1、附件 1数 字 信 号 处 理 教 学 大 纲课程名称：数字信号处理 课程编码：1011602学 时：45 学时 学 分：2 学分开课学期：第六学期课程类别：必修课程性质：专业基础课先修课程：高等数学、线性代数、计算机程序语言教 材：数字信号处理 程佩青编 西安电子科技大学出版社一、课程的性质、目的与任务：数字信号处理是信息科学技术中的一个重要组成部分，主要研究如何分析和处理离散时间信号的基本理论和方法。本课程的目的在于使学生能正确理解和掌握本课程所涉及的信号处理的基本概念、基本理论和基本分析方法，能应用这些理论和方法来解决一些练习题，为以后从事信号处理工作打下基础。二、课程的基本内容： 1、
2、绪论有关信号、系统的几个基本概念数字信号处理的概念数字信号处理系统组成情况2、离散时间信号和系统分析基础离散时间信号的表示及运算规则离散时间系统与差分方程离散时间信号与系统的频域分析Z 变换及 Z 反变换、Z 变换的定律和特性拉氏变换、傅氏变换、Z 变换之间的关系系统函数的概念与系统性质3、离散傅立叶变换及其快速算法傅立叶变换的几种形式离散傅立叶变换的定义、计算与性质直接计算 DFT 的问题及其解决办法按时间抽取的 FFT 算法原理、流程按频率抽取的 FFT 算法原理、流程IDFT 的运算方法FFT 的应用4、数字滤波器数字滤波器的表示法数字滤波器的结构IIR 数字滤波器的设计FIR 数字滤波
3、器的设计IIR、FIR 数字滤波器的比较及数字滤波器的发展四、课程的教学要求1、绪论信号、模拟信号、连续时间信号、离散时间信号、数字信号的概念数字信号处理的含义、系统组成2、离散时间信号和系统分析基础常用的典型序列，任意序列的单位脉冲表示法线性时不变系统的概念和性质因果、稳定系统的充要条件序列的傅氏变换定义及性质离散时间信号的表示及运算规则离散时间系统与差分方程Z 变换及 Z 反变换的定义、求法、Z 变换的定律和特性拉氏变换、傅氏变换、Z 变换之间的关系3、离散傅立叶变换及其快速算法傅立叶变换的几种形式离散傅立叶变换的定义、性质循环卷积与线性卷积的关系、循环卷积的计算DFT 与 Z 变换之间的
4、关系基 2- FFT 按时间抽取的算法原理及流程图基 2- FFT 按频率抽取的算法原理及流程图IDFT 的运算方法、DIT 与 DIF 之间的关系利用 FFT 计算线性卷积4、数字滤波器数字滤波器的表示法：差分方程、单位脉冲响应、系统函数、系统结构图、系统信号流图及状态变量表示法从模拟滤波器设计 IIR 数字滤波器的方法任意幅度 IIR 设计的基本思想线性相位 FIR 数字滤波器的特点、窗函数设计 FIR 的基本方法五、课程学时分配讲 课 内 容 学 时1、绪论 22、离散时间信号和系统分析基础 83、离散傅立叶变换及其快速算法 104、数字滤波器 105、习题课及机动 66、实验 9合计
5、45五、课程习题的要求习题包括思考题、计算题和设计题，通过习题巩固和加深理解所学过的基本概念、基本理论，提高计算技能，培养学生分析问题、解决问题的能力。六、实验内容与要求实验内容：1、离散系统时域分析；2、离散傅立叶变换；3、快速傅立叶变换；4、IIR 滤波器设计实验目的：验证、巩固和补充课堂讲授的理论知识。培养学生对数字信号处理基本概念、常用方法的了解和掌握，培养学生实际工作能力。实验要求：学习离散时间信号的时域、频域分析方法的基本理论，练习编制简单的信号处理程序，加深对信号数字处理的理解，通过实验培养学生严肃认真的态度和踏实细致、实事求是的工作作风。课程主要参考书：1、吴湘淇,信号、系统与
6、信号处理的软硬件实现,北京:电子工业出版社 ，20022、宗孔德，胡广书.数字信号处理，北京：清华大学出版社，19973、楼顺天，李博菡.基于 MATLAB 的系统分析与设计 信号处理 ,西安：西安电子科技大学出版社，1998制定人：尚丽平 谢平审定人：批准者：二 二年十月 附件 2 教 学 日 历.课程名称：数字信号处理 学年 春 季学期 班级：课 内 时 数序号周次主 要 章 节 名 称 讲课习题课实验教 学 内 容1 1 绪 论 2 数字信号处理的基本概念、方法和特点2 1 $1 时域离散信号和系统$1.1 引言；$1.1 时域离散信号2 时域离散信号的基本形式和运算方法3 2 $1.3
7、 时域离散系统；$1.4 时域离散系统的输入输出描述法2 时域离散系统的基本性质5 3 $1.5 模拟信号数字处理方法 2 采样和采样定理、A/D 变换6 3 $2 时域离散信号和系统的频域分析；$2.1FT 定义；$2.2FT 性质2 2 序列傅立叶变换的定义及性质；时域卷积定理7 4 $2.3 周期序列的傅立叶变换 2 周期序列的傅立叶级数及傅立叶变换8 5 $2.4$2.5 序列的 Z 变换的定义，性质和应用2 序列的 Z 变换的定义，性质和应用9 5 $3 离散傅立叶变换$3.1DFT 定义;$3.2DFT 基本性质2 离散傅立叶变换的定义和基本性质10 6 阶段复习；习题课 1 2、
8、3 章习题讲解，作业点评11 6 $4 快速傅立叶变换$4.1 引言；$4.2 基2 FFT 算法2 FFT 的设计思想；基2 FFT 按时间抽取算法原理12 7 $4.3 基2 FFT 按频率抽取算法 2 基2 FFT 按频率抽取算法原理；FFT进一步减少运算量的措施13 7 $4.4 FFT 软件实现 ； $4.5 IFFT算法2 2 FFT 算法的软件实现 和 IFFT 算法14 8 $5 数字滤波器的结构$5.1 引言；$5.2 IIR 滤波器2 数字滤波器概念；用信号流图表示网络结构；IIR 滤波器的结构和表示方法15 9 $5.3 FIR 滤波器的结构 2 FIR 滤波器的结构和表
9、示方法16 9 阶段复习 1 4、5 章习题讲解、作业点评17 10 $6 无限脉冲响应数字滤波器的设计 $6.1 概述； $6.2 模拟滤波器的设计 2 无限脉冲响应数字滤波器的设计特点；模拟滤波器的设计 18 10 $6.3 脉冲响应不变法设计 IIR 数字滤波器2 2 脉冲响应不变法设计 IIR 数字低通滤波器19 11 $7 有限脉冲响应数字滤波器的设计 $7.1 概述；$7.2 FIR 特点2 3 FIR 滤波器的特点和设计方法20 10 总复习 答疑 2 总复习注：本表由授课教师填写一式三份，自己 、系 授 课 教 师 ： 尚丽平 谢平 系主任：王玉田里各留存一份，院（系）教务科存
10、档一份. 第 1 页 附件 3 实验教学大纲一、制定本大纲的依据本大纲根据数字信号处理教学大纲对学生实验能力培养要求而制定。二、对本门课程的实验具体安排开 设 专 业序 号 实 验 项 目 实验学时实 验类 别实 验类 型 测控技术及仪器1 离散系统时域分析 3 技术基础 综合 必修2 离散傅立叶变换 2 技术基础 综合 必修3 快速傅立叶变换 2 技术基础 综合 必修4 IIR 滤波器设计 2 技术基础 设计 必修三、本实验课在该专业人才陪养中的地位与作用被测信号的拾取和处理是测量与控制的首要问题，而数字处理是信号处理的一个行之有效的手段，本课程讲述数字信号处理的基本概念、基本理论和基本分析
11、方法，数字信号处理实验是验证、巩固和补充课堂讲授的理论知识的必要环节，通过实验，加强学生对信号的获得、采样、时域分析与频域分析的理解，培养学生运用所学的理论解决实际问题的能力，分析和综合实验结果以及撰写实验报告的能力。四、学生应达到的实验能力与标准：初步掌握和学会运用数字信号处理的两个主要工具快速傅里叶变换与数字滤波器;学会采用 MATLAB 仿真软件进行应用建模与编程设计。五、讲授哪些基本理论与实验技术知识：1离散系统的时域分析方法和频域分析方法；2离散傅里叶变换及其快速算法，离散傅里叶变换在信号处理中 的应用；3线性卷积、周期卷积与圆周卷积的关系，用 FFT 和 IFFT 实现线性卷积的方法；4从模拟滤波器设计数字滤波器的方法。六、实验成绩的考核与评定办法：根据学生的实验预习、实验纪律、实验动手能力及实验报告结果，进行综合评定，给出 A、B、C。仪器科学与工程系200110
