数字信号大纲

1、数字信号处理（B）课程教学大纲Dgital Signal Processing 课程负责人： 执笔人: 秦华 编写日期：2011年月 一、课程基本信息1课程编号：L082662学分：2学分3学时：32（理论32）4适用专业：自动化专业、电气工程及其及自动化专业二、课程教学目标及学生应达到的能力本课程属电气工程及其自动化专业选修的专业课，是一门理论和实践密切相结合的课程。本课程的教学任务：本课程介绍了数字信号处理的基本概念、基本分析方法和处理技术。主要讨论离散时间信号和系统的基础理论、离散傅立叶变换DFT理论及其快速算法FFT、IIR和FIR数字滤波器的设计。本课程的教学目标：通过本课程的学习，

2、使学生掌握数字信号处理的基本概念、基本理论和基本方法，对数字信号处理技术有一个较全面、系统的了解，为学生更进一步学习后续专业课程打下必要的基础。使得学生养成善于理论联系实际的习惯，将所学到专业理论知识应用于实践当中，提高学生在实际工作中分析问题和解决问题的能力，培养创新思维意识和技术创新能力。三、课程教学内容与基本要求（一）绪论（2课时）主要内容：本课程的性质、任务与教学目标；本课程教学内容；本课程教学方法；本课程教学进程；本课程教学组织；本课程实验环节与要求；本课程考核形式与基本要求；本课程使用教材、参考书与提供的其他相关课程资源。1. 基本要求（1）理解本课程的内容主线，掌握本课程各章内容

3、结构及其相互关系；（2）说明本课程的研究性教学方法与教学组织安排；（3）说明本课程实验课时安排与实验要求；（4）说明本课程的考核形式；（5）介绍本课程使用教材、参考书与提供的其他相关课程资源。2. 课外学习要求熟悉Matlab软件。（二）时域离散信号和时域离散系统（2课时）主要内容：数字信号处理的基本概念、数字信号处理的特点、模拟信号数字信号处理的实现方法1. 基本要求（1）理解数字信号处理的基本概念。（2）了解数字信号处理的特点。（3）了解数字信号处理的实现方法。2. 学时分配课堂教学2学时，包括数字信号处理的基本概念（30分钟）；数字信号处理的特点（20分钟）；模拟信号数字信号处理的实现方

4、法（1学时）。3. 课外学习要求了解MATLAB在数字信号处理中的应用。（三）时域离散信号和系统的理论分析基础（6学时）主要内容：时域离散信号和时域离散系统的定义、特点；时域离散系统的输入输出描述法；序列傅里叶变换的定义和性质；周期序列的离散傅里叶变换的定义；时域离散信号的傅里叶变换和模拟信号傅里叶变换之间的关系；序列的Z变换；利用Z变换分析信号与系统的频域特性；模拟信号数字处理方法。1. 基本要求（1）掌握模拟信号、时域离散信号和数字信号三者的差别，时域离散信号的常用典型序列，序列的线性卷积、周期卷积和相关计算。（2）掌握时域离散系统的线性、时不变性质及系统的因果性和稳定性；（3）线性时不变

5、系统的输出和输入之间的关系，常系统差分方程的求解；（4）掌握系统单位脉冲响应的求解及物理概念，离散系统的零状态响应求解；（5）掌握离散信号与系统频域分析的基本概念及方法；（6）掌握双边z变换及性质，逆Z变换，以及根据系统函数H(z)分析系统特性的方法。（7）掌握从频域分析信号抽样与信号重建；（8）掌握模拟信号数字处理的原理框图及各部分的作用。2. 学时分配课堂教学6学时。其中，序列傅里叶变换的定义和性质（2学时）；周期序列的离散傅里叶变换的定义（2学时）；序列的Z变换，逆Z变换，利用Z变换分析信号与系统的频域特性（2学时）。3. 课外学习要求利用MATLAB求解离散LTI系统响应（四）离散傅里

6、叶变换（4学时）主要内容：离散傅里叶变换的定义和性质；频率域采样定理；离散傅里叶变换的应用。1. 基本要求（1）深刻理解离散傅里叶变换的正反变换的定义、物理意义；（2）掌握离散傅里叶变换、序列傅里叶变换、Z变换以及离散傅里叶级数之间的关系；（3）掌握离散傅立叶变换的基本性质；（4）掌握用离散傅里叶变换计算线性卷积，对时域连续信号、时域离散信号进行频谱分析。2. 学时分配课堂教学4学时。其中，离散傅里叶变换的定义和性质（2学时）；频率域采样定理（1学时）；离散傅里叶变换的应用（1学时）。3. 课外学习要求利用MATLAB计算DFT（五）快速傅里叶变换（4学时）主要内容：FFT原理；基2FFT实现

7、方法；进一步减小运算量的措施。1. 基本要求（1）掌握基2FFT的的基本思想和方法；（2）掌握基2FFT的的应用；（3）了解基4时间抽取FFT算法的基本原理；（4）了解分裂基FFT算法2. 学时分配课堂教学4学时。其中，基2FFT的的基本思想和方法（2学时）；基2FFT的的应用（2学时）。3. 课外学习要求自学基4时间抽取FFT算法的基本原理和分裂基FFT算法，利用MATLAB计算FFT。（六）时域离散系统的基本网络结构与状态变量分析法（6学时）主要内容：无限脉冲响应系统的基本网络结构；有限脉冲响应系统的基本网络结构。1. 基本要求（1）掌握无限脉冲响应系统的基本网络结构；（2）掌握有限脉冲响

8、应系统的基本网络结构。2. 学时分配课堂教学6学时。其中，无限脉冲响应系统的基本网络结构（3学时）；有限脉冲响应系统的基本网络结构（3学时）。3. 课外学习要求利用MATLAB设计数字滤波器的网络结构。（七）无限脉冲响应数字滤波器的设计（8学时）主要内容：数字滤波器的基本概念；模拟滤波器的设计；用脉冲响应不变法设计IIR数字低通滤波器；用双线性变换法设计IIR数字低通滤波器；数字高通、带通和带阻滤波器的设计；*IIR数字滤波器的直接设计法。1. 基本要求（1）掌握模拟低通滤波器的技术指标，巴特沃斯低通滤波器的设计方法与步骤；切比雪夫低通滤波器的设计方法与步骤； （2）掌握模拟高通、带通、带阻滤

9、波器的设计方法和步骤； （3）一般IIR数字滤波器的设计步骤，将模拟低通滤波器的系统函数转换成数字滤波器的系统函数的两种方法（脉冲响应不变法和双线性变换法），这两种方法基本思想和各自的优缺点， （4）掌握用脉冲响应不变法设计数字低通滤波器的设计步骤； （5）掌握用双线性变换法设计数字低通滤波器的设计步骤； （6）数字高通、带通、带阻滤波器的设计方法和步骤。2. 学时分配课堂教学8学时。其中，模拟滤波器的设计（2学时）；用脉冲响应不变法设计IIR数字低通滤波器（2学时）；用双线性变换法设计IIR数字低通滤波器（2学时）。数字高通、带通和带阻滤波器的设计（2学时）3. 课外学习要求利用MATLAB

10、设计IIR数字滤波器。四、课程的考核课程考核由平时作业及听课情况和期末考试成绩2部分组成，分别占课程总成绩的20%和80%。期末考试为闭卷考试，考试范围和要求应符合本教学大纲对各章教学内容的基本要求。五、本课程与其它课程的联系与分工本课程是数字信号处理的入门理论课程，主要介绍信号处理的基础理论和基本算法，对相应的数学基础要求比较高，如级数、傅里叶变换、拉普拉斯变换，本课程的先修课程：高等数学、工程数学、信号与系统、MATLAB语言等，后续课程有DSP原理及开发应用及现代信号等，本课程与后续相关课程联系紧密，如自适应滤波、功率谱估计等。七、教材及教学参考书建议教材：数字信号处理（第三版），高西全

11、，丁玉美编著，西安电子科技大学出版社，2009年建议参考书：(1)Digital Signal ProcessingOppenheim and Schafer，Prentice-Hall，1994 (2) 程佩青，数字信号处理教程（第三版），清华大学出版社，2007年(3) 数字信号处理（第二版），陈后金编著，高等教育出版社，2008年电磁场与电磁波课程教学大纲Electronic Field and Wave课程负责人：马增强 执笔人:马增强 编写日期：2011年 6月 一、课程基本信息1课程编号：L080092学分：3学分3学时：48（理论40，实验8）4适用专业：电子信息工程、通信工程专

12、业二、课程教学目标及学生应达到的能力本课程是电子信息工程与通信工程专业的一门基础课，其教学内容是后续微波通信类课程及日后微波通信相关工作的基础。本课程的教学任务是学习电磁场与电磁波的基本属性、描述方法、运动规律、与物质的相互作用及其应用。本课程的教学目标是通过本课程的学习，使学生能够系统地掌握电磁场与电磁波的基本概念，基本性质，基本规律以及求解电磁场问题的基本方法，为解决有关实际问题打下坚实基础。三、课程教学内容与基本要求（一）矢量分析（6课时）主要内容：矢量分析基础，包括三种坐标系及其相互变换、标量场和矢量场概念、矢量场的通量和散度、矢量场的环流和旋度、标量场的梯度以及亥姆霍兹定理。1. 基

13、本要求（1）掌握矢量代数的基本规则；（2）掌握矢量在笛卡尔坐标系柱面坐标系和球面坐标系的表示方法，以及在该三种坐标系之间的变换；（3）掌握标量场的梯度，矢量场的散度，矢量场的旋度的概念，以及在笛卡尔坐标系中梯度散度旋度的运算。了解在柱面和球面坐标系中梯度散度旋度的运算；（4）理解矢量场的核母霍兹定理。2. 学时分配课堂教学6学时。其中，标量场和矢量场概念（1学时）；三种坐标系及其相互变换（2学时）；矢量场的通量和散度（1学时）；矢量场的环流和旋度（1学时）；标量场的梯度以及亥姆霍兹定理（1学时）。（二）电磁场的基本规律（10课时）主要内容：电磁场的基本规律，内容包括电磁场中的基本实验定律，讨论

14、两个基本实验定律：库仑定律和安培力定理的矢量表达形式，以及真空中和介质中静电场和恒定磁场的基本性质，时变场的基本方程（麦克斯韦方程组）和基本性质，及边界条件。1. 基本要求（1）了解电介质的极化现象及极化电荷分布、磁介质的磁化现象及磁化电流分布。（2）理解电荷、电荷密度、电流、电流密度、电场强度、电位移矢量、介电常数、极化强度、磁感应强度、磁场强度、磁化强度、磁导率、电导率、位移电流等基本概念。（3）掌握电流守恒定律、库仑定律、静电场的基本方程、安培力定律、恒定磁场的基本方程、媒质的极化、磁化、传导特性、法拉第电磁感应定律、全电流定律、麦克斯韦方程组、电磁场的边界条件。2. 学时分配课堂教学1

15、0学时。其中库仑定律和安培力定理（2课时），以及真空中和介质中静电场和恒定磁场的基本性质（2课时），时变场的基本方程（麦克斯韦方程组）和基本性质（4课时），及边界条件（2课时）。（三）静态电磁场及其边值问题的解（8课时）主要内容：静态电磁场及其边值问题的解，内容包括静电场分析、恒定电场分析及恒定磁场分析，静态场边值问题的解法，静态场边值问题的解析解法镜像法。1. 基本要求（1）了解静电比拟法；（2）理解电位函数、电容、电场能量、电场能量密度、静电力、矢量磁位、标量磁位、电感、磁场能量、能量密度、磁场力等基本概念；（3）掌握静电场的基本方程和边界条件、恒定电场的基本方程和边界条件、恒定磁场的基本

16、方程和边界条件；（4）掌握静电场中的电位函数及其微分方程、恒定磁场的矢量磁位及其微分方程；（5）掌握电位的边界条件、矢量磁位的边界条件、标量磁位的边界条件；（6）掌握静电场能量、恒定磁场能量的计算公式；（7）掌握镜像法的基本原理，会用镜像法求解一些典型问题。（8）掌握分离变量法的基本原理，会用分离变量法求解一些典型问题。2. 学时分配课堂教学8学时。其中，静电场分析、恒定电场分析及恒定磁场分析（4学时）；分离变量法（2学时）；静态场边值问题的解析解法镜像法（2学时）。（四）时变电磁场（6课时）主要内容：时变电磁场，内容包括时变场的波动方程，时变场的辅助位函数及能量守恒定理，重点讨论了一种典型的

17、时变场时谐电磁场。1. 基本要求（1）了解有耗媒质的特性参数；（2）理解矢量位、标量位、坡印廷矢量的概念，理解坡印廷定理的物理意义，理解唯一性定理及其意义；（3）掌握电磁场的波动方程、掌握时变场的矢量位和标量位函数及达朗贝尔方程，掌握玻印亭定理，掌握时谐电磁场的复数表示方法，掌握复数形式的麦克斯韦方程和波动方程，掌握平均坡印廷矢量。2. 学时分配课堂教学8学时。其中，时变场的波动方程（2学时）；时变场的辅助位函数及能量守恒定理（4学时）。（五）均匀平面波在无界空间中的传播（10课时）主要内容：均匀平面波在无界空间中的传播，内容包括均匀平面波的概念、均匀平面波在无界理想介质中传播特性、均匀平面波

18、导电媒质中中传播特性、群速与相速的关系。1. 基本要求（1）理解均匀平面波的概念及研究均匀平面波的重要意义，理解描述传播特性参数的物理意义，理解波的极化概念，理解表面电阻、趋肤深度、色散、群速等概念；（2）掌握波的概念和表示方法，掌握均匀平面波在无界理想介质中的传播特性，掌握波的三种极化方式并能正确判断波的极化状态，掌握均匀平面波在导电媒质中的传播特性、掌握群速与相速的关系。2. 学时分配课堂教学10课时。其中包括均匀平面波在无界理想介质中传播特性（4学时）；波的三种极化方式（2学时）；均匀平面波导电媒质中中传播特性（2学时）；群速与相速的关系（2学时）。四、实验内容和要求 序号实验编号实验项

19、目名称实验内容提要实验类型选择类型上机学时实验学时110003306089jMatlab在电磁场与电磁波的绘图中的应用应用Matlab绘制电磁场与电磁波中电位函数的分布图验证选做2210003306090j点电荷电场分布和线电荷电位分布应用Matlab仿真电荷和电场的分布、电位分布验证必做2310003306091j磁感应强度仿真实验应用Matlab仿真电磁场的磁感应曲线验证必做2410003306092j利用matlab仿真电荷在变化磁场中的运动应用Matlab仿真运动电荷在磁场中的运动轨迹验证必做25电磁波反射实验利用分光仪验证电磁波反射定律验证选作26均匀无耗媒质参量的测量利用电磁波的干

20、涉原理测量无耗媒质的参数验证选作37自由空间中电磁波参量的测量了解电磁波的空间传播特性验证选作3五、课程的考核课程考核为期末闭卷考试，考试范围和要求应符合本教学大纲对各章教学内容的基本要求。六、本课程与其它课程的联系与分工本课程是在已学课程高等数学和大学物理的基础上，系统介绍电磁场与电磁波的基本特性和规律，重点为时变电磁场，以保证为通信原理、微波技术、天线、电波传播、电磁兼容、微电子学等其他相关后续课程奠定必要的电磁理论基础。七、教材及教学参考书建议教材：电磁场与电磁波（第四版），谢处方编著，高等教育出版社，2006年建议参考书： 杨儒贵，电磁场与电磁波，高等教育出版社，2006年 王家礼 朱

21、满座 路宏敏，电磁场与电磁波（第二版），西安电子科技大学，2005年专业英语（电信）课程教学大纲 Scientific English课程负责人：燕延 执笔人: 闫德立 编写日期：2011年 6月 一、课程基本信息1课程编号：L08014 2学分：2学分3学时：32（理论32）4适用专业：电子信息工程二、课程教学目标及学生应达到的能力本课程是为电气与电子工程学院电子信息工程专业的本科生开设的基础课程之一，本课程教学是为进一步提高电子信息工程专业高年级本科生专业英语能力，促进人才的高层次培养。本课程的教学任务是使学生具备一定英语读写能力的基础上，进一步巩固和提高英语水平，特别是提高阅读科技英语和

22、本专业英语资料的能力。课程主要教授基本电子器件、现代电子设备、信号与系统和通信技术等几个方面专业英语相关内容。本课程的教学目标是通过本课程的学习，学生在了解专业英语和日常英语区别的基础上，熟悉本专业的相关专业词汇，提高阅读专业外文资料的能力，从而能够顺利阅读专业资料并获取信息；能够掌握科技文献翻译的规则和技巧，能够通顺合理的翻译本专业文献。三、课程教学内容与基本要求（一）课程简介（2课时）主要内容：主要介绍本课程的性质、教学任务及目标，同时介绍本课程的学习方法及进程；介绍教材的主要内容结构及教学进程，并对课程的考核进行说明。1. 基本要求（1）理解专业英语的特点，同时明白专业词汇在外文文献阅读

23、中的重要左右，在学习中要有目的的注意词汇的积累。（2）了解专业英语的灵活性与客观性的特点。（3）明白专业文献翻译过程中的简明性。（4）了解专业英语中常用符号和数学表达式的表达。（二）电路系统与设计（8课时）主要内容：介绍基本的电子元器件，主要包括电路基础、电阻、电容、二极管和三极管等内容。1. 基本要求（1）学习电子器件的一些专业词汇，了解电子器件类别及发展。（2）熟悉电子器件的英文介绍，明白其在电路中的主要作用。（3）掌握专业英语的词汇特征，学会在阅读中积累。（4）掌握专业英语常见的语法现象。（5）了解专业英语常见的语法现象，能够通顺的进行翻译。2. 学时分配课堂教学8学时，本部分主要包括四个单元，分别为电子基础、电阻、电容、晶体管；每个单元授课2学时。（三）信号与系统专业英语介绍（8课时）主要内容：本部分主要介绍四部分内容，主要包括信号的英语表示，系统的数学表达方式，傅立叶变换及频域表示及采样定理。1. 基本要求（1）了解信号的数学表达方式及从句的翻译方式。（2）了解系统的数学表达及掌握别动句的翻译。（3）了解傅立叶变化的描述及掌握长句的翻译。（4）学习语音信号处理的方法。2. 学时分配课堂教学8学时。其中，信号表达方式介绍（2学时）；系统数学描述（2学时）；傅立叶变换描述介绍（2学时）；语音信号处理介绍（