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學分:3學時：48（實驗：上機：6課外實踐：）適用專業：測控技術與儀器建議修讀學期：第5學期開課單位：電氣與信息工程學院測控技術與儀器系先修課程：高等數學、復變函數與積分變換考核方式與成績評定標準：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、上機實驗與考勤相結合的方式；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：機械工業出版社，2016.[2]陳后金等.信號與系統[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[M].北京：人民郵電出版社，2015.[4]高西全，丁玉美，闊永紅.數字信號處理原理、實現及應用（第2版）[M].北京：電子工業出版社，2010.[5]國家級網絡精品教育課程：《信號與系統》，負責人：陳后金。/coursestatic/course_3343.html內容概述：中文：本課程以信號與系統為對象，通過理論與上機相結合的方式，使學生能循序漸進地了解連續時間信號、傅里葉級數、傅里葉變換、線性時不變系統響應、離散時間信號、Z變換、離散時間系統的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描述的依存關系。通過本門課的學習，學生應該能夠對以下問題進行正確的回答：（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的頻域分析？（4）如何介紹傅里葉變換與Z變換以及其性質？（5）采樣定理的本質內容是什么？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》教學大綱課程編號：06024033課程名稱：中文/英文《信號分析與處理》/SignalAnalysisandProcessing學分:3學時：48（實驗：上機：6課外實踐：）適用專業：測控技術與儀器建議修讀學期：第5學期開課單位：電氣與信息工程學院測控技術與儀器系先修課程：高等數學、復變函數與積分變換一、課程性質、任務與課程目標本課程是測控技術與儀器本科專業的重要專業基礎課，也是檢測、控制及模式識別類研究生入學考試課程。本門課的任務是使學生：1.熟悉信號分析的特點和基本原理，懂得信號與系統的依存關系，并能從數學概念、物理概念及工程概念去分析信號與系統問題，解決問題，從而提高學習能力。2.掌握信號處理的編程方法。通過MATLAB編程練習，懂得通過MATLAB函數去了解與分析不同信號的特點，并進一步理解與掌握信號處理的原理與方法。具體課程目標如下：1.懂得信號與系統相關專業術語。2.能利用時間函數描述常用信號，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，能解釋信號和系統的頻域特征。5.能利用Z變換方法在復頻域描述信號和系統，能解釋信號和系統的復頻域特征。6.能判斷系統的線性性、時不變性、穩定性和因果性。7.能解釋信號和系統不同描述形式間的關系。8.能分析信號通過線性系統后的特征變化。9.能利用采樣定理對模擬信號進行頻譜分析。10.能利用Matlab對信號與系統進行仿真分析。畢業要求指標點課程目標1-3具有專業基礎知識，能夠針對工業測控技術和智能儀器儀表牽涉的工程問題進行分析與綜合。1、2、3、4、5、62-1能夠根據所學科學、工程知識的基本原理，識別和判斷流程工業工程及相關智能儀表儀器研發問題的關鍵環節和參數3、4、52-2能夠分析識別結果，應用測控技術與儀器專業相關基礎知識，將復雜工程問題轉化表述為數學問題進行表達，建立模型。4、5、7、84-3能夠通過分析實驗結果，對流程工業測控技術和智能儀表等復雜工程問題進行分析和解釋，并得到合理有效的結論。7、8、9、105-1知道控制裝置和儀表相關使用方法；能使用單片機和嵌入式開發流程和編程工具、常用電路的設計方法及其模擬工具和Matlab等系統仿真工具。10二、教學內容、基本要求及學時分配本課程與先修課程及后續課程的關系如圖1所示。從承上啟下的角度出發，起草人據此制定教學計劃。本課程總學時數為48學時，其中理論教學為42學時，實驗教學為6學時。課程教學共有5章，具體內容及學時安排等如表1所示。圖1本課程與先修課程及后續課程的關系表1教學內容、基本要求及學時分配課程內容教學要求重點（☆）難點（△）學時安排實驗學時上機學時備注第一章緒論2講授第一節測試信號分析與處理技術簡介C第二節信號及其分類B第三節信號分析與信號處理A☆第四節信號與LTI系統B第二章連續時間信號分析與系統的頻域分析講授第一節信號分解與卷積積分A☆△2第二節卷積積分性質及應用、LTI連續系統響應B2第三節連續時間周期信號的傅里葉級數與頻譜B1第四節連續時間非周期信號的頻譜—傅里葉變換的定義、頻譜密度函數以及常用函數的傅里葉變換A☆△2第五節傅里葉變換的性質B1第六節連續時間周期信號傅里葉變換、時域采樣定理B☆2第七節LTI連續系統的頻域分析B1MATLAB上機實驗一：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的Z域分析講授第一節Z變換定義及其與傅里葉變換的關系A☆1第二節Z變換的收斂域與序列特性的關系及常用序列的Z變換B2第三節Z反變換A☆2第四節Z變換的性質B2第五節LTI離散系統響應及Z域分析B☆△2第六節系統函數與系統特性A☆2MATLAB上機實驗二：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）講授第一節序列傅里葉變換（DTFT）的特點、離散傅立葉級數（DFS）B2第二節DFT的定義、物理意義A☆1第三節DFT的性質B☆2第四節DIT-FFT算法運算規律B△2第五節IDFT的快速算法B1第六節用FFT計算線卷積C1MATLAB上機實驗三：離散信號的Z域分析及FFT調用2第五章模擬信號的數字處理講授第一節模擬信號與數字信號的相互轉換B1第二節對數字信號處理部分的設計考慮C1第三節用DFT分析模擬信號頻譜的原理A☆1第四節用DFT分析模擬信號頻譜的誤差B1第五節用DFT進行譜分析的參數選擇A☆1第六節用DFT分析連續時間信號頻譜的實例B2課程總結2（教學基本要求：A-掌握；B-熟悉；C-了解）三、建議實驗（上機）項目及學時分配實驗1.基本信號在MATLAB中的表示和運算（2學時）（設計性、必做實驗）實驗2.周期信號頻譜、卷積積分與時域采樣（2學時）（設計性、必做實驗）實驗3離散信號的Z域分析及FFT調用（2學時）（設計性、必做實驗）四、教學方法與教學手段本課程通過“對分課堂”的教學理念實施教學，增強學生自主學習的動機，培養專業知識表達能力和團隊協作的意識。“對分課堂”分為五個關鍵環節：講授、獨立學習、獨立做作業、小組討論、全班交流。其中，課堂講授環節，精簡課程內容，上課主要講課程的內容框架、基本概念、重點與難點知識。課后要求學生查看教材與書目以吸收內化課內知識點，然后自主完成作業。在作業中另外寫出“亮一亮”、“考一考”與“幫一幫”。其中，“亮一亮”就是學生明確自己已掌握的知識，以便在討論課上與同學“亮一亮”；“考一考”就是學生經過努力思考與動手之后，認為自己懂了而其他同學可能不懂的知識點，可以拿出來考考同學；而“幫一幫”則是學生發現自己確實沒搞懂的地方，需要向其他人進行討教的內容。這個環節是學生自主學習的過程。在小組討論環節，由老師通過批改作業的反饋，來確定學生知識盲點，并列寫出來作為學生分組討論的內容。討論過程小組內部可以弄懂一部分知識點，沒有弄懂的內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行解決，從而進一步加深學生對課程的理解。討論的過程是學生表達自己觀點的過程，也是培養小組團隊合作意識的過程。教學方式：當堂對分；隔堂對分。五、考核方式與成績評定標準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30分、上機實驗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：機械工業出版社，2016.[