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《数字信号处理》课程教学大纲
课程编号课程性质：专业方向课
适合专业：电子科学与技术
先修课程：高等数学，概率论，线性代数，复变函数，信号与系统
开设学期：第五学期
考核方式：闭卷考试
总学时数：54
学分：3
（一）课程的教学目标
使学生掌握数字信号处理的基本理论和方法，并能使用matlab软件进行相应的数字信号处理工作。
（二）课程的目的和任务
《数字信号处理》课程是信息工程本科专业必修课，它是在学生学完了高等数学、概率论、线性代数、复变函数、信号与系统等课程后，进一步为学习专业知识打基础的课程。本课程将通过讲课、练习使学生建立“数字信号处理”的基本概念，掌握数字信号处理基本分析方法和分析工具，为从事通信、信息或信号处理等方面的研究工作打下基础。
（三）理论教学的基本要求
1、通过对本课程的教学，使学生系统地掌握数字信号处理的基本原理和基本分析方法，能建立基本的数字信号处理模型。
2、要求学生学会运用数字信号处理的两个主要工具：快速傅立叶变换（FFT）与数字滤波器，为后续数字技术方面课程的学习打下理论基础。
3、学生应具有初步的算法分析和运用MATLAB编程的能力。
（四）实践教学要求
实验项
目编号
实验项目
名称
实验内容提要
学时分配
实验
类型
每组人数
必开/选开
0421082301
学习使用MATLAB
熟悉MATLAB的主要操作命令；学会简单的矩阵输入和数据读写；掌握简单的绘图命令。
3
设计性
1
必开
0421082302
离散时间的信号和系统
掌握典型离散时间信号和它们运算的实现；实现序列的主要运算；观察离散系统的频率响应。
3
设计性
1
必开
0421082303
采样定理的验证
验证奈奎斯特采样定理，加深对时域采样前后信号频谱变换的认识
3
验证性
1
选开
0421082304
快速傅里叶变换FFT
加深对FFT的理解，熟悉MATLAB中的有关函数；应用FFT对典型信号进行频谱分析；了解应用FFT进行信号频谱分析过程中可能出现的问题。
3
设计性
1
必开
0421082305
应用FFT实现线性卷积和相关
掌握FFT在线性卷积中的应用；掌握循环卷积、线性卷积和相关运算之间的关系。
3
设计性
1
必开
0421082306
IIR滤波器的设计
掌握双线性变换法及脉冲响应不变法设计IIR数字滤波器的具体设计方法及其原理；观察两种方法设计滤波器的频域特性
3
设计性
1
必开
0421082307
FIR数字滤波器的设计
掌握用窗函数法、频率采样法设计FIR滤波器的原理及方法；熟悉线性相位FIR滤波器的幅频和相频特性。
3
设计性
1
必开
0421082308
窗函数的特性分析
分析各种窗函数的时域和频域特性，了解窗函数对滤波器性能的影响。
3
设计性
1
选开
0421082309
FIR数字滤波器的优化设计
掌握优化设计法设计FIR滤波器的原理及方法，熟悉响应的MATLAB编程。
3
设计性
1
选开
（五）教学学时分配数
章次
各章名称
总学时数
学时分配
讲课
实验
上机
课外
小计
绪论
1
1
1
第一章
离散时间信号与系统
7
5
2
7
第二章
信号的采样与重建
2
2
2
第三章
离散傅里叶变换及其快速算法
12
9
3
12
第四章
无限长单位脉冲响应（IIR）滤波器的设计方法
10
5
5
10
第五章
有限长单位脉冲响应（FIR）滤波器的设计方法
10
5
5
10
第六章
数字信号处理系统的实现
10
7
3
10
第七章
多采样率信号处理
2
2
2
共计
54
36
18
54
（六）大纲内容
绪论
【教学目标】
1.了解：什么是数字信号处理，与传统的模拟技术相比存在哪些特点。数字信号处理的应用领域。它的发展概况和发展趋势。
【重点难点】
无
【教学内容】
一、信号与数字信号处理定义.二、数字信号处理的特点.三、数字信号处理的应用领域.
第一章离散时间信号与系统
【教学目标】
1.掌握常用典型序列：单位脉冲序列、单位阶跃序列、矩形序列、实指数序列、复指数序列及其基本运算，会计算周期性序列的周期、实序列的奇偶部分。
2.掌握采样及内插，理解频谱混叠现象及其产生原因、奈奎斯特采样频率。
3.掌握离散时间信号的傅里叶变换（DTFT）、z变换及它们的反变换，变换的特性,z变换与DTFT变换的关系。
4.掌握离散时间系统的线性、时不变性、因果性和稳定性。
5.理解离散时间系统的频率响应和系统函数，会根据差分方程求系统的频响和系统函数，了解系统函数的零极点表示法。
【重点难点】
1.重点
典型离散时间信号及其运算，采样及内插，频谱混叠现象，奈奎斯特采样定理，离散时间信号的傅里叶变换（DTFT）、z变换及它们的反