《数字信号处理B》课程教学大纲（本科）.docx

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1、数字信号处理B(Digital Signal Processing)课程代码：06410097学 分：2学时：32 （其中：课堂教学学时：32实验学时：0上机学时：0课程实践学时:0 ） 先修课程：信号与线性系统、线性代数、复变函数适用专业：信息与计算科学教 材：数字信号处理的原理与实现（修订版）；吴镇扬；东南大学出版社，2002o一、课程性质与课程目标（一）课程性质数字信号处理B课程是信息与计算科学专业教学计划中的一门专业基础课。课程利用微积 分、线性代数、复变函数等数学工具，以信号理论为基础，形成严密完备、强逻辑性的理论体系。 通过学习，可以使学生掌握数字信号处理的基本理论和分析计算方法；

2、了解数字信号处理在现代生 产和生活领域中的应用和对现代科技事业发展的作用，并为后续专业课程准备必要的知识；培养学 生的辨证思维能力，树立理论联系实际的科学观点和提高学生分析问题、解决问题的能力。（二）课程目标1 .知识方面1.1 掌握线性时不变离散系统分析的理论基础及分析方法1.2 掌握离散傅里叶变换（DFT）及其快速算法（FFT）1.3 了解和掌握IIR及FIR数字滤波器的理论及设计方法（包括计算机辅助设计）1.4 掌握实现数字滤波器的各种基本结构，了解有限字长效应的概念和知识1.5 了解数字信号处理器的工作原理及结构特点1.6 了解数字信号处理的一些应用2 .能力与素质方面2.1 具备运用

3、基本概念、理论和基本方法分析问题的能力。2.2 能够识别数字信号处理过程中的主要问题并判断出影响因素的能力。注：工程类专业通识课程的课程目标应覆盖相应的工程教育认证毕业要求通用标准;二、课程内容与教学要求（按章撰写）绪论（-）课程内容1 .基本概念、实现方法、特点.课程内容与要求等2 .信号、系统与信号处理.数字信号处理系统的构成。（二）教学要求. 了解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1 .数字信号处理的应用领域以及它的发展概况和发展趋势（三）重点与难点（若不单独列出，需在教学要求中适当注明）1 .重点信号、系统与信号处理的区别与联系。2 .难点数字信号处理系统的构成。第一

4、章离散时间系统与Z变换（一）课程内容1 .离散时间信号、采样.离散时间系统2 .离散时间信号的傅氏变换（DTFT）与z变换.系统函数（二）教学要求.掌握时域离散信号的运算，时域离散系统的基本的时域分析1 .掌握z变换的定义和性质，z变换的收敛域，典型信号的z变换，逆z变换的计算方法.掌握离散数字系统的分类、表示2 .掌握离散系统和频率响应、稳定性、因果性.掌握基本离散时间序列。（三）重点与难点（若不单独列出，需在教学要求中适当注明）1 .重点典型序列的特点，时域离散系统性质的判断，离散卷积的求解，z变换及其收敛域的计 算，Z反变换的求解，差分方程的Z域解法。2 .难点Z反变换的求解，差分方程的

5、Z域解法。第二章离散傅立叶变换及其快速变换法（-）课程内容1 .离散傅里叶变换（DFT）、快速傅里叶变换（FFT）.关于FFT应用中的几个问题2 .离散余弦变换（DCT）。（二）教学要求.离散傅里叶变换物理意义及特性1 .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2 .FFT在分段卷积，二维DFT的应用。（三）重点与难点（若不单独列出，需在教学要求中适当注明）.重点离散傅立叶变换及性质，周期卷积，离散傅立叶级数，抽样定理，基2快速傅立叶变换 算法和进一步减少运算量的措施。1 .难点使学生能对DFT、离散信号的傅氏变换及Z变换有机地联系，并对基2FFT比较熟悉。第三章无限

6、长单位脉冲响应（HR）滤波器的设计方法（一）课程内容1 .无限长单位脉冲响应（IIR）滤波器的设计方法.常用、模拟低通滤波器特性2 .从模拟滤波器低通原型到各种数字滤波器的频率变换、从低通数字滤波器到各种数字滤 波器的频率变换。（二）教学要求1.脉冲响应不变法与双线性变换法2 . 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。（三）重点与难点（若不单独列出，需在教学要求中适当注明）.重点模拟滤波器的设计方法,脉冲相应不变法设计IIR滤波器,双线性变换法设计IIR滤波器。1 .难点双线性变换法设计IIR

7、滤波器。第四章有限长单位脉冲响应（FIR）滤波器的设计方法（一）课程内容1 .线性相位FIR滤波器的特点.窗口设计法、频率采样设计法、FIR滤波器的最优化设计2 .IIR和FIR数字滤波器的比较。（二）教学要求.线性相位FIR滤波器的特点1 .在对矩形窗的特点比较深入了解的基础上，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2 .优化设计在了解原理的基础上重点掌握如何用优化设计程序设计FIR滤波器。（三）重点与难点（若不单独列出，需在教学要求中适当注明）.重点线性相移FIR数字滤波器的性质，FIR数字滤波器的设计法.难点FIR数字滤波器的设计法第五章数字信号处理系统的实现（

8、一）课程内容1 .数字滤波器的结构.量化与量化误差2 .有限字长运算对数字滤波器的影响.系数量化对数字滤波器的影响3 .极限环振荡.数字信号处理硬件。（二）教学要求1 .掌握信号流图基本概念，能运用无限长脉冲响应基本网络结构或有限长脉冲响应基本网 络结构来表示相应的系统。2 . 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。3 .有限字长运算的影响，主要分析定点乘法运算舍入的影响，系数量化主要了解极点灵敏 度的概念。（三）重点与难点（若不单独列出，需在教学要求中适当注明）.重点数字滤波的信号流图，有限长和无限长脉冲响应基本网络结构，系统的量化误差.难点有限长和无限长脉冲响

9、应基本网络结构三、学时分配及教学方法章（按序填写）教学形式及学时分配主要教学方 法支撑的课 程目标课堂 教学实 验上 机课程 实践小计绪论2讲授、案例1.1第一章离散时间系统与Z变换6讲授1.3第二章离散傅立叶变换及其快速变 换法8讲授1.3、2.1第三章无限长单位脉冲响应（IIR）滤 波器的设计方法5讲授、对比1.4、2.2第四章有限长单位脉冲响应（FIR）滤 波器的设计方法5讲授、对比1.5、2.3第五章数字信号处理系统的实现6讲授、案例合计32注：1 .课程实践学时按相关专业培养计划列入表格；.主要教学方法包括讲授法、讨论法、演示法、研究型教学方法（基于问题、项目、案例 等教学方法）等。

10、四、课程考核考核形式考核要求考核权重备注平时作业要求按时提交作业，保质保量的完成。按 作业提交情况和题目完成度进行评分，总 分数平均计算10% 20%根据平时作业得 分求平均值期中测试按照要求完成测试题目或任务10% 20%期末考试采用闭卷考试。试卷题型包括填空题、简 答和计算综合分析等，以卷面成绩乘以权 重计入课程总成绩。60% 80%五、参考书目及学习资料（书名，主编，出版社，出版时间及版次）. Ingle VK, Proakia JG .数字信号处理及其MATLAB实现.电子工业出版社.19981 .高西全，丁玉美.数字信号处理学习指导.西安电子科技大学出版社.2001.邹理和.数字信号处理.国防工业出版社2 .奥本海姆.数字信号处理.科学出版社.胡广书.数字信号处理一一理论、算法与实现.清华大学出版社3 .数字信号处理一一原理与实现，上海交通大学出版社六、大纲说明（内容可包括课程基本要求、习题要求及其它一些必要的说明）1 .采用多媒体教学手段，建议采用讲做结合的方式，多种教学手段综合运用。2 .课后每章习题要完成10-15道习题，以加深学生对所学内容的理解和掌握。3 .根据学生的接受程度，每章节分配课时可进行适当安排。2017 年 8 月 30日