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

《音頻信號(hào)的數(shù)字化》教學(xué)設(shè)計(jì)授課題目音頻信號(hào)的數(shù)字化課時(shí)安排4個(gè)學(xué)時(shí)教學(xué)目的理解“量化”是數(shù)字音頻信號(hào)產(chǎn)生失真的主要根源；重點(diǎn)掌握量化信噪比與量化比特?cái)?shù)之間的關(guān)系；了解常見的音頻信號(hào)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(biāo)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(diǎn)重點(diǎn)：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(diǎn)：量化信噪比與量化比特?cái)?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(shí)點(diǎn)；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(shí)點(diǎn)；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(dòng)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(jìn)程設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)與主要表達(dá)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(shí)，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(hào)如何進(jìn)行數(shù)字化的？音頻信號(hào)的數(shù)字化概述講授：步驟：采樣、量化和編碼三個(gè)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(biāo)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(hào)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(hào)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(hào)通過什么操作轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)？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(biāo)：分辨率，轉(zhuǎn)換誤差，轉(zhuǎn)換速度（轉(zhuǎn)換時(shí)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(jī)把數(shù)字音頻播放出來前，需要將數(shù)字音頻信號(hào)轉(zhuǎn)化成模擬音頻信號(hào)，那這個(gè)過程是怎么實(shí)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(shí)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(diǎn)及難點(diǎn)總結(jié)講授：重點(diǎn)：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(diǎn)：量化信噪比與量化比特?cái)?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(hào)數(shù)字化的三個(gè)步驟。A/D、D/A轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)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(qǐng)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(duì)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(duì)比分析例題分析圖例輔助講解提問引導(dǎo)教師講授對(duì)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(diǎn)總結(jié)課后作業(yè)答疑教學(xué)環(huán)境及教具準(zhǔn)備教學(xué)環(huán)境：多媒體教室；教具準(zhǔn)備：筆記本電腦、投影儀、粉筆、黑板、擴(kuò)音器、激光筆等。教