數(shù)字音頻原理及應(yīng)用 第4版 教學(xué)大綱

數(shù)字音頻技術(shù)DigitalAudioTechnology課程編號：B0211063S學(xué) 分：2開課學(xué)院：通信與信息工程學(xué) 時(shí)：32適用專業(yè)：廣播電視工程專業(yè)先修課程：電路分析基礎(chǔ)，通信原理課程類別：專業(yè)課課程性質(zhì)：必修一、課程性質(zhì)二、課程目標(biāo)（一）課程目標(biāo)具體課程目標(biāo)如下：課程目標(biāo)1：了解聲學(xué)基礎(chǔ)知識，掌握數(shù)字音頻數(shù)據(jù)的分析、存儲(chǔ)、控制等相關(guān)軟硬件設(shè)備的構(gòu)成及各部分功能。課程目標(biāo)2：熟悉數(shù)字音頻信號數(shù)字化基本原理，掌握并理解數(shù)字音頻數(shù)據(jù)的處理、編碼、調(diào)制、傳輸、存儲(chǔ)等技術(shù)的基本原理。（二）課程目標(biāo)對畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的支撐關(guān)系課程教學(xué)目標(biāo)所支撐的畢業(yè)要求具體的畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)內(nèi)容課程目標(biāo)11、工程知識1-4掌握廣播電視工程及相關(guān)領(lǐng)域的專業(yè)知識以及數(shù)學(xué)模型方法，能夠?qū)⑵鋺?yīng)用于解決通信領(lǐng)域復(fù)雜工程問題。課程目標(biāo)2課程目標(biāo)33、設(shè)計(jì)/開發(fā)解決方案3-3能針對廣播電視工程及相關(guān)領(lǐng)域復(fù)雜工程問題，綜合利用專業(yè)知識，提出解決方案。設(shè)計(jì)方案應(yīng)綜合考慮社會(huì)、健康、安全、法律、文化以及環(huán)境等因素的影響。三、課程教學(xué)內(nèi)容及基本要求（一）課程教學(xué)內(nèi)容及知識模塊順序1．知識單元一：聲學(xué)基礎(chǔ)（4學(xué)時(shí)）（1）知識點(diǎn)一：音頻技術(shù)概述（2）知識點(diǎn)二：聲音參數(shù)和度量（3）知識點(diǎn)三：人耳聽覺特性（4）知識點(diǎn)四：室內(nèi)聲（5）對課程目標(biāo)支撐的說明：本知識單元支撐課程目標(biāo)1。2．知識單元二:音頻信號的數(shù)字化（6學(xué)時(shí)）（1）知識點(diǎn)一：采樣定理（2）知識點(diǎn)二：A/D和D/A轉(zhuǎn)化器（3）知識點(diǎn)三：過采樣、Δ-Σ調(diào)制和噪聲整形技術(shù)教學(xué)基本要求：D/A轉(zhuǎn)換器的工作原理及主要技術(shù)指標(biāo)；了解過采樣、△-∑調(diào)制和噪聲整形技術(shù)的原理和方法。對課程目標(biāo)支撐的說明：本知識單元支撐課程目標(biāo)2、3。3．知識單元三：數(shù)字音頻壓縮編碼（6學(xué)時(shí)）（1）知識點(diǎn)一：數(shù)字音頻壓縮編碼機(jī)理（2）知識點(diǎn)二：波形編碼（3）知識點(diǎn)三：變換編碼（4）知識點(diǎn)四：子代編碼（5）知識點(diǎn)五：感知編碼（6）知識點(diǎn)六：數(shù)字音頻編碼標(biāo)準(zhǔn)（7）知識點(diǎn)七：AVS編碼標(biāo)準(zhǔn)教學(xué)基本要求：MPEG-1MPEG-2AAC對課程目標(biāo)支撐的說明：本知識單元支撐課程目標(biāo)2、3。4．知識單元四：數(shù)字音頻調(diào)制技術(shù)（4學(xué)時(shí)）（1）知識點(diǎn)一：數(shù)字音頻誤碼產(chǎn)生的原因及特點(diǎn)（2）知識點(diǎn)二：RS碼（3）知識點(diǎn)三：交織技術(shù)（4）知識點(diǎn)四：RSPC碼（5）知識點(diǎn)五：數(shù)字音頻調(diào)制碼（6）知識點(diǎn)六：COFDM技術(shù)教學(xué)基本要求：了解數(shù)字音頻信號誤碼產(chǎn)生的原因及特點(diǎn)；重點(diǎn)掌握RS碼和RSPC碼；了解EFM、EFM＋、17PP等調(diào)制碼；了解COFDM的基本原理。對課程目標(biāo)支撐的說明：本知識單元支撐課程目標(biāo)2、3。5．知識單元五：光盤存儲(chǔ)技術(shù)（2學(xué)時(shí)）（1）知識點(diǎn)一：CD及其記錄原理（2）知識點(diǎn)二：DVD-Audio（3）知識點(diǎn)三：光盤擴(kuò)容技術(shù)（4）知識點(diǎn)四：藍(lán)光光盤（BD）教學(xué)基本要求：CDCD-DADVD-Audio（BD）對課程目標(biāo)支撐的說明：本知識單元支撐課程目標(biāo)1、2。6．知識單元六：電子樂器數(shù)字接口MIDI（2學(xué)時(shí)）（1）知識點(diǎn)一：MIDI概念（2）知識點(diǎn)二：MIDI合成器原理（3）知識點(diǎn)三：MIDI系統(tǒng)教學(xué)基本要求：掌握MIDI與數(shù)字音頻處理技術(shù)的不同之處；重點(diǎn)掌握頻率調(diào)制（FM）合成法、波形表合成法MIDIMIDI1、23。7．知識單元七：數(shù)字音頻文件格式和接口標(biāo)準(zhǔn)（２學(xué)時(shí)）（1）知識點(diǎn)一：資源交換文件格式（RIFF）（2）知識點(diǎn)二：數(shù)字音頻文件格式（3）知識點(diǎn)三：數(shù)字音頻接口標(biāo)準(zhǔn)教學(xué)基本要求：掌握資源交換文件格式（RIFF）的結(jié)構(gòu)；重點(diǎn)掌握WAV、MP3、MIDI文件格式及特性；了解RRMWAEUASBAS3SDSDFD、IEEE1394HDMI對課程目標(biāo)支撐的說明：本知識單元支撐課程目標(biāo)1。8．知識單元八：音頻處理控制設(shè)備和軟件（2學(xué)時(shí)）（1）知識點(diǎn)一：動(dòng)態(tài)處理設(shè)備（2）知識點(diǎn)二：均衡器（3）知識點(diǎn)三：聲反饋抑制器（4）知識點(diǎn)四：效果處理器（5）知識點(diǎn)五：聽覺激勵(lì)器（6）知識點(diǎn)六：調(diào)音臺教學(xué)基本要求：對課程目標(biāo)支撐的說明：本知識單元支撐課程目標(biāo)1、2。9．知識單元九：數(shù)字音頻工作站（2學(xué)時(shí)）（1）知識點(diǎn)一：數(shù)字音頻工作站的組成（2）知識點(diǎn)二：數(shù)字音頻接口標(biāo)準(zhǔn)（3）知識點(diǎn)三：音頻設(shè)備間的同步（4）知識點(diǎn)四：音頻處理軟件教學(xué)基本要求：對課程目標(biāo)支撐的說明：本知識單元支撐課程目標(biāo)1、2。10．知識單元十：數(shù)字聲音廣播（2學(xué)時(shí)）（1）知識點(diǎn)一：DAB系統(tǒng)（2）知識點(diǎn)二：DRM系統(tǒng)（2）知識點(diǎn)三：CDR系統(tǒng)教學(xué)基本要求：了解DAB及DAB+系統(tǒng)的工作原理、技術(shù)參數(shù)、覆蓋方式；了解調(diào)幅廣播的發(fā)展歷程；了解CDR調(diào)頻段數(shù)字音頻廣播系統(tǒng)的構(gòu)成及關(guān)鍵技術(shù)；熟悉DAB及DAB+系統(tǒng)的構(gòu)成及特點(diǎn)；熟悉DRM及DRM+系統(tǒng)的構(gòu)成及其技術(shù)特點(diǎn)。對課程目標(biāo)支撐的說明：本知識單元支撐課程目標(biāo)1、2、3。11．知識單元十一：音頻測量與分析（2學(xué)時(shí)）（1）知識點(diǎn)一：輸入/輸出阻抗的測量（2）知識點(diǎn)二：電平測量（3）知識點(diǎn)三：增益測量（4）知識點(diǎn)四：串音和隔離度測量（5）知識點(diǎn)五：噪聲測量（6）知識點(diǎn)六：頻率特性的測量（7）知識點(diǎn)七：信號頻譜分析（8）知識點(diǎn)八：非線性失真的測量（9）知識點(diǎn)九：眼圖及抖動(dòng)的測量教學(xué)基本要求：/dBdBm、dBμ、dBVdBFS對課程目標(biāo)支撐的說明：本知識單元支撐課程目標(biāo)1、2、3。（二）課程的重點(diǎn)、難點(diǎn)及解決辦法A/DD/ACOFDMCDDVDDABCMMB（或音樂），引入頻率調(diào)制和波形表合成法，即，MIDI系統(tǒng)。（解決辦法：（三）實(shí)驗(yàn)實(shí)踐環(huán)節(jié)及基本要求本課程不設(shè)課內(nèi)實(shí)驗(yàn)。（四）課程思政教學(xué)設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容思政目標(biāo)思政素材融入方式評價(jià)方法數(shù)字音頻信號編碼強(qiáng)化辯證思想，引導(dǎo)學(xué)生利用科學(xué)辯證的觀點(diǎn)分析和解決問題數(shù)字音頻信號的壓縮編碼和差錯(cuò)控制編碼的有效性和可靠性之間對立統(tǒng)一關(guān)系教師講授、學(xué)生討論問卷調(diào)查光盤存儲(chǔ)技術(shù)題。相比于VCD，DVD在提高存儲(chǔ)容量方面做出的改進(jìn)問卷調(diào)查、學(xué)習(xí)匯報(bào)音頻設(shè)備間的同步增強(qiáng)學(xué)生規(guī)則意識、協(xié)同合作意識數(shù)字音頻系統(tǒng)同步引申到社會(huì)生活中同步的重要性教師講授問卷調(diào)查學(xué)習(xí)討論音頻編碼標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)新DRA多聲道數(shù)字音頻編解碼標(biāo)準(zhǔn)教師講授問卷調(diào)查、學(xué)習(xí)匯報(bào)數(shù)字音頻壓縮編培養(yǎng)學(xué)生具體子帶編碼教師教授、問題引導(dǎo)學(xué)習(xí)匯報(bào)碼問題具體分析的思維，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識四、教學(xué)方法啟發(fā)式教學(xué)：針對重要知識點(diǎn)采用提出問題、分析問題、解決問題的思路進(jìn)行授課,潛移默化地培養(yǎng)學(xué)生的相應(yīng)能力。五、課程教學(xué)內(nèi)容、學(xué)時(shí)分配、教學(xué)方法與課程目標(biāo)對應(yīng)關(guān)系教學(xué)內(nèi)容學(xué)時(shí)分配教學(xué)方法課程目標(biāo)講課聲學(xué)基礎(chǔ)4講授式、啟發(fā)式課程目標(biāo)1音頻信號數(shù)字化4講授式、啟發(fā)式、案例式課程目標(biāo)2、3數(shù)字音頻壓縮編碼6講授式、啟發(fā)式、案例式、研討式課程目標(biāo)2、3數(shù)字音頻調(diào)制技術(shù)4講授式、啟發(fā)式、案例式、研討式課程目標(biāo)2、3光盤存儲(chǔ)技術(shù)2講授式、案例式課程目標(biāo)1、2電子樂器數(shù)字接口2講授式、啟發(fā)式、案例式、、3數(shù)字音頻文件格式和接口標(biāo)準(zhǔn)2講授式、案例式課程目標(biāo)1音頻處理控制設(shè)備和軟件2講授式、案例式課程目標(biāo)1、2數(shù)字音頻工作站2講授式、案例式課程目標(biāo)1、2數(shù)字聲音廣播2講授式、研討式、、3音頻測量和分析2講授式、啟發(fā)式、研討式、、3總計(jì)32六、本課程與其它課程的聯(lián)系與分工七、教材、教學(xué)參考資料和網(wǎng)絡(luò)資源（一）教材[1]盧官明，宗昉．?dāng)?shù)字音頻原理及應(yīng)用（第3版）．機(jī)械工業(yè)出版社，2017年（二）主要參考書[1（201[22005[3．2003（三）網(wǎng)絡(luò)資源無。八、課程考核（一）課程成績構(gòu)成與要求本課程采用閉卷考試方式，學(xué)業(yè)成績構(gòu)成為平時(shí)成績占30%，期末考試占70%。平時(shí)成績主要包括作業(yè)、出勤等。（二）課程考核方式及其權(quán)重分配課程教學(xué)目標(biāo)達(dá)成考核評價(jià)方式及其權(quán)重分配表課程目標(biāo)支撐課程總目標(biāo)權(quán)重課程考核方式備注作業(yè)及出勤期末考試0.30.7課程目標(biāo)10.20.30.2本部分權(quán)重用于評價(jià)各教學(xué)環(huán)節(jié)對課程各子目標(biāo)達(dá)成度的計(jì)算課程目標(biāo)20.60.40.5課程目標(biāo)30.20.30.3合計(jì)1.01.01.0（三）相關(guān)考核環(huán)節(jié)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)評分標(biāo)準(zhǔn)課程目標(biāo)評分標(biāo)準(zhǔn)權(quán)重90-10080-8960-790-59按時(shí)完成并提按時(shí)完成并提按時(shí)完成并未在規(guī)定時(shí)1課程目2（支撐畢業(yè)要求1-4）理論和原理清晰，作業(yè)態(tài)度認(rèn)真。理論和原理較清晰，作業(yè)態(tài)度較認(rèn)真。提交或補(bǔ)交，基本概念，理論和原理較模糊，或未完成規(guī)定數(shù)量的作業(yè)或偶爾曠課，態(tài)度尚可。50%21度不認(rèn)真。按時(shí)完成并提按時(shí)完成并提按時(shí)完成并未在規(guī)定時(shí)交，針對廣電交，針對廣電提交或補(bǔ)交，間內(nèi)提交或題，能夠熟練題，能夠較為補(bǔ)交針課程目標(biāo)3（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)3-3）識，設(shè)計(jì)并提出解決方案，熟練利用專業(yè)知識，設(shè)計(jì)并案，作業(yè)態(tài)度較認(rèn)真。難以利用專并提出解決成規(guī)定數(shù)量的作業(yè)或偶率超過50%或曠課次數(shù)9爾曠課，態(tài)度尚可。較多，態(tài)度不認(rèn)真。期末考試評分標(biāo)準(zhǔn)課程目標(biāo)評分標(biāo)準(zhǔn)權(quán)重90-10080-8960-790-59課程目標(biāo)1：了解聲能夠掌握聲學(xué)基礎(chǔ)知識、數(shù)字音頻信號數(shù)理，熟練掌握數(shù)字音頻數(shù)據(jù)控制等相關(guān)軟硬件設(shè)備的構(gòu)成及各部分功能、數(shù)字音頻數(shù)據(jù)的處理、編碼、調(diào)制、傳輸、存儲(chǔ)等技術(shù)的基本原理。較為正確地聲學(xué)基礎(chǔ)知識、數(shù)字音頻信號數(shù)字化基本原理，較為熟練地掌握數(shù)字音析、存儲(chǔ)、控制等相關(guān)軟硬件設(shè)備的構(gòu)成能、數(shù)字音頻數(shù)據(jù)的處理、編碼、調(diào)制、傳輸、存儲(chǔ)等技術(shù)的基本原理。基本掌握聲學(xué)基礎(chǔ)知識、數(shù)字音頻信號數(shù)字化基本原理，基本掌握數(shù)字音頻數(shù)據(jù)的分析、存儲(chǔ)、控制等相關(guān)軟硬件設(shè)備的構(gòu)成及各部分功能、數(shù)字音頻數(shù)據(jù)的處理、編碼、調(diào)制、傳輸、存儲(chǔ)等技術(shù)的基本原理。對聲學(xué)基礎(chǔ)知識、數(shù)字音頻信號數(shù)字化基本原理掌握較差，不能準(zhǔn)確理解數(shù)字音頻數(shù)據(jù)的分析、存儲(chǔ)、控制等相關(guān)軟硬件設(shè)備的構(gòu)成及各部分功能、數(shù)字音頻數(shù)據(jù)的處理、編碼、調(diào)制、傳輸、存儲(chǔ)等技術(shù)的基本原理。學(xué)基礎(chǔ)知識，掌握數(shù)字音頻數(shù)據(jù)的分析、存儲(chǔ)、控制等相關(guān)軟硬件設(shè)備的構(gòu)成及各部分功能。課程目標(biāo)2：熟悉數(shù)字音頻信號數(shù)字化49基本原理，掌握并理解數(shù)字音頻數(shù)據(jù)的處理、編碼、調(diào)制、傳輸、存儲(chǔ)等技術(shù)的基本原理。（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)1-4）課程目標(biāo)3：熟悉不深入理解不同應(yīng)用場景下音頻系統(tǒng)的性能需求，熟練掌握數(shù)字音頻技術(shù)原理及主要分析設(shè)計(jì)方法，能夠特定應(yīng)用和需求提出數(shù)字音頻系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案并進(jìn)行性能優(yōu)化，且設(shè)計(jì)方案正確、合理且有效，設(shè)計(jì)方案能夠全會(huì)、健康、安全、法律、文化以及環(huán)境等因素的影響。較為準(zhǔn)確地理解不同應(yīng)用場景下音頻系統(tǒng)的性能需求，較為熟練掌握數(shù)字音頻技術(shù)原理及主要分析設(shè)計(jì)方法，能夠針對特應(yīng)用和需求提出數(shù)字音頻系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案并化，設(shè)計(jì)方案理，設(shè)計(jì)方案能夠較為全面地考慮社會(huì)、健康、安全、法律、文化以及環(huán)境等因素的影響。基本理解不同