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1、数字信号处理2教学大纲一、课程基本信息课程名称数字信号处理Digital Signal Processing课程编码OSI322721030开课院部海洋与空间信息学院课程团队数字信号处理课程团队学分3.0课内学时52讲授40实验12上机0实践0课外学时0适用专业光电信息科学与工程授课语言中文先修课程高等数学（2-1）、高等数学（2-2）、线性代数、信号与系统课程简介 （限选）本课程是电子信息工程专业的必修课，课程主要讲述离散时间信号和系统的基本概念与基础理论、离散傅立叶变换DFT理论及其快速 算法FFT, IIR和FIR数字滤波器的设计方法和结构，有限字长影响等。通过本课程的学习，学生能掌握离
2、散系统的基本概念和对离散系 统进行分析和设计的能力，达到信号处理系统的信号算法设计和处理的素质培养目标。This course is a compulsory course for electronic information engineering major. The course mainly describes the basic concepts and theories of discrete time signals and systems, discrete Fourier transform DFT theory and its fast algorithm FFT, the
3、 design method and structure of IIR and FIR digital filters, the influence of finite word length, etc., and taking TMS320 series as an example to introduce digital signal processor (DSP). Through the study of this course, students can master the basic concepts of discrete systems and the ability to
4、analyze and design discrete systems, so as to achieve the quality training goal of signal algorithm design and processing of signal processing systems.负责人大纲执笔人审核人二、课程目标序号代号课程目标OBE毕业要求指标点任务自选1Ml目标1 :掌握数字信号处理基本概念、离散时间信号系统的描述、z变换的收敛域判别系统稳定性和 因果性。是1.31.32M2目标2 ：掌握离散傅里叶变换的具体推导和计算过程，针对实际应用中系统滤波或变换等复杂问题， 择
5、优设定速度最快或最优的方法。是2.2, 5.22.2, 5.23M3目标3 ：掌握无限长单位脉冲响应滤波器、有限长单位脉冲响应滤波器的具体设计方法，能够根据实 际系统要求，选择HR和FIR滤波器的类型、模拟滤波器的类型、窗函数的类型。理解这些选择对是2.3, 5.22.3, 5.2设计系统的性能影响。能够通过文献查找例如自适应滤波器，维纳滤波器等更适合系统的方案三、课程内容序号章节号标题课程内容/重难点支撑课 程目标课内 学时教学方式课外 学时课外环节1第1章离散时间信号与系 统本早重点难点./21.1离散时间信号常用典型序列，序列的运算。Ml1讲授1作业31.2采样离散时间信号的采样，采样信
6、号频谱的变化，采样定理，信号 的恢复。Ml1讲授1作业41.3DTFT与Z变换DTFT, Z变换，逆Z变换，Z变换的性质，Z变换与DTFT的 关系，Parseval定理Ml3讲授3作业51.4离散时间系统线性系统，时不变系统，线性时不变系统，系统的稳定性与因 果性，系统的差分方程描述。Ml2讲授2作业61.5系统的频率响应与 系统函数系统的频率响应与系统函数Ml1讲授1作业7第2章离散傅里叶变换和本章重点难点：/82.1离散傅里叶变换离散傅里叶级数，离散傅里叶变换应用。M24讲授4作业92.2快速傅里叶变换快速傅里叶变换推导。M26讲授6作业102.3FFT变换的应用用FFT计算IDFT,实数
7、序列的FFT,线性卷积的FFT算法， 用FFT计算相关函数。M22讲授2作业112.4思政案例一：傅里 叶变换的由来傅里叶变换的由来0讲授0作业12第3章HR数字滤波器本章重点难点：/133.1常用模拟低通滤波 器特性Butterworth滤波器，Chebyshev滤波器，椭圆滤波器。M32讲授2自学143.2IIR滤波器设计方 法脉冲响应不变法，双线性变换法。M33讲授3作业153.3从模拟低通原型到 各种数字滤波器的 频率变换模拟低通到数字高通，模拟低通到数字带通，模拟低通到数字 带阻。M31讲授1自学16第4章FIR数字滤波器本章重点难点：/174.1线性相位FIR滤 波器的特点线性相位
8、的条件，幅度特性，零点特性。M32讲授2作业184.2窗口设计法窗函数设计法的基本原理，序列加窗之后的影响，设计步骤。M32讲授2作业194.3频率取样法与FIR 滤波器的最优化设 计频率取样法，非线性最优法，插值解法，Rcmcz交替算法。M32讲授2作业20第5章数字滤波器的结构本章重点难点：/215.1数字滤波器的结构数字网络的信号流图，IIR滤波器的结构，FIR滤波器的结 构。M32讲授2作业225.2思政案例二科学要真实/0讲授0作业、实 验四、考核方式序号考核环书操作细节总评占比1平时作业1、每章布置5-8道题目，平均每次课1道题以上。2、成绩采用百分制，根据作业完成准确性、是否按时
9、上交、是否独立完成评分。3、考核学生对数字信号处理基本知识的掌握能力，学生综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力。题型主要有计 算、分析和绘图等。20%2实验使用MATLAB进行信号的分析和处理：1 .完成基本的信号表示和图形绘制，2 .完成信号的频谱分析；3 .完成不同类型数字滤波器的设计20%3大作业1、布置一个综合整本书知识的大作业，分别完成不同频率数字信号的产生，傅里叶变换计算信号的频谱、信号的滤 波、绘图等功能。10%2、成绩采用百分制，根据系统设计、功能完成完整性、结果分析的准确性、是否按时上交等评分。4期末考试1、开卷考试，成绩采用百分制，卷面成绩总分100分。2、主要考核学生
10、对数字信号处理基本知识的掌握能力，学生综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力，题型主要 有问答题、画图题、分析题和计算题等。50%五、评分细则序号课程目标考核环节大致占比评分等级1Ml平时作业30%A:独立思考、按时完成，计算作图规范，解题思路清晰、步骤完整、格式合理、答案准确B:独立思考、按时完成，计算作图比较规范，解题思路比较清晰、步骤比较完整、格式合理、答案准确C:独立思考、按时完成，计算和作图比较规范，解题思路比较清晰、步骤比较完整、格式比较合理、答案准确D：作业抄袭，未能按时完成，作图不规范，解题思路混乱2Ml实验20%A:实验操作熟练，设计方案正确，思路清晰，程序结构合理，按时提
11、交实验报告，格式规范，结果分析合 理，有总结和扩展。B:完成实验操作，设计方案正确，程序结构合理，按时提交实验报告，格式规范，结果分析基本合理。C:基本能完成实验操作，设计方案基本正确，按时提交实验报告，格式规范，结果分析基本合理。D:没有完成实验操作，没有提交实验报告。3Ml期末考试50%按照试卷评分标准评定。4M2平时作业20%A:独立思考、按时完成，计算作图规范，解题思路清晰、步骤完整、格式合理、答案准确B:独立思考、按时完成，计算作图比较规范，解题思路比较清晰、步骤比较完整、格式合理、答案准确C:独立思考、按时完成，计算和作图比较规范，解题思路比较清晰、步骤比较完整、格式比较合理、答案
12、 准确D：作业抄袭，未能按时完成，作图不规范，解题思路混乱5M2实验20%A:实验操作熟练，设计方案正确，思路清晰，程序结构合理，按时提交实验报告，格式规范，结果分 析合理，有总结和扩展。B:完成实验操作，设计方案正确，程序结构合理，按时提交实验报告，格式规范，结果分析基本合理。D:设计的整体系统方案不正确，不能实现信号的产生，频谱分析和滤波等功能，没有提交大作业。C:基本能完成实验操作，设计方案基本正确，按时提交实验报告，格式规范，结果分析基本合理。D:没有完成实验操作，没有提交实验报告。6M2大作业10%A:设计的整体系统方案图绘制美观，方案正确，实现的不同频率数字信号的产生，傅里叶变换计
13、算信号的 频谱、信号的滤波、绘图等功能美观和正确，报告详尽正确描述。B:设计的整体系统方案正确，实现的不同频率数字信号的产生，傅里叶变换计算信号的频谱、信号的滤 波、绘图等功能正确，报告正确描述。C设计的整体系统方案基本正确，实现的不同频率数字信号的产生，傅里叶变换计算信号的频谱、信号的 滤波、绘图等功能基本正确，报告简单描述。D:设计的整体系统方案不正确，实现的不同频率数字信号的产生，傅里叶变换计算信号的频谱、信号的滤 波、绘图等7M2期末考试50%按照试卷评分标准评定。8M3期末考试50%按照试卷评分标准评定。9M3平时作业20%A:独立思考、按时完成，计算作图规范，解题思路清晰、步骤完整
14、、格式合理、答案准确B:独立思考、按时完成，计算作图比较规范，解题思路比较清晰、步骤比较完整、格式合理、答案准确C:独立思考、按时完成，计算和作图比较规范，解题思路比较清晰、步骤比较完整、格式比较合理、答案 准确D：作业抄袭，未能按时完成，作图不规范，解题思路混乱1()M3实验20%A:实验操作熟练，设计方案正确，思路清晰，程序结构合理，按时提交实验报告，格式规范，结果分析合 理，有总结和扩展。B:完成实验操作，设计方案正确，程序结构合理，按时提交实验报告，格式规范，结果分析基本合理。C:基本能完成实验操作，设计方案基本正确，按时提交实验报告，格式规范，结果分析基本合理。D:没有完成实验操作，
15、没有提交实验报告。11M3大作业10%A:设计的整体系统方案图绘制美观，方案正确，实现的不同频率数字信号的产生，傅里叶变换计算信号的 频谱、信号的滤波、绘图等功能美观和正确，报告详尽正确描述。B:设计的整体系统方案正确，实现的不同频率数字信号的产生，傅里叶变换计算信号的频谱、信号的滤 波、绘图等功能正确，报告正确描述。C:设计的整体系统方案基本正确，实现的不同频率数字信号的产生，傅里叶变换计算信号的频谱、信号的 滤波、绘图等功能基本正确，报告简单描述。评分等级说明：A,B,C,D,E=90-100,80-89,70-79,60-69,0-59;A,B,C,D=90-100J5-89,60-74
16、.0-59; A,B,C1=90-100,75-89,60-74,0-59;A,B=80-100,0-79 六、教材与参考资料序号教学参考资料明细1图书I数字信号处理，吴镇扬，高等教育出版社,2004. （*主教材）一图书I数字信号处理，丁玉美，西安电子科技大学出版社,2001.七、实验项目信息序号项目名称实验室名称门牌号组人数学时实验类别要求实验类型上机1熟悉Matlab环境微机原理实验室基础实验楼B509302专业基础必做验证性是2数字信号处理系统的基本运算微机原理实验室基础实验楼B509302专业基础必做验证性是3DFT和FFT的应用微机原理实验室基础实验楼B509302专业基础必做综合性是4HR数字滤波器设计微机原理实验室基础实验楼B509302专业基础必做设计性是5FIR数字滤波器设计微机原理实验室基础实验楼B509302专业基础必做设计性是6基于GUI的数字信号处理系统设计微机原理实验室基础实验楼B509302专业基础必做综合性是