《数字信号处理实验》课程标准

《数字信号处理实验》课程标准

第一部分前言

一、课程基本信息

课程名课程类开课学考核方适用开课单

课程编号学时学分

称别期式专业位

数字信号专业核电子信机电工

AL04289080.56考查

处理实验心息工程程学院

二、课程性质

本课程是电子信息工程专业的专业核心课程，是一门实验课程。数字信号处

理课程（DSP）是电子信息科学的重要的组成部分，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。它是电子信息工程、通信工程等电类专业本科生

必修的技术基础课程。不仅如此，数字信号处理在数据通信、生物医学工程、声

学、声纳、雷电、地震学、语音图像处理、核物理学、天文气象等领域也占据着

重要地位。本课程通过实验教学使学生加深对数字信号处理的基本原理的掌握程

度，使学生养成理论联系实际的习惯，能够将所学到的专业理论知识应用于实践

当中，提高学生在实际工作中分析问题和解决问题的能力。

三、课程基本理念

实验课是重要的教学环节，其目的是使学生加深对线性时不变离散时间系统

的基础知识、数学模型（差分方程）及其求解，Z变换，离散傅立叶变换（DFT）

理论的理解；学会设计无限K单位脉冲响应（IIR）数字滤波器和有限K单位脉

冲响应（FIR）数字滤波器。通过实验，培养学生的实验技能，动手能力，分析

问题、解决问题的能力，为进一步进行工程实践奠定基础。

四、课程的设计思路

数字信号处理实验是电子信息工程专业的一门专业基础实践课程，该课程采

用学做一体，通过四个实验来进行教学，培养学生的分析与解决问题的能力。实

验一：时域采样定理及频域采样定理的验证；实验二：用FFT对信号作频谱分析;

实验三：HR滤波器的设计；实验四：FTR滤波器的设计。该课程在第三学年第

二学期进行，共8学时。

第二部分课程目标

一、总体目标

实验需每个学生独立完成，即一人一组，着重培养学生的实际动手能力。实

验前，学生应认真阅读实验指导书，弄懂实验原理，明确实验目的、内容、方法

和步骤，以及仪器使用注意事项，需要编写软件的应该在实验前写好程序代码。

通过实验，使得学生养成善于理论联系实际的习惯，将所学到专业理论知识应用

于实践当中，提高学生在实际工作中分析问题和解决问题的能力。

二、具体目标

1.知识与方法

(1)熟悉Matlab软件的的界面和基本操作方法。

(2)掌握时域采洋定理、频域采样定理。

(3)加深对离散噂立叶变换(DFT)变换的理解。熟悉FFT算法，学会用

FFT对信号进行频谱分析的方法。

(4)掌握1IR滤波器和E1R滤波器的设计方法。

2.技能与能力

通过本课程的学习，使得学生养成善于理论联系实际的习惯，将所学到专业

理论知识应用于实践当中，提高学生在实际工作中分析问题和解决问题的能力。

通过本课程的学习，发展学生的智力，培养分析与解决问题的能力；培养良

好的非智力素质；培养科学的世界观和方法论；培养创新思维意识和技术创新能

力。

3.情感与态度

(1)学会一定的沟通、交际、组织、团队合作的社会能力；

(2)具有一定的自学、创新、可持续发展的能力；

(3)具有一定的解决问题、分析问题的能力，

(4)具有良好的职业道德和高度的职业责任感。

第三部分内容标准

一、课程结构

序号章节/单元/项目/任实验/实组织教学场地仪器设备学时分配备注

务名称践类型形式

时域采样定理及频

1验证型校内实验室计算机2学时

域采样定理的验证

用FFT对信号作频谱

2验证型校内实验室计算机2学时

分析

3IIR滤波器的设计设计型校内实验室计算机2学时

4FIR滤波器的设计设计型校内实验室计算机2学时

二、具体内容和标准

章节/单元

教学建议

序号/项目/任主要内容内容标准

与说明

务名称

时域采样(1)验证时域采样定

定理及频理；加深对信号时域采样定理

12学时

域采样定(2)验证频域采样定和频域采样定理的理解。

理的验证理C

(1)对序列进行谱分进一步加深对离散傅立叶

析；变换(DFT)变换的理解。

用FFT对信

(2)对周期序列进行熟悉FFT算法，加深对FFT

2号作频谱2学时

谱分析；算法的理解。学习用FFT

分析

(3)对模拟信号进行对信号进行频谱分析的方

谱分析；法。

学会调用Matlab信号处理

工具箱中滤波器设计函数

IIR滤波器

3设计HR滤波器设计各种HR滤波器，学会2学时

的设计

根据滤波器需求确定滤波

器指标参数。

FIR滤波器学会调用Matlab函数设计

4设计FIR滤波器2学时

的设计与实现FIR滤波器。

第四部分课程实施建议

一、教学建议

(-)课程组织形式

实验需每个学生独立完成，即一人一组。实验课一般分课前预习、实验和分

析讨论、书写实验报告三个阶段，各个阶段要求如下：

1.课前预习

要求在预习时仔细阅读实验指导书，复习教科书或教学参考书中有关章节或

参考有关资料，明确实验目的、任务，了解实验基本原理、方法、步骤。

2.实验

(1)教师在实验前讲授实验要求及注意事项。

(2)实验按预定步骤进行，注意实验仪器的正确操作方法。

(3)按要求完成全部规定的实验项目，将实验仪器整理好，按规定位置放

好，搞好清洁卫生工作方可离开实验室。

3.实验报告

每个实验完成后都要撰写实验报告。实验报告主要包括以下内容:实验名称、

专业班级、姓名、实验日期、实验原理、实验仪器、实验步骤、实验程序、实验

结果及分析和讨论等。实验报告要简明扼要、字迹清楚、图表整洁、结论明确。

(-)教学模式、策略和方法

实验教学内容的设置由浅入深、由基础到综合，注重对学生实践动手能力和

创新能力的培养。

实验过程中，要求学生首先是掌握数字信号处理的基本理论；然后学会基本

运算程序编写方法，实现相应的功能,能够对出现的现象和问题做出合理的解释；

掌握基本方法后，结合专业做一些综合性的设计实验，如滤波程序的设计。教师

对学生实验中出现的问题，从基本概念、设计思路及实现方法上加以引导，主要

培养学生分析问题和解决问题的能力。

（三）教学媒体手段

计算机，讲授，学生实验。

（四）学生学习准备

L实验前应复习教科书中有关章节，认直研读实验指导书，了解实验后的、

项目、方法与步骤，明确实验过程中应注意的问题，并按照实验项目准备记录抄

衣书空守O

2.实验前应写好预习报告，经指导教师检查认为确实作好了实验前的准备，

方可开始作实验。

3.认真作好实验前的准备工作，对于培养同学独立工作能力，提高实验质量

和保护实验设备都是很重要的。

二、实验（实践）条件建议

（-）教学时间设定

每项实验项目标准用时规定2学时，具体实验项目根据数字信号处理理论课

程进度安排，在相应理论课结束后及时进行。

（-）场地与环境要求

数字信号处理实验在电子信息实验室进行，30台计算机满足每次30人的实

验场地要求。

（三）仪器、设备与设施

计算机。

（四）安全保障与注意事项

L进入实验室后，到指定机器位置就坐。

2.请保持实验室安静、整洁。禁止大声喧哗、随地吐痰不要乱扔纸屑，不要

带食品进入实验室。

3.请爱护仪器设备，严格执行操作规程。出现放障请及时跟实验室老师联系。

4.请建立个人文档，不要删改他人以及机器内部信息。

三、评价建议

（—）考核方式

1.每次实验，学生都必都需认真地独立完成实验报告。

2.实验报告应含：实验原理、所用仪器、操作方法和步骤、实验结果及讨论

等内容，学生需认真分析实验结果，对其进行讨论，杜绝相互抄袭的现象。

（-）评价办法

1.本课程采用平时考核，结合每次实验的实验报告评分，综合评定期末成绩

（期末不另设独立的实验考试），平时考核占50%,实验报告占50%。

2.实验成绩分：优、良、中、及格、不及格五级。量化标准详见有关规定。

四、教材选择与编写建议

（-）指导书

张云.数字信号处理实验指导书.河北科技师范学院自编教材.

（-）参考书籍

[1]高西全.数字信号处理（第四版）.西安:西安电子科技大学出版社,2016.

[2]郑君里.信号与系统（第三版）.北京:高等教育出版社,2011.

[3]胡广书.数字信号处理--理论、算法与实现（第三版）.北京:清华大学出

版社,2012.

[4]程佩青.数字信号处理教程（第四版）.北京：清华大学出版社,2013.

五、课程资源利用与开发建议

（-）校外实践教学基地开发与建设

充分利用校外专业实习实训基地，创造条件，帮助学生接