数字信号处理
数字信号处理
5000+ 人选课
更新日期:2025/12/13
开课时间2025/09/01 - 2025/12/31
课程周期18 周
开课状态开课中
每周学时-
课程简介

数字信号处理是电子信息类专业本科生必修的专业基础课程。其目的是使学生牢固掌握离散时间信号和系统分析的基本原理和分析方法。深入理解离散傅里叶变换的基本原理,学会应用离散傅里叶变换快速算法进行信号分析。掌握数字滤波器的设计原理设计方法,会设计数字滤波器的网络结构。掌握数字信号处理Matlab仿真设计,了解数字信号处理的软硬件实现方法。培养学生分析问题与解决问题的能力,为学生进一步学习专业相关方面的课程打下良好的理论基础。

课程大纲
绪论
(1)数字信号处理的基本概念
(2)数字信号处理的实现方法
(3)数字信号处理的特点
(4)数字信号处理系统的基本组成
(5)本课程的特点和应用
课程思政:
在介绍数字信号处理课程内容时,增加实际应用知识,提高专业素养。结合前沿技术,拓展专业视野。
时域离散信号与时域离散系统
(1)时域离散信号——序列
(2)时域离散系统
(3)时域离散系统的输入输出描述——线性常系数差分方程
(4)模拟信号数字信号处理方法
课程思政:
在对时域离散系统进行教学时,注意理论联系实际,提高学生基本专业素质。
时域离散信号与系统的频域分析
(1)序列的傅立叶变换的定义及性质
(2)周期序列的离散傅立叶级数及傅立叶变换
(3)时域离散信号的傅立叶变换与模拟信号的傅立叶变换
(4)序列的Z变换
(5)利用Z变换分析离散信号与系统的频域特性
课程思政:
1.在介绍z变换时,强调方法论的重要性,让学生能够从多元的角度思考问题。
2.注重不同变换的对比,让学生学会举一反三。
离散傅里叶变换(DFT)
(1)离散傅里叶变换的定义
(2)离散傅里叶变换的基本性质
(3)频率域采样
(4)DFT的应用
课程思政:
1.针对DFT的频域离散的特点,讨论为什么要在频域进行离散化,从而引入理论和实践相结合的思想。
2. 针对DFT应用的难点,提倡深入探究,迎难而上的专业探索精神。
快速傅里叶变换(FFT)
(1)直接计算DFT的问题及改进的途径;
(2)基2FFT算法t
(3)进一步减少运算量的措施
课程思政:
1.针对科学家提出的FFT时的思路,鼓励学生积极探索科学问题,提高创新意识,思辨能力。
2.让学生自主探索减少运算量的措施,鼓励学生进行思辨,及时总结,比较。
无限脉冲响应(IIR)数字滤波器的设计
(1)数字滤波器的基本概念
(2)模拟滤波器设计
(3)用脉冲响应不变法设计IIR数字低通滤波器
(4)用双线性变换法设计IIR数字低通滤波器
(5)数字高通、带通和带阻滤波器的设计
(6)IIR数字滤波器的直接设计法
课程思政:
1.结合模拟滤波器推演到数字滤波器的思想,提高学生科学思想。
2.注意和脉冲响应不变法的对比,提高学生对比学习的能力。
3.在教学中,注意深入学习科学方法论,强调整体设计流程,提升学生学业素养和学习能力。
有限脉冲响应(FIR)数字滤波器的设计
(1)线性相位FIR数字滤波器的条件和特点
(2)利用窗函数法设计FIR滤波器
(3)利用频率采样法设计FIR滤波器
(4)IIR和FIR数字滤波器的比较
课程思政:
1.在线性相位FIR DF教学中,注意和数学、图形的结合,强化学生数理基础的重要性及学科之间的紧密联系。
2.在窗函数法设计教学中,注意窗形的联系和对比,提高学生关联学习的能力。
3.在IIR DF和FIR DF比较教学中,注意讲解工程技术选型问题,提升学生工程能力。
数字信号处理系统的结构与实现
(1)数字滤波器结构的表示方法
(2)IIR滤波器的基本结构
(3)IIR滤波器的基本结构
(4)数字信号处理中的量化效应
(5)数字信号处理的软件和硬件实现
课程思政:
1.特别注意不同系统结构的优缺点,提升学生在解决实际问题时,技术选型的能力。
2.强调DSP最终工程实践所需考虑的问题,提升学生理论结合实际的能力。
数字信号处理课程实验
实验1 信号、系统及系统响应
实验2 离散信号的DTFT与DFT
实验3 用FFT做频谱分析
实验4 时域采样与信号的重建
实验5 用脉冲响应不变法设计IIR数字滤波器
实验6 用双线性变换法设计IIR数字滤波器
实验7 用窗函数法设计FIR数字滤波器
实验8 用频率采样法设计FIR数字滤波器
综合实验1 语音信号的采样与分析
综合实验2 用谱减法实现语音增强
课程思政:透过现象看本质,探究信号的时域采样与重建