本门课程主要讲解数字信号处理的理论、原理与实现方法,是电子信息类专业基础课。其先修课程包括:高等数学(数学分析)、线性代数、复变函数、电路分析、信号与系统等。同时是学习后续电子信息类专业课程的基础。
本书以音频信号为处理对象,以信号分解、系统描述为主线,同时结合计算机、DSP、FPGA等数字系统实现进行讲解。
从语音信号滤波实例开始,讲解如何用微分方程描述滤波模拟电路,微分方程齐次解、特解与系统响应的关系,引出幅频响应、相频响应。从信号处理发展过程,引出连续时间傅里叶变换,并从线性空间分析视角进行分析。简要回顾了连续时间信号与系统。包括:第二章连续信号的频域表示、第三章微分方程与S变换。
从计算机、手机内存说明采样的必要性,给出信号采样、重构时域频域的关系。由FPGA控制ADC、DAC完成采样重构的实例,说明采样重构的工程应用。从序列可分解为单位脉冲,讲解线性时不变系统的卷积表示。从系统实现角度,讲解系统特性。并证明因果、稳定等关键特性。从序列可分解为指数函数,引出序列的傅里叶变换DTFT、DFS,并从线性空间分析视角进行推导分析。重点分析了对称性、时移、卷积等定理,书中用大量图片,增强直观认识。从Z变换引出差分方程,讲解差分方程齐次解、特解与数字系统响应的关系,分析系统极点、零点对输入信号的影响,引出幅频相频响应、Z变换与DTFT之间的关系。从系统幅频响应引出全通系统、最小相位系统,从相频响应引出线性相位系统。给出变换域分析法设计期望性能的离散时间系统的方法。包括:第四章连续离散与数字信号、第五章系统的时域分析方法、第六章离散信号的频域表示、第七章Z变换与差分方程、第八章离散系统变换域分析、第九章离散滤波器设计方法。
介绍数字系统实现与应用,以语音信号处理为例给出语音信号时域卷积、流图、快速卷积等实现方法,同时给出语音信号频谱分析的实例,并配有FPGA、DSP实验,最后给出DSP、FPGA等通信、导航、雷达信号处理系统工程案例,提高学生的工程意识。包括:第十章数字滤波器实现方法、第十一章离散傅里叶变换、第十二章快速傅里叶变换(FFT)、第十三章信号的频域分析方法。
本书配备matlab设计与实现实验、DSP/FPGA硬件实验。
先修课程:高等数学(数学分析)、线性代数、复变函数、电路分析、信号与系统等。
单元测验占10%:客观题型:选择、判断及填空。
单元作业占30%:主观题目以及MATLAB的设计题目。
课堂讨论占10%:课堂讨论题目。
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。
1. 王俊,高飞、牛力丕、孙进平,数字信号处理讲义,2016.9
2. 陈后金,薛健,胡健, 数字信号处理(第2版).(高等教育”十一五”国家级规划教材) 高等教育出版社,2008
3. S.K. Mitra,数字信号处理(第4版)清华大学出版社, 2012
4. A.V.Oppenheim. 离散时间信号处理(第3版)(英文版),电子工业出版社, 2011