数字信号处理A教学大纲.docx

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1、数字信号处理A教学大纲目 录一、教学目的和要求2二、教学中应注意的问题2三、教学内容2第1章离散时间信号与系统2第2章z变换与离散时间傅里叶变换(DTFT) 3第3章离散傅里叶变换(DFT) 3第4章快速傅里叶变换(FFT) 3第5章数字滤波器的基本结构4第6章几种特殊滤波器及简单一、二阶数字滤波器设计4第7章无限长单位冲激响应(UR)数字滤波器的设计方法4第8章有限长单位冲激响应(F1R)数字滤波器的设计方法5四、教学课时分配5五、实验环节安排5六、参考书目6课程名称：数字信号处理A课程编号：056117英文名称：Digital signal processing A课程性质：独立设课课程属

2、性：专业必选课应开学期：第5学期学时学分：课程总学时一64,其中实验学时-8。课程总学分学生类别：本科生适用专业：电气工程及其自动化、自动化、电子信息工程、电子信息科学与技术、电子科学 与技术、通信工程、计算机等专业的学生。先修课程：高等数学、复变函数、电路、模拟电子技术、数字电子技术、信号与系统等课程。一、教学目的和要求本课程是电子信息类学科的一门专业基础课，主要讲授离散时间系统的基本特征、连续 时间信号的抽样、离散时间系统的变换域分析方法、快速傅里叶变换、数字滤波器的基本结 构、无限长单位冲激响应数字滤波器和有限长单位冲激响应数字滤波器的设计方法等内容。 学生通过本课程的学习，能够系统掌握

3、数字信号处理的基本概念、基本原理和实现方法，了 解数字信号处理基本应用和当前国内外的发展方向。先行课：信号与线性系统分析。二、教学中应注意的问题本课程的离散时间信号、系统及Z变换等内容与信号与系统作了适当的重复，教 学中应引起注意。后续内容离散傅里叶变换、快速傅里叶变换以及数字滤波器的结构与设计 方法，数字信号处理的有限字符效应和软硬件实现为课程的重点内容。若课时较少，第八、九两章可以以讲座的形式进行教学。三、教学内容第1章离散时间信号与系统重点内容：引入离散时间信号、离散系统等概念，介绍线性卷积和差分方程等相关知识，为 数字信号处理的学习打基础Li离散时间信号序列1.2 线性移不变系统常系数

4、线性差分方程1.3 连续时间信号的抽样第2章z变换与离散时间傅里叶变换（DTFT）重点内容：讲授双边Z-变换及其性质，逆Z变换，线性时不变系统的Z域表示，以及基于 单边Z-变换的差分方程求解方法，领会信号变换的本质和意义。2.1 引言z变换的定义与收敛域2.2 z反变换z变换的基本性质和定理2.3 序列的z变换与连续信号的拉普拉斯变换、傅里叶变换的关系离散时间傅里叶变换（序列的傅里叶变换）2.4 序列傅里叶变换的主要性质周期性序列的傅里叶变换2.5 傅里叶变换的一些对称性质离散系统的系统函数，系统的频率响应第3章 离散傅里叶变换（DFT）重点内容：讲授离散时间傅里叶变换及其性质，线性时不变系统

5、的频率域表示，以及模拟信 号的采样和重:建，了解连续和离散信号的区别和联系。讲授离散傅里叶级数，z-域的采样和 重建，离散傅里叶变换（DFT）及其性质。3.1 引言傅里叶变换的几种可能形式3.2 周期序列的离散傅里叶级数（DFS）离散傅里叶级数的性质3.3 离散傅里叶变换一有限长序列的离散频域表示离散傅里叶变换的性质3.4 抽样z变换频域抽样理论利用DFT计算模拟信号的傅里叶变换（级数）对第4章 快速傅里叶变换（FFT）重点内容：离散傅里叶变换物理意义及特性。快速傅里叶变换的基本算法。Chirp-Z变换 的物理意义及算法实现。FFT在分段卷枳，二维DFT的应用。该章学习将使学生对DFT、 离散

6、信号的傅氏变换及Z变换能有机地联系起来，并对基2FFT比较熟悉。4.1 引言直接计算DFT的问题及改进的途径4.2 按时间抽选（DIT）的基-2 FFT算法（库利-图基算法）按频率抽选（DIF）的基-2 FFT算法（桑德-图基算法）4.3 离散傅里叶反变换(IDFT)的快速计算方法N为复合数的FFT算法混合基算法4.4 基-4FFT算法分裂基FFT算法4.5 线性调频z变换(Chirp z变换)算法线性卷积与线性相关的FFT算法4.6 FFT的软件实现第5章 数字滤波器的基本结构重点内容：讲授有关HR滤波器结构，FIR滤波器结构以及格型滤波器结构等知识，为滤波 器设计打基础。5.1 引言无限长

7、单位冲激响应(HR)滤波器的基本结构5.2 有限长单位冲激响应(FIR)滤波器的基本结构*5.4数字滤波器的格型结构第6章几种特殊滤波器及简单一、二阶数字滤波器设计重点内容：全通滤波器和最小相位滞后滤波器。6.1 数字滤波器结构的基本概念全通滤波器6.2 最小相位滞后滤波器第7章 无限长单位冲激响应(HR)数字滤波器的设计方法重点内容：介绍原型模拟滤波器的特点，模数滤波器变换，用MATLAB设计低通滤波器, 频带变换(脉冲响应不变法与双线性变换法)。了解几种主要模拟滤波器的特性及设计方法 以及怎样由模拟原型滤波器变换成相应的数字滤波器。在对全通数字网络了解的基础上，掌 握数字域的变换方法。7.

8、1 引言数字滤波器的实现步骤7.2 数字滤波器的技术指标IIR数字滤波器的设计方法分类*7.5模拟滤波器设计*7.6间接法的IIR数字滤波器设计方案7.7冲激响应不变法*7.8阶跃响应不变法7.9双线性变换法第8章 有限长单位冲激响应(FIR)数字滤波器的设计方法重点内容：线性相位HR滤波器的特点，在对矩形窗的特点深入了解的基础上，讨论如何 改进窗函数，频率采样法重点在如何由线性相位条件决定采样值，优化设计在了解原理的基 础上重点掌握如何优化设计FIR混波器。8.1 引言线性相位FIR滤波器的特点8.2 窗函数设计法频率抽样设计法8.3 设计FIR滤波器的最优化方法四、教学课时分配本课程理论授

9、课56学时，实验8学时，课程设计1周。建议教学课时分配见表1。教学课时分配表章节名称课时分配(学时)课堂授课实 验上机讨论课 外备注第1章离散时间信号与系统62第2章Z变换与离散事件福里叶变换62第3章离散傅里叶变换(DFT)8第4章快速傅里叶变换(FFT)62第5章数字滤波器的基本结构6第6章几种特殊滤波器及简单一、二阶数字滤波 器设计4笫7章HR数字滤波器的设计方法102第8章FIR数字滤波器的设计方法10合ii-568总授课课时64注：课时分配中的内容可.根据课程需要进行设置。五、实验环节安排实验是教学的重要环节。通过实验，可以验证、巩固课堂所学的理论知识, 培养锻炼学生的实践能力，进一

10、步提高学生的分析问题解决问题的能力。基本要求:1 .每次实验课前，学生应预习实验讲义，明确实验目的和任务，拟定实验 步骤，并认真复习与实验内容相关的理论。2 .实验过程中严格按实验规程操作。爱护实验仪器设备。3 .实验完成后要写出实验报告，其内容包括实验数据的整理和计算，对实 验结果及实验中出现的问题的分析讨论，对实验方法的建议等。4 .实验报告一律用规定的格式书写。本课程实验共8学时4个实验。实验具体内容如下。实验内容实验学时1.常见离散信号产生和实现22.离散系统的时域分析23. FFT算法应用24.离散系统的变换域分析2合计8六、参考书目教材：程佩青.数字信号处理教程(第四版)M.北京：清华大学出版社，2013.参考书：刘树棠.数字信号处理M.西安：西安交通大学出版社，2(X)6.