《數(shù)字信號處理》教學大綱

1、數(shù)字信號處理Digital Signal Processing一、課程基本情況課程類別：專業(yè)主干課課程學分： 3 學分課程總學時：48 學時，其中講課：40 學時，上機：8 學時 課程性質(zhì)：必修開課學期：第6學期先修課程：信號系統(tǒng)、MATLAB程序設計及應用適用專業(yè)：電子信息工程、通信工程、信息工程和電子科學與技術(shù)專業(yè)本科生教 材：數(shù)字信號處理教程（第二版），清華大學出版社，程佩青，2007數(shù)字信號處理 科學出版社，周先春，2014開課單位：電子與信息工程學院電子信息工程系、電子科學與技術(shù)系、通信工程系和信息工程系二、課程性質(zhì)、教學目標和任務數(shù)字信號處理課程是高校電子信息工程、通信工程、信息工

2、程和電子科學與技術(shù)專業(yè)本科生的專業(yè)主干課。課程內(nèi)容主要包含有離散信號和系統(tǒng)的描述方法、Z變換及其性質(zhì)、離散傅立葉變換理論信號的采集理論快速傅立葉變換，快速卷積與相關(guān)算法IIR數(shù)字濾波器與FIR濾波器的基本結(jié)構(gòu)、基本理論和設計方法以及數(shù)字信號處理中的有限字長效應等。通過本課程的學習，要求學生系統(tǒng)掌握數(shù)字信號處理的基本理論和基本方法，培養(yǎng)學生從數(shù)學概念、物理概念及工程概念去分析問題和解決問題，為進一步的學習和工作打下良好的基礎。三、教學內(nèi)容和要求1緒論（1學時） （1）了解數(shù)字信號處理的實現(xiàn)方法及其優(yōu)缺點； （2）了解數(shù)字信號處理的發(fā)展過程；（3）掌握數(shù)字信號處理的基本概念及其特點；重點：數(shù)字信號

3、處理的概念和特點難點：數(shù)字信號處理的實現(xiàn)方法2第一章 離散時間信號與系統(tǒng)（5學時）（1）了解連續(xù)時間信號的抽樣；（2）熟悉線性移不變系統(tǒng)的特點； （3）理解常系數(shù)線性差分方程；（4）掌握序列的概念和分類； （5）掌握序列的基本運算；重點：性移不變系統(tǒng)的特點和序列的基本運算難點：常系數(shù)線性差分方程的求解3第二章Z變換（6學時）（1）熟悉Z變換的定義與收斂域，Z反變換、基本性質(zhì)和定理；（2）熟悉傅里葉變換的一些對稱性質(zhì)；（3）掌握序列的傅里葉變換；（4）理解序列的Z變換與連續(xù)信號的拉普拉斯變換、傅里葉變換的關(guān)系； （5）掌握離散系統(tǒng)的系統(tǒng)函數(shù)，系統(tǒng)的頻率響應；重點：Z變換的定義與收斂域，Z反變換、

4、基本性質(zhì)和定理以及離散系統(tǒng)的系統(tǒng)函數(shù)難點：Z變換與連續(xù)信號的拉普拉斯變換、傅里葉變換的關(guān)系以及DTFT4第三章 離散傅立葉變換（DFT）（8學時）（1）熟悉傅里葉變換的幾種可能形式；（2）掌握周期序列的離散傅里葉級數(shù)（DFS）；（3）熟悉離散傅立葉級數(shù)的性質(zhì)；（4）掌握離散傅立葉變換（DFT）-有限長序列的離散頻域表示；（5）熟悉離散傅里葉變換的性質(zhì)；（6）了解抽樣z變換-頻域抽樣理論；（7）了解利用DFT計算模擬信號的傅里葉變換（級數(shù)）對；重點：離散傅里葉變換的性質(zhì)和抽樣z變換難點：利用DFT計算模擬信號的傅里葉變換（級數(shù)）對5第四章 快速傅立葉變換（FFT）（4學時）（1）熟悉按頻率抽選（

5、DIF）基-2FFT算法；（2）理解離散傅里葉反變換（IDFT）的快速計算方法；（3）理解線性卷積的FFT算法（分段卷積，重疊相加法和重疊保留法）。（4）掌握按時間抽選（DIT）基-2FFT算法；重點：按時間抽選（DIT）基-2FFT算法和按頻率抽選（DIF）基-2FFT算法難點：分段卷積，重疊相加法和重疊保留法求FFT6第五章 數(shù)字濾波器的基本結(jié)構(gòu)（4學時）（1）掌握數(shù)字濾波器結(jié)構(gòu)的表示方法；（2）熟悉無限長單位沖激響應（IIR）濾波器的基本結(jié)構(gòu)；（3）熟悉有限長單位沖激響應（FIR）濾波器的基本結(jié)構(gòu)；重點：IIR濾波器和FIR濾波器的基本結(jié)構(gòu)難點：線性相位型和頻率采樣型濾波器結(jié)構(gòu)7第六章

6、無限長單位沖激響應（IIR）數(shù)字濾波器的設計方法（6學時）（1）了解從模擬濾波器低通原型到各種數(shù)字濾波器的頻率變換； （2）了解從低通數(shù)字濾波器到各種數(shù)字濾波器的頻率變換；（3）熟悉用模擬濾波器設計IIR數(shù)字濾波器；（4）理解沖激響應不變法、階躍響應不變法和雙線性變換法設計數(shù)字濾波器；（5）理解最小與最大相位延時系統(tǒng)，最小與最大相位超前系統(tǒng)，全通系統(tǒng)；重點：沖激響應不變法和雙線性變換法設計數(shù)字濾波器難點：最小與最大相位延時系統(tǒng)，最小與最大相位超前系統(tǒng)和全通系統(tǒng)8第七章有限長單位沖激響應（FIR）數(shù)字濾波器的設計方法（4學時）（1）了解頻率采樣設計法；（2）熟悉線性相位FIR數(shù)字濾波器的條件和特點；（3）理解窗函數(shù)法設計FIR濾波器；重點：窗函數(shù)法設計FIR濾波器難點：頻率采樣設計法9第八章 數(shù)字信號處理中的有限字長效應（2學時）（1）了解二進制數(shù)的表示及其對量化的影響；（2）了解A/D轉(zhuǎn)換的量化效應，數(shù)字濾波器的系數(shù)量化效應；（3）了解數(shù)字濾波器運算中的有限字長效應；重點：數(shù)字濾波器運算中的有限字長效應難點：數(shù)字濾波器的系數(shù)量化效應四、課程考核（1）作業(yè)等：作業(yè)：5次；（2）考核方式：閉卷考試（3）總評成績計算方式：平時成績*10%+實驗成績