數(shù)字音頻原理及應(yīng)用 第4版 教案 第二章 音頻信號的數(shù)字化-教學(xué)設(shè)計

《音頻信號的數(shù)字化》教學(xué)設(shè)計授課題目音頻信號的數(shù)字化課時安排4個學(xué)時教學(xué)目的理解“量化”是數(shù)字音頻信號產(chǎn)生失真的主要根源；重點掌握量化信噪比與量化比特數(shù)之間的關(guān)系；了解常見的音頻信號采樣頻率及量化精度；掌握A/D轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換器的工作原理及主要技術(shù)指標了解過采樣、△-∑調(diào)制和噪聲整形技術(shù)的原理和方法。教學(xué)重難點重點：采樣-保持電路，量化及量化誤差，逐次比較式A/D轉(zhuǎn)換器和權(quán)電阻式D/A轉(zhuǎn)換器；難點：量化信噪比與量化比特數(shù)之間的關(guān)系，A/D轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換器的工作原理。教學(xué)方法講授法，讓學(xué)生了解和掌握知識點；案例分析法，通過例題和案例將抽象的概念具體化，幫助學(xué)生理解知識點；問答及討論法，采用探討式和啟發(fā)式教學(xué)，提升學(xué)生的想象力和創(chuàng)新力；教學(xué)手段1．授課內(nèi)容用ppt展示、板書展示，讓學(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)內(nèi)容；2．設(shè)有互動提問環(huán)節(jié)，學(xué)生需課前回顧，課后提前預(yù)習(xí)。教學(xué)進程設(shè)計教學(xué)活動與主要表達教學(xué)方法章節(jié)導(dǎo)入設(shè)問：模上一章節(jié)介紹了聲學(xué)的基礎(chǔ)知識，而目前主要采用數(shù)字化技術(shù)處理多媒體數(shù)據(jù)，音頻信號如何進行數(shù)字化的？音頻信號的數(shù)字化概述講授：步驟：采樣、量化和編碼三個步驟，；模/數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換器，數(shù)/模（D/A）轉(zhuǎn)換器；采樣及采樣頻率：概念，奈奎斯特采樣定理，常用音頻的采樣頻率，采樣相關(guān)指標和參數(shù)；量化及量化誤差：概念，分類（均勻量化和非均勻量化），量化信噪比的概念及其公式；編碼：概念，編碼脈沖；音頻信號數(shù)字化的主要技術(shù)參數(shù)：采樣頻率，量化精度，聲道數(shù)，例題；圖片：模擬信號數(shù)字化系統(tǒng)流程圖，均勻量化示意圖，5.1聲道示意圖。設(shè)問：模擬信號通過什么操作轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號？A/D轉(zhuǎn)換器講授：模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換：概念，模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器（Analog-DigitalConverter，ADC）；步驟：采樣，保持，量化，編碼；采樣-保持：采樣，采樣保持電路，電路組成，采樣保持電路；量化與編碼：量化單位及概念，編碼概念，量化誤差，例題；常見的ADC類型：并聯(lián)比較型，雙積分型，逐次逼近型；比較器及例題；A/D轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標：分辨率，轉(zhuǎn)換誤差，轉(zhuǎn)換速度（轉(zhuǎn)換時間）；圖片：ADC示意圖，采樣保持示意圖，采樣保持電路和波形圖，不同類型的ADC示意圖。引導(dǎo)：耳機把數(shù)字音頻播放出來前，需要將數(shù)字音頻信號轉(zhuǎn)化成模擬音頻信號，那這個過程是怎么實現(xiàn)的呢？D/A轉(zhuǎn)換器講授：數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換：概念，數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器，構(gòu)建思路，D/A轉(zhuǎn)換器的工作原理;常見DAC的類型：權(quán)電阻式DAC，R-2RT形電阻網(wǎng)絡(luò)式DAC，R-2R倒T形電阻網(wǎng)絡(luò)式DAC，權(quán)電流網(wǎng)絡(luò)DAC；參數(shù)：分辨率，轉(zhuǎn)換精度，轉(zhuǎn)換時間;圖片：D/A轉(zhuǎn)換器的工作原理圖，不同類型D/A轉(zhuǎn)換器的電路圖。五、過采樣△-∑調(diào)制A/D、D/A轉(zhuǎn)換器講授：過采樣的概念，△-∑調(diào)制和噪聲整形；圖片：噪聲整形示意圖。六、重點及難點總結(jié)講授：重點：采樣-保持電路，量化及量化誤差，逐次比較式A/D轉(zhuǎn)換器和權(quán)電阻式D/A轉(zhuǎn)換器；難點：量化信噪比與量化比特數(shù)之間的關(guān)系，A/D轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換器的工作原理七、課后思考及作業(yè)說明音頻信號數(shù)字化的三個步驟。A/D、D/A轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標有哪些？分辨率和轉(zhuǎn)換精度的區(qū)別是什么？什么叫過采樣？請說明過采樣△-∑調(diào)制和噪聲整形技術(shù)提高A/D轉(zhuǎn)換器精度的原理。詢問對本節(jié)課內(nèi)容是否存在疑問設(shè)問引導(dǎo)教師講授例題分析圖例輔助分析設(shè)問引導(dǎo)教師講授對比分析例題分析圖例輔助講解提問引導(dǎo)教師講授對比分析示例分析圖例輔助講解教師講授圖例輔助講解重難點總結(jié)課后作業(yè)答疑教學(xué)環(huán)境及教具準備教學(xué)環(huán)境：多媒體教室；教具準備：筆記本電腦、投影儀、粉筆、黑板、擴音器、激光筆等。教