成都信息工程学院教案.docx

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成都信息工程学院教案

数字信号处理教案

周次

第1周，第1次课

备注

章节名称

第1章:

数字信号处理绪论;数字信号的表示方法与系统描述

授课方式

理论课〔√〕实验课〔〕实习〔〕

教学时数

2

教学目的与要求

1、了解数字信号处理与信号系统的区别

2、掌握利用matlab表示数字信号的方法

3、掌握系统的描述方法与求解

教学内容提要

时间分配

1、掌握数字信号处理与信号系统的区别

2、数字信号序列的matlab表示法

3、系统的描述方法与求解

0.5学时

0.5学时

1.0学时

教学重点与难点

1、区分信号系统的知识体系与数字信号处理知识的不同和一样之处

2、周期信号的判别方法

3、线性卷积的计算

4、系统因果、稳定性的判别条件

讨论、练习、作业

1、线性卷积的计算方法

2、信号周期的计算

3、线性、时不变、因果、稳定系统的判别条件

4、自行复习matlab工具

教学手段

课堂讲授、提问、学生上黑板前演算

利用matlab现场演示各种序列，并播放声音

参考资料

1、基于matlab的系统分析与设计—信号处理，楼顺天，XX电子科技大学，2000

2、数字信号处理,X小虹，机械工业，2005

数字信号处理教案

周次

第1周，第2次课

备注

章节名称

第1章:

数字信号处理的采样与恢复

授课方式

理论课〔√〕实验课〔〕实习〔〕

教学时数

2

教学目的与要求

1、掌握数字信号处理的整体框架

2、掌握数字信号的理想采样与采样定理、了解实际采样

3、掌握数字信号的理想恢复、了解零阶保持恢复方式

教学内容提要

时间分配

1、数字信号的采样

2、数字信号的恢复

1学时

1学时

教学重点与难点

1、理解数字信号处理的总体框架

2、重点掌握采样定理、预滤波与平滑滤波的物理意义

3、难点是对采样过程的频谱分析

讨论、练习、作业

1、矩形信号与内插信号的对应关系

2、傅立叶级数的物理意义

3、具体信号的采样频率

教学手段

课堂讲授、提问、演示flash对信号采样与恢复的分析过程

参考资料

1、MATLAB6.X信号处理，清华大学，2002

2、基于matlab的系统分析与设计—信号处理，楼顺天，XX电子科技大学，2000

3、数字信号处理,X小虹，机械工业，2005

数字信号处理教案

周次

第2周，第1次课

备注

章节名称

第2章:

数字信号的频域分析

授课方式

理论课〔√〕实验课〔〕实习〔〕

教学时数

2

教学目的与要求

1、掌握数字信号处理的离散时间傅立叶变换DTFT

2、掌握数字信号处理的ZT

3、理解差分方程的求解

教学内容提要

时间分配

1、数字信号的DTFT定义、性质〔共轭对称与共轭反对称序列〕

2、数字信号的数字角频率与模拟角频率的对应关系

3、数字信号的ZT

4、差分方程的求解、matlab工具

0.7学时

0.3学时

0．7学时

0．3学时

教学重点与难点

1、理解数字信号处理的DTFT、收敛域

2、〔重点〕掌握的数字信号频谱的周期性、数字信号ZT与DTFT的关系

3、〔难点〕共轭对称与共轭反对称序列

4、〔重点、难点〕数字角频率与模拟角频率的对应关系

讨论、练习、作业

1、数字信号的共轭对称与反对称的分解

2、信号的Z变换

3、信号的逆Z变换

4、差分方程的求解，与MATALB分析工具的应用

教学手段

课堂讲授、提问〔ZT与DTFT的联系；差分方程的求解方法〕、演示MATLAB对差分方程的分析过程

参考资料

11、MATLAB6.X信号处理，清华大学，2002

2、基于matlab的系统分析与设计—信号处理，楼顺天，XX电子科技大学，2000

3、数字信号处理,X小虹，机械工业，2005

数字信号处理教案

周次

第2周，第2次课

备注

章节名称

第2章:

数字信号的频域分析

授课方式

理论课〔√〕实验课〔〕实习〔〕

教学时数

2

教学目的与要求

1、掌握数字信号各种变换之间的关系

2、掌握系统函数的零极点分布对系统的影响

3、了解matlab对系统零极点分析的方法

教学内容提要

时间分配

1、信号的各种变换之间的关系

2、系统函数的零极点分布的分析和MATLAB的应用

1学时

1学时

教学重点与难点

1、〔重点〕信号FT、ST与DTFT、ZT的关系

2、掌握拉氏平面与Z平面的对应关系

3、掌握系统函数的零极点分布对系统的影响。

4、了解MATLAB的零极点分析工具

讨论、练习、作业

1、信号的ST与ZT变换关系

2、系统的零极点分布在滤波器的设计中的应用。

教学手段

课堂讲授、提问〔ZT与ST的联系；零极点分布对系统因果稳定的影响〕、演示MATLAB在零极点分布与滤波器设计的应用

参考资料

1、MATLAB6.X信号处理，清华大学，2002

2、基于matlab的系统分析与设计—信号处理，楼顺天，XX电子科技大学，2000

3、?

数字混响器设计?

电子学报

4、SophoclesJ.Orfanidis著·IntroductionToSignalProcessing（信号处理导论影印版）·1999年1月第1版·清华大学

5、?

MatlabImplementationofReverberationAlgorithms?

DepartmentofElectronicEngineeringandmunications.UniversityofZaragoza

数字信号处理教案

周次

第3周，第1次课

备注

章节名称

第3章:

数字信号处理的DFS与DFT变换

授课方式

理论课〔√〕实验课〔〕实习〔〕

教学时数

2

教学目的与要求

1、掌握数字信号处理的DFS与FT、FST、DTFT之间的关系

2、掌握DFS与ZT的关系

3、掌握数字信号处理的DFS与DFT之间的关系

教学内容提要

时间分配

1、数字信号的DFS与FT、FST、DTFT的关系，DFS与ZT关系

2、掌握数字信号处理的DFS与DFT之间的关系

3、数字信号的频域采样的影响

4、分析DFS与DFT的关系

0．7学时

0.5学时

0.5学时

0.3学时

教学重点与难点

1、〔重点〕数字信号ZT与DFS的关系

2、〔重点、难点〕数字信号频域采样

3、〔重点、难点〕DFS与DFT的关系

讨论、练习、作业

1、信号的DFS变换

2、信号的DFS与ZT的关系

3、信号的频域采样对时域信号的影响

教学手段

课堂讲授、提问〔DFT与DFS的联系〕、MATLAB演示

参考资料

1、MATLAB6.X信号处理，清华大学，2002

2、基于matlab的系统分析与设计—信号处理，楼顺天，XX电子科技大学，2000

3、数字信号处理,X小虹，机械工业，2005

4、SophoclesJ.Orfanidis著·IntroductionToSignalProcessing（信号处理导论影印版）·1999年1月第1版·清华大学

数字信号处理教案

周次

第3周，第2次课

备注

章节名称

第3章:

数字信号处理的DFT与循环卷积

授课方式

理论课〔√〕实验课〔〕实习〔〕

教学时数

2

教学目的与要求

1、掌握DFT的计算、性质

2、掌握循环卷积

3、频率采样定理

教学内容提要

时间分配

1、DFT的计算、性质

2、频域采样定理

3、循环移位与循环卷积的计算

4、DFT的共轭对称性

0.5学时

0.3学时

0.9学时

0.3学时

教学重点与难点

1、〔重点〕DFT的计算

2、〔重点〕循环卷积、频域采样定理

讨论、练习、作业

1、线性卷积与循环卷积的区别

2、循环卷积的计算

3、频域采样定理

教学手段

课堂讲授、提问〔线性卷积与循环卷积的区别、采样定理〕、抽同学上前做题〔循环卷积的计算〕

参考资料

1、MATLAB6.X信号处理，清华大学，2002

2、基于matlab的系统分析与设计—信号处理，楼顺天，XX电子科技大学，2000

3、数字信号处理,X小虹，机械工业，2005

4、SophoclesJ.Orfanidis著·IntroductionToSignalProcessing（信号处理导论影印版）·1999年1月第1版·清华大学

数字信号处理教案

周次

第4周，第1次课

备注

章节名称

第3章:

数字信号处理的DFT的应用、数字信号处理的DFT参数计算

授课方式

理论课〔√〕实验课〔〕实习〔〕

教学时数

2

教学目的与要求

1、掌握数字信号处理的DFT的谱分析方法与问题

2、掌握DFT计算线性卷积的方法

3、掌握数字信号处理的DFT参数的计算

4、了解matlab环境下利用DFT进展谱分析的方法

教学内容提要

时间分配

1、数字信号的DFT的谱分析

2、DFT计算线性卷积

3、数字信号的DFT参数的计算

1.0学时

0.5学时

0.5学时

教学重点与难点

1、〔重点、难点〕DFT谱分析

2、〔重点〕DFT计算线性卷积

3、〔重点〕DFT参数的计算

讨论、练习、作业

1、如何理解DFT谱分析的近似性

2、DFT计算线性卷积

3、DFT参数的计算方法

教学手段

课堂讲授、提问〔DFT谱分析近似性的原因、DFT长度的截取方法〕、MATLAB演示

参考资料

1、MATLAB6.X信号处理，清华大学，2002

2、基于matlab的系统分析与设计—信号处理，楼顺天，XX电子科技大学，2000

3、数字信号处理,X小虹，机械工业，2005

4、SophoclesJ.Orfanidis著·IntroductionToSignalProcessing（信号处理导论影印版）·1999年1月第1版·清华大学

数字信号处理教案

周次

第4周，第2次课

备注

章节名称

第4章:

DIT_FFT、实序列的FFT运算

授课方式

理论课〔√〕实验课〔〕实习〔〕

教学时数

2

教学目的与要求

1、FFT运算量

2、DIT_FFT实现算法

3、理解实序列的FFT运算

教学内容提要

时间分配

1、FFT简少运算量的方法

2、DIT_FFT的实现方法

0.5学时

1.5学时

教学重点与难点

1、〔重点〕FFT的计算量

2、〔重点、难点〕DIT_FFT的实现方法、蝶型结运算

讨论、练习、作业

1、16点FFT的蝶型结运算方法

2、实序列的FFT运算

3、前期作业讲评

教学手段

课堂讲授、提问〔复数运算与对应实数运算的关系、旋转因子的特性〕、采用MATLAB演示DIT_FFT的效果。

参考资料

1、MATLAB6.X信号处理，清华大学，2002

2、基于matlab的系统分析与设计—信号处理，楼顺天，XX电子科技大学，2000

3、数字信号处理,X小虹，机械工业，2005

4、SophoclesJ.Orfanidis著·IntroductionToSignalProcessing（信号处理导论影印版）·1999年1月第1版·清华大学

数字信号处理教案

周次

第5周，第1次课

备注

章节名称

第6章:

IIR滤波器的设计

授课方式

理论课〔√〕实验课〔〕实习〔〕

教学时数

2

教学目的与要求

1、掌握滤波器的分类、技术指标

2、掌握IIR低通滤波器的设计方法

3、掌握巴特沃思模拟低通滤波器的设计

教学内容提要

时间分配

1、滤波器的技术指标

2、IIR滤波器的设计方法

3、滤波器的阶数的计算

4、技术指标的计算

0.5学时

0.5学时

0.5学时

0.5学时

教学重点与难点

1、〔重点〕滤波器技术指标的理解

2、〔重点〕滤波器阶数的计算

3、〔难点〕滤波器3dB截至频率的计算和指标的富裕量

讨论、练习、作业

讨论：

技术指标的物理含义、模拟与数字滤波器的关系

巴特沃思幅度平方函数与系统函数的关系、指标富裕量的含义

教学手段

课堂讲授、提问〔3dB截至频率的物理含义、选频滤波器的设计方法〕。

参考资料

1、MATLAB6.X信号处理，清华大学，2002

2、基于matlab的系统分析与设计—信号处理，楼顺天，XX电子科技大学，2000

3、数字信号处理,X小虹，机械工业，2005

4、SophoclesJ.Orfanidis著·IntroductionToSignalProcessing（信号处理导论影印版）·1999年1月第1版·清华大学

数字信号处理教案

周次

第5周，第2次课

备注

章节名称

第6章:

IIR滤波器的设计

授课方式

理论课〔√〕实验课〔〕实习〔〕

教学时数

2

教学目的与要求

1、掌握模拟高通、带通、带阻滤波器的设计方法

教学内容提要

时间分配

1、各种滤波器与低通滤波器的频率变换关系

2、各种滤波器的具体设计

1.0学时

1.0学时

教学重点与难点

1、〔重点〕各种滤波器与低通滤波器技术指标的变换关系、高通滤波器的去归一化

2、〔难点〕带通、带阻滤波器的设计

讨论、练习、作业

讨论：

高通滤波器去归一化的3dB截至频率与低通滤波器去归一化的差异；作业：

高通、带通滤波器的设计

教学手段

课堂讲授、提问〔高通、带通与低通滤波器的频谱关系〕、matlab演示具体设计步骤与设计效果。

参考资料

1、MATLAB6.X信号处理，清华大学，2002

2、基于matlab的系统分析与设计—信号处理，楼顺天，XX电子科技大学，2000

3、数字信号处理,X小虹，机械工业，2005

4、SophoclesJ.Orfanidis著·IntroductionToSignalProcessing（信号处理导论影印版）·1999年1月第1版·清华大学

数字信号处理教案

周次

第6周，第1次课

备注

章节名称

第6章:

IIR滤波器的设计

授课方式

理论课〔√〕实验课〔〕实习〔〕

教学时数

2

教学目的与要求

1、掌握双线性变换法设计数字低通滤波器

2、理解双线性变换法设计的缺点与改良方法

3、了解双线性变换法设计数字高通、带通、带阻滤波器

教学内容提要

时间分配

1、双线性变换的设计思路

2、双线性变换的模拟与数字角频率的关系；设计举例

3、双线性变换设计的改良方法、

2、双线性变换的设计数字高通、带通、带阻滤波器

0.7学时

0.5学时

0.5学时

0.3学时

教学重点与难点

1、〔重点〕双线性设计滤波器的思路

2、〔难点〕双线性变换公式;模拟与数字角频率的关系

3、〔难点〕双线性变换法的预畸变的理解

讨论、练习、作业

讨论：

双线性变换的S和Z平面的映射关系

双线性变换预畸变和非预畸变处理对滤波器的影响

作业：

双线性变换法设计低通、高通滤波器

教学手段

课堂讲授、提问〔S与Z的对应关系、双线性变换设计法的特点〕。

参考资料

1、MATLAB6.X信号处理，清华大学，2002

2、基于matlab的系统分析与设计—信号处理，楼顺天，XX电子科技大学，2000

3、数字信号处理,X小虹，机械工业，2005

4、SophoclesJ.Orfanidis著·IntroductionToSignalProcessing（信号处理导论影印版）·1999年1月第1版·清华大学

数字信号处理教案

周次

第6周，第2次课

备注

章节名称

第7章:

FIR滤波器的设计

授课方式

理论课〔√〕实验课〔〕实习〔〕

教学时数

2

教学目的与要求

1、理解FIR滤波器的根本性质

2、了解幅度函数与相位函数

3、理解4种类型的滤波器的特点

4、掌握FIR滤波器线性相位的充要条件、零点分布、线性相位构造图

教学内容提要

时间分配

1、FIR滤波器性能的根本性质

2、4种类型的滤波器

3、线性相位的充要条件、零点分布

4、线性相位构造

0.5学时

0.8学时

0.5学时

0.2学时

教学重点与难点

1、〔重点〕FIR滤波器性能的根本性质，4种类型的滤波器的设计特点

2、〔重点〕线性相位充要条件、零点分布

讨论、练习、作业

讨论：

4种类型的滤波器

作业：

线性相位构造图的绘制

教学手段

课堂讲授、提问〔4种类型滤波器的幅度函数特点〕。

参考资料

1、MATLAB6.X信号处理，清华大学，2002

2、基于matlab的系统分析与设计—信号处理，楼顺天，XX电子科技大学，2000

3、数字信号处理,X小虹，机械工业，2005

4、SophoclesJ.Orfanidis著·IntroductionToSignalProcessing（信号处理导论影印版）·1999年1月第1版·清华大学

数字信号处理教案

周次

第7周，第1次课

备注

章节名称

第7章:

FIR滤波器的设计

授课方式

理论课〔√〕实验课〔〕实习〔〕

教学时数

2

教学目的与要求

1、理解窗函数设计滤波器的方法

2、理解时间截取方法对滤波器的影响

教学内容提要

时间分配

1、窗函数设计滤波器的方法

2、时间截取方法与滤波器频谱的关系

1.0学时

1.0学时

教学重点与难点

1、〔重点〕窗函数设计法与其减小误差的方法

2、〔难点〕理解时间截取方法与频谱的关系

讨论、练习、作业

讨论：

吉布斯效应

教学手段

课堂讲授、matlab程序演示〔时间截取与频谱的关系〕。

参考资料

1、MATLAB6.X信号处理，清华大学，2002

2、基于matlab的系统分析与设计—信号处理，楼顺天，XX电子科技大学，2000

3、数字信号处理,X小虹，机械工业，2005

4、SophoclesJ.Orfanidis著·IntroductionToSignalProcessing（信号处理导论影印版）·1999年1月第1版·清华大学

数字信号处理教案

周次

第7周，第2次课

备注

章节名称

第7章:

FIR滤波器的设计

授课方式

理论课〔√〕实验课〔〕实习〔〕

教学时数

2

教学目的与要求

1、理解各种窗函数设计思路

2、掌握各种窗函数的实现方法，频谱特性，以与阻带最小衰减确实定

3、掌握窗函数设计数字低通、高通滤波器

教学内容提要

时间分配

1、各种窗函数的设计思路

2、各种窗函数的实现方法、频谱特性和阻带最小衰减

3、截取长度N奇偶的影响

4、数字低通、高通滤波器的设计

0.5学时

0.5学时

0.3学时

0.7学时

教学重点与难点

1、〔重点〕窗函数频谱的理解以与阻带最小衰减

2、〔难点〕窗函数的设计思路的理解

3、〔重点〕低通、高通滤波器的设计

4、〔重点〕截取长度N奇偶的影响

讨论、练习、作业

讨论：

各种窗的优缺点

高通、带通的关系

练习：

低通滤波器的设计

作业：

低通、高通滤波器的设计

教学手段

课堂讲授、MATLAB程序演示〔各种窗的实现方法以与频谱描述〕。

参考资料

1、MATLAB6.X信号处理，清华大学，2002

2、基于matlab的系统分析与设计—信号处理，楼顺天，XX电子科技大学，2000

3、数字信号处理,X小虹，机械工业，2005

4、SophoclesJ.Orfanidis著·IntroductionToSignalProcessing（信号处理导论影印版）·1999年1月第1版·清华大学

数字信号处理教案

周次

第8周

备注

章节名称

实验一：

模拟信号的采样、恢复与频谱FFT

授课方式

理论课〔〕实验课〔√〕实习〔〕

教学时数

2

教学目的与要求

1、能对模拟信号与频谱进展描述。

2、能对模拟信号采用不同的采样率进展离散化处理。

3、掌握信号离散后对频谱的影响，进一步理解奈奎斯特采样定理。

4、对离散后的信号采用零阶保持恢复为模拟信号，认识该方法的特点。

教学内容提要

时间分配

1、根本思路介绍

2、实验

0.2学时

1.8学时

教学重点与难点

1、〔重点〕FFT谱分析的理解

2、〔难点〕频谱泄漏与混叠的理解。

讨论、练习、作业

实验报告、分析实验现象

教学手段

简介、实验、点评

参考资料

1、MATLAB6.X信号处理，清华大学，2002

2、基于matlab的系统分析与设计—信号处理，楼顺天，XX电子科技大学，2000

3、数字信号处理,X小虹，机械工业，2005

4、SophoclesJ.Orfanidis著·IntroductionToSignalProcessing（信号处理导论影印版）·1999年1月第1版·清华大学

数字信号处理教案

周次

第9周

备注

章节名称

实验二：

IIR、FIR数字滤波器的设计

授课方式

理论课〔〕实验课〔√〕实习〔〕

教学时数

2

教学目的与要求

1.掌握双线性变换法设计IIR数字滤波器的具体设计方法与其原理，熟悉用双线性变换法设计低通、高通和带通IIR数字滤波器的计算机编程。

2.熟悉Butterworth滤波器的频率特性。

3.掌握用窗函数法，设计FIR滤波器的原理与方法；

4.熟悉线性相位FIR滤波器的幅频特性和相频特性；

5.了解各种不同窗函数对滤波器性能的影响；

6.比照IIR和FIR滤波器，比拟其区别。

教学内容提要

时间分配

1、根本思路介绍

2、实验

0.2学时

1.8学时

教学重点与难点

1、〔重点〕双线性法设计IIR滤波器

2、〔重点〕窗函数法设计FIR低通滤波器

3、〔难点〕滤波器指标的调整。

讨论、练习、作业

实验报告、分析实验现象

教学手段

简介、实验、点评

参考资料

1、MATLAB6.X信号处理，清华大学，2002

2、基于matlab的系统分析与设计—信号处理，楼顺天，XX电子科技大学，2000

3、数字信号处理,X小虹，机械工业，2005

4、SophoclesJ.Orfanidis著·IntroductionToSignalProcessing（信号处理导论影印版）·1999年1月第1版·清华大学