数字信号处理课程教学大纲

《数字信号处理》课程教学大纲课程名称：数字信号处理/DigitalSignalProcessing课程编码：0904003504课程类型：学科专业必修课总学时数/学分数：64/4实验(上机)学时：10适用专业：电子信息工程先修课程：高等数学、工程数学、信号与系统等修订日期：2005年12月课程性质、任务和教学目标本课程是电子信息工程专业的学科专业必修课，主要学习数字信号处理的根本理论和根本分析方法，通过本课程的学习，在离散信号与系统、离散傅立叶变换及其快速算法〔FFT〕和数字滤波器设计方法等方面有较强的分析、设计能力，掌握用数字方法处理确定性信号的原理、通用技术及一般方法，为随机信号、多维信号的分析和处理方法打好坚实理论根底，了解数字信号处理的实现及应用领域。通过本课程的学习，学生能够到达以下目标：1．掌握用数字方法处理确定性信号的原理、通用技术及一般方法；2．掌握离散信号与系统；3．掌握离散傅立叶变换及其快速算法〔FFT〕；4．掌握数字滤波器和设计方法；5．为随机信号、多维信号的分析和处理方法打好坚实理论根底。二、教学内容与要求教学内容教学要求第一章时域离散信号和时域离散系统时域离散信号时域离散系统时域离散信号的输入输出描述法模拟信号处理了解：线性常系数差分方程，采样定理；理解：典型序列，线性时不变系统的因果性和稳定性，模拟信号处理；掌握：序列表示、运算，因果性和稳定性判定，差分方程求解。第二章时域离散信号和系统的频域分析序列的傅立叶变换定义、性质周期序列的离散傅立叶级数和傅立叶变换表示序列的Z变换4．利用Z变换分析离散信号和系统的频域特性理解：序列的傅立叶变换定义、性质，周期序列的傅立叶级数和傅立叶变换表示，Z变换定义、性质与逆Z变换，传输函数与系统函数；掌握：求序列的傅立叶变换、Z变换、逆Z变换，利用Z变换分析离散信号和系统的频域特性。第三章离散傅立叶变换〔DFT〕离散傅立叶变换定义离散傅立叶变换根本性质频域采样4．DFT应用了解：用DFT计算线性卷积、谱分析等；理解：离散傅立叶变换定义、性质，圆周卷积与线性卷积，频率域采样原理；掌握：离散傅立叶变换，频率域采样，DFT应用。第四章快速傅立叶变换〔FFT〕2FFT算法一步减少运算量的措施裂基FFT算法4．离散哈特莱变换(DHT)了解：离散哈特莱变换(DHT)；理解：分裂基FFT算法；掌握：基2FFT算法实现、应用。第五章时域离散系统的根本网络结构与状态变量分析法1．信号流图表示网络结构2．无限长脉冲响应网络结构3．有限长脉冲响应网络结构4．态变量分析法了解：信号流图表示网络结构，无限长脉冲响应网络结构与有限长脉冲响应网络结构；理解：信号流图，无限长脉冲响应根本网络结构，有限长脉冲响应根本网络结构；掌握：流图表示无限长脉冲响应网络结构与有限长脉冲响应网络结构，状态变量分析法。第六章无限脉冲响应数字滤波器的设计1．滤波器概念2．滤波器设计3．响应不变法设计IIR数字低通滤波器4．性变换法设计IIR数字低通滤波器，数字高通、带通、和带阻滤波器设计5．IIR数字滤波器直接设计掌握：数字滤波器，模拟滤波器设计，脉冲响应不变法设计IIR数字滤波器，双线性变换法设计IIR数字滤波器，IIR数字滤波器直接设计。第七章有限脉冲响应数字滤波器的设计线性相位FIR数字滤波器窗函数法设计FIR滤波器频率采样法设计FIR滤波器切比雪夫逼近法设计FIR滤波器FIR、IIR数字滤波器比拟了解：切比雪夫逼近法设计FIR滤波器，FIR与IIR数字滤波器比拟；掌握：线性相位FIR滤波器的条件和特点，窗函数法与频率采样法设计FIR滤波器。第八章其它类型数字滤波器特殊滤波器格型滤波器简单整系数滤波器采样率转换滤波器了解：特殊滤波器；理解：最小相位系统，格型滤波器，采样率转换滤波器；掌握：全通滤波器、梳状滤波器设计，简单整系数滤波器设计。第九章数字信号处理的实现数字信号处理中的量化效应数字信号处理技术的软、硬件实现掌握：数字信号处理中的量化效应，数字信号处理技术的软、硬件实现。三、实验内容和要求实验内容：实验一、信号、系统及系统响应实验二、卷积计算、卷积定理实验三、用FFT作频谱分析实验四、用双线性变换法设计IIR数字滤波器实验五、用窗函数法设计FIR数字滤波器实验要求见实验教学大纲。四、学时分配表教学内容学时分配讲授实验上机习题课小计第一章时域离散信号和时域离散系统６6第二章时域离散信号和系统的频域分析628第三章离散傅立叶变换〔DFT〕８8第四章快速傅立叶变换〔FFT〕６28第五章时域离散系统的根本网络结构与状态变量分析法44第六章无限脉冲响应数字滤波器的设计82212第七章有限脉冲响应数字滤波器的设计８210第八章其它类型数字滤波器224第九章数字信号处理的实现２24合计5010464五、教学方法与手段本门课采用课堂教学与实验相结合，并辅之以课堂讨论。用于根本概念、理论分析及应用的课堂讲授约占总学时的80%。习题课、研究分析报告、实验操作约占总学时的20%。本课程安排了5次实验课，以便学生掌握根本实验技能。六、考核方式本课程为考试课。期末笔试占总成绩的80%，平时作业、小测验占总成绩的10％，实验占总成绩的10%。考核成绩合格才能获得学分。七、建议教材及教学参考书教材：《数字信号处理》〔第二版〕丁玉美编著西安电子科技大学出版社2000参考书：1.《数字信号处理》程佩青编著清华大学出版社20032.《数字信号处理》胡广书编著清华大学出版社2003

《数字信号处理》课程教学大纲课程名称：数字信号处理/DigitalSignalProcessing课程编码：0904003503/0903003503课程类型：学科专业必修课/学科根底选修课总学时数/学分数：48/3实验(上机)学时：8适用专业：通信工程、微电子学、数学与应用数学、信息与计算科学先修课程：工程数学、信号与系统等修订日期：2005年12月一、课程性质、任务和教学目标本课程是通信工程的学科专业必修课，是微电子学等专业的学科根底选修课程。主要学习数字信号处理的根本理论和根本分析方法，通过本课程的学习，在离散信号与系统、离散傅立叶变换及其快速算法〔FFT〕和数字滤波器和设计方法等方面有较强的分析、设计能力，掌握用数字方法处理确定性信号的原理、通用技术及一般方法，为数字信号处理系统设计打好坚实理论根底。通过本课程的学习，学生能够到达以下目标：１．掌握用数字方法处理确定性信号的原理、通用技术及一般方法；2．在离散信号与系统、离散傅立叶变换、快速算法、数字滤波器和设计方法等方面有较强的分析、设计能力；3．了解数字信号处理的实现及应用领域。二、教学内容与要求教学内容教学要求第一章时域离散信号和系统1．序列2．离散系统的时域描述3．模拟信号处理了解：因果性、稳定性，采样定理,模拟信号处理；理解：典型序列,线性时不变系统,差分方程；掌握：因果性和稳定性判定，差分方程求解。第二章时域离散信号和系统的频域分析1．序列的傅立叶变换2．Z变换3．离散信号和系统的频域分析了解：周期序列的傅立叶级数和傅立叶变换；理解：序列傅立叶变换，Z变换,逆Z变换，传输函数；掌握：逆Z变换，Z变换分析离散系统。第三章离散傅立叶变换〔DFT〕离散傅立叶变换频域采样DFT应用了解：DFT应用；掌握：离散傅立叶变换，频率域采样原理。第四章快速傅立叶变换〔FFT〕基2FFT算法分裂基FFT算法离散哈特莱变换(DHT)了解：分裂基FFT算法,离散哈特莱变换；理解：基2FFT算法；掌握：基2FFT算法实现、应用。第五章时域离散系统的根本结构信号流图无限长脉冲响应根本网络结构有限长脉冲响应根本网络结构了解：信号流图；理解：IIR网络结构与FIR网络结构；掌握：应用流图表示IIR与FIR网络结构。第六章无限脉冲响应数字滤波器的设计数字滤波器概念、拟滤波器设计脉冲响应不变法设计IIR数字低通滤波器双线性变换法设计IIR数字低通滤波器数字高通、带通、和带阻滤波器设计IIR数字滤波器直接设计了解：模拟滤波器设计，IIR滤波器直接设计；理解：数字滤波器，脉冲响应不变法与双线性变换法设计IIR数字滤波器,数字高通、带通、和带阻滤波器设计；掌握：脉冲响应不变法与双线性变换法设计IIR数字滤波器。第七章有限脉冲响应数字滤波器的设计线性相位FIR滤波器窗函数法设计FIR滤波器频率采样法设计FIR滤波器切比雪夫逼近法设计FIR滤波器FIR、IIR数字滤波器比拟了解：线性相位FIR滤波器，切比雪夫逼近法，FIR与IIR数字滤波器；理解：线性相位FIR滤波器，窗函数法与频率采样法设计FIR滤波器；掌握：窗函数法设计FIR滤波器。第八章其它类型数字滤波器了解：特殊滤波器，格型滤波器，简单整系数滤波器，采样率转换滤波器。第九章数字信号处理的实现了解：数字信号处理中的量化效应，数字信号处理技术的软、硬件实现。三、实验内容和要求实验内容：实验一、卷积计算、卷积定理实验二、用FFT作频谱分析实验三、用双线性变换法设计IIR数字滤波器实验四、用窗函数法设计FIR数字滤波器实验要求祥见实验教学大纲。四、学时分配表教学内容学时分配讲授实验小计第一章时域离散信号和系统44第二章时域离散信号和系统的频域分析426第三章离散傅立叶变换66第四章快速傅立叶变换426第五章时域离散系统的根本结构44第六章无限脉冲响应数字滤波器的设计8210第七章有限脉冲响应数字滤波器的设计628第八章其它类型数字滤波器22第九章数字信号处理的实现22合计40848五、教学方法与手段本门课采用课堂教学与实验相结合，并辅之以课堂讨论。用于根本概念、理论分析的方法及应用的课堂讲授约占总学时的83%。习题课、研究分析报告、实验操作约占总学时的17%。本课程安排了4次实验课，以便学生掌握根本实验技能。六、考核方式本课程对通信工程专业为考试课，期末笔试占总成绩的80%，平时作业、小测验占总成绩的10％，实验占总成绩的10%。考核成绩合格才能获得学分。本课程对微电子学为考查课，考查成绩是根据学生平时出勤、听课、完成实验、实习、课外作业、习题课、课堂讨论的情况及平时测验成