数字信号处理 课程考试大纲

数字信号处理课程考试大纲(Digitalsignalprocessing)课程基本信息课程编号：04021506h课程学时：56课程学分：3.5一、课程的性质和地位二、理论教学部分的考核目标绪论（一）学习目标1.一般了解：数字信号处理的实现方法。2.一般掌握：数字信号处理的特点。3.熟练掌握：数字信号处理的基本概念。（二）考核内容数字信号处理的基本概念、数字信号处理的特点、数字信号处理的实现方法。（三）考核要求1.识记：数字信号处理的基本概念。2.领会：数字信号处理的特点。第1章时域离散信号和时域离散系统（一）学习目标1.一般了解：迭代法求解常系数线性方程的方法。2.一般掌握：以理想抽样和实际抽样为例，掌握方波脉冲及理想脉冲信号的取样过程，时域及频域转换的特征及图谱。3.熟练掌握：熟练掌握时域离散时间信号的表示方法、线性时不变系统的稳定性和因果性、系统的输入输出关系、以及模拟信号的数字处理方法。（二）考核内容(1)序列的概念及其几种典型序列的定义。序列的基本运算，并会判断序列的周期性；(2)线性、时不变、因果、稳定的离散时间系统的概念并会判断；(3)线性移不变系统、因果性、稳定性判断的充要条件；(4)常系数线性差分方程；(5)抽样定理，抽样的恢复过程。（三）考核要求1.识记：时域离散信号。2.领会：时域离散系统分析方法。3.应用：时域离散系统的输入输出描述法。4.分析：线性、时不变、因果、稳定的离散时间系统。5.综合：抽样定理。6.评价：能否对时域离散信号和时域离散系统进行分析。第2章时域离散信号和系统的频域分析（一）学习目标1.一般了解：系统行数、系统频率响应的计算方法及几何法确定系统频率响应；连续时域信号采样方法及采样定理。2.一般掌握：掌握时域离散信号和系统的频域分析方法；时域离散信号的傅立叶变换的性质、特点和相互转换关系；z变换及它们的性质、特点和相互转换关系。3.熟练掌握：序列傅里叶变换的概念及其与z变换的关系、熟悉典型序列的变换对。（二）考核内容序列傅立叶变换的定义、序列傅立叶变换的性质及定理、周期序列的频域分析方法、利用傅立叶变换对信号和系统进行频域分析、序列Z变换的定义、序列特性对收敛域的影响、逆Z变换、Z变换的性质和定理、利用Z变换解差分方程、利用Z变换分析信号和系统的频域特性。(1)时域离散信号的傅立叶变换、特点和相互转换关系；(2)Z变换及它们的性质、特点和相互转换关系；(3)序列傅里叶变换的概念及其与z变换的关系；(4)典型序列的变换对；(5)连续时域信号采样方法及采样定理。（三）考核要求1.识记：时域离散信号的傅里叶变换的定义及性质；时域离散信号的Z变换的定义及性质。2.领会：时域离散信号的傅立叶变换与模拟信号的傅立叶变换之间关系；时域离散信号的Z变换收敛域。3.应用：周期序列的傅立叶级数及傅立叶变换表示；利用Z变换解差分方程。4.分析：时域离散信号和系统的频域分析。5.综合：傅立叶变换变换分析信号与系统的频域特性；序列的Z变换、利用Z变换分析信号与系统的频域特性。6.评价：能否对时域离散信号和系统进行频域分析。第3章离散傅立叶变换（DFT）（一）学习目标1.一般了解：了解周期序列的定义。2.一般掌握：掌握离散傅里叶变换（DFT）对连续信号进行频谱分析的方法。3.熟练掌握：掌握DFT的定义、性质、物理意义，频域采样定理和应用。（二）考核内容(1)DFT的物理意义及特性，求序列的N点DFT；(2)DFT与DTFT、Z变换之间的关系，序列DFT的性质；(3)循环卷积定理，循环卷积与线性卷积之间的关系；(4)频域采样定理；(5)用DFT进行连续信号的谱分析，谱分析误差出现的原因及解决办法；(6)用DFT计算线性卷积，如何使用DFT进行长序列的卷积计算。（三）考核要求1.识记：离散傅里叶变换的定义及物理意义。2.领会：离散傅立叶变换的基本性质。3.应用：频率域采样。4.分析：DFT、DTFT、Z变换。5.综合：DFT的应用。6.评价：能否对离散信号进行DFT、DTFT、Z变换的分析。第4章快速傅立叶变换（FFT）（一）学习目标1.一般了解：其他快速傅立叶变换算法。2.一般掌握：掌握直接计算DFT的问题及改进的途径。3.熟练掌握：按时间抽取（DIT）的基2-FFT算法；按频率抽取（DIF）的基2-FFT算法；利用FFT分析时域连续信号频谱；线性卷积的FFT算法——快速卷积过程。（二）考核内容基2-FFT算法、进一步减少运算量的措施、其他快速算法简介。(1)快速傅里叶变换的基本算法，时间抽取的基2FFT算法；(2)算法运算量的计算；(3)频率抽取的基2-FFT算法；(4)进一步减少运算量的措施；(5)IFFT如何使用FFT实现。（三）考核要求1.识记：按时间抽取（DIT）的基2-FFT算法；按频率抽取（DIF）的基2-FFT算法。2.领会：基2-FFT算法。3.应用：利用FFT分析时域连续信号频谱。4.分析：进一步减少DFT运算量的方法。5.综合：线性卷积的FFT算法。6.评价：对离散信号进行快速傅里叶变换的计算。第5章时域离散系统的网络结构（一）学习目标1.一般了解：了解同一滤波器实现结构不同将影响到系统的精度、误差、稳定性及运算速度等优缺点。2.一般掌握：IIR滤波器的直接I型、直接II型、级联型、并联型结构；FIR滤波器的直接型、级联型、频率采样性结构。3.熟练掌握：掌握数字滤波器的原理、结构特点与表示方法。（二）考核内容用信号流图表示网络结构、无限长脉冲响应基本网络结构、有限长脉冲响应基本网络结构、线性相位结构、频率采样结构、格型网络结构。(1)IIR、FIR系统的基本结构，各结构的优缺点；(2)FIR系统的线性相位特性；(3)频率采样结构、格型网络结构；（三）考核要求1.识记：用信号流图表示网络结构、无限长脉冲响应基本网络结构、有限长脉冲响应基本网络结构。2.领会：掌握数字滤波器的原理、结构特点与表示方法。3.应用：用信号流图表示网络结构、无限长脉冲响应基本网络结构、有限长脉冲响应基本网络结构。4.分析：时域离散系统的网络结构。4.综合：线性相位结构、频率采样结构、格型网络结构。6.评价：针对时域离散系统，能够绘制网络结构图。第6章无限脉冲响应数字滤波器的设计（一）学习目标1.一般了解：常用模拟低通滤波器特性，如巴特沃斯、切比雪夫滤波器特点及基本设计步骤。2.一般掌握：用脉冲响应不变法设计IIR数字滤波器；用双线性变换法设计IIR数字滤波器。3.熟练掌握：掌握设计滤波器的基本概念、幅频响应与相频响应表示、通带允许最大衰减量公式等；采用幅度平方函数求解模拟传递函数等；掌握IIR滤波器设计的特点。（二）考核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。(1)滤波器的基本概念，滤波器的技术指标；(2)使用模拟滤波器设计数字滤波器的思想；(3)常用模拟低通滤波器的特性，模拟低通滤波器的设计；(4)用脉冲响应不变法和双线性Z变换法设计IIR数字滤波器；(5)高通、带通及带阻滤波器的设计。（三）考核要求1.识记：数字滤波器的基本概念。2.领会：模拟滤波器的设计。3.应用：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。4.分析：无限脉冲响应数字滤波器的设计。5.综合：数字高通、带通和带阻滤波器的设计。6.评价：能设计IIR数字滤波器。第9章有限脉冲响应数字滤波器的设计（一）学习目标1.一般了解：了解数字滤波器的应用。2.一般掌握：频率抽样法设计FIR滤波器的特点及结构分析；FIR滤波器和IIR滤波器的比较。3.熟练掌握：掌握线性相位FIR滤波器的特点及结构流图；用窗函数法设计FIR滤波器。（二）考核内容线性相位FIR数字滤波器的条件和特点、利用窗函数法设计FIR滤波器、利用频率采样法设计FIR滤波器、利用等波纹最佳逼近法设计FIR数字滤波器、IIR和FIR数字滤波器的比较、几种特殊类型滤波器简介、滤波器分析设计工具FDATool。（三）考核要求1.识记：线性相位FIR数字滤波器的条件和特点。2.领会：利用窗函数法设计FIR滤波器、利用频率采样法设计FIR滤波器。3.应用：利用等波纹最佳逼近法设计FIR数字滤波器。4.分析：有限脉冲响应数字滤波器的设计。5.综合：用窗函数法设计FIR滤波器。6.评价：能设计FIR数字滤波器。三、实验、实习教学部分的考核要求1.做好实验内容的预习；2.认真记录实验数据并分析实验结果；3.实验过程中，具有严谨的学习态度，认真、踏实、一丝不苟的科学作风；4.撰写实验报告，要求格式正确、方案合理、实验结果分析准确。四、考核方式闭卷考试，考试时间120分钟。考试题型一般由填空题、选择题、计算题等组成。五、成绩评定满分100分，平时表现10%、作业20