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SPOC学校专有课程
数字信号处理
第1次开课
开课时间: 2018年12月27日 ~ 2019年03月23日
学时安排: 4
当前开课已结束 已有 123 人参加
立即自学
往期不提供结课证书,想参加下学期课程, 点击这里预约>>
spContent=当今世界是信息化的时代,也是数字化的时代,数字信号处理是数字化时代的重要支撑。课程探讨采用数值计算的方法对信号进行处理的方法,包括变换、滤波、分析、估计、增强等,以达到有用信息提取、加工和应用目的。通过课程学习与体验,给你装上电子眼,洞察数字世界的本质,感受数字世界的真实。
当今世界是信息化的时代,也是数字化的时代,数字信号处理是数字化时代的重要支撑。课程探讨采用数值计算的方法对信号进行处理的方法,包括变换、滤波、分析、估计、增强等,以达到有用信息提取、加工和应用目的。通过课程学习与体验,给你装上电子眼,洞察数字世界的本质,感受数字世界的真实。
—— 课程团队
课程概述

《数字信号处理》是各高校电子信息类专业学生必须掌握的一门专业基础课程。其先修课程是《高等数学》、《线性代数》、《信号与线性系统》。本课程主要讲述离散时间信号和系统的时域和频域分析,离散傅里叶变换(DFT),快速傅里叶变换(FFT),无限脉冲响应(IIR)数字滤波器的设计,有限脉冲响应(FIR)数字滤波器的设计,数字滤波器网络结构等内容。通过该课程的学习,使学生掌握离散时间信号和系统的基本理论、基本分析方法以及FFT谱分析、数字滤波器设计等数字信号处理技术。

授课目标

《数字信号处理》是一门结合实际工程应用的基础理论课程,通过本课程的学习,使学生掌握离散时间信号和系统的基本理论、基本分析方法;特别是理解和掌握离散傅里叶变换(DFT)及快速傅里叶变换(FFT)的算法理论和基本应用;掌握IIRFIR两大数字滤波器系统的设计方法和应用。初步掌握利用所学基本理论分析解决信号处理领域实际问题的基本能力,具备应用研究能力和理论分析能力,具有初步的算法分析、数字系统设计和仿真能力,达到所学专业对毕业生知识结构要求和解决复杂工程问题能力要求的培养目标。要求学生在掌握数字系统的基本分析理论与设计方法的基础上,建立解决实际问题的思想、方法及严谨的科学态度。

成绩 要求

单元测验30% +单元作业20% +讨论区互动10% +期末考试40%

按百分制计分,60分到79分为合格,80分至100分为优秀。

课程大纲

单元一 绪论

1.1 信号、系统与信号处理

1.2 数字信号处理系统的基本组成

1.3 数字信号处理的特点

1.4 数字信号处理基本学科分支与实现方法

1.5 数字信号处理的应用领域

1.6 单元测试

1.7 单元作业

单元二 离散时间信号与系统的时域分析

2.1 时域离散信号的表示方法

2.2 正弦序列的周期性

2.3 线性时不变系统及其输出

2.4 序列的运算

2.5 系统因果稳定性的判别

2.6 差分方程

2.7 差分方程的求解

2.8 时域采样理论(一)

2.9 时域采样理论(二)

2.10 时域采样理论(三)

2.11 单元测试

2.12 单元作业

单元三 离散时间信号与系统的频域分析

3.1 序列的傅里叶变换的定义

3.2 序列的傅里叶变换的性质(一)

3.3 序列的傅里叶变换的性质(二)

3.4 序列的Z变换定义及收敛域

3.5 序列的Z反变换

3.6 Z变换的性质

3.7 系统函数

3.8 频率响应

3.9 频率响应的几何确定法

3.10 IIRFIR系统的概念

3.11 Matlab实现及综合实例

3.12 单元测试

3.13 单元作业

单元四 离散傅里叶变换

4.1 傅里叶变换的几种形式

4.2 离散傅里叶级数的定义

4.3 离散傅里叶级数的性质

4.4 离散傅里叶变换的定义

4.5 离散傅里叶变换的性质(一)

4.6 离散傅里叶变换的性质(二)

4.7 频率采样定理(一)

4.8 频率采样定理(二)

4.9 DFT计算线性卷积

4.10 DFT进行频谱分析(一)

4.11 DFT进行频谱分析(二)

4.12 DFT进行频谱分析(三)

4.13 单元测试

4.14 单元作业

单元五 快速傅里叶变换

5.1 直接计算DFT的问题及改进途径

5.2 按时间抽取的基2-FFT算法(一)

5.3 按时间抽取的基2-FFT算法(二)

5.4 按频率抽取(DIF)的基2-FFT算法

5.5 IDFT的高效算法

5.6 实序列的FFT算法

5.7 CZT的算法原理

5.8 CZT实现与特点

5.9 CZT的应用举例

5.10 单元测试

5.11 单元作业

单元六 IIR数字滤波器的设计

6.1 数字滤波器的基本概念

6.2 数字滤波器的设计方法和常用模拟滤波器

6.3 脉冲响应不变法的变换原理

6.4 脉冲响应不变法sz的映射关系及变换的优缺点

6.5 双线性变换法的变换原理

6.6 双线性变换法中的频率畸变与预畸变

6.7 IIR数字低通滤波器的设计步骤

6.8 IIR数字滤波器的频率变换及Matlab实现

6.9 基于频率变换的数字滤波器类型判别方法

6.10 单元测试

6.11 单元作业

单元七 FIR数字滤波器的设计

7.1 线性相位FIR滤波器的相关概念

7.2 FIR滤波器具有线性相位的条件

7.3 线性相位FIR滤波器幅度函数特点

7.4 线性相位FIR滤波器零点分布特点

7.5 窗函数法设计线性相位FIR滤波器(一)

7.6 窗函数法设计线性相位FIR滤波器(二)

7.7 窗函数法设计线性相位FIR滤波器(三)

7.8 窗函数法设计线性相位FIR滤波器(四)

7.9 频率采样法设计线性相位FIR滤波器(一)

7.10 频率采样法设计线性相位FIR滤波器(二)

7.11 频率采样法设计线性相位FIR滤波器(三)

7.12 FIR滤波器和IIR滤波器的比较

7.13 单元测试

7.14 单元作业

单元八 数字滤波器结构与有限字长效应

8.1 数字滤波器基本结构单元

8.2 IIR数字滤波器的直接型结构

8.3 IIR数字滤波器的级联并联型结构

8.4 FIR数字滤波器的直接级联型结构

8.5 FIR数字滤波器的频率采样型结构

8.6 FIR数字滤波器的线性相位结构

8.7 有限字长效应

8.8 单元测试

8.9 单元作业

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预备知识

高等数学、线性代数、信号与线性系统


参考资料


1. 王艳芬,王刚,张晓光等. 数字信号处理原理及实现(第3版). 北京:清华大学出版社,2017.

2.  王艳芬,王刚,张晓光等数字信号处理原理及实现学习指导(第2版)北京:清华大学出版社,2014.

3.   程佩青数字信号处理教程(第四版)北京:清华大学出版社,2013

4.    胡广书数字信号处理-理论、算法与实现(第二版)北京:清华大学出版社,2003

5.  吴镇扬.数字信号处理(第二版).北京:高等教育出版社,2010

6.  丁玉美,高西全.数字信号处理(第二版).西安:西安电子科技大学出版社,2002

7.  ()A.V奥本海姆,R.W谢弗著.离散时间信号处理(第二版).刘树堂,黄建国译,西安:西安交通大学出版社,2001

常见问题

1.本课程的视频授课单元与教材的章节是什么关系?

本课程录制内容模块按自编教材章节编排,录制的教学讲授内容共8个授课单元,即绪论、第1~7章,因此单元一即为绪论,单元二是教材中的第1章,单元三是教材中的第2章,….,单元八是教材中的第7章内容,特此说明,以免混淆。

2.本课程主要学习什么内容?重点内容是什么?

本课程按照自编教材,除了绪论,共学习7章内容,按照知识模块分:基础模块(教材第12章)、频谱分析模块(教材第34章)、数字滤波器模块(教材第567章)。

   重点:  DFT及其频谱分析(教材第34章);

         数字滤波器(教材第5章);

   基础:  离散时间信号和系统、线性时不变系统理论(教材第1章);

                 Z变换、序列的傅里叶变换(教材第2章)。

3.课程结束后还可以观看教学视频吗?

   为了方便更多的同学参与学习,课程结束后仍旧向已经注册过的学生开放。 

中国矿业大学
8 位授课老师
王艳芬

王艳芬

教授

张晓光

张晓光

教授

王刚

王刚

副教授

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