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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。 本课程以音频信号为处理对象,以信号分解、系统描述为主线,结合计算机、DSP、FPGA等数字系统实现,讲解连续信号系统知识回顾、离散信号系统基本理论、数字系统实现三部分内容。以语音信号为主线、给出了DSP/FPGA等实例,巩固基础理论、提升工程能力。
—— 课程团队
课程概述

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、DSPFPGA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ADCDAC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DTFTDFS,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FPGADSP实验,最后给出DSPFPGA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。

授课目标
1.巩固连续时间傅里叶变换、微分方程描述电路的方法。 2.掌握离散信号的时域、频域特点,信号的脉冲分解、指数分解方法,卷积运算、DTFT、DFS。 3.掌握Z变换分析、全通系统、最小相位系统IIR、FIR滤波器设计方法。 4.掌握数字系统流图实现方法、FFT、信号分析。 5.了解数字信号处理的实现方法。
课程大纲
预备知识

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。

证书要求

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。


参考资料

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(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