《数字信号处理》课程教学大纲

1、数字信号处理Digital Signal Processing一、课程基本情况课程类别：专业主干课课程学分： 3 学分课程总学时：48 学时，其中讲课：40 学时，实验：8 学时 课程性质：必修开课学期：第5学期先修课程：信号与系统适用专业：通信工程教 材：程佩青，数字信号处理教程（第四版），清华大学出版社， 2013开课单位： 电子与信息工程 学院 通信工程 系二、课程性质、教学目标和任务数字信号处理课程是高校电子信息工程、通信工程、信息工程和电子科学与技术专业本科生的专业主干课。课程内容主要包含有离散信号和系统的描述方法、Z变换及其性质、离散傅立叶变换理论信号的采集理论快速傅立叶变换，快速

2、卷积与相关算法IIR数字滤波器与FIR滤波器的基本结构、基本理论和设计方法以及数字信号处理中的有限字长效应等。通过本课程的学习，要求学生系统掌握数字信号处理的基本理论和基本方法，培养学生从数学概念、物理概念及工程概念去分析问题和解决问题，为进一步的学习和工作打下良好的基础。三、教学内容和要求第0章 绪论（1学时）0.1 数字信号处理系统（1学时）（1）了解数字信号处理系统的基本组成。（2）了解数字信号处理的特点。（3）了解数字信号处理的特点。（4）了解数字信号处理的工程应用。第1章 离散时间信号与系统（5学时）1.1 离散时间信号（序列）的基本概念、LSI系统的定义及判定、常系数线性差分方程的

3、迭代求解、连续时间信号的抽样及重建（5学时）（1）掌握离散时间信号-序列的基本概念和几种常用序列的定义。（2）掌握LSI系统的定义及判定。 （3）掌握常系数线性差分方程的迭代解法。（4）掌握连续时间信号的抽样及重建。重点：序列，LSI系统，奈奎斯特采样定理难点：奈奎斯特采样定理第2章 Z变化与离散时间傅里叶变换（DTFT）（6学时）2.1 Z序列的Z变换和离散时间傅立叶变换，连续时间信号、理想采样信号和序列在变换域中的相互关系，LSI系统的系统函数及频率响应（6学时）。了解LSI系统频率响应的几何确定法了解连续时间信号、理想采样信号和序列以及它们的拉普拉斯变换、Z变换和傅立叶变换之间的对应关系

4、掌握序列Z变换的定义与收敛域，Z反变换、基本性质和定理（4）掌握序列的离散时间傅立叶变换及基本性质（5）掌握LSI系统的系统函数，系统的频率响应重点：Z变换，DTFT，以及两种变换的基本性质。难点：连续时间信号、理想采样信号和序列以及它们的拉普拉斯变换、Z变换和傅立叶变换之间的对应关系。 离散傅立叶变换（DFT）（8学时）3.1 傅立叶变换的四种形式、离散傅立叶变换（DFT）的定义和基本性质、DFT的基本应用（8学时）（1）了解频域抽样理论（2）了解DFT的应用（3）理解DFT的基本性质（4）理解DFS的基本性质（5）掌握周期序列的离散傅里叶级数（DFS）。（6）掌握傅里叶变换的四种形式（7）

5、掌握离散傅立叶变换（DFT）。重点：离散傅里叶变换及其基本性质，DFT的应用。难点：DFT的应用。 快速傅立叶变换（FFT）（4学时）4.1 快速傅立叶变换FFT的两种基本形式：DIT-FFT和DIF-FFT（4学时）了解线性卷积的FFT算法（分段卷积，重叠相加法和重叠保留法）理解减少DFT运算量的基本手段及途径掌握按时间抽选（DIT）的基-2 FFT算法掌握按频率抽选（DIF）的基-2 FFT算法掌握离散傅立叶反变换（IDFT）的快速算法IFFT重点：按时间抽选（DIT）的基-2 FFT算法和按频率抽选（DIF）的基-2 FFT算法。难点：IFFT，线性卷积的FFT算法（分段卷积方法）。第5

6、章 数字滤波器的基本结构（4学时）5.1 无限长单位冲激响应（IIR）滤波器的基本结构和有限长单位冲激响应（FIR)滤波器的基本结构（4学时）（1）掌握数字滤波器结构的基本表示方法。（2）掌握无限长单位冲激响应（IIR）滤波器的基本结构。（3）掌握有限长单位冲激响应（FIR）滤波器的基本结构。重点：IIR滤波器和FIR滤波器的基本结构难点：线性相位型和频率采样型滤波器结构第6章 无限长单位冲激响应（IIR）数字滤波器的设计方法（6学时）6.1 数字滤波器间接设计方法，数字滤波器的技术指标，IIR型数字滤波器的基本设计方法（6学时）了解阶跃响应不变法设计IIR型数字滤波器了解最小与最大相位延时系

7、统，最小与最大相位超前系统，全通系统理解数字滤波器的间接设计方法理解数字滤波器的设计指标掌握冲激响应不变法设计IIR型数字滤波器掌握双线性不变法设计IIR型数字滤波器重点：冲激响应不变法和双线性变换法设计IIR型数字滤波器。难点：最小与最大相位延时系统，最小与最大相位超前系统和全通系统第7章 有限长单位冲激响应（FIR）数字滤波器的设计方法（4学时）7.1 FIR数字滤波器的基本特点，窗函数设计法设计FIR数字滤波器，以及频率采样设计法（4学时）了解频率采样法理解FIR数字滤波器的基本特点掌握窗函数设计法设计FIR数字滤波器重点：FIR数字滤波器的基本特点，窗函数法设计FIR滤波器。难点：FIR数字滤波器线性相位的实现。第9章 数字信号处理中的有限字长效应（2学时）9.1 数字信号处理中的有限字长效应（2学时）（1）了解二进制数的表示及其对量化的影响（2）了解A/D转换的量化效应，数字滤波器的系数量化效应（3）了解数字滤波器运算中的有限字长效应重点：数字滤波器运算中的有限字长效应难点：数字滤波器的系数量化效应四、课程考核（1）作业等：作业：5次；（2）考