数字信号处理教案(讲).doc

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1、数字信号处理 教案教 案学 院：系 部：课程名称：主讲教师：职 称：使用教材：信息与电气工程学院通信与信息工程系数字信号处理教授丁玉美.数字信号处理西电二一六年九月第一讲授课题目：第0章 绪论第一章 时域离散信号与系统 1.1 时域离散信号教学目的、要求（分掌握、理解、了解三个层次）：理解数字信号处理的概念、特点；了解数字信号处理的应用；明确该课程的学习任务和学习方法。熟悉序列的概念和表示方法；掌握序列的基本运算；掌握常用的时域离散信号；理解序列的基本性质。教学内容（包括基本内容、重点内容和难点）： 基本内容：数字信号处理的概念、特点和应用；该课程的学习任务和学习方法；序列的基本概念；序列的基

2、本运算；典型序列；序列的基本性质；重点：数字信号处理的特点和应用； 序列的基本运算和基本性质。难点：如果通过DSP的应用实例的分析激发学生的学习兴趣。教学过程设计(包括基本内容、重点内容和难点的授课设计)通过与模拟系统的比较讲解数字信号处理的特点；通过举例讲解数字信号处理的应用（多路复用、回波控制、雷达、图象压缩等）以及对现代科技做出的巨大贡献，并通过讨论激发学生的学习兴趣；简单的运算（相加、相乘、累加）可以简单讲解，复杂的运算（移位、翻转、尺度变换、卷积）必须辅以例题；序列的周期性需要加以证明以提高学生掌握的深度。其中：开场白 1 分钟，授新课 88 分钟，安排讨论 10 分钟，布置作业 1

3、 分钟授课类型（请打）：理论课 讨论课 实验课 练习课 其他教学方式（请打）：讲授 讨论 指导 其他教学资源（请打）：多媒体 模型 实物 挂图 音像 其他作业布置（讨论、思考题、书面作业）：复习信号与系统相关知识（模拟信号与模拟系统）；预习时域离散系统一节。习题一（P25）：1、3。参考资料（含参考书、文献等）：1 The Breadth and Depth of DSP PDF格式2 Signals & Systems (Second Edition) PDF格式3 数字信号处理，王世一，北京理工大学出版社第二讲授课题目（教学章、节或主题）：第一章 时域离散信号与系统 1.2 时域离散系统教

4、学目的、要求（分掌握、理解、了解三个层次）：掌握时域离散系统的基本性质；掌握线性时不变时域离散系统输入与输出的关系；掌握线性时不变时域离散系统的表示方法和线性常系数差分方程的求解。教学内容（包括基本内容、重点内容和难点）： 基本内容：时域离散系统的概念；时域离散系统的基本性质；系统输出与输入的关系；输入输出描述法。重点：时域离散系统的基本性质(线性、时不变性、稳定性、因果性)；单位取样响应，线性时不变时域离散系统输入与输出的关系；线性时不变时域离散系统的稳定性、因果性与单位取样响应的关系；线性常系数差分方程以及求解。难点：系统线性、时不变性的判断；稳定性、因果性与单位取样响应的关系；z变换法求

5、解差分方程。教学过程设计(包括基本内容、重点内容和难点的授课设计)清楚地讲解时域离散系统的四个基本性质；证明线性时不变时域离散系统输入与输出的关系；证明线性时不变时域离散系统的稳定性、因果性与单位取样响应的关系；举例讲解线性常系数差分方程的求解方法。其中：复习 3 分钟，授新课 95 分钟，安排讨论 0 分钟，布置作业 2 分钟授课类型（请打）：理论课 讨论课 实验课 练习课 其他教学方式（请打）：讲授 讨论 指导 其他教学资源（请打）：多媒体 模型 实物 挂图 音像 其他作业布置（讨论、思考题、书面作业）：习题一（P26）：5（4、5、6）、6（2）、8（2、3）、12参考资料（含参考书、文

6、献等）：1 Signals & Systems (Second Edition) PDF格式2 数字信号处理，王世一，北京理工大学出版社第三讲授课题目（教学章、节或主题）：第一章 时域离散信号与系统 1.3 模拟信号的数字处理方法教学目的、要求（分掌握、理解、了解三个层次）：熟悉模拟信号、数字信号频谱的特点；掌握模拟信号数字化的方法，理解数字化过程中对信号造成的影响；理解奈奎斯特采样定理；掌握数字信号转换为模拟信号的方法，理解内插函数和内插公式。教学内容（包括基本内容、重点内容和难点）： 基本内容：模拟信号、数字信号频谱的特点和区别；模拟信号数字化方法，对数字化过程中信号频谱发生的变化进行理论

7、分析；通过总结复习奈奎斯特采样定理；对量化和量化误差的分析；数字信号转换成模拟信号（理想的低通滤波过程）的理论分析，得到内插函数和内插公式，对实际转换过程（解码、零阶保持和平滑滤波）的分析。重点：数字化过程中信号频谱发生的变化进行理论分析，对数模转换过程的理论分析。难点：数模、模数转换过程的理论分析。教学过程设计：(包括基本内容、重点内容和难点的授课设计)介绍模数、数模转换在实际工程中的重要性；分析模拟信号、数字信号频谱所具有的特点，相互的区别；复习奈奎斯特采样定理，通过讨论引出问题，然后对采样过程进行分析；通过介绍实际的数字化方法引出量化的概念，并对量化误差进行简单分析；对理想的数模转换过程

8、进行分析，引出内插函数和内插公式；对工程实用的数模转换方法进行分析。其中：复习 10 分钟，授新课 83 分钟，安排讨论 5 分钟，布置作业 2 分钟授课类型（请打）：理论课 讨论课 实验课 练习课 其他教学方式（请打）：讲授 讨论 指导 其他教学资源（请打）：多媒体 模型 实物 挂图 音像 其他作业布置（讨论、思考题、书面作业）：习题一（P27）：12题。参考资料（含参考书、文献等）：1 Signals & Systems (Second Edition) PDF格式2 数字信号处理，王世一，北京理工大学出版社第四讲授课题目（教学章、节或主题）：第二章 离散傅立叶变换 2.1 傅立叶变换的几

9、种形式 2.2 序列的傅立叶变换教学目的、要求（分掌握、理解、了解三个层次）：理解傅立叶变换的四种形式及其相互之间的关系；理解序列傅立叶变换的意义，掌握序列傅立叶变换的计算；理解并能灵活运用序列傅立叶变换的各种基本性质。教学内容（包括基本内容、重点内容和难点）： 基本内容：傅立叶变换的四种形式；傅立叶变换的规律；序列傅立叶变换的定义；序列傅立叶变换的性质。重点：傅立叶变换的规律，序列傅立叶变换的性质。难点：四种傅立叶变换形式之间的内在联系。教学过程设计：(包括基本内容、重点内容和难点的授课设计)通过分析傅立叶变换的四种形式得到时域和频域内离散和周期的对称关系。分析并推导序列的傅立叶变换的计算公

10、式。分析序列傅立叶变换的基本性质，为学习离散傅立叶变换打基础。其中：复习 10 分钟，授新课 83 分钟，安排讨论 5 分钟，布置作业 2 分钟授课类型（请打）：理论课 讨论课 实验课 练习课 其他教学方式（请打）：讲授 讨论 指导 其他教学资源（请打）：多媒体 模型 实物 挂图 音像 其他作业布置（讨论、思考题、书面作业）：习题二（P63）：1（2、3、6、7）、2、4参考资料（含参考书、文献等）：1 Signals & Systems (Second Edition) PDF格式2 数字信号处理，王世一，北京理工大学出版社第五讲授课题目（教学章、节或主题）：第二章 离散傅立叶变换 2.3

11、周期序列的傅立叶级数教学目的、要求（分掌握、理解、了解三个层次）：理解傅立叶级数的四种形式及其相互之间的关系；了解离散傅立叶级数的公式推导；理解离散傅立叶级数的几个基本性质。教学内容（包括基本内容、重点内容和难点）： 基本内容：傅立叶变换的四种形式及傅立叶变换的规律；离散傅立叶级数及其性质。重点：四种傅立叶变换形式之间的内在联系。序列的傅立叶变换和离散傅立叶级数之间的关系。难点：四种傅立叶变换形式之间的内在联系。教学过程设计：(包括基本内容、重点内容和难点的授课设计)通过分析傅立叶变换的四种形式得到时域和频域内离散和周期的对称关系。分析并推导序列的傅立叶变换和离散傅立叶级数之间的关系。简单推导

12、离散傅立叶级数的基本性质，为学习离散傅立叶变换打基础。其中：复习 10 分钟，授新课 83 分钟，安排讨论 5 分钟，布置作业 2 分钟授课类型（请打）：理论课 讨论课 实验课 练习课 其他教学方式（请打）：讲授 讨论 指导 其他教学资源（请打）：多媒体 模型 实物 挂图 音像 其他作业布置（讨论、思考题、书面作业）：习题二（P63）：1（2、3、6、7）、2、4参考资料（含参考书、文献等）：1 Signals & Systems (Second Edition) PDF格式2 数字信号处理，王世一，北京理工大学出版社第六讲授课题目（教学章、节或主题）：第二章 离散傅立叶变换 2.4 离散傅立

13、叶变换（性质）教学目的、要求（分掌握、理解、了解三个层次）：理解离散傅立叶变换与离散傅立叶级数之间的关系；理解并掌握离散傅立叶变换的基本性质（线性、反变换的变形、循环移位特性、循环卷积特性、奇偶性与对称性、Parseval 定理）。教学内容（包括基本内容、重点内容和难点）： 基本内容：离散傅立叶变换式的导出。离散傅立叶变换的基本性质。重点：离散傅立叶变换的基本性质。难点：基本性质的证明和性质的应用。教学过程设计：(包括基本内容、重点内容和难点的授课设计)通过分析离散傅立叶级数存在的缺陷得到离散傅立叶变换。分析并证明离散傅立叶变换的6个基本性质。例题：离散傅立叶变换的计算，离散傅立叶变换性质的应

14、用。其中：复习 5 分钟，授新课 87 分钟，安排讨论 5 分钟，布置作业 3 分钟授课类型（请打）：理论课 讨论课 实验课 练习课 其他教学方式（请打）：讲授 讨论 指导 其他教学资源（请打）：多媒体 模型 实物 挂图 音像 其他作业布置（讨论、思考题、书面作业）：习题三（P93）：1（3、7、8、9）、11参考资料（含参考书、文献等）：1 Signals & Systems (Second Edition) PDF格式2 数字信号处理，王世一，北京理工大学出版社第七讲授课题目（教学章、节或主题）：第二章 离散傅立叶变换 2.4 离散傅立叶变换（应用）教学目的、要求（分掌握、理解、了解三个层

15、次）：了解离散傅立叶变换在科学实践中的重要作用和重要地位；理解并掌握离散傅立叶变换计算线性卷积的理论和方法；理解并掌握离散傅立叶变换用于对信号进行频谱分析的理论和方法；理解数字频谱分析仪的基本工作原理。教学内容（包括基本内容、重点内容和难点）： 基本内容：线性卷积和循环卷积之间的关系，线性卷积的频域计算法，实际应用中的处理方法；用离散傅立叶变换对模拟信号和数字信号进行频谱分析的基本理论和方法。重点：用离散傅立叶变换计算线性卷积和对信号进行频谱分析。难点：线性卷积和循环卷积之间的关系，实际处理中的频域计算法，用离散傅立叶变换进行频谱分析的理论分析。教学过程设计：(包括基本内容、重点内容和难点的授

16、课设计)通过分析线性卷积和循环卷积之间的关系得到线性卷积的频域计算法。提出并解决实际应用时存在的问题。以数字频谱分析仪入手分析应用离散傅立叶变换对模拟信号和数字信号进行频谱分析的基本理论和方法。其中：复习 5 分钟，授新课 88 分钟，安排讨论 5 分钟，布置作业 2 分钟授课类型（请打）：理论课 讨论课 实验课 练习课 其他教学方式（请打）：讲授 讨论 指导 其他教学资源（请打）：多媒体 模型 实物 挂图 音像 其他作业布置（讨论、思考题、书面作业）：习题三（P95）：15、16参考资料（含参考书、文献等）：1 Signals & Systems (Second Edition) PDF格式

17、2 数字信号处理，王世一，北京理工大学出版社第八讲授课题目（教学章、节或主题）：前两章习题课教学目的、要求（分掌握、理解、了解三个层次）：进一步深入理解模拟、数字信号，模拟、数字系统的关系；进一步深入理解连续傅立叶变换、序列的傅立叶变换、离散傅立叶级数、离散傅立叶变换之间的关系；进一步深入理解傅立叶变换、拉普拉斯变换、Z变换之间的关系。进一步深入理解离散傅立叶变换式的性质和应用。教学内容（包括基本内容、重点内容和难点）： 基本内容：模拟信号、数字信号的关系；连续系统、时域离散系统的关系和描述方法、分析方法；四种傅立叶变换之间的关系；傅立叶变换、拉普拉斯变换、Z变换之间的关系；离散傅立叶变换的性

18、质和应用。重点：对上述重点内容的复习。难点：让学生理解上述内容，对上述知识融会贯通。教学过程设计：(包括基本内容、重点内容和难点的授课设计)对上述基本内容的复习。补充讲解一些例题，并布置一些课内习题，让同学们思考。讲解以前布置的一些较难的习题。其中：复习 30 分钟，补充例题 20 分钟，课内思考题 20 分钟，习题讲解 30 分钟授课类型（请打）：理论课 讨论课 实验课 练习课 其他教学方式（请打）：讲授 讨论 指导 其他教学资源（请打）：多媒体 模型 实物 挂图 音像 其他作业布置（讨论、思考题、书面作业）：复习课本前三章。参考资料（含参考书、文献等）：1 Signals & System

19、s (Second Edition) PDF格式2 数字信号处理，王世一，北京理工大学出版社第九讲授课题目（教学章、节或主题）：第三章 快速傅立叶变换 3.1 FFT的引入 3.2 FFT的基本原理 3.3 时域抽取法教学目的、要求（分掌握、理解、了解三个层次）：了解离散傅立叶变换存在的问题，了解快速傅立叶变换的作用和发展；理解快速傅立叶变换的基本原理；理解时域抽取快速傅立叶变换算法的基本原理。教学内容（包括基本内容、重点内容和难点）： 基本内容：DFT存在的问题，FFT的作用；FFT基本原理；DIT-FFT算法基本原理。重点：FFT基本原理；DIT-FFT算法基本原理。难点：DIT-FFT算

20、法基本原理。教学过程设计：(包括基本内容、重点内容和难点的授课设计)通过讨论引出离散傅立叶变换存在的问题（运算量过大，难以实现实时运算）引出快速傅立叶变换，让学生理解FFT的作用以及在现代信号处理史上的重要地位。对四点DFT进行化简，进一步说明FFT作用，并引出蝶形算法。理论推导时域抽取基二算法，重点是让学生理解减少运算量的原因。以8点DFT为例进行时域抽取基二分解，重点是让学生理解算法的特点和运算量。同时为学习频域抽取的基二算法做准备。其中：复习 5 分钟，授新课 88 分钟，安排讨论 5 分钟，布置作业 2 分钟授课类型（请打）：理论课 讨论课 实验课 练习课 其他教学方式（请打）：讲授

21、讨论 指导 其他教学资源（请打）：多媒体 模型 实物 挂图 音像 其他作业布置（讨论、思考题、书面作业）：画出16点时域抽取基二算法彻底分解以后的运算流图。参考资料（含参考书、文献等）：1 Signals & Systems (Second Edition) PDF格式2 数字信号处理，王世一，北京理工大学出版社第十讲授课题目（教学章、节或主题）：第三章 快速傅立叶变换 3.4 频域抽取法 3.5 基二算法和基四算法（一）教学目的、要求（分掌握、理解、了解三个层次）：理解频域抽取基二算法的基本原理；理解基二算法的共同特点；理解频域抽取和时域抽取的差异。理解基四算法的基本原理教学内容（包括基本内

22、容、重点内容和难点）： 基本内容：DIF-FFT基二算法的基本原理；DIF-FFT基二算法的运算量；DIT-FFT、DIF-FFT算法的比较。基四算法基本原理重点：DIF-FFT基二算法的基本原理，两种算法的比较。基四算法的推导。难点：DIF-FFT基二算法的基本原理。教学过程设计：(包括基本内容、重点内容和难点的授课设计)通过复习DIT-FFT算法引出DIF-FFT算法。理论推导频域抽取基二算法，重点是让学生理解算法基本原理和减少运算量的原因。以8点DFT为例进行频域抽取基二分解，通过讨论让学生理解算法的特点和运算量。对DIT-FFT、DIF-FFT两种算法的进行比较。使学生理解两个算法流图

23、的特点，加深学生对两个算法流图的记忆。理论推导频域抽取基四算法。其中：复习 8 分钟，授新课 82 分钟，安排讨论 8 分钟，布置作业 2 分钟授课类型（请打）：理论课 讨论课 实验课 练习课 其他教学方式（请打）：讲授 讨论 指导 其他教学资源（请打）：多媒体 模型 实物 挂图 音像 其他作业布置（讨论、思考题、书面作业）：画出16点频域抽取基二算法彻底分解以后的运算流图。课外：推导时域抽取的基四算法。参考资料（含参考书、文献等）：1 Signals & Systems (Second Edition) PDF格式2 数字信号处理，王世一，北京理工大学出版社第十一讲授课题目（教学章、节或主题

24、）：第三章 快速傅立叶变换 3.5 基二算法和基四算法（二）3.6 分裂基算法教学目的、要求（分掌握、理解、了解三个层次）：理解基四算法的基本原理；理解分裂基算法的基本原理；理解分裂基算法和基二算法、基四算法的关系。教学内容（包括基本内容、重点内容和难点）： 基本内容：基四算法基本原理，基二算法和基四算法的比较；分裂基算法基本原理、运算量；分裂基算法与基二算法、基四算法的关系。重点：分裂基算法的基本原理，分裂基算法与基二算法、基四算法的关系。难点：基四算法基本原理，分裂基算法基本原理。教学过程设计：(包括基本内容、重点内容和难点的授课设计)通过复习基二算法引出基四算法，比较两种算法。通过基二算

25、法和基四算法的比较发现其中存在的问题，从而引出分裂基算法。分析分裂基算法的基本原理、算法特点、运算量。讨论基二算法、基四算法、分裂基算法的联系、区别和特点。其中：复习 6 分钟，授新课 84 分钟，安排讨论 8 分钟，布置作业 2 分钟授课类型（请打）：理论课 讨论课 实验课 练习课 其他教学方式（请打）：讲授 讨论 指导 其他教学资源（请打）：多媒体 模型 实物 挂图 音像 其他作业布置（讨论、思考题、书面作业）：画出16点分裂基算法彻底分解以后的运算流图。课外：编程实现基二算法、基四算法或分裂基算法。参考资料（含参考书、文献等）：1 Signals & Systems (Second Ed

26、ition) PDF格式2 数字信号处理，王世一，北京理工大学出版社第十二讲授课题目（教学章、节或主题）：第四章 基本网络结构和状态变量分析法 复习系统描述和系统特性 4.1信号流图与网络特性 4.2无限长脉冲响应网络教学目的、要求（分掌握、理解、了解三个层次）：掌握系统描述和系统特性相关内容；理解信号流图的构成和特点，分类。掌握根据系统的差分方程、系统函数绘制系统流图的方法；理解无限长脉冲响应网络三种结构的特点，掌握不同结构流图的绘制。教学内容（包括基本内容、重点内容和难点）： 基本内容：系统描述，系统三个特性的表征；差分方程、系统函数、传输函数、单位脉冲响应之间的关系；信号流图的基本结构，

27、根据差分方程、系统函数画系统信号流图；网络的串/并联，网络结构的分类IIR网络的特点，直接型、级联型、并联型三种网络结构的特点和绘制。重点：差分方程、系统函数、传输函数、单位脉冲响应四者之间的关系；差分方程、系统函数、信号流图之间的相互转换，三种网络结构的特点和绘制；难点：差分方程、系统函数、传输函数、单位脉冲响应四者之间的关系；差分方程、系统函数、信号流图之间的相互转换。教学过程设计：(包括基本内容、重点内容和难点的授课设计)通过对以前知识的复习得到差分方程、系统函数、传输函数、单位脉冲响应的四角关系图。由数字信号的基本运算得到信号流图的基本运算流图。分析信号流图与差分方程的关系，继而得到信

28、号流图与系统函数的关系；分析系统流图串联、并联情况下系统函数的变化，介绍网络结构的分类。分析IIR网络的特点，介绍三种网络结构图的绘制方法，分析它们各自的特点。其中：复习 15 分钟，授新课 83 分钟，安排讨论 0 分钟，布置作业 2 分钟授课类型（请打）：理论课 讨论课 实验课 练习课 其他教学方式（请打）：讲授 讨论 指导 其他教学资源（请打）：多媒体 模型 实物 挂图 音像 其他作业布置（讨论、思考题、书面作业）：P146 1、2、3、5（b、c）、6（d、e、f）。参考资料（含参考书、文献等）：1 Signals & Systems (Second Edition) PDF格式2 数

29、字信号处理，王世一，北京理工大学出版社第十三讲授课题目（教学章、节或主题）：第四章 基本网络结构和状态变量分析法4.3有限长脉冲响应网络 4.4状态变量分析法（一）教学目的、要求（分掌握、理解、了解三个层次）：理解有限长脉冲响应网络四种结构的特点，掌握不同结构流图的绘制；理解输入输出分析法和状态变量分析法的本质和它们的区别。能够使用状态变量分析法对信号流图进行分析，掌握根据信号流图建立两个方程的方法；理解状态变量分析法的特点。教学内容（包括基本内容、重点内容和难点）： 基本内容：FIR网络的特点，FIR网络的四种网络结构以及它们的特点：直接型、级联型、频率采样型、线性相位结构；输入输出分析法和

30、状态变量分析法的概念，状态变量分析法的两个方程，根据信号流图建立两个方程，状态变量分析法的特点。重点：FIR网络的四种网络结构以及它们的特点：直接型、级联型、频率采样型、线性相位结构；根据信号流图建立两个方程。难点：频率采样型结构的分析；根据信号流图建立两个方程。教学过程设计：(包括基本内容、重点内容和难点的授课设计)分析FIR网络的特点，简单讲述直接型结构、级联型结构及其特点，重点讲述频率采样型结构和线性相位结构，分析其特点。简单讲述输入输出分析法、状态变量分析法的特点及其关系，介绍两个方程。通过实例讲解通过信号流图建立两个方程的方法和步骤。讨论并着重分析状态变量分析法的特点，理解状态变量的

31、含义。其中：复习 3 分钟，授新课 90 分钟，安排讨论 5 分钟，布置作业 2 分钟授课类型（请打）：理论课 讨论课 实验课 练习课 其他教学方式（请打）：讲授 讨论 指导 其他教学资源（请打）：多媒体 模型 实物 挂图 音像 其他作业布置（讨论、思考题、书面作业）：P149 11、12、14。参考资料（含参考书、文献等）：1 Signals & Systems (Second Edition) PDF格式2 数字信号处理，王世一，北京理工大学出版社第十四讲授课题目（教学章、节或主题）：第四章 基本网络结构和状态变量分析法4.4状态变量分析法（二） 本章复习，习题课教学目的、要求（分掌握、理

32、解、了解三个层次）：掌握根据差分方程、系统函数、信号流图建立两个方程的方法；掌握由状态变量分析法得到输入输出分析法的转换方法，能够根据两个方程求系统函数、差分方程和系统输出。进一步深入理解状态变量的含义。教学内容（包括基本内容、重点内容和难点）： 基本内容：由差分方程和系统函数建立方程；由两个方程求系统函数；由两个方程求系统输出和单位脉冲响应。复习本章的知识点，讲解本章的习题并补充一些课内练习题。重点：由差分方程和系统函数建立方程的方法，对状态变量概念的理解。难点：理解状态变量的含义，掌握由两个方程求系统函数的方法。教学过程设计：(包括基本内容、重点内容和难点的授课设计)由差分方程、系统函数、

33、信号流图的一般形式求解两个重要方程的一般形式。并通过例题的讲解使学生掌握建立两个方程的方法；对由状态变量分析法得到输入输出分析法的转换方法进行公式推导，推导过程中需要强调状态变量的概念。复习本章内容，强调知识点。讲解本章习题并安排部分课内练习题。其中：复习 20 分钟，授新课 45 分钟，习题讲解 25 分钟，课内作业 10 分钟授课类型（请打）：理论课 讨论课 实验课 练习课 其他教学方式（请打）：讲授 讨论 指导 其他教学资源（请打）：多媒体 模型 实物 挂图 音像 其他作业布置（讨论、思考题、书面作业）：预习课本第六章 无限脉冲响应数字滤波器的设计参考资料（含参考书、文献等）：1 Sig

34、nals & Systems (Second Edition) PDF格式2 数字信号处理，王世一，北京理工大学出版社第十五讲授课题目（教学章、节或主题）：第五章 模拟滤波器的设计5.1滤波器的概念 5.2 模拟滤波器的设计（一）教学目的、要求（分掌握、理解、了解三个层次）：理解经典滤波器的工作原理，了解滤波器的分类；掌握滤波器各设计指标的含义，能够根据实际需要确定滤波器的设计指标，并能根据设计指标完成巴特沃斯模拟低通滤波器的设计。理解幅度平方函数的概念和重要性，理解如何设计稳定的滤波器；教学内容（包括基本内容、重点内容和难点）： 基本内容：滤波器的基本原理，滤波器的分类，滤波器的设计指标；

35、模拟滤波器的设计方法，巴特沃斯滤波器的设计方法、设计步骤。 巴特沃斯滤波器保证系统稳定的方法。例题：根据设计指标设计巴特沃斯模拟低通滤波器。重点：滤波器的设计指标，巴特沃斯滤波器幅度平方函数的分析，巴特沃斯滤波器的设计方法。难点：对设计指标的理解，对幅度平方函数的理解和分析。教学过程设计：(包括基本内容、重点内容和难点的授课设计)介绍数字信号处理的两个基本工具：DFT和数字滤波器。讲述滤波器的基本概念：基本原理（讨论）、分类和技术指标。分析巴特沃斯滤波器的幅度平方函数和设计思想，总结出设计步骤。通过模拟低通滤波器设计实例的讲解让学生掌握巴特沃斯滤波器的设计方法。其中：复习 3 分钟，授新课 9

36、0 分钟，安排讨论 5 分钟，布置作业 2 分钟授课类型（请打）：理论课 讨论课 实验课 练习课 其他教学方式（请打）：讲授 讨论 指导 其他教学资源（请打）：多媒体 模型 实物 挂图 音像 其他作业布置（讨论、思考题、书面作业）：P193：1。参考资料（含参考书、文献等）：1 Signals & Systems (Second Edition) PDF格式2 数字信号处理，王世一，北京理工大学出版社第十六讲授课题目（教学章、节或主题）：第五章 模拟滤波器的设计5.2 模拟滤波器的设计（二） 5.3 频率变换教学目的、要求（分掌握、理解、了解三个层次）：理解切比雪夫滤波器的设计思想和特点；掌握

37、切比雪夫滤波器的设计方法。理解频率变换的概念，掌握利用频率变换方法设计模拟高通滤波器和模拟带通滤波器；教学内容（包括基本内容、重点内容和难点）： 基本内容：切比雪夫滤波器的设计思想、设计方法；例题：根据设计指标设计切比雪夫模拟低通滤波器。利用频率变换方法设计高通、带通、带阻滤波器的设计思想。 高通、带通、带阻滤波器的设计。重点：切比雪夫滤波器的设计思想、设计方法，频率变换设计思想，模拟高通滤波器的设计。难点：切比雪夫滤波器的设计思想，模拟高通滤波器的设计思想和设计方法。教学过程设计：(包括基本内容、重点内容和难点的授课设计)分析切比雪夫滤波器的幅度平方函数和设计思想，总结出设计步骤。通过模拟低

38、通滤波器设计实例的讲解让学生掌握切比雪夫滤波器的设计方法。讨论：对巴特沃斯和切比雪夫两种滤波器设计方法进行比较。介绍高通、带通、带阻滤波器设计的技术路线。重点分析并利用实例讲解利用频率变换设计模拟高通、模拟带通滤波器。简述模拟带阻滤波器的设计其中：复习 5 分钟，授新课 88 分钟，安排讨论 5 分钟，布置作业 2 分钟授课类型（请打）：理论课 讨论课 实验课 练习课 其他教学方式（请打）：讲授 讨论 指导 其他教学资源（请打）：多媒体 模型 实物 挂图 音像 其他作业布置（讨论、思考题、书面作业）：P193：2、3。参考资料（含参考书、文献等）：1 Signals & Systems (Se

39、cond Edition) PDF格式2 数字信号处理，王世一，北京理工大学出版社第十七讲授课题目（教学章、节或主题）：第六章 IIR数字滤波器的设计6.1 脉冲响应不变法教学目的、要求（分掌握、理解、了解三个层次）：掌握脉冲响应不变法设计设计数字低通滤波器的基本设计思想；理解设计过程中模拟滤波器和数字滤波器的三组关系：时域、频域、复频域；理解，并能对数字滤波器的稳定性进行分析；掌握脉冲响应不变法设计数字低通滤波器的方法。教学内容（包括基本内容、重点内容和难点）： 基本内容：脉冲响应不变法的设计思想；脉冲响应不变法中的三组关系：单位冲激响应和单位脉冲响应的关系（时域）、传输函数之间的关系（频域

40、）、系统函数之间的关系（复频域）；S平面和Z平面的映射关系；数字滤波器稳定性的分析；脉冲响应不变法的设计步骤；例题：根据指标用脉冲响应不变法设计数字低通滤波器。重点：脉冲响应不变法的设计思想、设计方法，S平面和Z平面的映射关系。难点：脉冲响应不变法中的三组关系的分析，S平面和Z平面的映射关系的推导。教学过程设计：(包括基本内容、重点内容和难点的授课设计)复习模拟滤波器的设计：模拟低通的两种设计方法，频率变换。阐述脉冲响应不变法的设计思想。对基本设计思想进行深入分析，得到三组关系并不断深入地进行分析，最后得到S平面和Z平面的映射关系，然后讨论滤波器稳定性的问题。对分析过程进行总结，得到滤波器的设

41、计步骤。通过实例学习脉冲响应不变法，并对该设计方法存在的问题进行分析。其中：复习 5 分钟，授新课 85 分钟，安排讨论 8 分钟，布置作业 2 分钟授课类型（请打）：理论课 讨论课 实验课 练习课 其他教学方式（请打）：讲授 讨论 指导 其他教学资源（请打）：多媒体 模型 实物 挂图 音像 其他作业布置（讨论、思考题、书面作业）：习题六（P193）：4、9。参考资料（含参考书、文献等）：1 Signals & Systems (Second Edition) PDF格式2 数字信号处理，王世一，北京理工大学出版社第十八讲授课题目（教学章、节或主题）：第六章 IIR数字滤波器的设计6.2 双线

42、性变换法教学目的、要求（分掌握、理解、了解三个层次）：理解双线性变换法和脉冲响应不变法的关系；理解双线性变换法在频率压缩过程中对滤波器性能造成的影响；掌握双线性变换法设计数字低通滤波器的方法；教学内容（包括基本内容、重点内容和难点）： 基本内容：脉冲响应不变法存在的问题，双线性变换法所作的频谱压缩处理；频率压缩过程对滤波器频率特性和性能造成的影响；模拟滤波器传输函数和数字滤波器系统函数之间的关系。双线性变换法的设计步骤，双线性变化法设计数字低通滤波器实例。重点：双线性变换法的设计思想，模拟滤波器传输函数和数字滤波器系统函数之间的关系。难点：模拟滤波器传输函数和数字滤波器系统函数之间的关系的推导。教学过程设计：(包括基本内容、重点内容和难点的授课设计)复习脉冲响应不变法，着重指出其存在的问题，引出双线性变换法；讲述双线性变化法在设计过程中对频谱进行的压缩处理；讨论频率压缩过程对滤波器频率特性和性能造成的影响；公式推导模拟滤波器传输函数和数字滤波器系统函数之间的关系。对设计过程进行总结，得到设计步骤，通过实例学习设计方法。讨论：对两种设计方法进行总结和比较。其中：复习 5 分钟，授新课 85 分钟，安排讨论 8 分钟，布置作业 2 分钟授课类型（请打）：理论课 讨论课 实验课 练习课 其他教学方式（请打）：讲授 讨论 指导 其他教学资源（请打）：多媒体 模型 实物