《数字信号处理》课程教学大纲

 

课程编号：43090230                                适用专业：生物医学工程

学 时 数：48（上机8）                学 分 数：3

先修课程：《信号与系统》、《脉冲与数字电路》

考核方式：闭卷考试

执 笔 者：李永杰                              编写日期：2007年12月

 

一、课程性质和任务

《数字信号处理》是一门理论与实践、原理与工程应用紧密结合的重要专业基础课。通过本课程的学习可以培养学生熟练掌握离散时间信号和系统的基本理论、基本分析方法，了解数字滤波、数字频谱分析等数字信号处理的主要工程应用，了解“数字信号处理”这一技术领域的概貌，初步建立起有关‘数字信号处理’的基本概念，掌握基本分析方法，为后续课程及从事信息处理等方面有关的研究工作打下基础。本课程对于“生物医学工程”、“电子信息工程”、“通信工程”等专业的学生都是必备的重要专业基础课。

 

二、课程教学内容和要求

1.       课堂教学：（40学时）

（1）绪论：（2学时）

数字信号处理的研究对象、目的与应用；数字信号处理的基本组成与主要内容、特点与发展概况。

（2）时域离散系统与Z变换：（8学时）

离散时间信号序列；Z变换与逆Z变换；Z变换性质；序列的傅立叶变换；离散时间系统与差分方程；时域连续信号的采样与采样定理。

（3）离散傅立叶变换（DFT）：（8学时）

离散傅立叶级数（DFS）；离散傅立叶变换（DFT）与逆变换（IDFT）；DFT的基本定理与性质；利用离散傅立叶变换做谱分析；利用离散傅立叶变换做线性卷积。

（4）快速傅立叶变换（FFT）：（4学时）

DFT运算特点与FFT基本概念；时间抽选FFT算法；频域抽选FFT算法；逆FFT算法。

（5）数字滤波器结构：（6学时）

无限冲激响应（IIR）系统的基本网络结构；有限冲激响应（FIR）系统的基本网络结构；线性相位FIR系统的网络结构；FIR系统的频率取样结构。

（6）数字滤波器的频域设计：（8学时）

模拟滤波器设计；IIR滤波器的间接设计法；数字滤波器的频率变换；IIR滤波器的频域直接法设计；FIR滤波器的设计。

（7）数字系统中的有限字长效应：（4学时）

二进制数的表示及量化误差；A/D变换中的量化误差；数字系统运算量化噪声的统计分析；数字系统的系数量化效应；FFT运算中的有限字长效应。

 

2.      实验教学：（8学时）

      （1）实验（上机）平台：MATLAB。

 

      （2）实验内容：

确定信号的谱分析；（2学时）

数字滤波的时域实现；（2学时）

IIR数字滤波器工程设计；（2学时）

FIR数字滤波器工程设计。（2学时）

 

三、建议教材及参考资料

1.    教材：

    《数字信号处理—基于计算机的方法》（第3版），孙洪 等译，(美)Mitra著，电子工业出版社，2006.6

2.    参考资料：

（1）《数字信号处理教程》，程佩青，北京:清华大学出版社，1995

（2）《现代信号处理》，张贤达. 北京: 清华大学出版社, 1995

（3）《离散时间信号分析和处理》应启珩，清华大学出版社，2001

（4）《Discrete-time Signal Processing》Oppenheim A V and Schafer R W，1989

（5）《Digital Signal Processing》Oppenheim A V and Schafer R W，1975