程目標(biāo)2,35信號和LT1系統(tǒng)的時域和頻域分析4.完成課后作業(yè).完成上機(jī)作業(yè)課程目標(biāo)1,2,36采樣61.完成課后作業(yè)課程目標(biāo)1237拉普拉斯變換、連續(xù)時間系統(tǒng)的復(fù)頻域分析6.完成課后作業(yè).完成上機(jī)作業(yè)課程目標(biāo)1,2,38Z變換、離散時間系統(tǒng)的Z域分析6L完成課后作業(yè)課程目標(biāo)1,2,3六、考核方式及成績評定考核內(nèi)容考核方式評定標(biāo)準(zhǔn)（依據(jù)）占總成績比例過程考核含到課率、平時作業(yè)、上機(jī)作業(yè)到課率20%+平時作業(yè)40%+上機(jī)作業(yè)40%30%期末考核閉卷卷面成績70%考核類別考試成績登記方式百分制七、推薦教材與主要參考書（一）推薦教材：1.SignalsandSystems,A.V.Oppenheim,et.al.PrenticeHall,Inc.SecondEdition,1997.（中