数字信号处理
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spContent=现代科学技术的发展,数字信号处理已经成为一具有广泛应用的学科,是电子信息工程、通信工程、自动化、电子科学与技术、测控技术与仪器、人工智能、数字影像学等相关专业的基础。学习和掌握其理论和方法是十分必要的。东南大学教学团队,精心制作了“数字信号处理”在线开放课程。欢迎并期待大家学习。
—— 课程团队
课程概述

数字信号处理课程是为电子信息类专业三年级学生开设的一门课程,它是在学生学完了信号与系统的课程后,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、实验使学生掌握数字信号处理的基本理论和方法。课程既应避免与“信号与线性系统”课程内容的大量重复,又应保持课程的完整性。在简要地复习离散时间信号与系统理论的同时密切联系数字信号处理中的一些具体问题展开讨论。学生在学习这门课程时还应掌握一些必要的软件工具,这既有利于加强概念的理解,又是今后进一步学习和研究所不可缺少的重要一步。

授课目标

数字信号处理是一门结合实际工程应用的介于专业基础课和专业课之间的课程。通过本门课程的学习,使学生掌握数字信号处理的基本理论、基本分析方法; 掌握数字滤波器的设计和实现方法;能应用数字信号处理基本理论和方法解决一些实际问题,为今后的研究工作打下良好的基础。

课程大纲

第一单元  绪论

第1讲: 信号的分类和特征

第2讲: 为什么要采用数字信号处理

第3讲: 数字信号处理的发展与应用

第一单元测验

第一单元作业

第二单元  离散时间信号与系统

第1讲: 离散时间信号

第2讲: 离散时间信号的傅立叶变换

第3讲: z变换(一)

第4讲: z变换(二)

第5讲: 离散时间系统

第6讲: 系统的频率响应及其系统函数(一)

第7讲: 系统的频率响应及其系统函数(二)

第二单元作业

第二单元测验

第三单元  信号的采样与重建

第1讲: 数字信号处理系统的模拟接口

第2讲:  模拟信号的采样与重建 - 奈奎斯特采样定理

第3讲:  模拟信号的采样与重建 - 采样的恢复

第4讲:  离散信号的采样

第5讲:  离散信号的插值

第三单元测验

第三单元作业

第四单元 离散傅里叶变换及其快速算法

第1讲: 离散傅立叶级数(一)

第2讲: 离散傅立叶级数(二)

第3讲: 离散傅立叶变换(一)

第4讲: 离散傅立叶变换(二)

第5讲: 离散傅立叶变换(三)

第6讲: 连续非周期信号的频谱分析

第7讲: 连续周期信号的频谱分析

第8讲: 快速傅立叶变换(一)

第9讲: 快速傅立叶变换(二)

第10讲: 快速傅立叶变换(三)

第11讲: 快速傅立叶变换(四)

第12讲: 快速傅立叶变换(五)

第13讲: 关于FFT应用中的几个问题(一)

第14讲: 关于FFT应用中的几个问题(二)

第15讲: 关于FFT应用中的几个问题(三)

第四单元作业

第四单元测验

第五单元  无限长单位脉冲响应(IIR)滤波器的设计方法

第1讲: 滤波器的基本原理

第2讲: 根据模拟滤波器设计IIR滤波器(一)

第3讲: 根据模拟滤波器设计IIR滤波器(二)

第4讲: 模拟滤波器设计方法(一)

第5讲: 模拟滤波器设计方法(二)

第6讲: 用MATLAB设计IIR滤波器

第7讲: 从模拟滤波器低通原型到各种数字滤波器的频率变换(一)

第8讲: 从模拟滤波器低通原型到各种数字滤波器的频率变换(二)

第9讲: 从低通数字滤波器到各种数字滤波器的频率变换

第五单元测验

第五单元作业

第六单元  有限长单位脉冲响应(FIR)滤波器的设计方法

第1讲: 线性相位FIR滤波器的特点(一)

第2讲: 线性相位FIR滤波器的特点(二)

第3讲: 线性相位FIR滤波器的特点(三)

第4讲: 线性相位FIR滤波器的特点(四)

第5讲: 窗口设计法(一)

第6讲: 窗口设计法(二)

第7讲: 窗口设计法(三)

第8讲: 窗口设计法(四)

第9讲: 频率采样设计法(一)

第10讲: 频率采样设计法(二)

第11讲: FIR滤波器的最优化设计(一)

第12讲: FIR滤波器的最优化设计(二)

第六单元测验

第六章作业

第七单元  数字信号处理系统的实现

第1讲: 数字滤波器的结构(一)

第2讲: 数字滤波器的结构(二)

第3讲: 数字滤波器的结构(三)

第4讲: 数字滤波器的结构(四)

第5讲: 量化与量化误差(一)

第6讲: 量化与量化误差(二)

第7讲: 有限字长运算对数字信号处理系统的影响(一)

第8讲: 有限字长运算对数字信号处理系统的影响(二)

第9讲: 有限字长运算对数字信号处理系统的影响(三)

第10讲: 有限字长运算对数字信号处理系统的影响(四)

第11讲: 极限环震荡

第12讲: 系数量化对数字滤波器的影响

第13讲: 数字信号处理硬件(一)

第14讲: 数字信号处理硬件(二)

第15讲: 数字信号处理硬件(三)

第七单元测验

第七单元作业

预备知识

高等数学、概率论、线性代数、复变函数与积分变换、信号与系统

证书要求

单元测验占20%:在每个单元结束后就本单元所学内容进行当堂测试,主要是客观题型,包含选择,是非及填空。

单元作业占20%:每个单元内容结束之后布置的相关内容的作业,作业包括主观题型和客观题型,客观题型包含选择、是非及填空;主观题型包括计算题以及MATLAB的设计题目。

期末考试占60%:期末书面考试。

按百分制计分,60分至79分为合格,80分至100分为优秀。


参考资料

吴镇扬,数字信号处理(第三版) [M],北京:高等教育出版社,2016

吴镇扬,数字信号处理(第二版) [M],北京:高等教育出版社, 2010

吴镇扬,胡学龙,毛卫宁,数字信号处理教学指导(第二版) [M],北京:高等教育出版社, 2012

J Proakis and D ManolakisDigital Signal Processing, Principles, Algorithms and Applications [M]. Prentice-Hall Inc, 2007

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