数字信号处理
数字信号处理
1万+ 人选课
更新日期:2025/04/29
开课时间2024/09/02 - 2025/01/12
课程周期19 周
开课状态已结课
每周学时-
课程简介

随着大数据、云计算、人工智能等新技术的出现,信息学科得到空前的发展。对信号的处理和分析,已经成为多学科和多领域专家、学者和技术人员共同关心的技术问题。作为信号处理与分析的重要方面,数字信号处理也从单一的信息学科专业方向,演变成一个在自然科学和社会科学等诸多领域都受到重视的学科方向。

 数字信号处理课程是高等工科院校通信与电子信息类专业的一门重要专业核心课程,该课程主要讲授离散时间信号、数字信号及系统的基本理论、原理和实现方法。本课程是一门多学科交叉、理论性和实践性都很强的综合性课程。授课内容主要包括分别为时域离散信号和时域离散系统、时域离散信号和系统的频域分析、离散傅里叶变换(DFT)、快速傅里叶变换(FFT)、数字滤波器的网络结构、无限脉冲响应数字滤波器的设计、有限脉冲响应数字滤波器的设计、数字信号处理的应用。通过本课程的学习,可以为学生后续专业课程,如信号采集和信号检测、数字图像处理、通信原理、数字语音处理、统计信号处理和DSP原理及应用等课程的学习打下基础,也为进一步研究现代数字信号处理理论与实现技术提供支持。

课程大纲

第一周 数字信号处理绪论、信号的采样及恢复

1-1 数字信号处理绪论

2-1 信号的采样

2-2 信号的恢复

信号采样的动画示例

数字信号处理绪论、信号的采样及恢复

数字信号处理绪论、信号的采样及恢复

第二周 序列的概念及其运算和表示、线性非移变系统

2-3 序列的概念

2-4 序列的运算和表示

2-5 线性非移变系统

线性卷积运算的动画示例

序列的概念及其运算和表示、线性非移变系统

序列的概念及其运算和表示、线性非移变系统

第三周 系统的因果稳定性、线性常系数差分方程、序列傅里叶变换

2-6 系统的因果稳定性

2-7 线性常系数差分方程

3-1 序列傅里叶变换

序列的因果稳定性、线性常系数差分方程、序列傅里叶变换

第四周 序列的傅里叶变换的性质、序列的z变换及逆z变换

3-4 序列的z逆变换

3-2 序列的傅里叶变换的性质

3-3 序列的z变换

序列的傅里叶变换的性质及z变换

第五周 系统函数与系统频率响应函数、频率响应的几何确定法及傅里叶变换的几种形式

3-5 系统函数与系统频率响应函数

3-6 频率响应的几何确定法

4-1 傅里叶变换的几种形式

频率响应几何确定法动画

系统函数与系统频率响应函数、频率响应的几何确定法及傅里叶变换的几种形式

系统函数与系统频率响应函数、频率响应的几何确定法及傅里叶变换的几种形式

第六周 离散傅里叶级数、离散傅里叶变换及其对称性

4-2 DFS的定义、性质和物理意义

4-3 离散傅里叶变换

4-4 DFT的性质——DFT的对称性

离散傅里叶级数、离散傅里叶变换及其对称性

第七周 离散傅里叶变换的圆周卷积、直接计算DFT的改进方法

4-4 DFT的性质——圆周卷积

4-4 DFT的性质——圆周相关

5-1 直接计算DFT的改进方法

圆周卷积与线性卷积关系动画

频率采样恢复动画

离散傅里叶变换的圆周卷积、直接计算DFT的改进方法

离散傅里叶变换的圆周卷积、直接计算DFT的改进方法

第八周 DIT-FFT的原理及运算特点、DIF-FFT的原理

5-2 DIT-FFT的运算原理

5-3 DIT-FFT的运算特点

5-4 DIF-FFT的运算原理

DIT-FFT的原理及运算特点、DIF-FFT的原理

第九周 DIF-FFT的运算特点、FFT的应用、IIR滤波器

5-5 DIF-FFT的运算特点&IFFT

5-6 FFT的应用

6-1 IIR滤波器(直接Ⅰ型、直接Ⅱ型)

重叠相加法动画

重叠保留法动画

DIF-FFT的运算特点、FFT的应用、IIR滤波器

第十周 IIR滤波器及FIR滤波器结构

6-2 IIR滤波器(级联型、并联型)

6-3 FIR滤波器结构(直接型、级联型、快速卷积)

6-4 FIR滤波器结构(线性相位和频率采样型)

直接I型转直接II型结构动画

直接II型变转置结构动画

IIR滤波器及FIR滤波器结构

第十一周 数字滤波器设计的技术指标、冲击响应不变法、双线性变换法

7-1 数字滤波器设计的技术指标

7-2 冲击响应不不变法

7-3 双线性变换法

双线性变换设计滤波器的滤波过程动画

数字滤波器设计的技术指标、冲击响应不变法、双线性变换法

第十二周 Butterworth、Chebyshev低通、IIR滤波器设计

7-4 Butterworh低通逼近

7-5 Chebyshev低通逼近

7-6 IIR数字滤波器的设计及其MATLAB实现

Butterworth、Chebyshev低通、IIR滤波器设计

第十三周 窗函数设计法及各种窗函数介绍、FIR数字滤波器设计

8-1 窗函数设计法

8-2 各种窗函数介绍

8-3 FIR数字滤波器设计举例

吉布斯效应动画

信号加窗效果动画

窗函数设计法及各种窗函数介绍、FIR数字滤波器设计

第十四周 窗函数及线性FIR滤波器、频率响应法

8-4 窗函数与线性相位FIR数字滤波器的MATLAB实现

8-5 频率采样法设计matlab

利用窗函数和频率采样设计FIR滤波器动画

窗函数及线性FIR滤波器、频率响应法