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课程评价
spContent=数字信号处理是电子信息类专业的专业基础课程。电子科技大学对本课程的重大改革包括:(1)选用美国加州大学的原版教材,教学内容、教学手段与国外著名大学同步。(2)强化以MATLAB为主要手段的例题、习题和仿真能力的培养。(3)加入工程实例,培养学生自学能力、创新精神和工程素养。欢迎大家学习。
—— 课程团队
课程概述

本课程是电子信息类与电气类专业本科生继“信号与系统”课之后的一门必修的专业基础课程。设置本课程的目的在于,使学生通过本课程的学习,了解“数字信号处理”这一技术领域的概貌,初步建立起有关“数字信号处理”的基本概念,掌握基本分析方法,为后续课程及从事信息处理等方面有关的研究工作打下基础。本课程是一门结合实际工程应用的基础理论课程。通过本门课程的学习,学生应掌握数字信号处理的基本原理、基本概念和基本分析方法,具有初步的算法分析、数字系统设计和仿真能力。本课程主要内容为:介绍信号的数字处理在时域、变换域的描述及其相互变换的基本理论和基本算法实现,讨论以数字滤波器为代表的数字系统的各种特性描述间的数学概念、物理概念与工程概念,要求学生掌握数字系统的基本分析理论与设计方法,并建立解决实际问题的思想、方法及严谨的科学态度。要求学生自学MATLAB软件,并具备编程仿真能力。

授课目标

本课程是一门结合实际工程应用的基础理论课程。通过本门课程的学习,学生应掌握数字信号处理的基本原理、基本概念和分析方法,具有初步的算法分析、数字系统设计和仿真能力。

课程大纲

Topic 1 数字信号处理的概述(1课时)

数字信号处理的特点及应用介绍

MATLAB的基本概念及其在数字信号处理中的应用

数字信号处理的特点及应用介绍

数字信号处理的特点及应用介绍

Topic 2 连续时间信号的数字化处理(4课时)

2.1  连续时间信号的采样

2.2 离散时间信号

2.3 连续时间信号的恢复

2.4 ADC中的有限字长效应

Topic 2 的单元测验--采样恢复,离散时间信号及有限字长效应

Topic 2 连续时间信号的数字化处理及离散时间信号的单元作业

Topic 3-1 离散时间信号的变换域分析--DTFT(5课时)

3.1 信号变换域分析的重要性

3.2 从CTFT到DTFT

3.3.1 DTFT的定义--1

3.3.2 DTFT的定义--2

3.4 DTFT的性质

Topic 3-1 离散时间信号的变换域分析--DTFT单元测试

Topic 3-1 离散时间信号的变换域分析--DTFT单元作业

Topic 4离散时间系统的时域和变换域分析(4课时)

4.1 离散时间系统的分类

4.2 LTI离散时间系统的特点

4.3 离散时间系统的变换域分析

4.4 滤波的概念

Topic 4 离散时间系统的时域和变换域分析单元测试

Topic 4 离散时间系统的时域和变换域分析单元作业

Topic 5 离散傅里叶变换-DFT定义及性质(6课时)

5.1 DFT的定义

5.2 DFT与DTFT的关系

5.3  有限长序列的计算

5.4 DFT的性质

5.5.1 按时间抽取的基2 FFT算法

5.5.2 FFT算法及应用单元测试

Topic 5 离散傅里叶变换单元测试

Topic 5 离散傅里叶变换单元作业

Topic 3-2 离散时间信号的变换域分析--z变换(5课时)

3.5.1 z变换--1

3.5.2 z变换--2

3.5.3 z变换--3

3.6.1 反z变换--1

3.6.2 反z变换--2

Topic 3-2 离散时间信号的变换域分析--z变换单元测试

Topic 3-2 离散时间信号的变换域分析--z变换单元作业

Topic 6  基于传递函数的系统分类(5课时)

6.1.1 基于幅度的系统分类

6.1.2 全通系统

6.2.1 零相位系统

6.2.2 最大相位与最小相位系统

6.2.3 线性相位系统

Topic 6 基于传递函数的系统分类单元测试

Topic 6 基于传递函数的系统分类单元作业

Topic 7-1 数字滤波器的结构(2课时)

7.1 数字滤波器结构图表示

7.2 FIR与IIR滤波器基本结构

Topic 7-1  滤波器结构单元测试

Topic 7-1 滤波器结构单元作业

Topic 7-2 数字滤波器的设计(7课时)

7.3 数字滤波器的指标及设计

7.4.1 IIR滤波器设计--基本设计方法及模拟滤波器设计

7.4.2 IIR滤波器设计--冲激响应不变法

7.4.3 IIR滤波器设计--双线性变换法

7.5.1 FIR滤波器设计--基本方法

7.5.2 FIR滤波器设计--理想冲激响应及吉布斯现象

7.5.3 FIR滤波器设计--窗函数法

Topic 7-2  数字滤波器设计单元测试

Topic 7-2  数字滤波器设计单元作业


预备知识

高等数学,线性代数,信号与系统。

证书要求

单元测验占10%:在每个topic结束后就本topic所学内容进行当堂测试,主要是客观题型,包含选择,判断及填空。

单元作业占30%:每个topic内容结束之后布置的相关内容的作业,主要是主观题目以及MATLAB的设计题目。

课堂讨论占10%:课堂上布置相关的讨论题目,按学生参与情况给分。

期末考试占50%:期末书面考试。

按百分制计分,60分至84分为合格,85分至100分为优秀。


参考资料

(1)[加]Joyce Van de Vegte 著,侯正信、王国安译: “Fundamentals of Digital Signal Processing”, 电子工业出版社, 2003
(2)Chi-Tsong Chen: “Digital Signal Processing Spectral (3)Computation and Filter Design”,电子工业出版社, 2002
(3)[美]A.V.Oppenheim著,刘树棠、黄建国译: “Discrete-Time Signal Processing”, 西安交通大学出版社,2002
(4)程佩青:“数字信号处理教程”,清华大学出版社,2001

常见问题
  1. 为什么要对信号进行变换域分析?

  2. 离散时间信号的ZT,DTFT和DFT关系如何?

  3. 连续时间信号离散化的频域是如何变化的?

  4. 离散时间系统的频率响应和传递函数是如何说明离散时间系统的性能的?

  5. 数字滤波器的设计及实现步骤是怎样的?

  6. 数字滤波器的计算结构表明了什么?

  7. 数字滤波器的参数的物理意义是什么?

  8. 有限字长效应是如何影响数字信号处理?