数字信号处理课程教学大纲

数字信号处理课程教学大纲课程编号：09231170课程名称：数字信号处理/DigitalSignalProcessing学时：48学分：3.0适用专业：电子信息工程本科专业开课学期：6开课部门：物理科学与工程技术学院先修课程：《数理方法》、《电路分析》、《模拟电路》、《数字电路》、《信号与系统》考核要求：考试使用教材及主要参考书：周利清等主编，《数字信号处理基础》，北京邮电大学出版社程佩清主编，《数字信号处理教程》，清华大学出版社。一、课程的性质和任务本课程是光信息专业的专业选修课。学生通过学习该课程后，能够掌握时域离散信号和系统的频域分析，包括傅立叶变换、Z变换、DFT、FFT；时域离散系统的基本网络结构与状态变量分析法；FIR和IIR数字滤波器的设计；数字信号处理的实现，包括实现中的量化误差、软件实现和硬件实现。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的能力。二、教学目的与要求学习本课程，应有一定的数学基础和专业基础知识。课程中涉及的内容有：微分方程、差分方程、级数、复变函数、线性代数，信号与系统等课程的知识。本课程的学习也是为了适应几门后续课程的需要，这些课程是：数字图像处理、数字电视等。三、学时分配章节课程内容学时1引论32离散时间系统与离散信号的变换93离散傅氏变换64快速傅氏变换68数字滤波器的结构66IIR数字滤波器的理论与设计97FIR数字滤波器的理论和设计69数字信号处理中的有限字长效应3四、教学中应注意的问题在授课的过程中要注意数学知识的回顾与补充，以教材为主授课的同时，注重理论知识的实际应用。五、教学内容第一章引论1．基本内容：1.1数字信号处理的定义、特点和方法1.2数学预备知识2．教学基本要求：掌握数字信号处理的定义、特点和方法，数学预备知识3．教学重点难点：数学预备知识4．教学建议：加强数学预备知识的掌握第二章离散时间系统与离散信号的变换1．基本内容：2.1取样与内插2.2离散时间信号序列2.3离散系统及其特性，离散信号的线性卷积2.4离散信号的傅立叶变换2.5离散信号的Z变换2.6单边Z变换2.7Z变换与傅氏变换的关系2.8系统函数及其零、极点，线性非移变因果系统的稳定性2．教学基本要求：掌握取样与内插，常见序列，序列的傅立叶变换、z变换，Z变换与傅氏变换的关系，系统函数及其零、极点，线性非移变因果系统的稳定性3．教学重点难点：离散系统及其特性，离散信号的线性卷积，离散信号的傅立叶变换，离散信号的Z变换，Z变换与傅氏变换的关系，系统函数及其零、极点，线性非移变因果系统的稳定性。4．教学建议：课程教学以教材知识为主，注重理论联系实际第三章离散傅氏变换1．基本内容：3.1离散傅氏级数和离散傅氏变换的导出3.2离散傅氏变换和离散傅氏级数变换的性质3.3Z变换与离散傅氏变换的关系3.4用离散傅氏变换求线性卷积3.5分段卷积2．教学基本要求：序列的傅立叶级数和傅立叶变换及其性质，Z变换与离散傅氏变换的关系，用离散傅氏变换求线性卷积，分段卷积3．教学重点难点：Z变换与离散傅氏变换的关系，用离散傅氏变换求线性卷积，分段卷积4．教学建议：课程教学以教材知识为主，注重理论联系实际第四章快速傅氏变换1．基本内容：4.1基2时间抽选法4.2基2频率抽选法4.3基4FFT算法4.4IFFT4.5线性调频Z变换算法4.6实序列的FFT的高效算法2．教学基本要求：基2时间抽选法，基2频率抽选法，基4FFT算法，IFFT线性调频Z变换算法3．教学重点难点：基2时间抽选法，基2频率抽选法，线性调频Z变换算法4．教学建议：课程教学以教材知识为主，注重理论联系实际第八章数字滤波器的结构1．基本内容：8.1引言8.2数字网络的信号流图8.3IIR数字滤波器的结构8.4FIR数字滤波器的结构2．教学基本要求：数字网络的信号流图，IIR数字滤波器的结构，FIR数字滤波器的结构3．教学重点难点：IIR数字滤波器的结构，FIR数字滤波器的结构4．教学建议：课程教学以教材知识为主，注重理论联系实际第六章IIR数字滤波器的理论与设计1．基本内容：6.1IIR数字滤波器的设计概述6.2模拟滤波器的数字仿真6.3脉冲响应不变法6.4双线性变换法6.5模拟滤波器特性的逼近6.6数字滤波器的变换6.7IIR数字滤波器的计算机辅助设计方法2．教学基本要求：IIR数字滤波器的设计概述，模拟滤波器的数字仿真，脉冲响应不变法，双线性变换法，模拟滤波器特性的逼近，数字滤波器的变换3．教学重点难点：模拟滤波器的数字仿真，脉冲响应不变法，双线性变换法，模拟滤波器特性的逼近，数字滤波器的变换4．教学建议：课程教学以教材知识为主，注重理论联系实际第七章FIR数字滤波器的理论和设计1．基本内容：7.1线性相移FIR数字滤波器的特性7.2窗口法7.3频率抽选法7.4RIR数字滤波器的优化设计7.5IIR滤波器与FIR滤波器的比较2．教学基本要求：线性相移FIR数字滤波器的特性，窗口法，频率抽选法，3．教学重点难点：线性相移FIR数字滤波器的特性，频率抽选法4．教学建议：课程教学以教材知识为主，注重理论联系实际第九章数字信号处理中的有限字长效应1．基本内容：9.1引言9.2A/D转换的字长效应9.3乘积的舍入