数字信号处理
分享
课程详情
课程评价
spContent=在数字化的世界里,Everything is Digital——数字化的处理、存储和传输。《数字信号处理》研究数字化的核心技术和奥秘,我们将带你学习数字信号处理的基本理论和方法。你将学会从不同角度观察和分析信号,用不同方式描述和分析系统,领略从纷繁复杂的信号中看到事物原始风貌、动手进行设计的乐趣。
—— 课程团队
课程概述

数字信号处理是为通信、电子信息工程类专业本科生开设的必修专业基础课。内容涵盖以下基本理论和方法:离散时间信号时域和频域表示、离散傅立叶变换和z变换、线性时不变系统的时域和变换域分析、FIRIIR滤波器设计和实现、数字信号处理算法的实现等。通过学习,学生能够正确理解和掌握数字信号处理中的基本概念、重要原理和方法,学会用Matlab软件实现信号处理算法,为学习相关后续课程和从事通信、信号与信息处理领域中的研究与应用提供必要的理论基础和方法训练。

授课目标

教学目标是使学生理解和掌握数字信号处理的基本概念、思路、方法,为相关后续课程提供基础,为在通信、信号处理等方面的工程应用提供工具,培养分析、设计和实现能力。

课程大纲

第1周   第一单元  导论

1.1 信号和数字信号

1.2 数字信号处理与应用

1.3 从一个例子了解课程概貌

第2周   第二单元  离散时间信号的时域分析

2.1 离散时间信号的时域表示

2.2 序列运算

2.3 有限长序列运算

2.4 序列分类

2.5 典型序列

第3周    第三单元 离散时间信号的频域分析

3.1 连续时间傅里叶变换复习

3.2 离散时间傅里叶变换(DTFT)

3.3 离散时间傅里叶变换定理

第4周    第四单元 模拟信号的采样与恢复

4.1 采样的时域分析

4.2 采样的频域分析及采样定理

4.3 模拟信号的恢复

第5周    第五单元 z变换

5.1 z变换概述

5.2 z变换的收敛域

5.3 有理z变换和收敛域

5.4 z变换的性质

5.5 逆z变换

第6周    第六单元 离散时间系统的时域分析

6.1 离散时间系统举例

6.2 离散时间系统的分类

6.3 单位脉冲响应、卷积和及差分方程

6.4 稳定性与因果性的时域表示

第7周 第七单元 离散时间系统的z域和频域分析(1)

7.1 LTI离散时间系统的Z域表示

7.2 稳定性和因果性的Z域表示

第8周 第七单元 离散时间系统的z域和频域分析(2)

7.3  LTI系统的频域表示——频率响应

7.4  频率响应计算的几何解释

7.5 LTI离散时间系统中的滤波概念

第9周 第八单元 离散傅立叶变换(1)

8.1 离散傅里叶级数(DFS)及性质

8.2 离散傅里叶变换(DFT)及性质

第10周 第八单元 离散傅立叶变换(2)

8.3 圆周移位和圆周卷积

8.4 线性卷积,周期卷积和圆周(循环)卷积之间的关系

第11周 第九单元 快速傅立叶变换

9.1 FFT应用和算法简介

9.2 时间抽取基二FFT(DIT)算法

9.3 频率抽取基二FFT(DIF)算法

9.4 利用FFT计算IDFT

9.5 线性卷积的FFT实现

9.6 利用FFT计算相关函数

第12周 第十单元 IIR数字滤波器的设计

10.1 设计目标和指标

10.2 脉冲响应不变法

10.3 双线性变换法

10.4 模拟滤波器的设计和用于设计低通IIR 数字滤波器

10.5 从模拟低通滤波器设计数字低通、高通滤波器

10.6 从模拟低通滤波器设计数字带通、带阻滤波器

10.7 数字谱变换

10.8 基于Matlab的滤波器设计

第13周 第十一单元 线性相位FIR数字滤波器

11.1 线性相位FIR数字滤波器

第14周 第十二单元 FIR数字滤波器的设计

12.1 窗口法设计FIR数字滤波器

12.2 窗函数的影响和选择

12.3 频率采样法设计FIR滤波器

第15周  第十三单元 数字滤波器结构

13.1 数字滤波器的经典表示

13.2 FIR数字滤波器的基本结构

13.3 IIR滤波器的基本结构

13.4 基本结构的MATLAB实现

13.5 量化效应


预备知识

先修课程:高等数学、信号与系统

证书要求

单元测验 30%;

单元作业 20%;

讨论区互动 20%;

期末考试 30%;

按百分制计分,60分以上且低于80分为合格,80分至100分为优秀。

参考资料

[1] Sanjit K. Mitra著. 阔永红改编. 数字信号处理--基于计算机的方法(第四版)(英文改编版).电子工业出版社,2013

(中译本:Sanjit K.Mitra著. 余翔宇译. 数字信号处理--基于计算机的方法(第四版).电子工业出版社, 2012)

[2]吴镇扬. 数字信号处理(第三版).高等教育出版社,2016年

[3] S. J. Orfanidis. Introduction to Signal Processing. 清华大学出版社/ Prentice Hall 出版公司,2003