数字信号处理_电子科技大学_中国大学MOOC(慕课)

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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： 2021年05月07日 ~ 2021年07月25日

学时安排： 3-5小时每周

当前开课已结束已有 220 人参加

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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、用MATLAB作工具引导学生进行仿真实现，加深对理论的理解。3、加入工程实例，培养学生自学能力、创新精神和工程素养。本团队期待你的加入!

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、用MATLAB作工具引导学生进行仿真实现，加深对理论的理解。3、加入工程实例，培养学生自学能力、创新精神和工程素养。本团队期待你的加入!

—— 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。

成绩要求

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内容结束之后布置与所学内容相关的作业，主要是主观题目。

课堂讨论占10%：布置与每个topic学习内容相关的讨论题目，按学生参与情况给分。要求每位同学必须在讨论环节获得足够的赞才能获得本部分分数。

期末考试占50%：期末书面考试。

课程大纲

第四周 Topic 1 数字信号处理的概述

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

Topic1的单元测验数字信号处理的特点及应用介绍

Topic1的单元作业数字信号处理的特点及应用介绍

第四周 Topic 2 连续时间信号的数字化处理

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

第四周 Topic 3-1 离散时间信号的变换域分析--DTFT

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

3.3.3 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

第五周 Topic 4离散时间系统的时域和变换域分析

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

第五周 Topic 4 离散时间系统的时域和变换域分析

4.1 离散时间系统的分类

4.2 LTI离散时间系统的特点

第六周 Topic 5 离散傅里叶变换-DFT定义及性质

5.1 DFT的定义

5.2 DFT与DTFT的关系

第六周 Topic 5 离散傅里叶变换--DFT定义及性质

5.3 有限长序列的计算

5.4 DFT的性质

Topic 5 离散傅里叶变换--DFT定义及性质单元测试

Topic 5 离散傅里叶变换-DFT定义及性质单元作业

第六周 Topic 5 离散傅里叶变换--FFT算法及应用

5.5.1 按时间抽取的基2 FFT算法

5.5.2 FFT的应用

第七周 Topic 3-2 离散时间信号的变换域分析--z变换

3.5.1 反z变换--1

3.5.2 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

第七周 Topic 3-2 离散时间信号的变换域分析--z变换

3.4.1 z变换--1

3.4.2 z变换--2

3.4.3 z变换--3

第八周 Topic 6 基于传递函数的系统分类

6.1.1 基于幅度的系统分类

6.1.2 全通系统

第八周 Topic 6 基于传递函数的系统分类

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

第九周 Topic 7-1 数字滤波器的结构

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

第十周 Topic 7-2 数字滤波器的设计

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 数字滤波器的设计单元测试

Topic 7-2 数字滤波器的设计单元作业

第十周 Topic 7-2 数字滤波器的设计

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

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预备知识

高等数学，线性代数，信号与系统。

参考资料

（1）[美] Newbold Richard著，李玉柏，杨鍊，武畅译，Practical Applications in Digital Signal Processing，机械工业出版社，2015
（2）[美] Alan V. Oppenheim，Ronald W. Schafer，李玉柏，潘晔，杨鍊，廖昌俊译“Discrete-Time Signal Processing（The 3th Edition） ”（精编版），机械工业出版社，2017
（3）彭启琮，林静然，杨鍊，潘晔编著，数字信号处理，高等教育出版社，2017
（4）程佩青：“数字信号处理教程（第四版）”，清华大学出版社，2013

常见问题