数字信号处理课程教学大纲1

数字信号处理课程教学大纲
课程名称：数字信号处理
英文名称：Digital Signal Processing
课程编号：11
学时数：48
其中实验（实训）学时数：6课外学时数：
学分数：3.0
适用专业：电气工程及其自动化、自动化
一、课程的性质和任务
数字信号处理是电气工程及其自动化、冶金工程（自动化方向）和自动化专业的选修课。

通过对该课的学习使学生掌握数字信号处理的基本理论，包括时域离散信号和系统的描述方法，序列的傅里叶变换（FT）、Z变换、离散傅里叶变换（DFT），以及用它们对时域离散信号和系统进行频域分析。

掌握数字滤波器的基本理论和设计方法，了解数字信号处理的技术实现。

二、课程教学内容的基本要求、重点和难点
（一）基本要求：
1、数字信号处理课程的基本内容、应用领域和在学习及应用中的思想方法（了解）。

2、抽样定理的内容和推导（理解）。

3、傅里叶变换基础（理解）。

4、离散时间信号与系统的基本概念以及信号通过离散时间系统的表示（掌握）。

5、常用的基本序列（掌握）。

6、系统的稳定性和因果性以及离散时间信号和系统的频域表示（掌握）。

7、Z变换及Z反变换的计算方法（熟练掌握）。

8、离散傅里叶级数和离散傅里叶变换方法（熟练掌握），离散傅里叶变换的性质（掌握）、离散傅里叶变换与Z变换的关系（理解），圆周卷积应用于线性卷积的问题（理解）。

9、快速傅立叶变换算法的推导过程（理解），离散傅里叶变换和快速傅立叶变换算法的计算量，蝶形算法（熟练掌握）。

10、数字滤波器的结构（理解）。

11、模拟巴特沃思、切比雪夫等数字滤波器的设计（掌握）。

12、 FIR滤波器的特性，窗函数设计方法（掌握）。

（二）重点内容：
1、离散时间信号和系统的频域表示及抽样定理，系统的稳定性和因果性的定义， z变换z 反变换的计算方法，离散系统的表示。

2、各种傅立叶变换的形式，周期序列的离散傅里叶级数、离散傅里叶变换的形式和性质。

3、按时间抽取的FFT算法和按频率抽取的FFT算法。

4、模拟巴特沃思、切比雪夫等滤波器的设计，脉冲响应不变法和双线性变换法设计数字滤波器的过程。

5、有限冲击响应数字滤波器的性质和结构，窗函数设计法。

（三）难点内容：
1、采样和重构过程的推导，所有类型z变换收敛域的推导，Z变换、拉氏变换和傅氏变换三者关系。

2、傅立叶变换的各种形式，用圆周卷积计算序列的线性卷积。

3、快速傅立叶变换过程的推导。

4、模拟巴特沃思、切比雪夫等滤波器的设计，脉冲响应不变法的原理，双线性变换法设计数字滤波器方法。

5、不同的窗函数截断对滤波器性能的影响。

三、教学方式及学时分配
以讲授和练习为主，自己学习为辅。

四、课程其他教学环节要求
本课程的其他教学环节包括日常考核和实验考核等。

日常考核包括平时考勤、作业、小测验等，对缺课三分之一的学生和一半以上作业没上交的学生将不允许参加期末考试；本课程要求在讲授完每个知识点，应布置一定的作业，作业要求每个学生独立完成并上交。

作业布置表：
本课程的实验要求每个学生要独立认真完成实验的全部内容并写出实验报告上交，包括实验方法、实验过程与结果、心得和体会等。

实验作为平时成绩的一部分，对未完成实验的或不上交实验报告的不准参加期末考试。

实验项目表：
五、本课程与其他课程的联系
先修课程：《高等数学》，《概率》，《信号与系统》或《自动控制原理》。

后续课程：DSP原理与应用等。

六、教学参考书目
1、教材:
《数字信号处理》，王世一编著，北京: 北京理工大学出版社，1997。

2、参考书：
（1）《数字信号处理学习辅导及习题详解》，邓立新，曹雪虹，张玲华编著，北京：电子工业出版社，2003。

（2）《数字信号处理及其MATLAB实现》，赵红怡，张常年编著，化学工业出版社，2002。