绪章绪论

熟悉并能阐述数字信号处理涉及的一些基本概念、基本内容，了解并能叙述数字信号处理的实现方法、主要优点及发展趋势。

●0.1数字信号处理的基本内容

熟悉并能阐述信息与信号的定义，信号的特征、获取方法与分类，信号处理的目的，数字系统处理模拟信号的大致过程；能阐述模拟信号的预处理、时域采样与恢复，时域离散信号与系统分析，数字信号处理中的快速算法，模拟滤波器和数字滤波器的分析、设计与实现等数字信号处理的基本内容。

●0.2数字信号处理的实现方法及主要优点

能理解并叙述数字信号处理的软件实现、专用硬件实现及软硬结合实现三种实现方法在实现原理、优缺点及应用方面的差异；能理解并叙述数字信号处理相对模拟信号处理的六大主要优点，模拟信号处理相对数字信号处理的两大优势，数字信号处理当前的研究热点以及处理方法的发展趋势。

第一章时域离散信号与系统

阐述常见信号与时域离散信号的表示方法，能够叙述线性时不变时域离散系统的基本定义、性质、输入输出关系与解法，能够进行时域离散信号与系统专业工程问题的时域分析，能分析过程的影响因素并获得有效结论。

●1.1模拟信号、时域离散信号和数字信号

能够叙述模拟信号、时域离散信号、数字信号三者之间的区别和联系，能够分析影响量化偏差的原因，能够阐述常用域离散信号的定义和特点，能够通过单位脉冲序列对任意序列进行表达，能够知晓周期序列的判断方式。

●1.2线性时不变时域离散系统

能够叙述线性时不变时域离散系统的基本定义、线性性质和时不变特性，能够阐述系统输出与单位脉冲响应之间的关系，能够通过图解法、解析法对系统输出在时域进行求解，能够鉴别系统的因果性和稳定性并得到有效结论。

●1.3线性常系数差分方程求解

能够阐述输入输出描述法的含义，能够知晓线性常系数差分方程的定义、表达形式，能够应用递推法和Matlab法求解线性常系数差分方程。

第二章时域离散信号和系统的频域分析

能够知晓时域离散信号和周期信号的傅里叶变换、周期信号的傅里叶级数的定义，能够阐述Z变换定义和性质、分析系统因果性和稳定性并计算输出响应，能够对时域离散信号与系统进行频域和影响因素分析并获得有效结论。

●2.1时域离散信号的傅里叶变换

能够知晓时域离散信号傅里叶变换的定义、存在条件，能够阐述时域离散信号的周期性、频域卷积定理、对称性，能叙述周期信号的傅里叶级数、傅里叶变换的定义，能知晓影响时域离散信号傅里叶变换的因素。

●2.2时域离散信号的Z变换

能够阐述时域离散信号Z变换的定义、存在条件，能够知晓Z变换与傅里叶变换的关系、Z变换的收敛域与序列特性之间的关系，能够叙述z变换的主要性质，能知晓影响Z变换的因素并得到有效结论。

●2.3时域离散信号的逆Z变换

能够知晓求解逆Z变换的部分分式法、围线积分法的基本原理，能够叙述留数辅助定理的定义和使用条件，能够通过逆Z变换求解原序列并得到有效结论。

●2.4利用Z变换对信号和系统进行分析

能够阐述系统的传输函数与系统函数的定义，能够根据系统函数的极点分布分析系统的因果性和稳定性，能够用Z变换求解系统的零状态响应、零输入响应、稳态响应和暂态响应，输出响应并得到有效结论。

●2.5几种特殊滤波器

能够鉴别几种特殊滤波器，使学生能结合各种滤波器的特点，进行时域离散信号与系统专业工程问题的频域分析，能分析过程的影响因素并获得有效结论。

第三章离散傅里叶变换（DFT）及其快速算法（FFT）

能够阐述离散傅里叶变换的定义及其物理意义，使用DFT的主要性质进行计算，能够阐述频域采样的定义和意义，叙述DFT的快速算法的设计原理，可以使用DFT（FFT）进行具体应用案例的计算和分析，通过学习，学生能分析应用离散傅里叶变换及快速算法的专业工程问题，能分析过程的影响因素并获得有效结论。

●3.1离散傅里叶变换的定义及其物理意义

能够简述DFT的发展背景、价值及意义；能够解释DFT的定义及物理意义、比较DFT与ZT、FT、DFS的关系。能够将相关知识和数学模型方法用于推演、分析专业工程问题。

●3.2DFT的性质

能够叙述DFT的主要性质的推导过程和原理，能够使用主要性质进行计算和分析，可以叙述DFT性质与DTFT性质的区别与联系，能够能够将相关知识和数学模型方法用于推演、分析专业工程问题。

●3.3频域采样

能够叙述频域采样与时域采样的关系与区别，可以阐述频域采样的推导过程，能够描述频域采样与DFT的关系，能够使用频域内插公式恢复原始信号，能够能够将相关知识和数学模型方法用于推演、分析专业工程问题及过程的影响因素，并获得有效结论。

●3.4DFT的快速算法-快速傅里叶变换

能够讨论直接计算DFT的特点及减少运算量的基本途径；能够计算基2FFT算法，能够能够将相关知识和数学模型方法用于推演、分析专业工程问题及过程的影响因素，并获得有效结论。

●3.5DFT（FFT）应用举例

能够使用DFT的性质和DFT的快速算法叙述计算线性卷积和谱分析的原理与步骤，并能完成相应的计算，能够能够将相关知识和数学模型方法用于推演、分析专业工程问题及过程的影响因素，并获得有效结论。

第四章模拟信号数字处理

熟悉并理解模拟信号数字处理原理、时域采样定理、带通信号的采样、A/D转换器、将数字信号转换成模拟信号、模拟信号的频谱分析。

●4.1模拟与数字信号的相互转换

熟悉并能阐述模拟信号数字处理原理，模拟信号数字处理的必要性，能够描述对模拟信号进行理想采样的时域过程、频域过程，理想采样信号的频谱与模拟信号频谱的关系，时域采样定理。 能够区别模拟信号与时域离散信号、数字信号，熟悉并阐述时域离散信号与理想采样信号的关系，时域离散信号的频域与理想采样信号频谱的关系，时域离散信号频谱特点。

●4.2模拟信号的频谱分析

熟悉并能阐述对模拟信号进行频谱分析的原理，能够应用DFT（FFT）对模拟信号和周期信号进行谱分析，能够描述误差来源与解决方法。

第五章信号的相关函数和功率谱

能够阐述互相关函数和自相关函数的定义、周期信号的相关性、相关函数的性质、输入输出信号的相关函数、信号的能量谱密度和功率谱密度、相关函数的应用，能够利用信号的相关函数和功率谱的知识，分析工程问题并获得有效结论。

●5.1信号的相关函数及应用

能够简述互相关函数和自相关函数的定义、周期信号的相关性；能够区别信号的能量谱密度和功率谱密度；能够识别相关函数的性质、输入输出信号的相关函数；能够描述相关函数的应用领域；能够利用信号的相关函数和功率谱的知识，分析工程问题并获得有效结论。

第六章IIR数字滤波器（IIRDF）设计

本章介绍模拟滤波器以及IIR数字滤波器的设计方法，只要滤波器设计的概念清楚，以正确的指标参数调用相应的滤波器设计程序或工具箱函数，便可得到正确的设计结果。因此，滤波器的基本概念及滤波器的基本设计方法就显得尤为重要。 通过学习要求能够分类描述数字滤波器及其设计方法、数字滤波器的种类、理想数字滤波器、高通、带通和带阻IIRDF；能够讨论模拟滤波器设计指标并设计高通、带通及带阻滤波器；能够比较和设计五种类型模拟滤波器和IIRDF；能应用IIRDF的设计方法开展数字滤波器的设计，并能分析影响滤波器设计方案的多种因素。使学生能设计IIRDF，知晓相关影响因素，能分析解释相关实验结果并获得有效结论。

●6.1数字滤波器设计的基本概念

能够简述数字滤波器及其设计方法、数字滤波器的种类、分析理想数字滤波器的种类和原理，并能分析影响滤波器设计方案的多种因素。

●6.2模拟滤波器设计

能够叙述模拟滤波器设计指标的推导过程和原理，能够使用主要步骤进行计算和分析，可以设计并叙述五种模拟滤波器的区别与联系，能阐述低通到其他三类滤波器的模拟频域转换的方法和步骤，能对设计结果进行分析和解释，并通过信息综合得到合理有效的结论。

●6.3IIR数字滤波器设计

能够叙述数字滤波器和模拟滤波器的关系与区别，可以阐述模拟滤波器到数字滤波器转换的推导过程，能够描述脉冲响应不变法与模拟系统函数的关系，能够分析双线性变换法的原理及其与脉冲响应不变法的联系，能够分析影响滤波器设计方案的多种因素，并对设计结果进行分析和解释，并通过信息综合得到合理有效的结论。

第七章FIR数字滤波器（FIRDF）设计

能够区别FIR滤波器与IIR滤波器，能够阐述线性相位FIRDF及其特点、用窗函数法设计FIRDF的基本方法、典型窗函数；能够讨论窗函数法的设计性能、频率采样设计的基本概念、逼近误差及改进措施；能够叙述窗函数法设计FIRDF的步骤、设计线性相位特性FIRDF的频率采样设置原则。使学生能设计FIR数字滤波器，知晓相关影响因素，能分析解释相关实验结果并获得有效结论。

●7.1线性相位FIRDF及其特点

能够区别FIR滤波器与IIR滤波器，能够阐述线性相位FIRDF及其特点、能够叙述设计线性相位特性FIRDF的时域特性、频率特性及零点分布特点。

●7.2用窗函数法设计FIRDF

能够阐述窗函数法设计思想，能够应用窗函数设计FIRDF的基本方法并进行设计性能分析。 能够阐述典型窗函数，能够叙述窗函数法设计FIRDF的步骤，使学生能设计FIR数字滤波器，知晓相关影响因素，能分析解释相关实验结果并获得有效结论。

●7.3利用频率采样法设计FIRDF

能够阐述频率采样法的设计思想，能够讨论逼近误差及改进措施；能够使用频率采样法设计线性相位特性FIRDF的参数设置方法；FIRDF与IIRDF的性能、结构、设计工具等方面的比较。使学生能设计FIR数字滤波器，知晓相关影响因素，能分析解释相关实验结果并获得有效结论。

第八章时域离散系统的实现

能够叙述时域离散系统网络结构的定义，能阐述FIR滤波器的直接型结构、级联型结构、线性相位结构、频率采样结构的特点及递归实现方法，能阐述IIR滤波器的直接型、级联型、并联型、转置型网络结构的特点，能用软件实现常见网络结构，能够解释数字信号处理中的量化效应。使学生能设计时域离散系统的网络结构，知晓相关影响因素，能分析解释相关实验结果并获得有效结论。

●8.1网络结构

能够叙述时域离散系统网络结构的定义，掌握数字信号网络结构中的基本运算单元。

●8.2FIR网络结构

能够阐述FIR滤波器的直接型结构、级联型结构、线性相位结构、频率采样结构的特点及递归实现方法，使学生能设计时域离散系统的FIR网络结构，知晓相关影响因素，能分析解释相关实验结果并获得有效结论。

●8.3IIR网络结构

能够阐述IIR滤波器的直接型、级联型、并联型、转置型网络结构的特点，使学生能设计时域离散系统的IIR网络结构，知晓相关影响因素，能分析解释相关实验结果并获得有效结论。

●8.4量化及量化效应（上）

能够阐述量化效应，分析数字信号处理中的量化效应。

●8.5量化及量化效应（下）

能够分析数字信号处理中的A/DC中量化效应、数字网络中参数量化效应、数字网络中运算量化效应等。

第九章工程应用案例

能够阐述数字信号处理在双音多频拨号系统、音乐信号处理系统中应用的主要原理与方法，能将数字信号处理的设计开发方法与技术用于工程实践，知晓相关影响因素，能分析解释相关实验结果并获得有效结论。

●9.1数字信号处理在双音多频拨号系统中的应用

能够叙述双音多频信号的构成、产生与检测及戈泽尔检测算法的主要原理，能知晓双音多频信号DFT参数选择的影响因素及选取原则，能设计双音多频信号的模拟实验，并能分析解释相关实验结果并获得有效结论。

●9.2数字信号处理在音乐信号处理中的应用

能够阐述实现音乐信号延时与混响的时域处理原理与方法，能够阐述实现音乐信号频率改变的一阶滤波器与斜坡滤波器、二阶滤波器与均衡器、图形均衡器的原理与方法，能知晓影响音乐信号时域处理与频域处理相关效果的影响因素。

第十章实验

完成系统响应及系统稳定性、时域采样与频域采样两个设计性实验， IIR数字滤波器设计、FIR数字滤波器设计两个综合性实验，选做用FFT对信号作频谱分析、双音多频信号的识别与仿真两个实验。在MATLAB软件环境下编写、调试实现程序，完成规定的信号分析与滤波器设计实验任务，并对实验结果进行分析与解释，运用信息综合获得有效结论。

●10.1实验1：系统响应及系统稳定性

使用MATLAB计算线性时不变系统的脉冲响应、计算卷积、得到系统的输出响应，判断系统的稳定性。

●10.2实验2：时域采样与频域采样

使用MATLAB对时域离散系统进行时域和频域采样分析，结合时域采样理论和频域采样理论分析系统的特性。

●10.3实验3：IIR数字滤波器设计

使用MATLAB设计基于双线性变换法的IIR滤波器，获取滤波器输入输出信号的时域波形及其频谱。

●10.4实验4：FIR数字滤波器设计

使用MATLAB设计基于窗函数法的FIR滤波器、基于等波纹最佳逼近法的FIR滤波器，实现FIR滤波器的快速卷积。

●10.5实验5：用FFT对信号作频谱分析

用FFT对连续信号和时域离散信号进行频谱分析，分析可能出现的误差及其原因。

●10.6实验6：双音多频信号的识别与仿真

利用matlab代码实现双音多频信号的产生与识别仿真，任意输入11位手机号码，绘制出相应的幅度谱。