全部课程 >数字信号处理(48学时)    Digital Signal Processing

课程基本信息

课程编码:04B30280

课程类别:未设置

先修课程:高等数学、电路、信号与系统、程序设计、微机原理

适用专业:电子信息工程、通信工程、信息工程

开课院部:电气信息学院

课程负责人:杨述斌
课程教学团队:
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课程展示


课程简介

数字信号处理(DSP)是研究数字序列信号的表示方法,并对信号进行运算,以提取包含在其中的有用信息便于应用的一门学科。通过本课程的学习使学生系统地学习数字信号处理的基本概念、原理和方法,包括离散信号的基本运算、Z变换,数字系统的频域分析,离散傅里叶分析,快速傅里叶算法和实现、数字滤波器的原理和实现等;配以实践练习,掌握对实际信号和系统进行数字分析的基本方法,训练解决实际问题的能力,并具有应用信号处理基本原理和方法,来理解和掌握信号处理新方法和技术的本领,并能学会应用数字信号处理的两个主要工具——快速傅里叶变换和数字滤波器,从而为进一步从事数字信号处理相关的学习和工作打下理论和实践基础。

Digital Signal Processing (DSP) is a method to study the representation of digital sequence signals, and it is an effective method to extract the useful information contained in it through basic operation of signal. Through the course of learning students can learn basic concepts, the principle of Digital Signal Processing and method of basic operations, including discrete signal basic operations, Z transform discrete signal, frequency domain analysis of digital systems, discrete Fourier analysis, fast Fourier algorithm and principle, realization of digital filter; With practice, students can master the basic method of digital the analysis of actual signal and system, obtain ability to solve practical problems, and have the application of signal processing principle and method, to understand and grasp the new signal processing methods and technical skills, and two main tools to learn the application of digital signal processing, fast Fourier transform and digital filter, so as to further engage in under the theory and practice of digital signal processing based on related study and work.

课程教学要求

序号

专业毕业要求

课程教学要求

关联程度

1

工程知识

 

 

2

问题分析

利用数学工具对信号处理的实际问题进行建模。

M

3

设计/开发解决方案

能够采用系统方法针对信号处理具体的问题给出解决方案,按照明确的特定需求设计滤波器。

H

4

研究

能通过对信号处理系统进行分析、综合得到系统的功能分析和满足具体条件的对应设计结果。

H

5

使用现代工具

能应用MATLAB或其他开发工具实现信号处理的具体处理

H

6

工程与社会

 

 

7

环境和可持续发展

 

 

8

职业规范

 

 

9

个人和团队

 

 

10

沟通

能够就信号处理的相关问题与同行进行有效沟通,能查阅文献撰写对应的设计报告。

L

11

项目管理

 

 

12

终身学习

 

 

课程教学内容

章节

名称

主要内容

重难点关键词

学时

类型

绪论

1.数字信号处理的概念

2.数字信号处理的学科概貌及研究内容

3.数字信号处理系统的基本组成与实现方式

4.应用领域与发展现状

 

1.学科概貌

2.研究内容

3.发展历程

2

理论讲授

离散时间信号与系统

1.系统的线性、时不变性、因果性、稳定性的判断及充要条件

2.线性卷积的计算及性质

3.系统的差分方程与单位取样响应的关系

4.时域抽样理论

1.系统特性

2.线性卷积

3.抽样理论

6

理论讲授

离散时间信号与系统的频域分析

1.序列傅里叶变换的定义及性质

2.Z变换及收敛域的求解

3.逆Z变换求解

4.利用系统函数求解零、极点,判断系统的因果性和稳定性

5.z变换对离散系统的分析

1.DTFT

2.Z变换

3.系统函数

4.零极点

6

理论讲授

离散傅里叶变换

1.傅里叶变换的几种形式

周期序列的离散傅里叶级数及性质

2.离散傅里叶变换(DFT)及性质

频域抽样理论

1.DFS

2.DFT

3.循环卷积

8

理论讲授

快速傅里叶变换

1.直接计算DFT的问题和改善其运算效率的基本途径

2.按时间抽取的FFT算法和按频率抽取的FFT算法

3.快速傅里叶反变换

4.快速傅里叶变换FFT的应用

5.快速傅里叶变换算法程序设计及实例实现

6.线性调频Z变换(Chirp-Z变换)算法

 

1.运算量估算

2.时间抽取算法

3.频率抽取算法

4.快速反变换

8

理论讲授

数字滤波网络

 

  1. 数字滤波器概述
  2. IIR滤波器基本网络结构
  3. FIR滤波器基本网络结构

 

1.数字滤波器

2.网络结构

5

理论讲授

数字滤波器的设计

1.数字滤波器设计概述

2.无限冲激响应数字滤波器的设计

3.有限冲激响应数字滤波器设计

 

1.冲激响应不变法

2.双线性不变法

3.窗函数

10

理论讲授

数字信号处理中的有限字长效应

1.数的表示及其运算对量化的影响

2.输入信号的量化误差

3.数字滤波器的系数量化误差和数字滤波器的运算误差

 

1.量化误差

2.运算误差

3

理论讲授

考核要求及成绩评定

序号

成绩类别

考核方式

考核要求

权重(%)

备注

1

期末成绩

期末考试

闭卷

50-70%

依据采用的平时成绩的百分比取对应值,合计中权重为1

2

平时成绩

平时表现

出勤状况

15%

缺席三分之一课时学习不得参加课程考核

3

分组讨论

1-2次

10%

以小组讨论表现和自我评价

4

平时作业

作业情况

15%

每次作业分A、B、C、D

5

课程论文

1次

10%

优、良、中、及格、不及格

学生学习建议

1. 关注信号处理的技术发展;

2. 在网上观看数字信号处理课程的国家级或省级精品资源共享课或视频公开课。

课程改革与建设

该课程为武汉工程大学校级精品课程,在考核方式上改革形式为平时+期末。相对于过去以期末考试成绩为主的考试方式,改为平时形成性评价和期末终结性评价相结合的考核方式,加大对学生平时学习进行了鼓励和过程管理,更能反映学生对课程的综合学习效果及应用能力水平。平时对学生的考核内容包括出勤情况、作业状况、分组讨论、课程论文等方面,占总评成绩的50%。期末考试成绩占总评成绩的50%。

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