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数字信号处理

课程代码:SS113038,QZ111007

课程负责人: 蒋萍
共建教师:
课程建设:省级优质课程 开课学院:自动化与电气工程学院

开课时间:2019年06月26日 学习人数:48人
有效时间: 永久有效 评分:
课程简介

  数字信号处理是面向电子信息学科的一门专业基础课,它的基本概念、基本分析方法已经渗透到了信息与通信工程、电路与系统、集成电路工程、生物医学工程、物理电子学、导航、制导与控制、电磁场与微波技术、水声工程、电气工程、动力工程、航空工程,环境工程等领域。它是利用计算机或通用(专用)信号处理设备、采用数值计算的方法对信号进行处理的一门学科,包括滤波、变换、压缩、扩展、增强、复原、估计、识别、分析、综合等加工处理,以达到提取有用信息、便于应用的目的。由于数字信号处理相对于模拟信号处理具有高灵活性、高精度和高稳定性、便于大规模集成等诸多优点,伴随着超大规模集成电路(VLSI)的出现和迅猛发展在理论和应用方面快速发展和完善,在许多应用领域中取代了传统的模拟信号处理方法,并且还开辟出许多新的应用领域。基于高速数字计算机和超大规模数字集成电路的新算法、新实现技术、高速器件、多维处理和新的应用成为DSP学科发展方向和研究热点。由于DSP应用非常广泛(如,语音、生物医学工程、声学、雷达、地震、通信、遥感遥测等),各个领域都需要大量高素质的DSP研究开发人才,所以数字信号处理课程得到学术界和大专院校的高度重视,并达到高度发展和逐步完善的水平。

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教学大纲

教学内容

知道

理解

掌握

学会

绪言

1.1 数字信号处理的基本概念

1.2 数字信号处理的特点

1.3数字信号处理的实现方法

 

 

 

 

 

 

2 离散信号和系统的时域分析

2.1时域离散信号分析

2.2时域离散系统分析

2.3时域离散系统的输入输出描述法

2.4模拟信号数字处理方法

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 离散信号和系统的频域分析

3.1序列傅立叶变换的定义及性质

3.2周期序列的傅立叶级数及傅立叶变换表示

3.3时域离散信号的傅立叶变换与模拟信号的傅立叶变换之间关系

3.4序列的Z变换

3.5利用Z变换分析信号与系统的频域特性

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 离散傅立叶变换(DFT

4.1离散傅立叶变换的定义

4.2离散傅立叶变换的基本性质

4.3频率域采样

4.4DFT的应用举例

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 快速傅立叶变换(FFT

5.12FFT算法

5.2进一步减少运算量的措施

5.3分裂基FFT算法

5.4离散哈特莱变换(DHT

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

时域离散系统的基本网络结构与状态变量分析法

6.1信号流图表示网络结构

6.2无限长脉冲响应基本网络结构

6.3有限长脉冲响应基本网络结构

6.4状态变量分析法

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

无限脉冲响应数字滤波器的设计

7.1滤波器的基本概念

7.2模拟滤波器的设计

7.3用脉冲响应不变法设计IIR数字滤波器

7.4用双线性变换法设计IIR数字滤波器

7.5IIR数字滤波器优化设计法

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

有限脉冲响应数字滤波器的设计

8.1线性相位FIR数字滤波器的条件和特点

8.2窗函数法设计FIR滤波器

8.3频率采样法设计FIR滤波器

8.4切比雪夫逼近法设计FIR滤波器

8.5 IIRFIR滤波器的比较

 

 

 

 

 

 

 

 

 

其它类型的数字滤波器

9.1几种特殊的滤波器

9.2格型滤波器

9.3简单整系数数字滤波器

9.4采样转换滤波器

 

 

 

 

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教学团队

数字信号处理是控制科学与工程与控制工程专业的专业基础课。本课程以信号分解、系统描述为主线,结合语音信号处理、数字图像处理等信号处理方法与系统,讲解离散时间信号与系统理论基础、数字滤波器设计与实现、数字频谱分析;制作了图片、知识导图,辅助学习;此外,给出了基于MATLAB的图像显著区域识别、水泥生料成分分析、语音除噪等实例,巩固基础理论、提升工程能力。