数字信号处理教学大纲

数字信号处理教学大纲

目录

一、教学目的和要求............................................56

二、教学中应注意的问题........................................56

三、教学内容..................................................57

第一章绪论...............................................57

第二章离散时间信号和系统...................................57

第三章Z变换...............................................57

第四章离散傅里叶变换.......................................57

第五章快速傅里叶变换（FFT）................................58

第六章数字滤波器的结构....................................58

第七章HR滤波器的设计方法.................................58

第八章FIR滤波器设计方法...................................58

四、教学课时分配..............................................59

五课程考核办法...............................................60

六教学要求...................................................60

七、教材和参考书目............................................60

八实践环节安排...............................................61

课程名称：数字信号处理

课程编号：175411

英文名称：DigitalSignalProcessing

课程性质：独立设课

课程属性：专业限选课

应开学期：第5学期

学时学分：课程总学时--88,其中实验学时-一16。课程总学分一-5.5

学生类别：本科生

适用专业：自动化、电气工程及其自动化、电子信息工程、电子信息科学与

技术、电子科学与技术、通信工程、计算机等专业的学生。

先修课程：电路，信号与系统等课程。

一、教学目的和要求

数字信号处理课程（DSP）是通信工程学科的重要组成部分，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。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。

本课程介绍了数字信号处理的基本概念、基本分析方法和处理技术。主要讨

论离散时间信号和系统的基础理论、离散傅立叶变换DFT理论及其快速算法FFT、

1IR和F1R数字滤波器的设计。

通过本课程的学习，使学生掌握数字信号处理的基本概念、基本理论和基本

方法，对数字信号处理技术有一个较全而、系统的了解：使得学牛养成善于理论

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；为学生更进一步学习后续专业课程打下必要的基

础，并为学生参加工作后在创业实践中的“可持续发展”提供必要的知识储备。

二、教学中应注意的问题

1.课堂教学

在课堂教学中，教师应精心组织教学内容。在宏观上，应引导学生对课程内

容的总体把握，使学生能够触类旁通；在微观上，应启发学生能够从教学概念、

物理概念及工程概念去分析问题，解决问题。

2.上机实验

精心设计上机实验，首先使学生通过解决一些较为简单的问题，牢固掌握本

课程的基本理论。在此基础上，通过综合实验提高学生设计问题、分析问题及解

决问题的能力。

三、教学内容

第一章绪论

第二章离散时间信号和系统

1.离散时间信号：序列

2.线性移不变系统

3.差分系方程

4.抽样

要求：理解和掌握离散时间信号、线性时不变系统、序列傅里叶变换的定义

和概念，理解采样定理。

第三章Z变换

1.Z变换及Z变换收敛域

2.Z反变换

3.Z变换的定律和特性

4.拉氏变换、傅氏变换与Z变换的关系

5.系统函数

要求：理解和掌握Z变换及反变换定义，收敛域与序列性质间关系，性质。

第四章离散傅里叶变换

1.离散傅立叶级数

2.离散傅立叶变奏的定义及性质

3.频率采样定理

要求：理解离散傅里叶级数（DFS）的概念和性质。

理解和掌握离散傅里叶变换（DFT）的概念和性质以及离散傅里叶变换的应

用。

了解离散傅里叶变换应用中必须注意的若干问题.

第五章快速傅里叶变换（FFT）

1.按时间抽选的FFT算法

2.按频率抽选的FFT算法

3.1DFT运算方法及任意基数算法

4.chirp-Z变换

5.线性卷积的FFT算法

要求：理解和掌握基2时域抽选FFT算法原理、运算特点、编程思想。

理解和掌握基2频域抽选FFT算法原理。

理解实信号FFT的特殊算法。

第六章数字滤波器的结构

1.数字滤波器结陶的表示方法

2.HR滤波器的结构

3.FIR滤波器的结构

要求：掌握数字滤波器的信号流图表示法。

掌握HR数字滤波器的直接型、级联型和并联型的网络结构。

掌握FIR数字滤波器的直接型、级联型、线性相位型结构。

第七章HR滤波器的设计方法

1.最大最小相位延时系统

2.全通系统

3.冲激响应不变法

4.双线性变换法

5.原型变换

要求：掌握用单传•取样响应、差分方程、系统函数和频率响应描述系统狗方

法，全通系统和最小相位系统的特点，理解和掌握数字滤波器的基本设计思想和

步骤，掌握冲激响应不变法、双线性变换法设计HR滤波器。

第八章FTR滤波器设计方法

1.线性相位FIR滤波器的特点

2.窗函数设计法

3.频率采样法

要求：理解和掌握数字滤波器的基本设计思想和步骤，FIR数字滤波器的特

性。

掌握窗函数法设计FIR滤波潜，

了解F1R数字滤波器的最佳逼近。

四、教学课时分配

教学课时分配表

章节名称时数

第一章绪论

1.1数字信号处理学科概貌及应用

2

1.2信号、系统和信号处理

13数字信号处理系统的基本组成及特点

第二章离散时间信号和系统

4

2.1离散时间信号：序列

2.2线性移不变系统4

2.3差分方程2

2.4抽样(-)2

2.4抽样（二）2

第三章Z变换

2

3.1Z变换的定义与收敛域

3.2Z反变换2

3.3Z变换的定律和特性2

3.4拉氏变换、傅氏变换与Z变换的关系2

3.5系统函数2

第四章离散傅里叶变换

2

4.1离散傅里叶级数及性质

4.2离散傅里叶变换及性质2

4.3频率采样定理2

第五章快速傅里叶变换

2

5.1按时间抽选的基一2FFT算法

5.2按频率抽选的基一2FFT算法2

5.3IDFT运算方法

2

5.4任意基数算法

5.5chirp-Z变换2

5.6线性卷积的FFT算法2

第六章数字滤波器的结构

2

6.1数字滤波器结构的表示方法

6.2IIR滤波器的结构2

6.3FIR滤波器的结构2

第七章IIR滤波器的设计方法

2

7.1最小最大相位延时系统

7.2全通系统2

7.3冲激响应不变法2

7.4双线性变换法2

7.5原型变换2

第八章FIR滤波器的设计方法

2

8.1线性相位FIR滤波器的特点

8.2窗函数设计法2

8.3频率采样法2

五课程考核办法

1.考核方式：闭卷考试

2.成绩构成：卷面分数占80%,平时考核占20%

3.成绩记载方式：采用百分制的记分方式

六教学要求

课堂讲授（含习题课）：72学时，部分采用多媒体课件。

实验：16学时

课程设计：1周

七、教材和参考书目

使用教材.：丁玉美，高西全编著，《数字信号处理》，西安电子科技大学出版

社,2001年版。

参考书目：

1、姚天任，江太辉编，《数字信号处理》（第二版），华中科技大学出版

社，2000年版。

2、程佩青著，《数字信号处理教程》（第二版），清华大学出版社出版，

2001年版。

3、吴镇扬编，《数字信号处理》，高等教育出版社，2004年9月第一版。

4、胡广书编，《数字信号处理一一理论、算法与实现》，清华大学出版

社，2004年版。

5、AlanV.Oppenheim,RonaldW.Schafer，《DigitalSignal

Processing》，Prentice-HallInc,1975.

八实践环节安排

实验是教学的重要环节。通过实验来验证、巩固课堂所学的理论知识，培养

锻炼学生的实践能力，进一步提高学生的分析问题解决问题的能力。

基本要求：

1、每次实验课前，学生应预习实验讲义，明确实验目的和任务，拟定实验

步骤，并认真复习与实验内容相关的理论。

2、实验过程中严格按实验规程