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1、GDOU-B-11-213数字信号处理教学大纲课程编号总学时54理论44实验/上机10学分3开课单位信息学院开课系电子信息工程修订时间2006年11 月6 日课 程 简 介教学内容本课程将通过讲课、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；离散变换及其快速算法；熟练掌握是数字滤波器的基本理论和设计方法；初步掌握是数字信号处理软、硬件实现的技术。培养学生能够从数学概念、物理概念及工程概念去分析问题和解决问题。修读专业：电子信息工程、通信信息工程专业、自动化类专业等先修课程：高等数学、信号与系统、概率论与数理统计、Matlab等教材：吴镇扬 编著，数字信号
2、处理，普通高等教育“十五”国家级规划教材，高等教育出版社 2004一、 课程的性质与任务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专业方向课程。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、离散傅里叶变换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、 课程的基本要求通过该课程的学习，使学生了解及掌握以下内容：(1) 数字信号处理系统的基
3、本概念、典型组成与应用；(2) 时域离散信号和时域离散系统基本概念、基本运算以及基本性质；(3) 时域离散信号、系统的频域分析工具序列的傅里叶变换及其基本性质，Z变换定义、基本性质及及基本运算；(4) 离散傅里叶变换（DFT）的形式、性质、频域抽样理论、基本应用及其基本的快速算法（DIT和DIF方式的基2 FFT算法）；(5) 数字滤波器结构的表示法，IIR滤波器的基本结构、FIR滤波器的基本结构；(6) IIR数字滤波器的设计（冲激响应不变法、双线性变换法等）；(7) FIR数字滤波器的设计（窗函数设计法、频率抽样设计法等）及IIR和FIR的比较；(8) 基于MATLAB的数字信号处理领域的
4、计算机辅助分析与设计的基本方法；三、 修读专业电子信息工程、通信信息工程专业、自动化类专业等四、 本课程与其它课程的联系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、 教学内容安排、要求、学时分配及作业绪论 （2学时）数字信号处理的基本概念（A）;数字信号处理的特点（A）; 数字信号处理的应用领域,及它的发展概况和发展趋势。（B）第一
5、章 离散时间信号和系统（6学时）第一节：离散时间信号掌握序列的概念及其几种典型序列的定义（A）;掌握序列的基本运算(A);并会判断序列的周期性（A）。第二节 采样(B)第三节 离散时间信号的傅里叶变换与Z变换序列傅里叶变换的定义（A）;序列傅里叶变换的性质（B）；Z变换的定义(A);收敛域(A)、Z反变换(C) ;Z变换的基本性质、定理(B)第四节 离散时间系统掌握线性/移不变/因果/稳定的离散时间系统的概念并会判断(A)；离散系统的系统函数（A）；系统的频率响应（A）；利用零极点特性分析系统的因果性和稳定性(A)。第五节 系统的频率响应与系统函数理解常系数线性差分方程，求解单位抽样响应。(C
6、)第三章 离散傅里叶变换与快速变换算法（8学时）第一节离散傅里叶变换（DFT）周期序列的傅里叶级数（B）；序列傅里叶变换的定义及性质（B）；掌握圆周移位、共轭对称性(A)；掌握圆周卷积(A)、线性卷积及两者之间的关系(A)。第二节 快速傅里叶变换(FFT)直接计算DFT的特点及减少运算量的途径（A）；按时间抽选的基2FFT算法(A)；第三节 FFT应用（C）第四章 无限脉冲响应数字滤波器的设计（10学时）第一节：IIR滤波器设计（两种方法）用脉冲响应不变法设计IIR数字滤波器（A）用双线性变换法设计IIR数字滤波器（A）第二节：模拟滤波器到数滤波器转换巴特沃斯低通滤波器的设计方法（A）; 切比
7、雪夫滤波器的设计方法（C）;第三节：模拟低通到各种数字滤波器的频率变换(B)第四节：数字低通到各种数字滤波器的频率变换(B)第五章 有限脉冲响应数字滤波器的设计（10学时）第一节：线性相位FIR数字滤波器的条件和特点线性相位条件（A）；线性相位FIR数字滤波器幅度特性（B）；线性相位FIR数字滤波器零点分布特点（A）。第二节:窗函数法设计FIR滤波器矩形窗（A）；三角窗（C）;汉宁窗(C);升余弦窗（C）;布莱克曼窗（C）;第三节：频率采样法设计FIR滤波器（A）第四节：IIR和FIR滤波器的比较（B）第五章 数字信号处理系统实现（6学时）第一节：数字滤波器的结构无限长脉冲响应基本网络结构（A
8、）有限长脉冲响应基本网络结构（A）第二节：数字信号处理的硬件实现（C）六、 实验内容与要求序号实验内容学时1Matlab基本操作实验；基本信号波型Matlab仿真试验2学时2DFT和FFT算法实现2学时3IIR数字滤波器的设计2学时4FIR数字滤波器的设计（独立设计实验）4学时七、 教材与参考书本课程选用教材：吴镇扬 编著，数字信号处理，普通高等教育“十五”国家级规划教材，高等教育出版社,2004本课程推荐参考书：1.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。2. 丁玉美主编. 数字信号处理, 西安电子科技大学出版社.2001.13.基于Matlab的系统分析与设计-信号处理 楼顺天，李博菡 编著。西安电子科大出版社 执笔：张培珍审核：批准人：时间：2006.11.6