《數(shù)字信號處理》課程教學大綱

PAGEPAGE815102308DigitalSignalProcessing一、課程基本信息課程編號15102308適用專業(yè)信息工程總學時數(shù)54實驗學時0課程類別專業(yè)核心課教研室電子技術教研室課程學分3上機學時0課程性質必修課編寫人梅斌講授學時50課外學時0開課學期5編寫時間2006.3周學時數(shù)3習題課學時4二、本課程的性質、目的和任務通信、信息或信號處理等方面的研究工作打下基礎。三、教學基本要求1數(shù)字信號處理模型。2、要求學生學會運用數(shù)字信號處理的兩個主要工具：快速傅立葉變換數(shù)字技術方面課程的學習打下理論基礎。3、學生應具有初步的算法分析和運用MATLAB編程的能力。四、本課程與其他課程的聯(lián)系與分工本課程的基礎課程為《高等數(shù)學同時又為《圖像處理與模式識別》等課程的學習打下基礎。五、教學方法與手段教師講授和學生自學相結合，講練結合，采用多媒體教學手段為主，重點難點輔以板書。六、考核方式與成績評定辦法本課程采用平時作業(yè)4060。七、使用教材及參考書目【使用教材】吳鎮(zhèn)揚編，《數(shù)字信號處理》，高等教育出版社，2004年9月第一版。（第二版20002、程佩青（第二版2001年版。3、丁玉美,高西全編著，《數(shù)字信號處理》，西安電子科技大學出版社，2001年版。45、AlanV.Oppenheim,RonaldW.SchaferDigitalSignalProcessingPrentice-HallInc,1975.章節(jié)章節(jié)名稱章節(jié)章節(jié)名稱講授學時學時課外學時作業(yè)(數(shù)量0105備注第一章第二章第三章緒論離散時間信號與系統(tǒng)離散傅里葉變換及其快速算法無限長單位脈沖響應器的設計方法器的設計方法數(shù)字信號處理系統(tǒng)的實現(xiàn)1712800005第四章805第五章1205各章作業(yè)數(shù)量可以視具習題課視作業(yè)中存在的問題而各章學時分布可能不同第六章多采樣率信號處理200共計504030九、教學內容緒論（1學時）【教學目標】它的發(fā)展概況和發(fā)展趨勢?！局攸c難點】無【教學內容】一、信號與數(shù)字信號處理定. 二、數(shù)字信號處理的特. 三、數(shù)字信號處理的應用領.第一章離散時間信號與系統(tǒng)（7學時）【教學目標】其基本運算，會計算周期性序列的周期、實序列的奇偶部分。掌握采樣及內插，理解頻譜混疊現(xiàn)象及其產(chǎn)生原因、奈奎斯特采樣頻率。DTFzz變換與變換的關系。掌握離散時間系統(tǒng)的線性、時不變性、因果性和穩(wěn)定性。系統(tǒng)函數(shù)的零極點表示法?！局攸c難點】重點號的傅里葉變換DTFzz變換與DTFT變換的關系，離散時間系統(tǒng)的線性、時不變性、因果性和穩(wěn)定性，離散時間系統(tǒng)的頻率響應和系統(tǒng)函數(shù)。難點采樣及內插。【教學內容】第一節(jié)離散時間信號一、幾種常用的典型序. 二、序列的運.第二節(jié)采樣第三節(jié)離散時間信號的傅里葉變換（DTFT）與z變換一離散時間信號的傅里葉變二z變換. 三逆z變. 四z變換的性.第四節(jié)離散時間系統(tǒng)一、線性系. 二、時不變系. 三、線性時不變系. 四、系統(tǒng)的穩(wěn)定性與因果性第五節(jié)系統(tǒng)的頻率響應與系統(tǒng)函數(shù)第二章離散傅里葉變換及其快速算法（12學時）【教學目標】掌握離散傅里葉變換、循環(huán)卷積。理解利用DFT題及解決方法。2FFT。了解Chirp－Z變換的物理意義及算法實現(xiàn)，F(xiàn)FTDFT了解FFT【重點難點】重點離散傅里葉變換的物理意義及特性，周期卷積，循環(huán)卷積，利用DFT做連續(xù)信號的頻譜分析過程中可能出現(xiàn)的問題及解決方法，快速傅里葉變換。難點離散傅里葉變換的物理意義，快速傅里葉變換?！窘虒W內容】第一節(jié)離散傅里葉變換(DFT)一、離散傅里葉級(DFS). 二、離散傅里葉變(DFT).第二節(jié)利用DFT做連續(xù)信號的頻譜分析第三節(jié)快速傅里葉變換(FFT)一、按時間抽取的FFT. 二、按頻率抽取的FFT. 三N為組合數(shù)的FFT和基四FFT.第四節(jié)關于FFT應用中的幾個問題一、用FFT計算IDFT. 二、實數(shù)序列的FFT. 三、線性卷積的FFT算.第三章無限長單位脈沖響應（IIR）濾波器的設計方法（8學時）【教學目標】了解濾波器設計中常用的幾個指標，濾波器設計的常用方法。法，掌握雙線性變換法。器的方法。掌握全通函數(shù)及濾波器的數(shù)字域變換方法?！局攸c難點】重點利用模擬濾波器設計數(shù)字濾波器的方法，從低通數(shù)字濾波器到各種數(shù)字濾波器的頻率變換。難點利用模擬濾波器設計數(shù)字濾波器的方法?！窘虒W內容】第一節(jié)根據(jù)模擬濾波器來設計IIR濾波器一、脈沖響應不變. 二、雙線性變換.*第二節(jié)常用模擬低通濾波器特性第三節(jié)從模擬濾波器低通原型到各種數(shù)字濾波器的頻率變換一、低通變. 二、高通變. 三、帶通變. 四、帶阻變.第四節(jié)從低通數(shù)字濾波器到各種數(shù)字濾波器的頻率變換一、數(shù)字低通—數(shù)字低. 二、數(shù)字低通—數(shù)字高. 三、數(shù)字低通—數(shù)字帶.第四章有限長單位脈沖響應（FIR）濾波器的設計方法（8學時）【教學目標】理解FIRFIR它們各適合設計何哪些選頻濾波器。掌握窗口設計法的步驟及各種窗口的性能。掌握頻率采樣設計法。理解兩種最優(yōu)準則，了解FIRIIRFIR【重點難點】重點FIR濾波器線性相位的條件及幾種情況下的幅度特性，四種線性相位FIR濾波器，窗口設計法、頻率采樣設計法，最優(yōu)準則，IIR及FIR濾波器的優(yōu)缺點。難點窗口設計法、頻率采樣設計法?！窘虒W內容】第一節(jié)線性相位FIR濾波器的特點一、線性相位的條. 二、幅度特.三、零點特.第二節(jié)窗口設計法第三節(jié)頻率采樣設計法第四節(jié)FIR濾波器的最優(yōu)化設計一、非線形最優(yōu). 二、插值解. 三、雷米(Remez)交替算.第五節(jié)IIRFIR第五章數(shù)字信號處理系統(tǒng)的實現(xiàn)（12學時）【教學目標】Mason公式，掌握IIRFIR缺點。了解數(shù)字信號處理系統(tǒng)中二進制數(shù)的表示方法，理解量化與量化誤差，掌握A/D轉換的量化效應及量化噪聲通過線性系統(tǒng)。了解有限字長運算對數(shù)字信號處理系統(tǒng)的影響，極限環(huán)振蕩，數(shù)字信號處理硬件。【重點難點】重點數(shù)字系統(tǒng)的信號流圖表示法、Mason公式，IIR、FIR數(shù)字濾波器的主要結構及其優(yōu)缺點，量化與量化誤差，A/D轉換的量化效應及量化噪聲通過線性系統(tǒng)。難點數(shù)字系統(tǒng)的信號流圖表示法、Mason公式，A/D轉換的量化效應及量化噪聲通過線性系統(tǒng)?！窘虒W內容】第一節(jié)數(shù)字濾波器的結構一、數(shù)字網(wǎng)絡的信號流. 二IIR濾波器的結. 三FIR濾波器的結.第二節(jié)量化和量化誤差一、二進制數(shù)的表. 二、定點制的量化誤. 三、A/D變化的量化效.第三節(jié)有限字長運算對數(shù)字信號處理系統(tǒng)的影響一、IIR濾波器的有限字長效. 二FIR濾波器的有限字長效.第四節(jié)極限環(huán)振蕩一、零輸入極限環(huán)振. 二、大信號極限環(huán)振.第五節(jié)系數(shù)量化對數(shù)字濾波器的影響一、極點位置靈敏. 二、利用MATLAB分析系數(shù)量化對數(shù)字濾波器性能的影.第六節(jié)數(shù)字信號處理硬件一、數(shù)字信號處理器的發(fā)展概. 二DSP的特. 三TMS320系列數(shù)字信號處理.第六章多采樣率信號處理（2學時）【教學目標】1.了解采樣率轉換的基本原