《数字信号处理》课程教学大纲

1、数字信号处理Digital Signal Processing一、课程基本情况课程类别：专业主干课课程学分： 3学分课程总学时： 48学时，其中讲课：40 学时，实验（含上机）：8 学时，课外 学时课程性质：必修 开课学期：第5学期先修课程：信号系统、MATLAB程序设计及应用适用专业： 电子科学与技术专业本科生教 材： 数字信号处理（第三版），西安电子科技大学出版社，高西全，丁玉美，2008年开课单位：电子与信息工程学院 电子科学与技术系二、课程性质、教学目标和任务信号处理在各行各业中广泛存在，包含模拟信号处理与数字信号处理。数字信号处理的处理对象是数字信号，数字信号是幅度和时间都离散的信号

2、。数字信号处理是一门理论和实践密切结合的课程。课程内容主要包含有离散信号和系统的描述方法、A/D变换、D/A变换、时域离散信号的傅立叶变换、离散傅立叶变换理论信号的采集理论快速傅立叶变换，快速卷积与相关算法IIR数字滤波器与FIR滤波器的基本结构、多采样率数字信号处理及数字信号处理的实现等。通过本课程的学习，要求学生系统掌握数字信号处理的基本理论和基本方法，培养学生从数学概念、物理概念及工程概念去分析问题和解决问题，掌握数字信号处理基本分析方法和分析工具，为进一步的学习和工作打下良好的基础。三、教学内容和要求1绪论（2学时） （1）了解数字信号处理的实现方法及其优缺点； （2）了解数字信号处理

3、的发展过程；（3）理解数字信号处理的基本概念及其特点；（4）掌握信号的基本分类，A/D变换及D/A变换；重点：信号的基本分类，A/D变换及D/A变换难点：时域离散信号与数字信号的区别，量化误差2第一章 时域离散信号和时域离散系统（4学时）（1）了解连续时间信号的抽样；（2）理解序列的概念和分类；（3）掌握序列的基本运算；（4）掌握时域离散信号的性质； 重点：线性时不变系统的特点和序列的基本运算难点：线性时不变系统的判断3第二章 时域离散信号和系统的频域分析（7学时）（1）理解Z变换的定义与收敛域，Z反变换、基本性质和定理；（2）理解傅里叶变换的一些对称性质；（4）理解序列的Z变换与连续信号的拉

4、普拉斯变换、傅里叶变换的关系；（3）掌握时域离散信号的傅立叶变换； （5）掌握离散系统的系统函数，系统的频率响应；重点：Z变换的定义与收敛域，Z反变换、基本性质和定理以及离散系统的系统函数难点：Z变换与连续信号的拉普拉斯变换、傅里叶变换的关系以及DTFT4第三章 离散傅立叶变换（DFT）（12学时）（1）了解周期序列的离散傅里叶级数（DFS）；（2）了解离散傅立叶级数的性质；（3）理解傅里叶变换的几种可能形式；（4）掌握离散傅立叶变换（DFT）-有限长序列的离散频域表示；（5）掌握DFT的隐含周期；（6）掌握DFT的循环移位性质；（7）掌握DFT的循环卷积定理；（5）掌握DFT的对称性质；重点

5、：离散傅里叶变换的性质，DFT与Z变换，时域离散信号的傅立叶变换之间的关系难点：利用DFT计算模拟信号的傅里叶变换（级数）对，对DFT实质的理解，DFT的循环移位性质、循环卷积定理及对称性质5第四章 快速傅立叶变换（FFT）（6学时）（1）理解离散傅里叶反变换（IDFT）的快速计算方法；（2）掌握按时间抽选（DIT）基-2FFT算法；（3）掌握按频率抽选（DIF）基-2FFT算法；重点：按时间抽选（DIT）基-2FFT算法和按频率抽选（DIF）基-2FFT算法难点：按时间抽选（DIT）基-2FFT算法和按频率抽选（DIF）基-2FFT算法的系数推导6第五章 时域离散系统的网络结构（4学时）（1

6、）理解数字滤波器结构的表示方法；（2）掌握无限长单位冲激响应（IIR）滤波器的基本结构；（3）掌握有限长单位冲激响应（FIR）滤波器的基本结构；重点：IIR滤波器和FIR滤波器的基本结构难点：直接型、并联型、级联型结构比较7第六章 无限长脉冲响应数字滤波器的设计（3学时）（1）了解从模拟滤波器低通原型到各种数字滤波器的频率变换； （2）了解从低通数字滤波器到各种数字滤波器的频率变换；（3）了解用模拟滤波器设计IIR数字滤波器；（4）理解脉冲响应不变法、和双线性变换法设计数字滤波器；重点：脉冲响应不变法和双线性变换法设计数字滤波器难点：脉冲响应不变法和双线性变换法设计数字滤波器的设计8第七章 有

7、限长脉冲响应数字滤波器的设计（2学时）（1）了解频率采样设计法；（2）了解线性相位FIR数字滤波器的条件和特点；（3）理解窗函数法设计FIR滤波器；重点：窗函数法设计FIR滤波器难点：窗函数法设计FIR滤波器设计四、课程考核（1）作业等：作业：5次（2）考核方式：闭卷考试（3）总评成绩计算方式：（平时成绩、实验成绩、期中考试成绩和期末考试成绩等综合计算）平时成绩30%+期末考试成绩70%五、参考书目1、数字信号处理教程（第二版），清华大学出版社，程佩青，20072、数字信号处理(第二版)，西北工业大学出版社，俞卞章，2002.8数字信号处理实验Digital Signals Processin

8、g（Experiments）一、课程基本情况 课程总学时：48学时 实验总学时：8学时 学分：3开课学期：第5学期课程性质：必修 对应理论课程：数字信号处理 适用专业： 电子科学与技术教 材：数字信号处理（第三版），西安电子科技大学出版社，高西全，丁玉美，2008年开课单位：电子与信息工程学院 电子科学与技术系二、实验课程的教学目标和任务数字信号处理是发展迅速的一门学科，应用极其广泛，是电子与信息工程学院电子科学与技术专业本科的必修专业课。数字信号处理实验是数字信号处理课程重要的实践性学习环节，本实验教学目标是通过实验使学生更好的掌握数字信号处理的基本理论和方法；熟悉数字信号的快速算法和数字滤

9、波器设计，培养分析问题、解决问题的实践能力，使学生具有初步的算法分析和运用MATLAB编程的能力。实验内容包括：运用Matlab语言完成数组的加、减、乘、除和乘方运算并能够绘图，能够独立的完成基本信号的形成，实现Z变换及其性质的验证，实现DFT变换的定义验证，实现DFT变换的各种性质验证以及IIR滤波器的设计仿真。实验内容与课程进程相互对应，有利于学生更好的理解课堂讲授的基本知识。 三、实验课程的内容和要求序号项目名称所需学时内 容 提 要项目要求实验类型必开选开实验一Matlab语言在数字信号处理中的应用2（1）在熟悉Matlab基本命令的基础上，完成数组的加、减、乘、除和乘方运算；（2）用

10、Matlab编程和绘图。演示性实验二信号的基本形成2（1）复习离散信号的定义，加深对离散信号的Matlab表示；（2）常用的离散时间信号；（3）学习运用Matlab进行离散时间信号的基本运算。 验证性实验三Z变换及系统的基本响应2（1）学习Z正反变换的Matlab实现；（2）学习系统差分方程响应的Matlab实现；验证性实验四DFT变换的定义2（1）学习信号DFT变换的Matlab实现；（2）学习FFT的Matlab实现；（3）验证DFT的定义。综合性实验五DFT变换的性质2（1）学习信号DFT变换的Matlab实现；（2）验证DFT的相关性质。综合性实验六IIR滤波器的设计2（1）学习用双线性变换法设计IIR数字滤波器的原理与方法。（2）掌握数字滤波器的Matlab仿真方法。综合性四、课程考核（1）实验报告的撰写要求：字迹清晰，要有详细的