數(shù)字信號處理 課程考試大綱

數(shù)字信號處理課程考試大綱(Digitalsignalprocessing)課程基本信息課程編號：04021506h課程學時：56課程學分：3.5一、課程的性質(zhì)和地位二、理論教學部分的考核目標緒論（一）學習目標1.一般了解：數(shù)字信號處理的實現(xiàn)方法。2.一般掌握：數(shù)字信號處理的特點。3.熟練掌握：數(shù)字信號處理的基本概念。（二）考核內(nèi)容數(shù)字信號處理的基本概念、數(shù)字信號處理的特點、數(shù)字信號處理的實現(xiàn)方法。（三）考核要求1.識記：數(shù)字信號處理的基本概念。2.領會：數(shù)字信號處理的特點。第1章時域離散信號和時域離散系統(tǒng)（一）學習目標1.一般了解：迭代法求解常系數(shù)線性方程的方法。2.一般掌握：以理想抽樣和實際抽樣為例，掌握方波脈沖及理想脈沖信號的取樣過程，時域及頻域轉(zhuǎn)換的特征及圖譜。3.熟練掌握：熟練掌握時域離散時間信號的表示方法、線性時不變系統(tǒng)的穩(wěn)定性和因果性、系統(tǒng)的輸入輸出關系、以及模擬信號的數(shù)字處理方法。（二）考核內(nèi)容(1)序列的概念及其幾種典型序列的定義。序列的基本運算，并會判斷序列的周期性；(2)線性、時不變、因果、穩(wěn)定的離散時間系統(tǒng)的概念并會判斷；(3)線性移不變系統(tǒng)、因果性、穩(wěn)定性判斷的充要條件；(4)常系數(shù)線性差分方程；(5)抽樣定理，抽樣的恢復過程。（三）考核要求1.識記：時域離散信號。2.領會：時域離散系統(tǒng)分析方法。3.應用：時域離散系統(tǒng)的輸入輸出描述法。4.分析：線性、時不變、因果、穩(wěn)定的離散時間系統(tǒng)。5.綜合：抽樣定理。6.評價：能否對時域離散信號和時域離散系統(tǒng)進行分析。第2章時域離散信號和系統(tǒng)的頻域分析（一）學習目標1.一般了解：系統(tǒng)行數(shù)、系統(tǒng)頻率響應的計算方法及幾何法確定系統(tǒng)頻率響應；連續(xù)時域信號采樣方法及采樣定理。2.一般掌握：掌握時域離散信號和系統(tǒng)的頻域分析方法；時域離散信號的傅立葉變換的性質(zhì)、特點和相互轉(zhuǎn)換關系；z變換及它們的性質(zhì)、特點和相互轉(zhuǎn)換關系。3.熟練掌握：序列傅里葉變換的概念及其與z變換的關系、熟悉典型序列的變換對。（二）考核內(nèi)容序列傅立葉變換的定義、序列傅立葉變換的性質(zhì)及定理、周期序列的頻域分析方法、利用傅立葉變換對信號和系統(tǒng)進行頻域分析、序列Z變換的定義、序列特性對收斂域的影響、逆Z變換、Z變換的性質(zhì)和定理、利用Z變換解差分方程、利用Z變換分析信號和系統(tǒng)的頻域特性。(1)時域離散信號的傅立葉變換、特點和相互轉(zhuǎn)換關系；(2)Z變換及它們的性質(zhì)、特點和相互轉(zhuǎn)換關系；(3)序列傅里葉變換的概念及其與z變換的關系；(4)典型序列的變換對；(5)連續(xù)時域信號采樣方法及采樣定理。（三）考核要求1.識記：時域離散信號的傅里葉變換的定義及性質(zhì)；時域離散信號的Z變換的定義及性質(zhì)。2.領會：時域離散信號的傅立葉變換與模擬信號的傅立葉變換之間關系；時域離散信號的Z變換收斂域。3.應用：周期序列的傅立葉級數(shù)及傅立葉變換表示；利用Z變換解差分方程。4.分析：時域離散信號和系統(tǒng)的頻域分析。5.綜合：傅立葉變換變換分析信號與系統(tǒng)的頻域特性；序列的Z變換、利用Z變換分析信號與系統(tǒng)的頻域特性。6.評價：能否對時域離散信號和系統(tǒng)進行頻域分析。第3章離散傅立葉變換（DFT）（一）學習目標1.一般了解：了解周期序列的定義。2.一般掌握：掌握離散傅里葉變換（DFT）對連續(xù)信號進行頻譜分析的方法。3.熟練掌握：掌握DFT的定義、性質(zhì)、物理意義，頻域采樣定理和應用。（二）考核內(nèi)容(1)DFT的物理意義及特性，求序列的N點DFT；(2)DFT與DTFT、Z變換之間的關系，序列DFT的性質(zhì)；(3)循環(huán)卷積定理，循環(huán)卷積與線性卷積之間的關系；(4)頻域采樣定理；(5)用DFT進行連續(xù)信號的譜分析，譜分析誤差出現(xiàn)的原因及解決辦法；(6)用DFT計算線性卷積，如何使用DFT進行長序列的卷積計算。（三）考核要求1.識記：離散傅里葉變換的定義及物理意義。2.領會：離散傅立葉變換的基本性質(zhì)。3.應用：頻率域采樣。4.分析：DFT、DTFT、Z變換。5.綜合：DFT的應用。6.評價：能否對離散信號進行DFT、DTFT、Z變換的分析。第4章快速傅立葉變換（FFT）（一）學習目標1.一般了解：其他快速傅立葉變換算法。2.一般掌握：掌握直接計算DFT的問題及改進的途徑。3.熟練掌握：按時間抽取（DIT）的基2-FFT算法；按頻率抽?。―IF）的基2-FFT算法；利用FFT分析時域連續(xù)信號頻譜；線性卷積的FFT算法——快速卷積過程。（二）考核內(nèi)容基2-FFT算法、進一步減少運算量的措施、其他快速算法簡介。(1)快速傅里葉變換的基本算法，時間抽取的基2FFT算法；(2)算法運算量的計算；(3)頻率抽取的基2-FFT算法；(4)進一步減少運算量的措施；(5)IFFT如何使用FFT實現(xiàn)。（三）考核要求1.識記：按時間抽取（DIT）的基2-FFT算法；按頻率抽取（DIF）的基2-FFT算法。2.領會：基2-FFT算法。3.應用：利用FFT分析時域連續(xù)信號頻譜。4.分析：進一步減少DFT運算量的方法。5.綜合：線性卷積的FFT算法。6.評價：對離散信號進行快速傅里葉變換的計算。第5章時域離散系統(tǒng)的網(wǎng)絡結構（一）學習目標1.一般了解：了解同一濾波器實現(xiàn)結構不同將影響到系統(tǒng)的精度、誤差、穩(wěn)定性及運算速度等優(yōu)缺點。2.一般掌握：IIR濾波器的直接I型、直接II型、級聯(lián)型、并聯(lián)型結構；FIR濾波器的直接型、級聯(lián)型、頻率采樣性結構。3.熟練掌握：掌握數(shù)字濾波器的原理、結構特點與表示方法。（二）考核內(nèi)容用信號流圖表示網(wǎng)絡結構、無限長脈沖響應基本網(wǎng)絡結構、有限長脈沖響應基本網(wǎng)絡結構、線性相位結構、頻率采樣結構、格型網(wǎng)絡結構。(1)IIR、FIR系統(tǒng)的基本結構，各結構的優(yōu)缺點；(2)FIR系統(tǒng)的線性相位特性；(3)頻率采樣結構、格型網(wǎng)絡結構；（三）考核要求1.識記：用信號流圖表示網(wǎng)絡結構、無限長脈沖響應基本網(wǎng)絡結構、有限長脈沖響應基本網(wǎng)絡結構。2.領會：掌握數(shù)字濾波器的原理、結構特點與表示方法。3.應用：用信號流圖表示網(wǎng)絡結構、無限長脈沖響應基本網(wǎng)絡結構、有限長脈沖響應基本網(wǎng)絡結構。4.分析：時域離散系統(tǒng)的網(wǎng)絡結構。4.綜合：線性相位結構、頻率采樣結構、格型網(wǎng)絡結構。6.評價：針對時域離散系統(tǒng)，能夠繪制網(wǎng)絡結構圖。第6章無限脈沖響應數(shù)字濾波器的設計（一）學習目標1.一般了解：常用模擬低通濾波器特性，如巴特沃斯、切比雪夫濾波器特點及基本設計步驟。2.一般掌握：用脈沖響應不變法設計IIR數(shù)字濾波器；用雙線性變換法設計IIR數(shù)字濾波器。3.熟練掌握：掌握設計濾波器的基本概念、幅頻響應與相頻響應表示、通帶允許最大衰減量公式等；采用幅度平方函數(shù)求解模擬傳遞函數(shù)等；掌握IIR濾波器設計的特點。（二）考核內(nèi)容數(shù)字濾波器的基本概念、模擬濾波器的設計、用脈沖響應不變法設計IIR數(shù)字低通濾波器、用雙線性變換法設計IIR數(shù)字低通濾波器、數(shù)字高通、帶通和帶阻濾波器的設計。(1)濾波器的基本概念，濾波器的技術指標；(2)使用模擬濾波器設計數(shù)字濾波器的思想；(3)常用模擬低通濾波器的特性，模擬低通濾波器的設計；(4)用脈沖響應不變法和雙線性Z變換法設計IIR數(shù)字濾波器；(5)高通、帶通及帶阻濾波器的設計。（三）考核要求1.識記：數(shù)字濾波器的基本概念。2.領會：模擬濾波器的設計。3.應用：用脈沖響應不變法設計IIR數(shù)字低通濾波器、用雙線性變換法設計IIR數(shù)字低通濾波器。4.分析：無限脈沖響應數(shù)字濾波器的設計。5.綜合：數(shù)字高通、帶通和帶阻濾波器的設計。6.評價：能設計IIR數(shù)字濾波器。第9章有限脈沖響應數(shù)字濾波器的設計（一）學習目標1.一般了解：了解數(shù)字濾波器的應用。2.一般掌握：頻率抽樣法設計FIR濾波器的特點及結構分析；FIR濾波器和IIR濾波器的比較。3.熟練掌握：掌握線性相位FIR濾波器的特點及結構流圖；用窗函數(shù)法設計FIR濾波器。（二）考核內(nèi)容線性相位FIR數(shù)字濾波器的條件和特點、利用窗函數(shù)法設計FIR濾波器、利用頻率采樣法設計FIR濾波器、利用等波紋最佳逼近法設計FIR數(shù)字濾波器、IIR和FIR數(shù)字濾波器的比較、幾種特殊類型濾波器簡介、濾波器分析設計工具FDATool。（三）考核要求1.識記：線性相位FIR數(shù)字濾波器的條件和特點。2.領會：利用窗函數(shù)法設計FIR濾波器、利用頻率采樣法設計FIR濾波器。3.應用：利用等波紋最佳逼近法設計FIR數(shù)字濾波器。4.分析：有限脈沖響應數(shù)字濾波器的設計。5.綜合：用窗函數(shù)法設計FIR濾波器。6.評價：能設計FIR數(shù)字濾波器。三、實驗、實習教學部分的考核要求1.做好實驗內(nèi)容的預習；2.認真記錄實驗數(shù)據(jù)并分析實驗結果；3.實驗過程中，具有嚴謹?shù)膶W習態(tài)度，認真、踏實、一絲不茍的科學作風；4.撰寫實驗報告，要求格式正確、方案合理、實驗結果分析準確。四、考核方式閉卷考試，考試時間120分鐘。考試題型一般由填空題、選擇題、計算題等組成。五、成績評定滿分100分，平時表現(xiàn)10%、作業(yè)20