课程简介
数字信号处理课程是电子信息类专业的学科与专业基础课程，在整个专业课程体系中起着承上启下的作用，是信号处理理论的重要组成部分。
数字信号处理课程和各种新技术密切相关，其理论性和实践性都非常强，与工程应用紧密衔接。通过课程的学习，学生对其所涉及的时域离散信号与系统的时域频域分析方法、数字滤波器设计等内容能够熟练掌握并灵活运用，为后续“通信原理”、“DSP技术”、“数字图像处理”、“模式识别”等相关课程的学习奠定基础，培养学生分析与解决实际工程问题的能力。
课程教学内容包括六个模块：数字信号处理基础知识模块、时域离散信号和系统的频域分析模块、时域离散信号与系统DFT分析模块、利用FFT对离散信号与系统进行快速运算模块、IIR数字滤波器设计及实现结构模块、FIR数字滤波器设计及实现结构模块。
在网络飞速发展的时代，在线课程以其灵活性、便捷性的特点，逐渐成为现代教育的趋势。本课程既可以作为线上课程进行学习，也可以和线下教学相结合进行混合式教学，达到提高学生学习兴趣，锻炼学生自主学习、主动学习之能力的目的。
数字信号处理课程是河北工业大学资源共享优质课程。教学梯队老中青相结合，爱岗敬业，立德树人，具有丰富的教学经验。主讲教师包括省级教学名师，优秀任课教师，课堂教学质量优秀教师，元光学者。王宝珠教授负责第一、第二模块内容的讲解，王霞教授负责第三、第四模块内容的讲解，刘翠响副教授负责第五模块内容的讲解，曾成副教授负责第六模块内容的讲解，廉玉东副教授、马杰讲师负责拓展模块。
课程大纲
课程简介
一 数字信号处理基础知识
1-0 内容简介
1-1 时域离散信号的表示与运算
1-2 LTI时域离散系统
1-3 系统初始状态对输出的影响
1-4 模拟信号数字处理方法
第一模块测试题
二 时域离散信号和系统的频域分析
2-0 内容简介
2-1 序列的傅里叶变换
2-2 序列傅里叶变换的性质
2-3 周期序列离散傅里叶级数与傅里叶变换的表示
2-4 时域离散信号FT与模拟信号FT之间的关系
2-5 序列的Z变换及其逆变换
2-6 序列Z变换的性质
2-7 利用Z变换求解差分方程
2-8 利用系统函数的极点分布分析系统的因果性和稳定性
2-9 利用Z变换定性分析系统特性
第二模块测试题
三 时域离散信号与系统DFT分析
3-0 内容简介
3-1 序列的离散傅里叶变换
3-2 DFT与Z变换、傅里叶变换的关系
3-3 离散傅里叶变换的隐含周期性
3-4 离散傅里叶变换的性质
3-5 循环卷积计算
3-6 频率域采样
3-7 利用DFT计算线性卷积
3-8 利用DFT对信号进行谱分析
第三模块测试题
四 利用FFT对离散信号与系统进行快速运算
4-0 内容简介
4-1 采用快速傅里叶变换的原因
4-2 减少DFT运算量的途径
4-3 时域抽取法基2FFT
4-4 频域抽取法基2FFT
4-5 基2FFT算法运算量及运算规律
4-6 进一步减少运算量的措施
第四模块测试题
五 IIR数字滤波器设计及实现结构
5-0 内容简介
5-1 数字滤波器介绍
5-2 滤波器技术指标
5-3 巴特沃斯模拟低通滤波器
5-4 切比雪夫模拟低通滤波器
5-5 脉冲响应不变法设计IIR数字低通滤波器
5-6 双线性变换法设计IIR数字低通滤波器
5-7 数字各型滤波器的设计
5-8 由信号流图求网络系统函数
5-9 IIR系统基本网络结构
5-10 IIR数字滤波器的工程应用
5-11 IIR数字滤波器的量化误差
第五模块测试题
六 FIR数字滤波器设计及实现结构
6-0 引言
6-1 线性相位FIR滤波器的条件与特点
6-2 线性相位FIR滤波器的零点分布
6-3 FIR数字滤波器的基本实现结构
6-4 FIR数字滤波器的频率采样结构
6-5 格型网络结构
6-6 窗函数法设计线性相位FIR滤波器的原理
6-7 典型窗函数及其特性
6-8 窗函数法设计线性相位FIR数字滤波器步骤
6-9 频率采样法设计线性相位FIR滤波器
6-10 频率采样法的逼近误差及其改进措施
6-11 等波纹最佳逼近法设计FIR数字滤波器
6-12 FIR数字滤波器的工程应用
6-13 FIR滤波器和IIR滤波器比较
第六模块测试题
实验
实验一
实验二
实验三
实验四
深度思考讨论
知识图谱展示
拓展模块
模拟信号数字处理 学案
DFT应用 学案
课程拓展讨论
微课
课后拓展内容
习题
考试
一 数字信号处理基础知识
1-0 内容简介
1-1 时域离散信号的表示与运算
1-2 LTI时域离散系统
1-3 系统初始状态对输出的影响
1-4 模拟信号数字处理方法
第一模块测试题
二 时域离散信号和系统的频域分析
2-0 内容简介
2-1 序列的傅里叶变换
2-2 序列傅里叶变换的性质
2-3 周期序列离散傅里叶级数与傅里叶变换的表示
2-4 时域离散信号FT与模拟信号FT之间的关系
2-5 序列的Z变换及其逆变换
2-6 序列Z变换的性质
2-7 利用Z变换求解差分方程
2-8 利用系统函数的极点分布分析系统的因果性和稳定性
2-9 利用Z变换定性分析系统特性
第二模块测试题
三 时域离散信号与系统DFT分析
3-0 内容简介
3-1 序列的离散傅里叶变换
3-2 DFT与Z变换、傅里叶变换的关系
3-3 离散傅里叶变换的隐含周期性
3-4 离散傅里叶变换的性质
3-5 循环卷积计算
3-6 频率域采样
3-7 利用DFT计算线性卷积
3-8 利用DFT对信号进行谱分析
第三模块测试题
四 利用FFT对离散信号与系统进行快速运算
4-0 内容简介
4-1 采用快速傅里叶变换的原因
4-2 减少DFT运算量的途径
4-3 时域抽取法基2FFT
4-4 频域抽取法基2FFT
4-5 基2FFT算法运算量及运算规律
4-6 进一步减少运算量的措施
第四模块测试题
五 IIR数字滤波器设计及实现结构
5-0 内容简介
5-1 数字滤波器介绍
5-2 滤波器技术指标
5-3 巴特沃斯模拟低通滤波器
5-4 切比雪夫模拟低通滤波器
5-5 脉冲响应不变法设计IIR数字低通滤波器
5-6 双线性变换法设计IIR数字低通滤波器
5-7 数字各型滤波器的设计
5-8 由信号流图求网络系统函数
5-9 IIR系统基本网络结构
5-10 IIR数字滤波器的工程应用
5-11 IIR数字滤波器的量化误差
第五模块测试题
六 FIR数字滤波器设计及实现结构
6-0 引言
6-1 线性相位FIR滤波器的条件与特点
6-2 线性相位FIR滤波器的零点分布
6-3 FIR数字滤波器的基本实现结构
6-4 FIR数字滤波器的频率采样结构
6-5 格型网络结构
6-6 窗函数法设计线性相位FIR滤波器的原理
6-7 典型窗函数及其特性
6-8 窗函数法设计线性相位FIR数字滤波器步骤
6-9 频率采样法设计线性相位FIR滤波器
6-10 频率采样法的逼近误差及其改进措施
6-11 等波纹最佳逼近法设计FIR数字滤波器
6-12 FIR数字滤波器的工程应用
6-13 FIR滤波器和IIR滤波器比较
第六模块测试题
实验
实验一
实验二
实验三
实验四
深度思考讨论
知识图谱展示
拓展模块
模拟信号数字处理 学案
DFT应用 学案
课程拓展讨论
微课
课后拓展内容
习题
考试