《数字信号处理》教学大纲_dsp教学大纲

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《数字信号处理》教学大纲

课程名称：数字信号处理 课程编号：07071304 课程类别：专业基础课

适用专业：电子信息工程、通信信息工程专业 授课学时：60+8 学 分：4

一、课程简介

数字信号处理是用数字或符号的序列来表示信号，通过数字计算机去处理这些序列，提取其中的有用信息。例如，对信号的滤波，增强信号的有用分量，削弱无用分量；或是估计信号的某些特征参数等。总之，凡是用数字方式对信号进行滤波、变换、增强、压缩、估计和识别等都是数字信号处理的研究对象。

数字信号处理课程是电子信息工程、通信工程等学科专业本科生必选的技术基础课程。本课程介绍了数字信号处理的基本概念、基本分析方法和处理技术。主要讨论离散时间信号和系统的基础理论、离散傅立叶变换DFT理论及其快速算法FFT、IIR和FIR数字滤波器的设计以及有限字长效应。通过本课程的学习使学生掌握利用DFT理论进行信号谱分析，以及数字滤波器的设计原理和实现方法，为学生进一步学习有关信息、通信等方面的课程打下良好的理论基础。

二、课程内容和基本要求

本课程是在学生学完了信号与系统的课程后，进一步为学习专业知识打基础的课程。本课程将通过讲课、练习、实验使学生掌握数字信号处理的基本理论和方法。课程内容包括：离散时间信号与系统；z变换；离散傅立叶变换及其快速算法；数字滤波器设计；有限字长效应等。

1.绪论（讲课2学时）介绍数字信号处理的特点，与传统的模拟技术相比存在哪些特点。数字信号处理的应用领域。它的发展概况和发展趋势。

基本要求

＋理解数字信号处理在各领域的重要性；

＋了解数字信号处理系统的基本组成、它的学科概貌、特点、应用以及发展方向；

2.离散时间信号与系统（讲课8学时）复习信号与系统的知识，并通过习题训练加强离散信号与系统的基本概念。

基本要求

＋掌握离散信号与系统的基本概念和分析方法；

＋掌握离散信号频域分析的基本概念；

＋掌握连续信号抽样中的理想模型及频谱变化规律

3.Z变换（讲课6学时）

基本要求

＋了解z变换及其性质；

＋掌握系统函数的求解；

＋将离散信号的傅氏变换及Z变换能有机地联系起

4.离散傅立叶变换（讲课12学时，实验2学时）离散傅里叶变换物理意义及特性。

基本要求

＋掌握DFT的基本性质；

＋掌握利用循环卷积计算线性卷积的方法；

＋掌握用DFT分析确定信号频谱的方法；

＋理解DFT应用中出现的一些问题原因及解决问题的方法。5.快速傅立叶变换（讲课6学时，实验2学时）基本要求

＋掌握基2 FFT算法的基本思想和算法推导；

＋了解其它基的FFT算法；

＋掌握FFT在分段卷积的应用。

6.数字滤波器的基本结构（讲课4学时）

基本要求

＋掌握IIR 及FIR数字滤波器的基本结构；

＋了解同一传递函数可用不同的运算结构实现，以及这些结构在性能上的特点。

7.IIR数字滤波器的设计方法（讲课10学时，实验4学时）基本要求

＋掌握利用模拟低通滤波器设计数字滤波器的基本原理；

＋掌握频率变换法设计高通、带通、带阻滤波器的方法；

＋理解冲激响应不变法和双线性变换法的基本原理；

＋掌握IIR 数字滤波器的设计基本方法。

8.FIR数字滤波器的设计方法（讲课10学时，实验4学时）

基本要求

＋掌握线性相位FIR系统的时域及频域特性；

＋掌握FIR 数字滤波器设计的窗口法和频率取样法； ＋了解FIR 数字滤波器优化设计的基本概念。＋数字信号处理中的有限字长效应（讲课4学时）基本要求

＋初步了解有限字长效应对数字信号处理的影响。

三、教材与参考资料

教材：

程佩青 著、《数字信号处理教程》（第二版）、清华大学出版社出版、2001年版。

参考资料：

1.吴湘淇编著，《信号、系统与信号处理》，电子工业出版社，1998年；

2.邹理和编著，《数字信号处理》，国防工业出版社，1990年；

3.奥本海姆主编，《离散时间信号处理》，科学出版社，2000年；

4.郑南宁主编，《数字信号处理》，西安交通大学出版社，1990年

四、本课程与其它课程的联系与分工

本课程的先修课程有高等数学、信号与系统、概率论与数理统计等，后续课程有DSP原理及开发应用及现代信号处理等。本课程是数字信号处理的入门理论课程，本课程主要是介绍信号处理的基础理论和基本算法，对相应的数学基础要求比较高，如级数、傅里叶变换、拉普拉斯变换等，与后续相关课程联系紧密，如自适应滤波、功率谱估计等。

五、说明

1． 课程采用闭卷考试形式，总评成绩中平时成绩占30％，其中作业和平时表现占10%，实验占20%，卷面成绩占70%。