《數(shù)字信號處理實驗》課程標準

第一部分前言

一、課程基本信息

課程名課程類開課學考核方適用開課單

課程編號學時學分

稱別期式專業(yè)位

數(shù)字信號專業(yè)核電子信機電工

AL04289080.56考查

處理實驗心息工程程學院

二、課程性質(zhì)

本課程是電子信息工程專業(yè)的專業(yè)核心課程，是一門實驗課程。數(shù)字信號處

理課程（DSP）是電子信息科學的重要的組成部分，主要研究如何分析和處理離

散時間信號的基本理論和方法。它是電子信息工程、通信工程等電類專業(yè)本科生

必修的技術(shù)基礎(chǔ)課程。不僅如此，數(shù)字信號處理在數(shù)據(jù)通信、生物醫(yī)學工程、聲

學、聲納、雷電、地震學、語音圖像處理、核物理學、天文氣象等領(lǐng)域也占據(jù)著

重要地位。本課程通過實驗教學使學生加深對數(shù)字信號處理的基本原理的掌握程

度，使學生養(yǎng)成理論聯(lián)系實際的習慣，能夠?qū)⑺鶎W到的專業(yè)理論知識應(yīng)用于實踐

當中，提高學生在實際工作中分析問題和解決問題的能力。

三、課程基本理念

實驗課是重要的教學環(huán)節(jié)，其目的是使學生加深對線性時不變離散時間系統(tǒng)

的基礎(chǔ)知識、數(shù)學模型（差分方程）及其求解，Z變換，離散傅立葉變換（DFT）

理論的理解；學會設(shè)計無限K單位脈沖響應(yīng)（IIR）數(shù)字濾波器和有限K單位脈

沖響應(yīng)（FIR）數(shù)字濾波器。通過實驗，培養(yǎng)學生的實驗技能，動手能力，分析

問題、解決問題的能力，為進一步進行工程實踐奠定基礎(chǔ)。

四、課程的設(shè)計思路

數(shù)字信號處理實驗是電子信息工程專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)實踐課程，該課程采

用學做一體，通過四個實驗來進行教學，培養(yǎng)學生的分析與解決問題的能力。實

驗一：時域采樣定理及頻域采樣定理的驗證；實驗二：用FFT對信號作頻譜分析;

實驗三：HR濾波器的設(shè)計；實驗四：FTR濾波器的設(shè)計。該課程在第三學年第

二學期進行，共8學時。

第二部分課程目標

一、總體目標

實驗需每個學生獨立完成，即一人一組，著重培養(yǎng)學生的實際動手能力。實

驗前，學生應(yīng)認真閱讀實驗指導書，弄懂實驗原理，明確實驗?zāi)康?、?nèi)容、方法

和步驟，以及儀器使用注意事項，需要編寫軟件的應(yīng)該在實驗前寫好程序代碼。

通過實驗，使得學生養(yǎng)成善于理論聯(lián)系實際的習慣，將所學到專業(yè)理論知識應(yīng)用

于實踐當中，提高學生在實際工作中分析問題和解決問題的能力。

二、具體目標

1.知識與方法

(1)熟悉Matlab軟件的的界面和基本操作方法。

(2)掌握時域采洋定理、頻域采樣定理。

(3)加深對離散噂立葉變換(DFT)變換的理解。熟悉FFT算法，學會用

FFT對信號進行頻譜分析的方法。

(4)掌握1IR濾波器和E1R濾波器的設(shè)計方法。

2.技能與能力

通過本課程的學習，使得學生養(yǎng)成善于理論聯(lián)系實際的習慣，將所學到專業(yè)

理論知識應(yīng)用于實踐當中，提高學生在實際工作中分析問題和解決問題的能力。

通過本課程的學習，發(fā)展學生的智力，培養(yǎng)分析與解決問題的能力；培養(yǎng)良

好的非智力素質(zhì)；培養(yǎng)科學的世界觀和方法論；培養(yǎng)創(chuàng)新思維意識和技術(shù)創(chuàng)新能

力。

3.情感與態(tài)度

(1)學會一定的溝通、交際、組織、團隊合作的社會能力；

(2)具有一定的自學、創(chuàng)新、可持續(xù)發(fā)展的能力；

(3)具有一定的解決問題、分析問題的能力，

(4)具有良好的職業(yè)道德和高度的職業(yè)責任感。

第三部分內(nèi)容標準

一、課程結(jié)構(gòu)

序號章節(jié)/單元/項目/任實驗/實組織教學場地儀器設(shè)備學時分配備注

務(wù)名稱踐類型形式

時域采樣定理及頻

1驗證型校內(nèi)實驗室計算機2學時

域采樣定理的驗證

用FFT對信號作頻譜

2驗證型校內(nèi)實驗室計算機2學時

分析

3IIR濾波器的設(shè)計設(shè)計型校內(nèi)實驗室計算機2學時

4FIR濾波器的設(shè)計設(shè)計型校內(nèi)實驗室計算機2學時

二、具體內(nèi)容和標準

章節(jié)/單元

教學建議

序號/項目/任主要內(nèi)容內(nèi)容標準

與說明

務(wù)名稱

時域采樣(1)驗證時域采樣定

定理及頻理；加深對信號時域采樣定理

12學時

域采樣定(2)驗證頻域采樣定和頻域采樣定理的理解。

理的驗證理C

(1)對序列進行譜分進一步加深對離散傅立葉

析；變換(DFT)變換的理解。

用FFT對信

(2)對周期序列進行熟悉FFT算法，加深對FFT

2號作頻譜2學時

譜分析；算法的理解。學習用FFT

分析

(3)對模擬信號進行對信號進行頻譜分析的方

譜分析；法。

學會調(diào)用Matlab信號處理

工具箱中濾波器設(shè)計函數(shù)

IIR濾波器

3設(shè)計HR濾波器設(shè)計各種HR濾波器，學會2學時

的設(shè)計

根據(jù)濾波器需求確定濾波

器指標參數(shù)。

FIR濾波器學會調(diào)用Matlab函數(shù)設(shè)計

4設(shè)計FIR濾波器2學時

的設(shè)計與實現(xiàn)FIR濾波器。

第四部分課程實施建議

一、教學建議

(-)課程組織形式

實驗需每個學生獨立完成，即一人一組。實驗課一般分課前預(yù)習、實驗和分

析討論、書寫實驗報告三個階段，各個階段要求如下：

1.課前預(yù)習

要求在預(yù)習時仔細閱讀實驗指導書，復習教科書或教學參考書中有關(guān)章節(jié)或

參考有關(guān)資料，明確實驗?zāi)康?、任?wù)，了解實驗基本原理、方法、步驟。

2.實驗

(1)教師在實驗前講授實驗要求及注意事項。

(2)實驗按預(yù)定步驟進行，注意實驗儀器的正確操作方法。

(3)按要求完成全部規(guī)定的實驗項目，將實驗儀器整理好，按規(guī)定位置放

好，搞好清潔衛(wèi)生工作方可離開實驗室。

3.實驗報告

每個實驗完成后都要撰寫實驗報告。實驗報告主要包括以下內(nèi)容:實驗名稱、

專業(yè)班級、姓名、實驗日期、實驗原理、實驗儀器、實驗步驟、實驗程序、實驗

結(jié)果及分析和討論等。實驗報告要簡明扼要、字跡清楚、圖表整潔、結(jié)論明確。

(-)教學模式、策略和方法

實驗教學內(nèi)容的設(shè)置由淺入深、由基礎(chǔ)到綜合，注重對學生實踐動手能力和

創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

實驗過程中，要求學生首先是掌握數(shù)字信號處理的基本理論；然后學會基本

運算程序編寫方法，實現(xiàn)相應(yīng)的功能,能夠?qū)Τ霈F(xiàn)的現(xiàn)象和問題做出合理的解釋；

掌握基本方法后，結(jié)合專業(yè)做一些綜合性的設(shè)計實驗，如濾波程序的設(shè)計。教師

對學生實驗中出現(xiàn)的問題，從基本概念、設(shè)計思路及實現(xiàn)方法上加以引導，主要

培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力。

（三）教學媒體手段

計算機，講授，學生實驗。

（四）學生學習準備

L實驗前應(yīng)復習教科書中有關(guān)章節(jié)，認直研讀實驗指導書，了解實驗后的、

項目、方法與步驟，明確實驗過程中應(yīng)注意的問題，并按照實驗項目準備記錄抄

衣書空守O

2.實驗前應(yīng)寫好預(yù)習報告，經(jīng)指導教師檢查認為確實作好了實驗前的準備，

方可開始作實驗。

3.認真作好實驗前的準備工作，對于培養(yǎng)同學獨立工作能力，提高實驗質(zhì)量

和保護實驗設(shè)備都是很重要的。

二、實驗（實踐）條件建議

（-）教學時間設(shè)定

每項實驗項目標準用時規(guī)定2學時，具體實驗項目根據(jù)數(shù)字信號處理理論課

程進度安排，在相應(yīng)理論課結(jié)束后及時進行。

（-）場地與環(huán)境要求

數(shù)字信號處理實驗在電子信息實驗室進行，30臺計算機滿足每次30人的實

驗場地要求。

（三）儀器、設(shè)備與設(shè)施

計算機。

（四）安全保障與注意事項

L進入實驗室后，到指定機器位置就坐。

2.請保持實驗室安靜、整潔。禁止大聲喧嘩、隨地吐痰不要亂扔紙屑，不要

帶食品進入實驗室。

3.請愛護儀器設(shè)備，嚴格執(zhí)行操作規(guī)程。出現(xiàn)放障請及時跟實驗室老師聯(lián)系。

4.請建立個人文檔，不要刪改他人以及機器內(nèi)部信息。

三、評價建議

（—）考核方式

1.每次實驗，學生都必都需認真地獨立完成實驗報告。

2.實驗報告應(yīng)含：實驗原理、所用儀器、操作方法和步驟、實驗結(jié)果及討論

等內(nèi)容，學生需認真分析實驗結(jié)果，對其進行討論，杜絕相互抄襲的現(xiàn)象。

（-）評價辦法

1.本課程采用平時考核，結(jié)合每次實驗的實驗報告評分，綜合評定期末成績

（期末不另設(shè)獨立的實驗考試），平時考核占50%,實驗報告占50%。

2.實驗成績分：優(yōu)、良、中、及格、不及格五級。量化標準詳見有關(guān)規(guī)定。

四、教材選擇與編寫建議

（-）指導書

張云.數(shù)字信號處理實驗指導書.河北科技師范學院自編教材.

（-）參考書籍

[1]高西全.數(shù)字信號處理（第四版）.西安:西安電子科技大學出版社,2016.

[2]鄭君里.信號與系統(tǒng)（第三版）.北京:高等教育出版社,2011.

[3]胡廣書.數(shù)字信號處理--理論、算法與實現(xiàn)（第三版）.北京:清華大學出

版社,2012.

[4]程佩青.數(shù)字信號處理教程（第四版）.北京：清華大學出版社,2013.

五、課程資源利用與開發(fā)建議

（-）校外實踐教學基地開發(fā)與建設(shè)

充分利用校外專業(yè)實習實訓基地，創(chuàng)造條件，幫助學生接