数字信号处理实验教学大纲
数字信号处理实验教学大纲
数字信号处理实验教学大纲
课程编号：00500450
课程名称：数字信号处理
英文名称：Digital Signal Processing
课程类型：专业基础课
总学时/实验学时：48/8
适用专业：通信工程、电子信息工程、电子科学技术、自动化等电气信息类专业先修课程：信号与系统
实验教材：《数字信号处理》，吴振扬编著，高等教育出版社，2004年9月，第1版参考书：《MATLAB程序设计及其在信号处理中的应用》，聂祥飞等编著，西南交通大学出版社，2005年4月，第1版
三、其他需说明的
本实验为《数字信号处理》课程的课内实验，采用的考核方式为课内考查，综合学生的实验情况和实验报告的撰写情况给定成绩；该成绩作为《数字信号处理》课程的平时成绩之一，占课程总成绩的10%。
大纲制定者：吴启宏大纲校对者：杨春萍大纲审核者：唐良瑞制定日期：。
数字信号处理实验大纲
数字信号处理实验大纲一、课程教学目的：目前数字信号处理已渗透到人们日常生活和工作中，并且其影响还在日益扩大，已经成为信息处理和传输等专业的学生需要学习和掌握的基本知识。
本课程设计是《数字信号处理》的配套实验环节，从非数学性的实际应用出发，特别集中于通信系统和现实生活的数字信号例子，例如电话拨号音和学生自己的声音等，开发设计了《数字信号处理》相关内容的实验，通过本课程的学习，使得学生了解数字信号处理的应用，培养学生用数字信号处理分析和解决实际问题的能力。
二、教学基本内容及学时分配实验一：数字信号的产生和基本运算（2学时）因为现实世界里存在的是模拟信号，因此数字信号处理的第一个问题是将信号离散化，得到一个数字信号，然后再进行数字处理。
熟悉Matlab 语句，并产生如下序列：(1) 长度为N 的δ(n-n 0)序列，参数N 和n 0可输入变化； (2) 单位阶跃序列 u(n)； (3) 长度为N 的矩形序列 R(n)；(4) 数字角频率ω0的正弦序列 sin(n ω0) 和余弦序列cos(n ω0)，其中ω0可变，并观察其周期性； (5) 画出2sin(0.1πn)+3cos(0.5πn)的结果。
实验二：数字信号的谱分析（2学时）数字信号处理的一个重要分支就是信号谱分析，而信号谱分析的基本工具是离散时间傅立叶变换(DTFT)和离散傅立叶变换(DFT)及其快速算法（FFT ）。
本次实验设计了两个内容：(1) 假设信号 x(n) 由下述信号组成：()0.1cos(0.45)sin(0.3)cos(0.302)4x n n n n ππππ=+--这个信号有两根主谱线 0.3π和 0.302π频谱靠的非常近，而另一根谱线 0.45π的幅度很小，请选择合适的变换长度 N ，用 DTFT 和 DFT 分析其频谱，得到清楚的三根谱线。
(2) 用计算机声卡采集一段歌曲的旋律，采用合适的变换长度N ，进行快速傅立叶变换（FFT ）分析这段歌曲的频谱。
数字信号处理课程实验教学大纲
数字信号处理课程实验教学大纲课程代码：Z0800010课程性质：专业主干课课程名称：数字信号处理英文名称：Digital Signal Processing适用专业：通信工程开设学期：第5学期实验学时/总学时：18/66 实验学分/总学分：1/4大纲拟定人：课程实验内容简介本课程为电子信息科学与技术本科专业和通信工程本科专业的专业主干课，以信号与系统、工程数学为基础，要求学生掌握时域离散信号和系统的基本理论、基本分析方法以及FFT、数字滤波器等数字信号处理理论与技术。
该课程是一门理论与实践联系紧密的课程，实验部分是课堂教学的有效补充。
通过实验，使得学生：⑴在实验过程中了解简单但是完整的数字信号处理的工程实现方法和流程，从而对数字信号处理理论有更深入的认识；⑵掌握数字信号处理的基础理论知识，和基本的利用单片机进行开发的技能；⑶巩固和加深数字信号处理的理论知识，通过实践进一步提高独立分析问题和解决问题的能力、综合设计及创新能力；⑷培养实事求是、严肃认真的科学作风和良好的实验习惯，为今后工作打下良好的基础。
实验将采用教师课堂演示和学生上机操作相结合的方式，要求学生能够独立完成大纲所规定的实验内容。
实验前，学生必须预习指导教师指定的实验内容，编制实验程序。
实验课开始由教师简要讲解实验目的、基本原理、仪器设备的正确使用、实验关键点及注意事项。
实验时要严格按照操作规范进行实验，做好实验数据的记录、分析和处理。
实验结束后必须书写实验报告，并回答思考题，实验报告应包括实验名称、实验者姓名、实验目的、使用的仪器设备及数量、实验原理、实验电路、程序清单、实验步骤、实验现象、实验结果及分析等。
二、实验项目三、实验所需主要仪器设备及台（套）数以上每个实验均需应用Matlab软件和PC机一台。
四、实验成绩评定方法实验成绩由三部分组成：实验预习和表现（20分）、实验报告（20分）、实验考试（实际操作和理论问答）（60分）。
数字信号处理教学大纲
数字信号处理教学大纲一、课程基本信息课程名称：数字信号处理课程代码：＿____课程类别：专业必修课学分：＿____总学时：＿____授课对象：＿____二、课程目标1、使学生掌握数字信号处理的基本概念、基本原理和基本方法。
2、培养学生运用数字信号处理的知识解决实际问题的能力。
3、让学生熟悉数字信号处理领域的常用算法和工具。
三、课程内容与要求（一）离散时间信号与系统1、离散时间信号的表示与运算掌握常见离散时间信号的表示方法，如单位脉冲序列、单位阶跃序列等。
熟练进行离散时间信号的基本运算，如相加、相乘、移位等。
2、线性时不变系统理解线性时不变系统的定义和性质。
掌握线性时不变系统的差分方程表示。
能够求解线性时不变系统对给定输入的响应。
（二）Z 变换1、 Z 变换的定义与性质掌握 Z 变换的定义和收敛域的概念。
熟悉 Z 变换的基本性质，如线性、移位、卷积等。
2、逆 Z 变换掌握逆 Z 变换的计算方法，如部分分式展开法、留数法等。
（三）离散傅里叶变换（DFT）1、 DFT 的定义与性质理解 DFT 的定义和物理意义。
熟悉 DFT 的基本性质，如线性、循环移位、圆周卷积等。
2、快速傅里叶变换（FFT）算法掌握基 2 时间抽取 FFT 算法和基 2 频率抽取 FFT 算法的原理。
能够运用 FFT 算法进行快速计算。
（四）数字滤波器的基本结构1、无限长脉冲响应（IIR）滤波器的基本结构熟悉直接型、级联型、并联型 IIR 滤波器的结构。
了解不同结构的优缺点和相互转换方法。
2、有限长脉冲响应（FIR）滤波器的基本结构掌握直接型、线性相位型 FIR 滤波器的结构。
（五）IIR 数字滤波器的设计1、模拟滤波器的设计掌握巴特沃斯滤波器、切比雪夫滤波器的设计方法。
了解椭圆滤波器的特点。
2、脉冲响应不变法和双线性变换法熟练运用脉冲响应不变法和双线性变换法将模拟滤波器转换为数字滤波器。
（六）FIR 数字滤波器的设计1、窗函数法掌握窗函数的特性和选择原则。
《数字信号处理》实验教学大纲
《数字信号处理》实验教学大纲实验名称：数字信号处理实验学时：8学时适用专业：电子信息工程专业、通信工程专业执笔人：李永全审订人：刘益成一、实验的目的与任务数字信号处理主要研究如何对信号进行分析、变换、综合、估计与识别等加工处理的基本理论和方法。
通过实验，使学生巩固所学基本理论，掌握最基本的数字信号处理的理论和方法，提高综合运用所学知识，提高计算机编程的能力。
进一步加强学生独立分析问题、解决问题的能力、综合设计及创新能力的培养，同时注意培养学生实事求是、严肃认真的科学作风和良好的实验习惯，为今后的工作打下良好的基础。
二、教学基本要求1．在开始实验前，要求学生必须较为熟练地掌握所使用的计算机语言和仪器设备的使用，以及程序的调试方法及技巧。
2．实验前要作好充分准备，包括程序、所需数据、调试步骤、测试方法、对运行结果的分析等。
3．能根据需要查阅参考书、手册，通过独立思考，深入钻研有关问题，学会自己独立分析问题、解决问题，具有一定的开发能力和创新能力。
4．实验时要遵守实验室的规章制度，爱护实验设备，要熟悉与实验有关的系统软件的使用方法。
5．能独立撰写设计说明，准确分析实验结果，设计程序。
6．每个实验完成后，应写出实验报告。
三、实验项目与类型四、实验教学内容及学时分配实验一离散时间信号分析 (2学时)1．目的要求掌握两个序列的相加、相乘、移位、反褶、卷积等基本运算。
2．方法原理参考《数字信号处理》教材的离散系统时域分析一章。
3．主要实验仪器及材料微型计算机、Matlab6.5教学版、TC编程环境。
4．掌握要点掌握用Matlab软件或C语言设计流程，重点是画出两个序列运算前后的图形。
5．实验内容（1）用Matlab或C语言编制两个序列的相加、相乘、移位、反褶、卷积等的程序；（2）画出画出两个序列运算以后的图形；（3）对结果进行分析；（4）完成实验报告。
实验二离散时间系统分析 (2学时) 1．目的要求掌握离散时间信号与系统的时域分析方法和频率分析方法。
《数字信号处理》实验教学大纲
《数字信号处理》实验教学大纲一、开设《数字信号处理》课程实验的依据本课程是电子信息类专业的专业方向课。
由于本门课程所包含的数学知识相当丰富，单纯地讲解理论比较抽象，仿真实验教学主要是为了加深学生对数字信号处理相关知识点形象地理解，牢固地把实践和理论相结合。
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。
在学习“数字信号处理”课程的同时，通过5个实验课程实验学生掌握数字信号的特点，数字滤波器的设计及在实际中的应用等，并进一步了解数字信号处理系统设计和开发的基本过程，提高学生调试系统的能力，提高学生分析问题和解决问题的能力，增强其分析、整理数据和撰写工作报告的能力，并通过实验培养学生的创新意识。
二、修读专业：电子信息工程专业三、实验内容实验设备：PC机、Matlab6.5教学版、TC编程环境。
实验一： Matlab基本操作实验（1学时）1、实验的目的及意义：掌握MATLAB语言的基本操作，学习基本的编程功能；熟练掌握常用函数的应用和特性。
2、实验要求：必做3、实验步骤应能利用Matlab进行信号处理常用的运算（矩阵加、减、卷积等）方法、部分函数语法格式应用、显示计算结果并作图，按照实际需要完成简单工作界面的设计。
4、实验类型：验证型5、需开实验组数：70组，1人/每组6、消耗材料金额（元）：0实验二：典型离散信号及其MATLAB实现（1学时）1、实验的目的及意义：掌握MATLAB产生常用离散时间信号的编程方法；熟悉连续信号经过采样前后的频谱变化，加深对采样定理的理解；2、实验要求：必做3、实验步骤利用Matlab程序编写常用典型离散时间信号（单位脉冲序列、单位阶跃序列、实指数序列、复指数序列等）。
完成连续信号经过采样后频谱分析图，依据实验结果进行分析和总结，完成总体实验报告。
4、实验类型：验证型5、需开实验组数：70组，1人/每组6、消耗材料金额（元）：0实验三：离散信号的DFT及其快速算法（2学时）1、实验的目的及意义：在学习DFT理论的基础上，通过本实验，加深对FFT的理解，体会二者之间的关系；熟悉应用FFT实现两个序列的线性卷积、循环卷积、周期卷积的方法。
数字信号处理 课程大纲
数字信号处理课程大纲1. 引言1.1 课程背景1.2 目标与重要性2. 基本概念与原理2.1 数字信号处理的定义2.2 数字信号与模拟信号的区别2.3 采样与量化2.4 傅里叶变换与离散傅里叶变换2.5 系统与滤波器2.6 ADC与DAC3. 信号处理算法与技术3.1 时域信号处理3.1.1 卷积与相关3.1.2 窗函数方法3.2 频域信号处理3.2.1 频域滤波器设计3.2.2 快速傅里叶变换（FFT） 3.2.3 频谱分析3.3 时频域信号处理3.3.1 短时傅里叶变换（STFT） 3.3.2 小波变换3.3.3 Wigner-Ville变换3.4 数字滤波器设计方法3.4.1 FIR滤波器设计3.4.2 IIR滤波器设计4. 数字信号处理应用领域4.1 语音信号处理4.1.1 语音信号的采集与处理4.1.2 语音合成与识别技术4.1.3 语音编码与压缩4.2 图像与视频信号处理4.2.1 图像与视频的数字化表示 4.2.2 图像与视频的增强与滤波4.2.3 图像与视频的压缩与编码 4.3 生物医学信号处理4.3.1 EEG信号处理4.3.2 ECG信号处理4.3.3 医学图像处理4.4 视频与音频编码标准4.4.1 MPEG视频编码标准4.4.2 MP3音频编码标准5. 实验与项目5.1 实验室实践5.1.1 信号采集与处理实验5.1.2 数字滤波器设计实验5.1.3 声音合成与识别实验5.2 课程项目5.2.1 图像处理项目5.2.2 视频编码与传输项目5.2.3 生物医学信号处理项目6. 考核与评价6.1 实验报告与成绩6.2 课程论文撰写与评审6.3 期末考试形式6.4 课堂表现与参与度6.5 综合评价与反馈7. 参考书目7.1 数字信号处理教材7.2 相关学术论文7.3 专业参考书籍8. 结语以上为《数字信号处理课程大纲》的内容，通过本课程的学习，学生将掌握数字信号处理的基本概念与原理，了解数字信号处理算法与技术，并能在不同的应用领域中运用所学知识解决实际问题。
《数字信号处理》教学大纲(配丁玉美书)
《数字信号处理》教学大纲课程名称：数字信号处理学分：4学时：68+12课程性质：必修一、课程的地位、作用和任务本课程是电子信息工程、通信工程、信息工程、电子信息科学与技术等专业的必修课。
几乎所有的工程技术领域都会涉及到信号处理问题。
数字信号处理是对信号进行分析、变换、综合、估值与识别等，由于它具有精度高、高稳定性、灵活性强、便于集成以及可以对数字信号进行存储、运算等优点，目前已广泛应用于语音、雷达、声纳、地震、图像、通信、控制、生物医学等领域。
数字信号处理的理论和技术是目前高新理论和技术的有力支撑。
是电气信息类专业的专业基础课。
本课程的主要任务是：（1）加深学习信号处理的基础，使学生了解连续信号与离散信号相互转换的关系，掌握数字信号处理的基本思想、基本原理；（2）掌握数字信号处理实现的基本方法及各自的优缺点；（3）了解数字信号处理的应用场合及发展趋势。
为有关后继课程的学习和今后工作实践打下良好基础。
几乎所有的工程技术领域都会涉及到信号处理问题，信号处理有模拟信号处理和数字信号处理两种类型，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离散信号。
数字信号处理是一门理论和实践密切结合的课程，它是采用数值分析计算的方法实现信号的处理，其实现方法有软件实现和硬件实现两种，软件实现方法指的是用户按照数字信号处理的原理和算法编写程序在通用计算机上实现，硬件实现是根据数字信号处理的原理和算法设计硬件结构图，用乘法器、加法器、延时器、存储器以及接口实现。
本课程的目的要求是：通过学习掌握是数字信号处理的基础理论，有离散信号和系统的描述方法、差分方程、时域分析、频域分析、Z域分析等，熟练掌握是数字滤波器的基本理论和设计方法，熟练掌握IIR数字滤波器、FIR滤波器的基本理论和设计方法，初步掌握是数字信号处理的技术实现，有软、硬件实现方法。
培养学生能够从数学方法、物理概念及工程概念去分析问题和解决问题。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
《数字信号处理》实验教学大纲
一、大纲说明
课程名称（中文）：数字信号处理实验
课程名称（英文）：Experiment of Digital Signal Processing
适用专业：电子信息工程及电子信息科学与技术
课程属性：专业限选课
课程性质：非独立设课
课程学时：12
先修课程：高等数学、复变函数与积分变换、信号与系统等
二、实验课教学内容和要求
实验一：系统响应及系统稳定性
实验目的和教学要求
1）掌握求系统响应的方法
2）掌握时域离散系统的时域特性
3）分析、观察及检验系统的稳定性
实验二：时域采样与频域采样
实验目的和教学要求
1）掌握模拟信号采样前后频谱的变化
2）掌握如何选择采样频率才能使采样后的信号不丢失信息
3）掌握频率域采样会引起时域周期化的概念
4）掌握频率域采样定理及其对频率采样点数选择的指导作用
实验三：用FFT对信号作频谱分析
实验目的和教学要求
1）了解用FFT对连续信号和时域离散信号进行谱分析的方法
2）了解可能出现的分析误差及其原因，以便正确应用FFT
实验四：IIR数字滤波器设计及软件实现
实验目的和教学要求
1）熟悉用双线性变换法设计IIR数字滤波器的原理与方法
2）熟悉调用MATLAB信号处理工具箱中滤波器设计函数设计各种IIR数字滤波器3）掌握根据滤波需求确定滤波器指标参数
4）掌握IIR数字滤波器的MATLAB实现方法
实验五：FIR数字滤波器设计及软件实现
实验目的和教学要求
1）掌握用窗函数法设计FIR数字滤波器的原理与方法
2）掌握用等波纹最佳逼近法设计FIR数字滤波器的原理和方法
3）掌握FIR滤波器的快速卷积实现原理
4）熟悉调用MATLAB函数设计与实现FIR滤波器
实验六：数字信号处理在双音多频拨号系统中的应用
实验目的和教学要求
1）了解音频电话中的拨号信号--双音多频信号
2）了解小型信号处理系统，用数字方法产生模拟信号并进行传输
3）了解双音多频信号的产生方法和检测方法
三、主要仪器设备
微型计算机，MATLAB软件等
四、实验方式与要求
1）实验前，教师需向学生讲清实验的性质、任务、要求、实验守则及实验室安全制度等；
2）该课以验证性实验为主，指导书中给出实验内容与方法，也可由学生自主设计实验方法，实验前学生必需进行预习，设计报告经教师批阅后，方可进入实验室进行实验；
3）实验2~3人一组，在规定的时间内，由学生独立完成，出现问题，教师要引导学生独立分析、解决，不得包办替；
4）任课教师要认真上好每一堂课，实验前清点学生人数，实验中按要求做好学生实验情况及结果记录，实验后认真填写实验开出记录。
五、考核办法
实验部分不单独考试，实验成绩占课程总评的10％。
六、学时分配
本课程计划学时数为48学时，其中理论课36学时，实验课12学时。
实验教学学时分配表
七、教材
实验教材：《数字信号处理》上机实验（第三版），高西全、丁玉美编著，西安电子科技大学出版社
所属二级学院：电子信息与电气工程学院
系（或教研室）:电子信息系 2017 年 10月 12 日。