《數(shù)字信號(hào)處理》課程教學(xué)大綱

1、數(shù)字信號(hào)處理課程教學(xué)大綱一、課程基本信息課程代碼：04130415課程名稱：數(shù)字信號(hào)處理 課程英文名稱 Digital Signal Processing課程所屬單位：電氣信息工程系電子信息教研室 課程面向?qū)I(yè)：電子信息工程、通信工程、自動(dòng)化、電氣及其自動(dòng)化課程類型：電子信息工程和通信工程專業(yè)為必修課；自動(dòng)化、電氣及其自動(dòng)化為選修課 先修課程：信號(hào)與系統(tǒng)、復(fù)變函數(shù) 學(xué)分：電子信息工程、通信工程專業(yè)為3.5學(xué)分，自動(dòng)化、電氣及其自動(dòng)化為1.5學(xué)分 總學(xué)時(shí)：電子信息工程、通信工程專業(yè)總學(xué)時(shí)為56學(xué)時(shí)（理論48學(xué)時(shí)，試驗(yàn)8學(xué)時(shí)）；自動(dòng)化、電氣及其自動(dòng)化總學(xué)時(shí)為32學(xué)時(shí)（理論26學(xué)時(shí)，試驗(yàn)6學(xué)時(shí)）。

2、二、課程性質(zhì)與目的本課程是電子信息工程專業(yè)本科生和通信工程本科生的專業(yè)基礎(chǔ)課程，同時(shí)也是電氣及其自動(dòng)化專業(yè)和自動(dòng)化專業(yè)本科生的選修課。本課程的主要目的是學(xué)習(xí)離散信號(hào)和系統(tǒng)的時(shí)域分析方法和頻域分析方法。時(shí)域分析方法主要采用序列和差分方程，包括序列的各種運(yùn)算，差分方程的求解等。頻域分析方法主要采用Z變換和離散傅里葉變換（DFT），包括Z變換、逆Z變換的原理，性質(zhì)和應(yīng)用；DFT的原理，應(yīng)用，及與ZT，F(xiàn)T之間的關(guān)系等。掌握各種濾波器（FIR，IIR）的原理和設(shè)計(jì)方法是本課程的一個(gè)重要任務(wù)。通過本課程的學(xué)習(xí)，使得學(xué)生能熟練掌握數(shù)字信號(hào)處理的基礎(chǔ)理論知識(shí)，并能應(yīng)用所學(xué)知識(shí)，采用相應(yīng)的軟件和硬件，設(shè)計(jì)出幾

3、種符合要求的濾波器。三、課程教學(xué)內(nèi)容與要求第一章時(shí)域離散信號(hào)和時(shí)域離散系統(tǒng)（4學(xué)時(shí)）要求深刻理解與熟練掌握的重點(diǎn)內(nèi)容有：1常用的序列和序列的各種運(yùn)算2時(shí)域離散系統(tǒng)的線性和時(shí)不變性質(zhì)3系統(tǒng)的因果性和穩(wěn)定性4線性常系數(shù)差分方程的求解5模擬信號(hào)的數(shù)字處理方法要求一般理解與熟練掌握的內(nèi)容有：內(nèi)插公式，零階保持器難點(diǎn)：序列運(yùn)算，采樣定理第二章時(shí)域離散信號(hào)和系統(tǒng)的頻域（12學(xué)時(shí)）要求深刻理解與熟練掌握的重點(diǎn)內(nèi)容有：序列傅里葉變換的定義及性質(zhì)；周期序列的傅里葉變換；序列的Z變換和逆Z變換的定義及性質(zhì)；利用Z變換分析信號(hào)和系統(tǒng)的頻域特性。要求一般理解與熟練掌握的內(nèi)容有：時(shí)域離散信號(hào)傅里葉變換與模擬信號(hào)傅里葉變

4、換之間關(guān)系。難點(diǎn)：Z變換和逆Z變換。離散傅里葉變換（8學(xué)時(shí)）要求深刻理解與熟練掌握的重點(diǎn)內(nèi)容有：DFT和Z變換的關(guān)系，離散傅里葉變換的基本性質(zhì)，循環(huán)卷積過程，DFT的共軛對(duì)稱性，頻域采樣定理，用DFT對(duì)進(jìn)行譜分析。要求一般理解與熟練掌握的內(nèi)容有：用DFT計(jì)算線性卷積。難點(diǎn)：用DFT分析連續(xù)信號(hào)與序列的譜特性。第四章快速傅里葉變換(FFT)（6學(xué)時(shí)）要求深刻理解與熟練掌握的重點(diǎn)內(nèi)容有：直接計(jì)算DFT的特點(diǎn)及減少DFT的運(yùn)算量的途徑，F(xiàn)FT的算法類型，基2FFT算法。要求一般理解與熟練掌握的內(nèi)容有：時(shí)域抽取法基2FFT基本原理。難點(diǎn)：頻域抽取法FFT。第五章無限脈沖響應(yīng)數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)(9學(xué)時(shí))要

5、求深刻理解與熟練掌握的重點(diǎn)內(nèi)容有：數(shù)字濾波器的基本概念，技術(shù)要求；模擬濾波器的設(shè)計(jì)，巴特沃斯低通濾波器的設(shè)計(jì)方法；模擬濾波器的頻率變換：模擬高通、帶通、帶阻濾波器的設(shè)計(jì)。用脈沖響應(yīng)不變法設(shè)計(jì)IIR數(shù)字低通濾波器，用雙線性變換法設(shè)計(jì)IIR數(shù)字低通濾波器。要求一般理解與熟練掌握的內(nèi)容有：數(shù)字高通、帶通、帶阻濾波器的設(shè)計(jì)。難點(diǎn)：IIR數(shù)字低通濾波器的設(shè)計(jì)方法。第六章有限脈沖響應(yīng)(FIR)數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)(9學(xué)時(shí)）要求深刻理解與熟練掌握的重點(diǎn)內(nèi)容有：FIR濾波器的線性相位條件及幅度特性，零點(diǎn)、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)；利用窗函數(shù)法設(shè)計(jì)FIR濾波器。要求一般理解與熟練掌握的內(nèi)容有：布萊克曼(Blackman)窗，

6、凱塞-貝塞爾窗(Kaiser-BaselWindow)。FIR和IIR數(shù)字濾波器的比較。難點(diǎn)：利用頻率采樣法設(shè)計(jì)FIR濾波器。四、學(xué)時(shí)分配學(xué)時(shí)分配表序號(hào)教學(xué)內(nèi)容(按章填寫)學(xué) 時(shí)課堂講授實(shí)驗(yàn)課習(xí)題課討論課其它1時(shí)域離散信號(hào)和時(shí)域離散系統(tǒng)42時(shí)域離散信號(hào)和系統(tǒng)的頻域823離散傅里葉變換84快速傅里葉變換(FFT)645無限脈沖響應(yīng)數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)116有限脈沖響應(yīng)(FIR)數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)112小計(jì) =SUM(ABOVE) 488比例85.7%14.3%合計(jì)56五、教學(xué)環(huán)節(jié)與教學(xué)要求：，本課程的教學(xué)環(huán)節(jié)包括課堂講授，學(xué)生自學(xué)，習(xí)題討論課，實(shí)驗(yàn)，習(xí)題，答疑和期未考試。通過上述基本教學(xué)步驟，要求學(xué)生掌握和了解時(shí)離散信號(hào)和系統(tǒng)的時(shí)域和頻域的分析方法和基本原理。掌握序列的傅里葉變換(FT)和Z變換，離散傅里葉變換(DFT)的方法以及它們之間的內(nèi)在關(guān)系。了解一般的FFT算法及其原理。能運(yùn)用所學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)(或通過實(shí)驗(yàn)仿真)出簡單實(shí)用的FIR濾波器和IIR濾波器，并能解釋其設(shè)計(jì)原理和方法。六、課程考核辦法：電子信息工程、通信工程考試，電氣及其自動(dòng)化、自動(dòng)化考查七、教材與主要參考書：1數(shù)字信號(hào)處理，丁玉美等編，西安電子科技大學(xué)出版社，2000年10月；2數(shù)字信號(hào)處理，WD斯坦尼著，常迥譯，北京，科學(xué)出