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文本内容:
《信号分析与处理》教学大纲
一、课程信息课程名称信号分析与处理课程类别素质选修课/专业基础课课程性质选修/必修计划学时64计划学分4先修课程无选用教材《信号分析与处理》,吴京主编,2014年,电子工业出版社教材适用专业该课程可作为高等院校电子,通信、信息、自动化,光电、计算机等专业的本科生教学课程,也可供从事相关领域的科技人员参考课程负责人
二、课程简介该课程主要介绍信号的基本概念及信号分析与处理的基本方法内容包括信号的基本概念和基本运算,连续和离散时间傅里叶变换,离散傅里叶变换及其快速算法、拉普拉斯变换,Z变换,并对连续时间和离散时间系统及其分析方法、模拟和数字滤波器的基本原理及其设计进行了简单介绍目标是使学生能够对时域和频域知识进行清楚的思考,并能在两者中进行转换采用了理论推导和应用分析相结合的方法,着重让学生掌握信号分析与处理的基本原理、分析和处理方法
三、课程教学要求序号专业毕业要求课程教学要求关联程度本课程分为11章第1章;从信号的分类入手,介绍了常用的连续时间信号和离散时间信号,并讨论了信号的运算和卷积运算;第2章;线性时不变系统的时域分析;第3章;连续时间信号的频域分析;第4章;连续时间信号及系统的复频域分析;第5章;连续时间滤波器,主要讨论模拟滤波器的原理和工程知识1L设计方法;第6章:抽样,从连续到离散的过渡;第7章;离散时间信号的频域分析;第8章;离散LTI系统的z域分析;第9章;离散傅里叶变换;第10章:快速傅里叶变换;第11章;数字滤波器设计,主耍讨论数字滤波器的原理和设计方法通过让学生对实际的信号和系统进行变换域分析,训练学生解决实际问题的能力;通过介绍一些最新的信号处理方问题分析2H法,培养学生运用已掌握的信号处理知识来学习、理解和掌握新方法与新技术的能力该课程强调了信号、系统、变换和滤波器的基本原理及应用它涉及全面了解时域和频域关系的重要概念目标是设计/开发解决方案3H使学生能够对时域和频域知识进行清楚的思考,并能在两者中进行转换研究4L使用现代工具5M学生能够意识到信号分析与处理的重要性,具备一定的社工程与社会6L会责任感环境和可持续发展7L职业规范8L
1.学会个人发展和团队合作,提高个人和团队的综合素质个人和团队9H
2.学会与他人合作和沟通,建立良好的人际关系和团队合作氛围
1.学会进行有效的沟通和表达,与客户、同事和上级保持良好的沟通和协作沟通10M
2.学会进行跨文化沟通和合作,提高国际化视野和跨文化交流能力项目管理11L
1.学会进行自我学习和自我提升,不断提高自身的专业水平和创新能力终身学习12H
2.学会进行终身学习和职业发展规划,不断拓展职业领域和发展空间注“课程教学要求”栏中内容为针对该课程适用专业的专业毕业要求与相关教学要求的具体描述“关联程度”栏中字母表示二者关联程度关联程度按高关联、中关联、低关联三档分别表示为“H”或“课程教学要求”及“关联程度”中的空白栏表示该课程与所对应的专业毕业要求条目不相关U!、课程教学内容章节名称主要内容重难点关键词学时类型这一章讨论有关信号和系统的一些基本概念和信号及其分类重要性质,还要讨论一常用信号及其基本特性信号信号与系统的基1些常用信号及信号的基6理论本概念时域运算系统及其表示系统本运算,它们在信号分的分类析中占有十分重要的地位连续时间系统的时域分析离散时间系统的时域分析系统本章将讨论卷积运算的的单位冲激响应与单位样值主要性质及其计算方法,响应线性时不变系对于这些内容应给予高2连续时间LTI系统;卷积积分6理论统的时域分析度重视此处的性质和离散时间LTI系统:卷积和系计算方法在变换域中同统的特征根及特征模式对系样适用统行为的影响应用数学上的傅里叶级任意信号分解为正交函数周连续时间信号的数和傅里叶变换对连续3期信号的傅里叶级数非周期6理论频域分析时间信号进行讨论信号的傅里叶变换本章引入复频率s二+jw0,w均为实数,以复指数信号ex为基本信号,将信号xt分解成具有不同复频率的复指拉普拉斯变换数分量之叠加而LTI单边拉普拉斯反变换利用拉连续时间信号及系统的零状态响应是输普拉斯变换求解LTI系统的4系统的复频域分入信号各个复指数分量7理论响应析引起的响应之叠加另系统函数分析外,若系统的初始状态系统的图形表示方法不为零,用这种方法也可以求解全响应这种分析方法称为复频域分析或者s域分析本章将从线性时不变系统的频率响应Hjw人线性时不变系统的频率响应手,向大家介绍线性时线性时不变系统中信号的不变系统对激励信号频传输5连续时间滤波器谱变换作用的具体体现,6理论理想和实际滤波器建立信号经过线性系统系统函数极零点对滤波器特传输的一些重要概念,性的影响包括无失真传输条件、理想滤波器模型、实际可实现的滤波系统,以及系统函数极零点对滤波器特性的影响等本章首先建立抽样的概念,随后介绍时域抽样定理,即如何才能用一个连续时间信号的样本值来表示这个连续时间信号本身;并证明一个时域抽样连续时间信号能真正由实际抽样的过程其样本值恢复出来的条抽样:从连续到6实际信号的重建过程频谱混件,以及实际抽样的过6理论离散的过渡叠程;如何从样本值重建频域抽样定理连续时间信号的过程,以及当条件不满足时带来的后果;由于时域和频域具有对称性,抽样也可在频域进行,因此最后还将介绍频域抽样定理这一章要对离散时间信号讨论类似的结果,采用的途径与连续时间信号所用的是完全并行的首先,将周期序列xn离散时间傅里叶级数DTFS表示为由离散时间复指非周期信号的傅里叶变换几离散时间信号的数或正弦及其谐波构7种傅里叶变换的关系离散时4理论频域分析成的傅里叶级数,然后再间线性时不变系统的频域分将这种表示推广到非周析期序列xn,这里仍将xn作为周期信号在周期趋于无穷大时的极限情况来对待学习其复频域的分析方法一z变换z变换与在第4章中学习的拉普z变换拉斯变换类似,是离散利用单边z变换求解LTI离散时间LTI系8时间傅里叶变换的推广5理论系统的响应统的z域分析它将描述系统的差分方系统函数程变换为代数方程,而且包含了系统的初始状态,从而口J以求解系统全响应DFT是数字信号处理中最基本的,也是最重要离散傅里叶变换DFT的运算它除了在理论DFT与z变换、傅里叶变换的上相当重要之外,由于相互关系存在着离散傅里叶变换9离散傅里叶变换DFT等效数字滤波器组6理论的有效快速算法,因而离DFT的性质散傅里叶变换在各种数用DFT实现线性时不变系统字信号处理的算法中起DFT进行信号的频谱分析着核心的作用本章中通过对DFT的算法特点的分析,来说明改进DFT计算的方法改进算法的方法和FFT算10快速傅里叶变换按时间抽取DIT的FFT算法6理论法的原理重点以基2按频率抽取DIF的FFT算法算法为例进行分析主要讨论数字滤波器的实现方法,即它的运算结构由于运算结构的不同会影响系统的精度、误差、稳定性.经济性及运算速度等许多主要性数字滤波器的基本结构HR数能先讲解数字滤波器11数字滤波器设计字滤波器的设计FIR滤波器6理论的基木结构及其表示方设计法,然后分别介绍无限长单位抽样响应滤波器和有限长单位抽样响应滤波器的网络结构
五、考核要求及成绩评定序号成绩类别考核方式考核要求权重%备注50百分制,60分为及格期末成绩期末考试考试12课后作业11次40优、良、中、及格、不及格平时成绩310平时表现出勤情况两次未参加课程则无法获得学分注此表中内容为该课程的全部考核方式及其相关信息
六、学生学习建议-学习方法建议
1.依据专业教学标准,结合岗位技能职业标准,通过案例展开学习,将每个项目分成多个任务,系统化地学习
2.通过每个项目最后搭配的习题,巩固知识点
3.通过开展课堂讨论、实践活动,增强的团队协作能力,学会如何与他人合作、沟通、协调等等
4.进行练习和实践,提高自己的技能和应用能力,加深对知识的理解和记忆二学生课外阅读参考资料《信号分析与处理》,吴京主编,2014年,电子工业出版社教材
七、课程改革与建设该课程采用了理论推导和应用分析相结合的方法,着重让学生掌握信号分析与处理的基本原理、分析和处理方法;配以一定量的习题和实验,通过让学生对实际的信号和系统进行变换域分析,训练学生解决实际问题的能力;通过介绍一些最新的信号处理方法,培养学生运用己掌握的信号处理知识来学习、理解和掌握新方法与新技术的能力平时对学生的考核内容包括出勤情况、学生的课后作业、课堂讨论等方面,占期末总评的50%期末考试成绩占期末总评的50%制订人签教研室主院部负责人字任签字签字年月日修订时问。