《数字信号处理(1)》课程教学大纲.docx
数字信号处理教学大纲一、课程基本信息课程名称数字信号处理Digital Signal Processing课程编码OSI322811030开课院部海洋与空间信息学院课程团队数字信号处理课程团队学分3.0课内学时48讲授48实验0上机0实践0课外学时48适用专业电子信息工程授课语言中文先修课程高等数学（2-1）、图等数学（2-2）、信号与系统课程简介（必修）本课程是电子信息工程专业的必修课，课程主要讲述离散时间信号和系统的基本概念与基础理论、离散傅立叶变换DFT理论及其快速 算法FFT, IIR和FIR数字滤波器的设计方法和结构，有限字长影响等，并以TMS320系列为例介绍数字信号处理器（DSP）。通过本课程 的学习，学生能掌握离散系统的基本概念和对离散系统进行分析和设计的能力，达到信号处理系统的信号算法设计和处理的素质培养目 标。This course is a compulsory course for electronic information engineering major. The course mainly describes the basic concepts and theories of discrete time signals and systems, discrete Fourier transform DFT theory and its fast algorithm FFT, the design method and structure of IIR and FIR digital filters, the influence of finite word length, etc., and taking TMS320 series as an example to introduce digital signal processor (DSP). Through the study of this course, students can master the basic concepts of discrete systems and the ability to analyze and design discrete systems, so as to achieve the quality training goal of signal algorithm design and processing of signal processing systems.负责人大纲执笔人审核人二、课程目标序号代号课程目标OBE毕业要求指标点任务自选1Ml掌握数字信号处理基本概念、离散时间信号系统的描述、z变换的收敛域判别系统稳定性和因果性。是1.32M2掌握离散傅里叶变换的具体推导和计算过程，针对实际应用中系统滤波或变换等复杂问题，择优设 定速度最快或最优的方法。是2.23M3掌握无限长单位脉冲响应滤波器、有限长单位脉冲响应滤波器的具体设计方法，能够根据实际系统 要求，选择IIR和FIR滤波器的类型、模拟滤波器的类型、窗函数的类型。理解这些选择对设计系是2.3统的性能影响。能够通过文献查找例如自适应滤波器，维纳滤波器等更适合系统的方案。掌握数字 信号处理系统的实现结构，能根据系统的要求，选择直接型、级联型和并联型结构，理解有限字长 对数字信号处理系统的影响。能够使用以DSP为处理器设计完整的信号采集和处理硬件系统，通过 查找文献确定芯片选型。4M4根据设计的任务，能够多人合作完成一个系统的信号的频谱分析、滤波器选择和设计，团员直接有 效沟通，合理分配任务，合作完成设计目标。是9.2三、课程内容序号章节号标题课程内容/重难点支撑课 程目标课内 学时教学方式课外 学时课外环节10绪论介绍数字信号处理的发展、研究内容、应用、课程学习方法等MLM5, M62讲授2自学21.1离散时间信号常用典型序列，序列的运算。Ml1讲授1作业31.2采样离散时间信号的采样，采样信号频谱的变化，采样定理，信号 的恢复。Ml1讲授1作业41.3DTFT与Z变换DTFT, Z变换，逆Z变换，Z变换的性质，Z变换与DTFT的 关系，Parseval定理Ml3讲授3作业51.4离散时间系统线性系统，时不变系统，线性时不变系统，系统的稳定性与因 果性，系统的差分方程描述。Ml2讲授2作业61.5系统的频率响应与 系统函数系统的频率响应与系统函数Ml1讲授1作业72.1离散傅里叶变换离散傅里叶级数，离散傅里叶变换应用。M24讲授4作业82.2快速傅里叶变换快速傅里叶变换推导。M2,M5, M66讲授6作业92.3FFT变换的应用用FFT计算IDFT,实数序列的FFT,线性卷积的FFT算法， 用FFT计算相关函数。M2,M5, M62讲授2作业10(Err)思政案例一：傅里 叶变换的由来傅里叶变换的由来/0讲授0作业113.1常用模拟低通滤波 器特性Butterworth滤波器，Chebyshev滤波器，椭圆滤波器。M3,M5, M62讲授2自学123.2IIR滤波器设计方 法脉冲响应不变法，双线性变换法。M3,M5, M63讲授3作业133.3从模拟低通原型到 各种数字滤波器的 频率变换模拟低通到数字高通，模拟低通到数字带通，模拟低通到数字 带阻。M3,M5, M61讲授1自学144.1线性相位FIR滤 波器的特点线性相位的条件，幅度特性，零点特性。M3,M5, M62讲授2作业154.2窗口设计法窗函数设计法的基本原理，序列加窗之后的影响，设计步骤。M3,M5, M62讲授2作业164.3频率取样法与FIR 滤波器的最优化设 计频率取样法，非线性最优法，插值解法，Remez交替算法。M3,M5, M62讲授2作业175.1数字滤波器的结构数字网络的信号流图，IIR滤波器的结构，FIR滤波器的结 构。M4,M5, M62讲授2作业185.2量化与量化误差定点制的量化误差，A/D转换的量化误差，量化噪声通过线性 系统M4,M5, M61讲授1自学195.3有限字长运算对数 字信号处理系统的 影响HR、FIR滤波器的有限字长效应，FFT计算中的有限字长效应M4,M5, M62讲授2作业205.4极限划、振荡零输入极限环振荡，大信号极限环振荡M31讲授1自学216.1DSP芯片及内部 结构数字信号处理器的发展与特点，TMS320系列数字信号处理器 的特点和原理。M34讲授4自学22(Err)思政案例二科学要真实/0讲授0/236.2数字信号处理算法 在DSP中的实现TMS320C5xxx系列DSP的开发环境和FFT、数字滤波器等的 实现。M34讲授/讨论4自学四、考核方式序号考核环节操作细节总评占比1平时作业1、每章布置5-8道题目，平均每次课1道题以上。2、成绩采用百分制，根据作业完成准确性、是否按时上交、是否独立完成评分。3、考核学生对数字信号处理基本知识的掌握能力，学生综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力。题型主要有计 算、分析和绘图等。20%2大作业1、布置二个综合整本书知识的大作业，由团队协作完成。使用C+语言分别完成不同频率数字信号的产生，傅里叶变 换计算信号的频谱、信号的滤波、绘图等功能。2、成绩采用百分制，根据团队工作的系统设计、负责部分功能完成准确性、是否按时上交、是否独立完成评分，是否 体现团队合作等评分。30%3期末考试1、闭卷考试，成绩采用百分制，卷面成绩总分100分。2、主要考核学生对数字信号处理基本知识的掌握能力，学生综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力，题型主要 有填空题、选择题、问答题和计算题。50%五、评分细则序号课程目标考核环节大致占比评分等级1Ml平时作业25%A:独立思考、按时完成，计算作图规范，解题思路清晰、步骤完整、格式合理、答案准确B:独立思考、按时完成，计算作图比较规范，解题思路比较清晰、步骤比较完整、格式合理、答案准确C:独立思考、按时完成，计算和作图比较规范，解题思路比较清晰、步骤比较完整、格式比较合理、答案 准确D：作业抄袭，未能按时完成，作图小规范，解题思路混乱2Ml期末考试75%按照考试的分数定。3M2平时作业25%A:独立思考、按时完成，计算作图规范，解题思路清晰、步骤完整、格式合理、答案准确B:独立思考、按时完成，计算作图比较规范，解题思路比较清晰、步骤比较完整、格式合理、答案准确 C:独立思考、按时完成，计算和作图比较规范，解题思路比较清晰、步骤比较完整、格式比较合理、答案 准确D：作业抄袭，未能按时完成，作图不规范，解题思路混乱4M2期末考试75%按照考试的分数定。5M3平时作业25%A:独立思考、按时完成，计算作图规范，解题思路清晰、步骤完整、格式合理、答案准确B:独立思考、按时完成，计算作图比较规范，解题思路比较清晰、步骤比较完整、格式合理、答案准确C:独立思考、按时完成，计算和作图比较规范，解题思路比较清晰、步骤比较完整、格式比较合理、答案 准确D：作业抄袭，未能按时完成，作图不规范，解题思路混乱6M3期末考试75%按照考试的分数定。7M4大作业100%A:设计的整体系统方案图绘制美观，方案正确，使用C+语言实现的不同频率数字信号的产生，傅里叶变 换计算信号的频谱、信号的滤波、绘图等功能美观和正确，报告详尽正确描述。B:设计的整体系统方案正确，使用C+语言实现的不同频率数字信号的产生，傅里叶变换计算信号的频 谱、信号的滤波、绘图等功能正确，报告正确描述。C:设计的整体系统方案基本正确，使用C+语言实现的不同频率数字信号的产生，傅里叶变换计算信号的 频谱、信号的滤波、绘图等功能基本正确，报告简单描述。D:设计的整体系统方案不正确，使用C+语言实现的不同频率数字信号的产生，傅里叶变换计算信号的频 谱、信号的滤波、绘图等8M4大作业100%A:设计的整体系统方案图绘制美观，方案正确，使用C+语言实现的不同频率数字信号的产生，傅里叶变 换计算信号的频谱、信号的滤波、绘图等功能美观和正确，报告详尽正确描述。B:设计的整体系统方案正确，使用C+语后实现的不同频率数字信号的产生，傅里叶变换计算信号的频 谱、信号的滤波、绘图等功能正确，报告正确描述。C:设计的整体系统方案基本正确，使用C+语言实现的不同频率数字信号的产生，傅里叶变换计算信号的 频谱、信号的滤波、绘图等功能基本正确，报告简单描述。D:设计的整体系统方案不正确，使用C+语后实现的不同频率数字信号的产生，傅里叶变换计算信号的频 谱、信号的滤波、绘图等功能，不止确，报告没有描述。评分等级说明：A,B,C,D=90-100,75-89,60-74,()-59;六、教材与参考资料序号教学参考资料明细1图书1数字信号处理，吴镇扬，高等教育出版社,2004. （*主教材）2图书1数字信号处理，丁玉美，西安电子科技大学出版社,2001.
