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自考“信号与系统”考试大纲(修订)

2006-03-20 00:00  北京电子信息应用教育培训中心 【 】【我要纠错

    信号与系统课程是高等教育自学考试计算机网络 ( 独立本科段 ) 和通信技术 ( 专科 ) 等专业中一门重要的基础课。根据有关部门及专家的意见,全国高等教育自学考试指导委员会对原课程考试大纲进行了调整:对其中部分要求的表述进行了严格的界定,并适当调整了难度要求。

    调整后的课程考试大纲,即作为 (2001 年 4 月及以后各次 ) 命题考试的依据。本次大纲的调整未涉及课程的体系、结构,现行教材仍可继续使用。调整后的课程考试大纲如下:

    信号与系统考试大纲(修订)

    一、课程的性质与特点

    本课程是高等教育自学考试通信技术专业(专科)和计算机网络专业(独立本科段)考试计划中的一门专业基础课,是在学习了电工原理之后,进一步学习信号分析以及信号通过系统等基本概念和基本分析方法,为专业课学习打下必要的基础。

    本课程的特点:一是要掌握的公式、定理和性质多;二是所涉及的数学知识多。因此,在学习中一定要注意数学与物理概念的紧密结合,深刻理解公式、定理和性质等的物理含义。课程内容从时域和频域两个方面围绕着信号分析和信号如何通过系统进行讨论,在学习过程中一定要抓住这个中心。

    二、课程的基本要求

    通过本课程的学习,应理解和掌握信号分析与系统分析的基本方法、理论及应用,为专业课学习打下必要的基础。

    1.掌握串联谐振电路和并联谐振电路在谐振时的特点;学会计算串联电路谐振时的电流、电压和通频带等。

    2.了解信号的时域特性,学会建立一阶、二阶线性时不变连续系统的微分方程;掌握零输入响应、零状态响应和全响应等概念和一阶、二阶电路的计算等;学会计算冲激响应和卷积积分。

    3.掌握周期信号和非周期信号的频谱及其特点,熟悉傅里叶变换及其主要性质,了解连续系统的频域分析方法。

    4.掌握单边拉普拉氏变换及其主要性质,熟悉电路的复频域模型及其计算方法,了解系统函数的概念。

    5.了解离散信号及其表示,熟悉Z变换及Z反变换的基本计算方法。

    三、本课程与相关课程的联系

    1.本课程中要用到高等数学和电路分析方面的知识可在先修课程高等数学、电工原理中获得。

    2.本课程的后续课程是通信技术基础等课程。

    第一章   双口网络与谐振电路

    一、课程内容

    第一节  双口网络的方程与参数

    第二节  网络函数与特性参数

    第三节  RLC串联谐振电路

    第四节  GCL并联谐振电路

    二、学习目的与要求

    通过学习RLC串联谐振电路和GCL并联谐振电路,掌握电路谐振时的特点,学会计算串联谐振时电路的电流、电压和功率,熟悉谐振电路的频率响应特点和通频带计算。

    本章重点和难点是串联谐振时电路中电流、电压和功率计算。

    三、考核知识点和考核要求

    1.   RLC串联谐振电路,要求达到简单应用层次。

    1.1  RLC串联电路发生谐振时的条件和特点,计算谐振频率,特性阻抗,谐振阻抗,品质因数以及谐振时的回路电流和各元件上的电压。

    1.2  RLC串联谐振电路的频率响应,并会计算通频带。

    2.   GCL并联电路发生谐振时的条件和特点,以及频率响应的概念,要求达到识记层次。

    第二章   连续时间信号与系统的时域分析

    一、课程内容

    第一节  信号的基本运算与变换

    第二节  阶跃函数和冲激函数

    第三节  线性时不变连续系统的响应

    第四节  冲激响应与阶跃响应

    第五节  用卷积积分法求零状态响应

    二、学习目的与要求

    通过本章的学习,要求熟悉描述线性时不变系统的数学模型(线性常系数微分方程)并掌握其求解方法;重点掌握零输入响应、零状态响应和全响应的概念;理解阶跃函数和冲激函数,会计算冲激响应和阶跃响应,能计算二个简单函数的卷积积分和利用卷积积分计算零状态响应。

    三、考核知识点与考核要求

    1.   信号的基本运算与变换,要求达到简单应用层次。

    1.1  信号的加法和乘法运算。

    1.2  信号的反转、平移与尺度变换。

    2.   阶跃函数和冲激函数,要求达到简单应用层次。

    2.1  阶跃函数、冲激函数的定义和这两个函数之间的关系。

    2.2  冲激函数的性质,利用冲激函数的取样性质计算某些积分。

    3.   线性时不变换连续系统的响应,要求达到简单应用层次。

    3.1  列写一阶电路,二阶RLC串联电路和GCL并联电路的微分方程,求解在t≥0条件下的二阶线性常系数微分方程。

    3.2  零输入响应、零状态响应和全响应的概念,利用经典法求解一阶系统。

    4.   冲激响应与阶跃响应,要求达到领会层次。

    4.1  单位冲激响应h(t)的定义,计算单位冲激响应h(t)的方法。

    4.2   单位阶跃响应g(t)的定义,计算阶跃响应的方法。

    5.   用卷积积分法求零状态响应,要求达到简单应用层次。

    5.1  零状态响应等于激励与系统的单位冲激响应h(t)的卷积积分,卷积积分公式的数学定义。

    5.2  卷积积分图示的五个过程:换元、反折、平移、相乘、积分、两个简单函数的卷积积分。

    5.3  卷积的代数运算和卷积积分的性质。

    第三章   连续系统的频域分析

    一、课程内容

    第一节  周期信号的频谱

    第二节  非周期信号的频谱

    第三节  傅里叶变换的性质

    第四节  连续系统的频域分析

    二、学习目的与要求

    本章要求掌握如何将连续信号分解为不同频率的正弦信号之和,并在频域研究连续信号激励下,如何求系统的响应。掌握利用傅里叶级数(或变换)将任意信号表示为一系列不同频率的正弦信号之和。深刻理解信号频谱的概念,熟悉掌握傅里叶变换的性质。学会利用叠加原理研究不同频率的正弦信号通

    过系统求响应。

    本章重点是掌握周期信号频谱的特点和傅里叶变换的性质。

    三、考核知识点与考核要求

    1.    周期信号的频谱,要求达到简单应用层次。

    1.1   傅里叶级数的展开式和傅里叶系数的计算公式。

    1.2   傅里叶级数的指数形式及其复数公式;周期信号频谱的特点,周期性矩形脉冲的傅里叶系数及其频谱。

    1.3   计算周期信号的有效值和功率。

    2.   非周期信号的频谱,要求达到简单应用层次。

    2.1  傅里叶变换对和非周期信号频谱的特点。

    2.2  常用非周期信号的频谱。

    3.   傅里叶变换性质。要求达到简单应用层次。

    3.1  傅里叶变换的线性特性。

    3.2  傅里叶变换的时移特性。

    3.3  傅里叶变换的尺度变换特性。

    3.4  傅里叶变换的对称性。

    3.5  傅里叶变换的卷积定理。

    3.6  傅里叶变换的时域微分特性。

    3.7  傅里叶变换的时域积分特性。

    4.   连续系统的频域分析。要求达到简单应用层次。

    4.1  计算周期信号激励下系统的响应。

    4.2  计算非周期信号激励下系统的响应,系统函数 H(j ω ) 与单位冲激响应 h (t) 的关系。

    第四章      连续系统的复频域分析

    一、课程内容

    第一节  拉普拉斯变换

    第二节  拉普拉斯变换的性质

    第三节  拉普拉斯逆变换

    第四节  连续系统的复频域分析

    第五节  系统模拟与系统函数

    二、学习目的与要求

    利用拉普拉斯变换(简称拉氏交换)可以把线性常系数微分方程变换为 S 域的代数方程,从而把求解微分方程的问题变换为求解 S 域代数方程的问题,这使得利用拉氏变换分析线性时不变系统变得十分方便和有效。

    通过学习,要求掌握拉氏变换的性质,电路的 S 域模型和利用拉氏变换分析线性时不变简单电路(或系统) .

    本章重点是拉氏变换性质和利用复频域法分析简单电路。

    三、考核知识点与考核要求

    1.  拉普拉斯变换,要求达到领会层次。

    2.  拉普拉斯变换的性质,要求达到简单应用层次。

    2.1 拉氏变换的线性性质。

    2.2 拉氏变换的延时特性。

    2.3 拉氏变换的时域微分特性。

    2.4 拉氏变换的时域积分特性。

    2.5 拉氏变换的卷积定理。

    3.  拉普拉斯逆变换,要求达到简单应用层次。

    4.  连续系统的复频域分析,要求达到简单应用层次。

    4.1 利用拉氏变换求解二阶微分方程。

    4.2 利用拉氏变换分析简单电路的方法。

    5.  系统的模拟与系统函数,达到识记层次。

    5.1 利用连续系统的三种基本运算器(加法器、积分器和数乘器)模拟连续系统。

    5.2 系统函数 H(S)与单位冲激响应的关系。

    第五章      离散时间信号和离散系统分析

    一、课程内容

    第一节  离散时间信号

    第二节  离散系统的时域分析

    第三节  Z 变换

    第四节  离散系统的 Z 域分析

    二、学习目的与要求

    通过本章学习,要求了解离散时间信号和离散系统,了解离散时间信号及其运算。理解描述线性时不变离散系统的数学模型是线性常系数差分方程。初步掌握离散系统的时域分析方法。了解 Z 变换及Z 变换的性质。

    本章重点是 Z 变换及其性质和逆 Z 变换。

    三、考核知识点与考核要求

    1.  离散时间信号,要求达到领会层次。

    1.l  离散时间信号的定义。

    1.2 基本离散信号。

    1.3 离散时间信号的运算。

    2.  离散系统的时域分析。

    2.1 用单位延迟器、加法器和数乘器三种基本运算部件模拟离散系统,要求达到识记层次。

    2.2 差分方程的求解方法,要求达到领会层次。

    2.3 系统零输入响应和零状态响应的计算,要求达到识记层次。

    2.4 单位序列响应 h(n) 的计算,要求达到识记层次。

    2.5 有限元卷积和的计算,要求达到领会层次。


    3.   Z 变换要求达到简单应用层次。

    3.1  Z 变换定义式和常用序列的 Z 变换。

    3.2  Z 变换的性质。

    3.3 利用部分分式展开计算逆 Z 变换。

    4.  离散系统的 Z 域分析。

    4.1 差分方程的变换域解法,要求达到领会层次。

    4.2 系统函数 H(Z)的求解方法,要求达到识记层次。

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