數(shù)字信號處理課程教學(xué)大綱

《數(shù)字信號處理》課程教學(xué)大綱課程名稱：數(shù)字信號處理/DigitalSignalProcessing課程編碼：0904003504課程類型：學(xué)科專業(yè)必修課總學(xué)時數(shù)/學(xué)分?jǐn)?shù)：64/4實驗(上機)學(xué)時：10適用專業(yè)：電子信息工程先修課程：高等數(shù)學(xué)、工程數(shù)學(xué)、信號與系統(tǒng)等修訂日期：2005年12月課程性質(zhì)、任務(wù)和教學(xué)目標(biāo)本課程是電子信息工程專業(yè)的學(xué)科專業(yè)必修課，主要學(xué)習(xí)數(shù)字信號處理的根本理論和根本分析方法，通過本課程的學(xué)習(xí)，在離散信號與系統(tǒng)、離散傅立葉變換及其快速算法〔FFT〕和數(shù)字濾波器設(shè)計方法等方面有較強的分析、設(shè)計能力，掌握用數(shù)字方法處理確定性信號的原理、通用技術(shù)及一般方法，為隨機信號、多維信號的分析和處理方法打好堅實理論根底，了解數(shù)字信號處理的實現(xiàn)及應(yīng)用領(lǐng)域。通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠到達(dá)以下目標(biāo)：1．掌握用數(shù)字方法處理確定性信號的原理、通用技術(shù)及一般方法；2．掌握離散信號與系統(tǒng)；3．掌握離散傅立葉變換及其快速算法〔FFT〕；4．掌握數(shù)字濾波器和設(shè)計方法；5．為隨機信號、多維信號的分析和處理方法打好堅實理論根底。二、教學(xué)內(nèi)容與要求教學(xué)內(nèi)容教學(xué)要求第一章時域離散信號和時域離散系統(tǒng)時域離散信號時域離散系統(tǒng)時域離散信號的輸入輸出描述法模擬信號處理了解：線性常系數(shù)差分方程，采樣定理；理解：典型序列，線性時不變系統(tǒng)的因果性和穩(wěn)定性，模擬信號處理；掌握：序列表示、運算，因果性和穩(wěn)定性判定，差分方程求解。第二章時域離散信號和系統(tǒng)的頻域分析序列的傅立葉變換定義、性質(zhì)周期序列的離散傅立葉級數(shù)和傅立葉變換表示序列的Z變換4．利用Z變換分析離散信號和系統(tǒng)的頻域特性理解：序列的傅立葉變換定義、性質(zhì)，周期序列的傅立葉級數(shù)和傅立葉變換表示，Z變換定義、性質(zhì)與逆Z變換，傳輸函數(shù)與系統(tǒng)函數(shù)；掌握：求序列的傅立葉變換、Z變換、逆Z變換，利用Z變換分析離散信號和系統(tǒng)的頻域特性。第三章離散傅立葉變換〔DFT〕離散傅立葉變換定義離散傅立葉變換根本性質(zhì)頻域采樣4．DFT應(yīng)用了解：用DFT計算線性卷積、譜分析等；理解：離散傅立葉變換定義、性質(zhì)，圓周卷積與線性卷積，頻率域采樣原理；掌握：離散傅立葉變換，頻率域采樣，DFT應(yīng)用。第四章快速傅立葉變換〔FFT〕2FFT算法一步減少運算量的措施裂基FFT算法4．離散哈特萊變換(DHT)了解：離散哈特萊變換(DHT)；理解：分裂基FFT算法；掌握：基2FFT算法實現(xiàn)、應(yīng)用。第五章時域離散系統(tǒng)的根本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與狀態(tài)變量分析法1．信號流圖表示網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)2．無限長脈沖響應(yīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)3．有限長脈沖響應(yīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)4．態(tài)變量分析法了解：信號流圖表示網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，無限長脈沖響應(yīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與有限長脈沖響應(yīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；理解：信號流圖，無限長脈沖響應(yīng)根本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，有限長脈沖響應(yīng)根本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；掌握：流圖表示無限長脈沖響應(yīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與有限長脈沖響應(yīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，狀態(tài)變量分析法。第六章無限脈沖響應(yīng)數(shù)字濾波器的設(shè)計1．濾波器概念2．濾波器設(shè)計3．響應(yīng)不變法設(shè)計IIR數(shù)字低通濾波器4．性變換法設(shè)計IIR數(shù)字低通濾波器，數(shù)字高通、帶通、和帶阻濾波器設(shè)計5．IIR數(shù)字濾波器直接設(shè)計掌握：數(shù)字濾波器，模擬濾波器設(shè)計，脈沖響應(yīng)不變法設(shè)計IIR數(shù)字濾波器，雙線性變換法設(shè)計IIR數(shù)字濾波器，IIR數(shù)字濾波器直接設(shè)計。第七章有限脈沖響應(yīng)數(shù)字濾波器的設(shè)計線性相位FIR數(shù)字濾波器窗函數(shù)法設(shè)計FIR濾波器頻率采樣法設(shè)計FIR濾波器切比雪夫逼近法設(shè)計FIR濾波器FIR、IIR數(shù)字濾波器比擬了解：切比雪夫逼近法設(shè)計FIR濾波器，F(xiàn)IR與IIR數(shù)字濾波器比擬；掌握：線性相位FIR濾波器的條件和特點，窗函數(shù)法與頻率采樣法設(shè)計FIR濾波器。第八章其它類型數(shù)字濾波器特殊濾波器格型濾波器簡單整系數(shù)濾波器采樣率轉(zhuǎn)換濾波器了解：特殊濾波器；理解：最小相位系統(tǒng)，格型濾波器，采樣率轉(zhuǎn)換濾波器；掌握：全通濾波器、梳狀濾波器設(shè)計，簡單整系數(shù)濾波器設(shè)計。第九章數(shù)字信號處理的實現(xiàn)數(shù)字信號處理中的量化效應(yīng)數(shù)字信號處理技術(shù)的軟、硬件實現(xiàn)掌握：數(shù)字信號處理中的量化效應(yīng)，數(shù)字信號處理技術(shù)的軟、硬件實現(xiàn)。三、實驗內(nèi)容和要求實驗內(nèi)容：實驗一、信號、系統(tǒng)及系統(tǒng)響應(yīng)實驗二、卷積計算、卷積定理實驗三、用FFT作頻譜分析實驗四、用雙線性變換法設(shè)計IIR數(shù)字濾波器實驗五、用窗函數(shù)法設(shè)計FIR數(shù)字濾波器實驗要求見實驗教學(xué)大綱。四、學(xué)時分配表教學(xué)內(nèi)容學(xué)時分配講授實驗上機習(xí)題課小計第一章時域離散信號和時域離散系統(tǒng)６6第二章時域離散信號和系統(tǒng)的頻域分析628第三章離散傅立葉變換〔DFT〕８8第四章快速傅立葉變換〔FFT〕６28第五章時域離散系統(tǒng)的根本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與狀態(tài)變量分析法44第六章無限脈沖響應(yīng)數(shù)字濾波器的設(shè)計82212第七章有限脈沖響應(yīng)數(shù)字濾波器的設(shè)計８210第八章其它類型數(shù)字濾波器224第九章數(shù)字信號處理的實現(xiàn)２24合計5010464五、教學(xué)方法與手段本門課采用課堂教學(xué)與實驗相結(jié)合，并輔之以課堂討論。用于根本概念、理論分析及應(yīng)用的課堂講授約占總學(xué)時的80%。習(xí)題課、研究分析報告、實驗操作約占總學(xué)時的20%。本課程安排了5次實驗課，以便學(xué)生掌握根本實驗技能。六、考核方式本課程為考試課。期末筆試占總成績的80%，平時作業(yè)、小測驗占總成績的10％，實驗占總成績的10%?？己顺煽兒细癫拍塬@得學(xué)分。七、建議教材及教學(xué)參考書教材：《數(shù)字信號處理》〔第二版〕丁玉美編著西安電子科技大學(xué)出版社2000參考書：1.《數(shù)字信號處理》程佩青編著清華大學(xué)出版社20032.《數(shù)字信號處理》胡廣書編著清華大學(xué)出版社2003

《數(shù)字信號處理》課程教學(xué)大綱課程名稱：數(shù)字信號處理/DigitalSignalProcessing課程編碼：0904003503/0903003503課程類型：學(xué)科專業(yè)必修課/學(xué)科根底選修課總學(xué)時數(shù)/學(xué)分?jǐn)?shù)：48/3實驗(上機)學(xué)時：8適用專業(yè)：通信工程、微電子學(xué)、數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)、信息與計算科學(xué)先修課程：工程數(shù)學(xué)、信號與系統(tǒng)等修訂日期：2005年12月一、課程性質(zhì)、任務(wù)和教學(xué)目標(biāo)本課程是通信工程的學(xué)科專業(yè)必修課，是微電子學(xué)等專業(yè)的學(xué)科根底選修課程。主要學(xué)習(xí)數(shù)字信號處理的根本理論和根本分析方法，通過本課程的學(xué)習(xí)，在離散信號與系統(tǒng)、離散傅立葉變換及其快速算法〔FFT〕和數(shù)字濾波器和設(shè)計方法等方面有較強的分析、設(shè)計能力，掌握用數(shù)字方法處理確定性信號的原理、通用技術(shù)及一般方法，為數(shù)字信號處理系統(tǒng)設(shè)計打好堅實理論根底。通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠到達(dá)以下目標(biāo)：１．掌握用數(shù)字方法處理確定性信號的原理、通用技術(shù)及一般方法；2．在離散信號與系統(tǒng)、離散傅立葉變換、快速算法、數(shù)字濾波器和設(shè)計方法等方面有較強的分析、設(shè)計能力；3．了解數(shù)字信號處理的實現(xiàn)及應(yīng)用領(lǐng)域。二、教學(xué)內(nèi)容與要求教學(xué)內(nèi)容教學(xué)要求第一章時域離散信號和系統(tǒng)1．序列2．離散系統(tǒng)的時域描述3．模擬信號處理了解：因果性、穩(wěn)定性，采樣定理,模擬信號處理；理解：典型序列,線性時不變系統(tǒng),差分方程；掌握：因果性和穩(wěn)定性判定，差分方程求解。第二章時域離散信號和系統(tǒng)的頻域分析1．序列的傅立葉變換2．Z變換3．離散信號和系統(tǒng)的頻域分析了解：周期序列的傅立葉級數(shù)和傅立葉變換；理解：序列傅立葉變換，Z變換,逆Z變換，傳輸函數(shù)；掌握：逆Z變換，Z變換分析離散系統(tǒng)。第三章離散傅立葉變換〔DFT〕離散傅立葉變換頻域采樣DFT應(yīng)用了解：DFT應(yīng)用；掌握：離散傅立葉變換，頻率域采樣原理。第四章快速傅立葉變換〔FFT〕基2FFT算法分裂基FFT算法離散哈特萊變換(DHT)了解：分裂基FFT算法,離散哈特萊變換；理解：基2FFT算法；掌握：基2FFT算法實現(xiàn)、應(yīng)用。第五章時域離散系統(tǒng)的根本結(jié)構(gòu)信號流圖無限長脈沖響應(yīng)根本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有限長脈沖響應(yīng)根本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)了解：信號流圖；理解：IIR網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與FIR網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；掌握：應(yīng)用流圖表示IIR與FIR網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。第六章無限脈沖響應(yīng)數(shù)字濾波器的設(shè)計數(shù)字濾波器概念、擬濾波器設(shè)計脈沖響應(yīng)不變法設(shè)計IIR數(shù)字低通濾波器雙線性變換法設(shè)計IIR數(shù)字低通濾波器數(shù)字高通、帶通、和帶阻濾波器設(shè)計IIR數(shù)字濾波器直接設(shè)計了解：模擬濾波器設(shè)計，IIR濾波器直接設(shè)計；理解：數(shù)字濾波器，脈沖響應(yīng)不變法與雙線性變換法設(shè)計IIR數(shù)字濾波器,數(shù)字高通、帶通、和帶阻濾波器設(shè)計；掌握：脈沖響應(yīng)不變法與雙線性變換法設(shè)計IIR數(shù)字濾波器。第七章有限脈沖響應(yīng)數(shù)字濾波器的設(shè)計線性相位FIR濾波器窗函數(shù)法設(shè)計FIR濾波器頻率采樣法設(shè)計FIR濾波器切比雪夫逼近法設(shè)計FIR濾波器FIR、IIR數(shù)字濾波器比擬了解：線性相位FIR濾波器，切比雪夫逼近法，F(xiàn)IR與IIR數(shù)字濾波器；理解：線性相位FIR濾波器，窗函數(shù)法與頻率采樣法設(shè)計FIR濾波器；掌握：窗函數(shù)法設(shè)計FIR濾波器。第八章其它類型數(shù)字濾波器了解：特殊濾波器，格型濾波器，簡單整系數(shù)濾波器，采樣率轉(zhuǎn)換濾波器。第九章數(shù)字信號處理的實現(xiàn)了解：數(shù)字信號處理中的量化效應(yīng)，數(shù)字信號處理技術(shù)的軟、硬件實現(xiàn)。三、實驗內(nèi)容和要求實驗內(nèi)容：實驗一、卷積計算、卷積定理實驗二、用FFT作頻譜分析實驗三、用雙線性變換法設(shè)計IIR數(shù)字濾波器實驗四、用窗函數(shù)法設(shè)計FIR數(shù)字濾波器實驗要求祥見實驗教學(xué)大綱。四、學(xué)時分配表教學(xué)內(nèi)容學(xué)時分配講授實驗小計第一章時域離散信號和系統(tǒng)44第二章時域離散信號和系統(tǒng)的頻域分析426第三章離散傅立葉變換66第四章快速傅立葉變換426第五章時域離散系統(tǒng)的根本結(jié)構(gòu)44第六章無限脈沖響應(yīng)數(shù)字濾波器的設(shè)計8210第七章有限脈沖響應(yīng)數(shù)字濾波器的設(shè)計628第八章其它類型數(shù)字濾波器22第九章數(shù)字信號處理的實現(xiàn)22合計40848五、教學(xué)方法與手段本門課采用課堂教學(xué)與實驗相結(jié)合，并輔之以課堂討論。用于根本概念、理論分析的方法及應(yīng)用的課堂講授約占總學(xué)時的83%。習(xí)題課、研究分析報告、實驗操作約占總學(xué)時的17%。本課程安排了4次實驗課，以便學(xué)生掌握根本實驗技能。六、考核方式本課程對通信工程專業(yè)為考試課，期末筆試占總成績的80%，平時作業(yè)、小測驗占總成績的10％，實驗占總成績的10%。考核成績合格才能獲得學(xué)分。本課程對微電子學(xué)為考查課，考查成績是根據(jù)學(xué)生平時出勤、聽課、完成實驗、實習(xí)、課外作業(yè)、習(xí)題課、課堂討論的情況及平時測驗成