数字音频原理及应用 第4版 教案 第二章 音频信号的数字化-教学设计

《音频信号的数字化》教学设计授课题目音频信号的数字化课时安排4个学时教学目的理解“量化”是数字音频信号产生失真的主要根源；重点掌握量化信噪比与量化比特数之间的关系；了解常见的音频信号采样频率及量化精度；掌握A/D转换器、D/A转换器的工作原理及主要技术指标了解过采样、△-∑调制和噪声整形技术的原理和方法。教学重难点重点：采样-保持电路，量化及量化误差，逐次比较式A/D转换器和权电阻式D/A转换器；难点：量化信噪比与量化比特数之间的关系，A/D转换器、D/A转换器的工作原理。教学方法讲授法，让学生了解和掌握知识点；案例分析法，通过例题和案例将抽象的概念具体化，帮助学生理解知识点；问答及讨论法，采用探讨式和启发式教学，提升学生的想象力和创新力；教学手段1．授课内容用ppt展示、板书展示，让学生学习相关内容；2．设有互动提问环节，学生需课前回顾，课后提前预习。教学进程设计教学活动与主要表达教学方法章节导入设问：模上一章节介绍了声学的基础知识，而目前主要采用数字化技术处理多媒体数据，音频信号如何进行数字化的？音频信号的数字化概述讲授：步骤：采样、量化和编码三个步骤，；模/数（A/D）转换器，数/模（D/A）转换器；采样及采样频率：概念，奈奎斯特采样定理，常用音频的采样频率，采样相关指标和参数；量化及量化误差：概念，分类（均匀量化和非均匀量化），量化信噪比的概念及其公式；编码：概念，编码脉冲；音频信号数字化的主要技术参数：采样频率，量化精度，声道数，例题；图片：模拟信号数字化系统流程图，均匀量化示意图，5.1声道示意图。设问：模拟信号通过什么操作转变为数字信号？A/D转换器讲授：模拟-数字转换：概念，模拟-数字转换器（Analog-DigitalConverter，ADC）；步骤：采样，保持，量化，编码；采样-保持：采样，采样保持电路，电路组成，采样保持电路；量化与编码：量化单位及概念，编码概念，量化误差，例题；常见的ADC类型：并联比较型，双积分型，逐次逼近型；比较器及例题；A/D转换器的主要技术指标：分辨率，转换误差，转换速度（转换时间）；图片：ADC示意图，采样保持示意图，采样保持电路和波形图，不同类型的ADC示意图。引导：耳机把数字音频播放出来前，需要将数字音频信号转化成模拟音频信号，那这个过程是怎么实现的呢？D/A转换器讲授：数字-模拟转换：概念，数字-模拟转换器，构建思路，D/A转换器的工作原理;常见DAC的类型：权电阻式DAC，R-2RT形电阻网络式DAC，R-2R倒T形电阻网络式DAC，权电流网络DAC；参数：分辨率，转换精度，转换时间;图片：D/A转换器的工作原理图，不同类型D/A转换器的电路图。五、过采样△-∑调制A/D、D/A转换器讲授：过采样的概念，△-∑调制和噪声整形；图片：噪声整形示意图。六、重点及难点总结讲授：重点：采样-保持电路，量化及量化误差，逐次比较式A/D转换器和权电阻式D/A转换器；难点：量化信噪比与量化比特数之间的关系，A/D转换器、D/A转换器的工作原理七、课后思考及作业说明音频信号数字化的三个步骤。A/D、D/A转换器的主要技术指标有哪些？分辨率和转换精度的区别是什么？什么叫过采样？请说明过采样△-∑调制和噪声整形技术提高A/D转换器精度的原理。询问对本节课内容是否存在疑问设问引导教师讲授例题分析图例辅助分析设问引导教师讲授对比分析例题分析图例辅助讲解提问引导教师讲授对比分析示例分析图例辅助讲解教师讲授图例辅助讲解重难点总结课后作业答疑教学环境及教具准备教学环境：多媒体教室；教具准备：笔记本电脑、投影仪、粉笔、黑板、扩音器、激光笔等。教