PAGEPAGE6《信號分析與處理》課程簡介課程編號：06024033課程名稱：信號分析與處理/SignalAnalysisandProcessing學(xué)分:3學(xué)時：48（實驗：上機(jī)：6課外實踐：）適用專業(yè)：測控技術(shù)與儀器建議修讀學(xué)期：第5學(xué)期開課單位：電氣與信息工程學(xué)院測控技術(shù)與儀器系先修課程：高等數(shù)學(xué)、復(fù)變函數(shù)與積分變換考核方式與成績評定標(biāo)準(zhǔn)：課程考核采用百分制。課程考核成績采用平時成績+期終考試成績相結(jié)合的方式，平時成績占課程考核成績的50%，期終考試成績占50%。平時成績考核采用作業(yè)、上機(jī)實驗與考勤相結(jié)合的方式；期終成績考核采用閉卷考試方式。教材與主要參考書目：[1]宋愛國，劉文波，王愛民.測試信號分析與處理（第2版）[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2016.[2]陳后金等.信號與系統(tǒng)[M].北京：高等教育出版社，2007.[3]孫愛晶，吉利萍，黨薇.信號與系統(tǒng)[M].北京：人民郵電出版社，2015.[4]高西全，丁玉美，闊永紅.數(shù)字信號處理原理、實現(xiàn)及應(yīng)用（第2版）[M].北京：電子工業(yè)出版社，2010.[5]國家級網(wǎng)絡(luò)精品教育課程：《信號與系統(tǒng)》，負(fù)責(zé)人：陳后金。/coursestatic/course_3343.html內(nèi)容概述：中文：本課程以信號與系統(tǒng)為對象，通過理論與上機(jī)相結(jié)合的方式，使學(xué)生能循序漸進(jìn)地了解連續(xù)時間信號、傅里葉級數(shù)、傅里葉變換、線性時不變系統(tǒng)響應(yīng)、離散時間信號、Z變換、離散時間系統(tǒng)的Z域分析、離散傅里葉變換等知識點的概念與原理，深刻理解其所包含的物理意義，明確信號分解與系統(tǒng)描述的依存關(guān)系。通過本門課的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)該能夠?qū)σ韵聠栴}進(jìn)行正確的回答：（1）為何介紹基本信號與基本運算?（2）如何詮釋信號的卷積與卷積和？（3）為何要引入信號與系統(tǒng)的頻域分析？（4）如何介紹傅里葉變換與Z變換以及其性質(zhì)？（5）采樣定理的本質(zhì)內(nèi)容是什么？英文：Thecourse"SignalAnalysisandProcessing"studiesthesignalsandsystems.Fromthecourse,studentscangraduallylearnthefollowingconceptsandprinciples:continuous-timesignals,Fourierseries,Fouriertransform,responseoflineartimeinvariantsystem,discrete-timesignals,Ztransform,Zdomainanalysisofdiscrete-timesystemsanddiscreteFouriertransform.What'smore,theycanunderstandthecorrespondingphysicalsignificanceandmakesureofthe

interdependentrelationbetweensignaldecompositionandsystemdescription.Aftercompletingthecourse,thestudentscancorrectlyanswerthequestionsbelow:(1)Whyintroducebasicsignalsandfundamentaloperation?(2)Howtointerpretsignalconvolutionandconvolutionsum?(3)Whyintroducethefrequency-domainanalysisofsignalsandsystems?(4)HowtointroduceFouriertransform,Ztransformandtheircorrespondingproperties?(5)What'stheessentialcontentofthesamplingtheory?《信號分析與處理》教學(xué)大綱課程編號：06024033課程名稱：中文/英文《信號分析與處理》/SignalAnalysisandProcessing學(xué)分:3學(xué)時：48（實驗：上機(jī)：6課外實踐：）適用專業(yè)：測控技術(shù)與儀器建議修讀學(xué)期：第5學(xué)期開課單位：電氣與信息工程學(xué)院測控技術(shù)與儀器系先修課程：高等數(shù)學(xué)、復(fù)變函數(shù)與積分變換一、課程性質(zhì)、任務(wù)與課程目標(biāo)本課程是測控技術(shù)與儀器本科專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課，也是檢測、控制及模式識別類研究生入學(xué)考試課程。本門課的任務(wù)是使學(xué)生：1.熟悉信號分析的特點和基本原理，懂得信號與系統(tǒng)的依存關(guān)系，并能從數(shù)學(xué)概念、物理概念及工程概念去分析信號與系統(tǒng)問題，解決問題，從而提高學(xué)習(xí)能力。2.掌握信號處理的編程方法。通過MATLAB編程練習(xí)，懂得通過MATLAB函數(shù)去了解與分析不同信號的特點，并進(jìn)一步理解與掌握信號處理的原理與方法。具體課程目標(biāo)如下：1.懂得信號與系統(tǒng)相關(guān)專業(yè)術(shù)語。2.能利用時間函數(shù)描述常用信號，解釋信號的特征，能完成信號的分解。3.能詮釋連續(xù)信號的卷積積分與離散信號的卷積和的物理意義。4.能利用傅里葉變換方法在頻域描述信號和系統(tǒng)，能解釋信號和系統(tǒng)的頻域特征。5.能利用Z變換方法在復(fù)頻域描述信號和系統(tǒng)，能解釋信號和系統(tǒng)的復(fù)頻域特征。6.能判斷系統(tǒng)的線性性、時不變性、穩(wěn)定性和因果性。7.能解釋信號和系統(tǒng)不同描述形式間的關(guān)系。8.能分析信號通過線性系統(tǒng)后的特征變化。9.能利用采樣定理對模擬信號進(jìn)行頻譜分析。10.能利用Matlab對信號與系統(tǒng)進(jìn)行仿真分析。畢業(yè)要求指標(biāo)點課程目標(biāo)1-3具有專業(yè)基礎(chǔ)知識，能夠針對工業(yè)測控技術(shù)和智能儀器儀表牽涉的工程問題進(jìn)行分析與綜合。1、2、3、4、5、62-1能夠根據(jù)所學(xué)科學(xué)、工程知識的基本原理，識別和判斷流程工業(yè)工程及相關(guān)智能儀表儀器研發(fā)問題的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和參數(shù)3、4、52-2能夠分析識別結(jié)果，應(yīng)用測控技術(shù)與儀器專業(yè)相關(guān)基礎(chǔ)知識，將復(fù)雜工程問題轉(zhuǎn)化表述為數(shù)學(xué)問題進(jìn)行表達(dá)，建立模型。4、5、7、84-3能夠通過分析實驗結(jié)果，對流程工業(yè)測控技術(shù)和智能儀表等復(fù)雜工程問題進(jìn)行分析和解釋，并得到合理有效的結(jié)論。7、8、9、105-1知道控制裝置和儀表相關(guān)使用方法；能使用單片機(jī)和嵌入式開發(fā)流程和編程工具、常用電路的設(shè)計方法及其模擬工具和Matlab等系統(tǒng)仿真工具。10二、教學(xué)內(nèi)容、基本要求及學(xué)時分配本課程與先修課程及后續(xù)課程的關(guān)系如圖1所示。從承上啟下的角度出發(fā)，起草人據(jù)此制定教學(xué)計劃。本課程總學(xué)時數(shù)為48學(xué)時，其中理論教學(xué)為42學(xué)時，實驗教學(xué)為6學(xué)時。課程教學(xué)共有5章，具體內(nèi)容及學(xué)時安排等如表1所示。圖1本課程與先修課程及后續(xù)課程的關(guān)系表1教學(xué)內(nèi)容、基本要求及學(xué)時分配課程內(nèi)容教學(xué)要求重點（☆）難點（△）學(xué)時安排實驗學(xué)時上機(jī)學(xué)時備注第一章緒論2講授第一節(jié)測試信號分析與處理技術(shù)簡介C第二節(jié)信號及其分類B第三節(jié)信號分析與信號處理A☆第四節(jié)信號與LTI系統(tǒng)B第二章連續(xù)時間信號分析與系統(tǒng)的頻域分析講授第一節(jié)信號分解與卷積積分A☆△2第二節(jié)卷積積分性質(zhì)及應(yīng)用、LTI連續(xù)系統(tǒng)響應(yīng)B2第三節(jié)連續(xù)時間周期信號的傅里葉級數(shù)與頻譜B1第四節(jié)連續(xù)時間非周期信號的頻譜—傅里葉變換的定義、頻譜密度函數(shù)以及常用函數(shù)的傅里葉變換A☆△2第五節(jié)傅里葉變換的性質(zhì)B1第六節(jié)連續(xù)時間周期信號傅里葉變換、時域采樣定理B☆2第七節(jié)LTI連續(xù)系統(tǒng)的頻域分析B1MATLAB上機(jī)實驗一：基本信號在MATLAB中的表示和運算2第三章離散時間信號與系統(tǒng)的Z域分析講授第一節(jié)Z變換定義及其與傅里葉變換的關(guān)系A(chǔ)☆1第二節(jié)Z變換的收斂域與序列特性的關(guān)系及常用序列的Z變換B2第三節(jié)Z反變換A☆2第四節(jié)Z變換的性質(zhì)B2第五節(jié)LTI離散系統(tǒng)響應(yīng)及Z域分析B☆△2第六節(jié)系統(tǒng)函數(shù)與系統(tǒng)特性A☆2MATLAB上機(jī)實驗二：周期信號頻譜、卷積積分與時域采樣2第四章離散傅里葉變換（DFT）及其快速算法（FFT）講授第一節(jié)序列傅里葉變換（DTFT）的特點、離散傅立葉級數(shù)（DFS）B2第二節(jié)DFT的定義、物理意義A☆1第三節(jié)DFT的性質(zhì)B☆2第四節(jié)DIT-FFT算法運算規(guī)律B△2第五節(jié)IDFT的快速算法B1第六節(jié)用FFT計算線卷積C1MATLAB上機(jī)實驗三：離散信號的Z域分析及FFT調(diào)用2第五章模擬信號的數(shù)字處理講授第一節(jié)模擬信號與數(shù)字信號的相互轉(zhuǎn)換B1第二節(jié)對數(shù)字信號處理部分的設(shè)計考慮C1第三節(jié)用DFT分析模擬信號頻譜的原理A☆1第四節(jié)用DFT分析模擬信號頻譜的誤差B1第五節(jié)用DFT進(jìn)行譜分析的參數(shù)選擇A☆1第六節(jié)用DFT分析連續(xù)時間信號頻譜的實例B2課程總結(jié)2（教學(xué)基本要求：A-掌握；B-熟悉；C-了解）三、建議實驗（上機(jī)）項目及學(xué)時分配實驗1.基本信號在MATLAB中的表示和運算（2學(xué)時）（設(shè)計性、必做實驗）實驗2.周期信號頻譜、卷積積分與時域采樣（2學(xué)時）（設(shè)計性、必做實驗）實驗3離散信號的Z域分析及FFT調(diào)用（2學(xué)時）（設(shè)計性、必做實驗）四、教學(xué)方法與教學(xué)手段本課程通過“對分課堂”的教學(xué)理念實施教學(xué)，增強(qiáng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的動機(jī)，培養(yǎng)專業(yè)知識表達(dá)能力和團(tuán)隊協(xié)作的意識。“對分課堂”分為五個關(guān)鍵環(huán)節(jié)：講授、獨立學(xué)習(xí)、獨立做作業(yè)、小組討論、全班交流。其中，課堂講授環(huán)節(jié)，精簡課程內(nèi)容，上課主要講課程的內(nèi)容框架、基本概念、重點與難點知識。課后要求學(xué)生查看教材與書目以吸收內(nèi)化課內(nèi)知識點，然后自主完成作業(yè)。在作業(yè)中另外寫出“亮一亮”、“考一考”與“幫一幫”。其中，“亮一亮”就是學(xué)生明確自己已掌握的知識，以便在討論課上與同學(xué)“亮一亮”；“考一考”就是學(xué)生經(jīng)過努力思考與動手之后，認(rèn)為自己懂了而其他同學(xué)可能不懂的知識點，可以拿出來考考同學(xué)；而“幫一幫”則是學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己確實沒搞懂的地方，需要向其他人進(jìn)行討教的內(nèi)容。這個環(huán)節(jié)是學(xué)生自主學(xué)習(xí)的過程。在小組討論環(huán)節(jié)，由老師通過批改作業(yè)的反饋，來確定學(xué)生知識盲點，并列寫出來作為學(xué)生分組討論的內(nèi)容。討論過程小組內(nèi)部可以弄懂一部分知識點，沒有弄懂的內(nèi)容成為小組共性的問題，這時通過教師提問的方式在師生互動中進(jìn)行解決，從而進(jìn)一步加深學(xué)生對課程的理解。討論的過程是學(xué)生表達(dá)自己觀點的過程，也是培養(yǎng)小組團(tuán)隊合作意識的過程。教學(xué)方式：當(dāng)堂對分；隔堂對分。五、考核方式與成績評定標(biāo)準(zhǔn)課程考核采用百分制。課程考核成績采用平時成績+期終考試成績相結(jié)合的方式，平時成績占課程考核成績的50%，期終考試成績占50%。平時成績考核包括課后作業(yè)30分、上機(jī)實驗15分以及考勤5分；期終成績考核采用閉卷考試方式。六、教材與主要參考書目[1]宋愛國，劉文波，王愛民.測試信號分析與處理（第2版）[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2016.[