《數(shù)字信號處理2》教學大綱一、課程基本信息課程名稱數(shù)字信號處理DigitalSignalProcessing課程編碼OSI322721030開課院部海洋與空間信息學院課程團隊數(shù)字信號處理課程團隊學分3.0課內(nèi)學時52講授40實驗12上機0實踐0課外學時0適用專業(yè)光電信息科學與工程授課語言中文先修課程高等數(shù)學（2-1）、高等數(shù)學（2-2）、線性代數(shù)、信號與系統(tǒng)課程簡介（限選）本課程是電子信息工程專業(yè)的必修課，課程主要講述離散時間信號和系統(tǒng)的基本概念與基礎(chǔ)理論、離散傅立葉變換DFT理論及其快速算法FFT，IIR和FIR數(shù)字濾波器的設(shè)計方法和結(jié)構(gòu)，有限字長影響等。通過本課程的學習，學生能掌握離散系統(tǒng)的基本概念和對離散系統(tǒng)進行分析和設(shè)計的能力，達到信號處理系統(tǒng)的信號算法設(shè)計和處理的素質(zhì)培養(yǎng)目標。Thiscourseisacompulsorycourseforelectronicinformationengineeringmajor.Thecoursemainlydescribesthebasicconceptsandtheoriesofdiscretetimesignalsandsystems,discreteFouriertransformDFTtheoryanditsfastalgorithmFFT,thedesignmethodandstructureofIIRandFIRdigitalfilters,theinfluenceoffinitewordlength,etc.,andtakingTMS320seriesasanexampletointroducedigitalsignalprocessor(DSP).Throughthestudyofthiscourse,studentscanmasterthebasicconceptsofdiscretesystemsandtheabilitytoanalyzeanddesigndiscretesystems,soastoachievethequalitytraininggoalofsignalalgorithmdesignandprocessingofsignalprocessingsystems.負責人大綱執(zhí)筆人審核人二、課程目標序號代號課程目標OBE畢業(yè)要求指標點任務(wù)自選1M1目標1：掌握數(shù)字信號處理基本概念、離散時間信號系統(tǒng)的描述、z變換的收斂域判別系統(tǒng)穩(wěn)定性和因果性。是1.31.32M2目標2：掌握離散傅里葉變換的具體推導(dǎo)和計算過程，針對實際應(yīng)用中系統(tǒng)濾波或變換等復(fù)雜問題，擇優(yōu)設(shè)定速度最快或最優(yōu)的方法。是2.2,5.22.2,5.23M3目標3：掌握無限長單位脈沖響應(yīng)濾波器、有限長單位脈沖響應(yīng)濾波器的具體設(shè)計方法，能夠根據(jù)實際系統(tǒng)要求，選擇IIR和FIR濾波器的類型、模擬濾波器的類型、窗函數(shù)的類型。理解這些選擇對設(shè)計系統(tǒng)的性能影響。能夠通過文獻查找例如自適應(yīng)濾波器，維納濾波器等更適合系統(tǒng)的方案是2.3,5.22.3,5.2三、課程內(nèi)容序號章節(jié)號標題課程內(nèi)容/重難點支撐課程目標課內(nèi)學時教學方式課外學時課外環(huán)節(jié)1第1章離散時間信號與系統(tǒng)本章重點難點：////21.1離散時間信號常用典型序列，序列的運算。M11講授1作業(yè)31.2采樣離散時間信號的采樣，采樣信號頻譜的變化，采樣定理，信號的恢復(fù)。M11講授1作業(yè)41.3DTFT與Z變換DTFT，Z變換，逆Z變換，Z變換的性質(zhì)，Z變換與DTFT的關(guān)系，Parseval定理M13講授3作業(yè)51.4離散時間系統(tǒng)線性系統(tǒng)，時不變系統(tǒng)，線性時不變系統(tǒng)，系統(tǒng)的穩(wěn)定性與因果性，系統(tǒng)的差分方程描述。M12講授2作業(yè)61.5系統(tǒng)的頻率響應(yīng)與系統(tǒng)函數(shù)系統(tǒng)的頻率響應(yīng)與系統(tǒng)函數(shù)M11講授1作業(yè)7第2章離散傅里葉變換和本章重點難點：////82.1離散傅里葉變換離散傅里葉級數(shù)，離散傅里葉變換應(yīng)用。M24講授4作業(yè)92.2快速傅里葉變換快速傅里葉變換推導(dǎo)。M26講授6作業(yè)102.3FFT變換的應(yīng)用用FFT計算IDFT，實數(shù)序列的FFT，線性卷積的FFT算法，用FFT計算相關(guān)函數(shù)。M22講授2作業(yè)112.4思政案例一：傅里葉變換的由來傅里葉變換的由來0講授0作業(yè)12第3章IIR數(shù)字濾波器本章重點難點：////133.1常用模擬低通濾波器特性Butterworth濾波器，Chebyshev濾波器，橢圓濾波器。M32講授2自學143.2IIR濾波器設(shè)計方法脈沖響應(yīng)不變法，雙線性變換法。M33講授3作業(yè)153.3從模擬低通原型到各種數(shù)字濾波器的頻率變換模擬低通到數(shù)字高通，模擬低通到數(shù)字帶通，模擬低通到數(shù)字帶阻。M31講授1自學16第4章FIR數(shù)字濾波器本章重點難點：////174.1線性相位FIR濾波器的特點線性相位的條件，幅度特性，零點特性。M32講授2作業(yè)184.2窗口設(shè)計法窗函數(shù)設(shè)計法的基本原理，序列加窗之后的影響，設(shè)計步驟。M32講授2作業(yè)194.3頻率取樣法與FIR濾波器的最優(yōu)化設(shè)計頻率取樣法，非線性最優(yōu)法，插值解法，Remez交替算法。M32講授2作業(yè)20第5章數(shù)字濾波器的結(jié)構(gòu)本章重點難點：////215.1數(shù)字濾波器的結(jié)構(gòu)數(shù)字網(wǎng)絡(luò)的信號流圖，IIR濾波器的結(jié)構(gòu)，F(xiàn)IR濾波器的結(jié)構(gòu)。M32講授2作業(yè)225.2思政案例二科學要真實/0講授0作業(yè)、實驗四、考核方式序號考核環(huán)節(jié)操作細節(jié)總評占比1平時作業(yè)1、每章布置5-8道題目，平均每次課1道題以上。2、成績采用百分制，根據(jù)作業(yè)完成準確性、是否按時上交、是否獨立完成評分。3、考核學生對數(shù)字信號處理基本知識的掌握能力，學生綜合運用所學知識分析問題、解決問題的能力。題型主要有計算、分析和繪圖等。20%2實驗使用MATLAB進行信號的分析和處理：1.完成基本的信號表示和圖形繪制，2.完成信號的頻譜分析；3.完成不同類型數(shù)字濾波器的設(shè)計20%3大作業(yè)1、布置一個綜合整本書知識的大作業(yè)，分別完成不同頻率數(shù)字信號的產(chǎn)生，傅里葉變換計算信號的頻譜、信號的濾波、繪圖等功能。2、成績采用百分制，根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計、功能完成完整性、結(jié)果分析的準確性、是否按時上交等評分。10%4期末考試1、開卷考試，成績采用百分制，卷面成績總分100分。2、主要考核學生對數(shù)字信號處理基本知識的掌握能力，學生綜合運用所學知識分析問題、解決問題的能力，題型主要有問答題、畫圖題、分析題和計算題等。50%五、評分細則序號課程目標考核環(huán)節(jié)大致占比評分等級1M1平時作業(yè)30%A:獨立思考、按時完成，計算作圖規(guī)范，解題思路清晰、步驟完整、格式合理、答案準確B:獨立思考、按時完成，計算作圖比較規(guī)范，解題思路比較清晰、步驟比較完整、格式合理、答案準確C:獨立思考、按時完成，計算和作圖比較規(guī)范，解題思路比較清晰、步驟比較完整、格式比較合理、答案準確D：作業(yè)抄襲，未能按時完成，作圖不規(guī)范，解題思路混亂2M1實驗20%A:實驗操作熟練，設(shè)計方案正確，思路清晰，程序結(jié)構(gòu)合理，按時提交實驗報告，格式規(guī)范，結(jié)果分析合理，有總結(jié)和擴展。B:完成實驗操作，設(shè)計方案正確，程序結(jié)構(gòu)合理，按時提交實驗報告，格式規(guī)范，結(jié)果分析基本合理。C:基本能完成實驗操作，設(shè)計方案基本正確，按時提交實驗報告，格式規(guī)范，結(jié)果分析基本合理。D:沒有完成實驗操作，沒有提交實驗報告。3M1期末考試50%按照試卷評分標準評定。4M2平時作業(yè)20%A:獨立思考、按時完成，計算作圖規(guī)范，解題思路清晰、步驟完整、格式合理、答案準確B:獨立思考、按時完成，計算作圖比較規(guī)范，解題思路比較清晰、步驟比較完整、格式合理、答案準確C:獨立思考、按時完成，計算和作圖比較規(guī)范，解題思路比較清晰、步驟比較完整、格式比較合理、答案準確D：作業(yè)抄襲，未能按時完成，作圖不規(guī)范，解題思路混亂5M2實驗20% A:實驗操作熟練，設(shè)計方案正確，思路清晰，程序結(jié)構(gòu)合理，按時提交實驗報告，格式規(guī)范，結(jié)果分析合理，有總結(jié)和擴展。B:完成實驗操作，設(shè)計方案正確，程序結(jié)構(gòu)合理，按時提交實驗報告，格式規(guī)范，結(jié)果分析基本合理。C:基本能完成實驗操作，設(shè)計方案基本正確，按時提交實驗報告，格式規(guī)范，結(jié)果分析基本合理。D:沒有完成實驗操作，沒有提交實驗報告。6M2大作業(yè)10%A:設(shè)計的整體系統(tǒng)方案圖繪制美觀，方案正確，實現(xiàn)的不同頻率數(shù)字信號的產(chǎn)生，傅里葉變換計算信號的頻譜、信號的濾波、繪圖等功能美觀和正確，報告詳盡正確描述。B:設(shè)計的整體系統(tǒng)方案正確，實現(xiàn)的不同頻率數(shù)字信號的產(chǎn)生，傅里葉變換計算信號的頻譜、信號的濾波、繪圖等功能正確，報告正確描述。C:設(shè)計的整體系統(tǒng)方案基本正確，實現(xiàn)的不同頻率數(shù)字信號的產(chǎn)生，傅里葉變換計算信號的頻譜、信號的濾波、繪圖等功能基本正確，報告簡單描述。D:設(shè)計的整體系統(tǒng)方案不正確，實現(xiàn)的不同頻率數(shù)字信號的產(chǎn)生，傅里葉變換計算信號的頻譜、信號的濾波、繪圖等7M2期末考試50%按照試卷評分標準評定。8M3期末考試50%按照試卷評分標準評定。9M3平時作業(yè)20%A:獨立思考、按時完成，計算作圖規(guī)范，解題思路清晰、步驟完整、格式合理、答案準確B:獨立思考、按時完成，計算作圖比較規(guī)范，解題思路比較清晰、步驟比較完整、格式合理、答案準確C:獨立思考、按時完成，計算和作圖比較規(guī)范，解題思路比較清晰、步驟比較完整、格式比較合理、答案準確D：作業(yè)抄襲，未能按時完成，作圖不規(guī)范，解題思路混亂10M3實驗20%A:實驗操作熟練，設(shè)計方案正確，思路清晰，程序結(jié)構(gòu)合理，按時提交實驗報告，格式規(guī)范，結(jié)果分析合理，有總結(jié)和擴展。B:完成實驗操作，設(shè)計方案正確，程序結(jié)構(gòu)合理，按時提交實驗報告，格式規(guī)范，結(jié)果分析基本合理。C:基本能完成實驗操作，設(shè)計方案基本正確，按時提交實驗報告，格式規(guī)范，結(jié)果分析基本合理。D:沒有完成實驗操作，沒有提交實驗報告。11M3大作業(yè)10%A:設(shè)計的整體系統(tǒng)方案圖繪制美觀，方案正確，實現(xiàn)的不同頻率數(shù)字信號的產(chǎn)生，傅里葉變換計算信號的頻譜、信號的濾波、繪圖等功能美觀和正確，報告詳盡正確描述。B:設(shè)計的整體系統(tǒng)方案正確，實現(xiàn)的不同頻率數(shù)字信號的產(chǎn)生，傅里葉變換計算信號的頻譜、信號的濾波、繪圖等功能正確，報告正確描述。C:設(shè)計的整體系統(tǒng)方案基本正確，實現(xiàn)的不同頻率數(shù)字信號的產(chǎn)生，傅里葉變換計算信號的頻譜、信號的濾波、繪圖等功能基本正確，報告簡單描述。D:設(shè)計的整體系統(tǒng)方案不正確，不能實現(xiàn)信號的產(chǎn)生，頻譜分析和濾波等功能，沒有提交大作業(yè)。評分等級說明：[A,B,C,D,E]=[90-100,80-89,70-79,60-69,0-59];[A,B,C,D]=[90-100,75-89,60-74,0-59];[A,B,C]=[90-100,75-89,60-74,0-59];[A,B]=[80-100,0-79]六、教材與參考資料序號教學參考資料明細1圖書|數(shù)字信號處理,吳鎮(zhèn)揚,高等教育出版社,2004.（*主教材）2圖書|數(shù)字信號處理,丁玉美,西安電子科技大學出版社,2001.七、實驗項目信息序號項目名稱實驗室名稱門牌號組人數(shù)學時實驗類別要求實驗類型上機1熟悉