中国教育

　　一、本课程的地位、作用和任务

　　“数字信号处理”是高等学校电子与电气信息类专业的重要专业基础课，它是在学生学完了“信号与系统”后，为进一步学习专业知识打基础的课程。学生通过对本课程的学习，应该掌握数字信号处理的基本理论、基本知识和基本方法， 了解数字信号处理技术在设计和应用手段方面不断更新的发展过程。同时，还应掌握一些必要的软件工具，这既有利于加强对概念的理解，又是今后进一步学习和研究所不可缺少的重要手段与技能。

　　本课程应该注意与“信号与线性系统”的衔接，既要避免与其太多重复，又要保持学科与课程的完整性。在简要地复习离散时间信号与线性位移不变（LTI）系统理论的同时，密切联系数字信号处理中的一些重要问题展开讨论。

　　学生通过本课程的学习，应该熟悉和掌握数字信号处理的基本理论、基本知识和基本技能。

　　二、本课程的教学基本内容与要求

　　（一） 理论教学部分

　　课程内容包括：离散时间信号与系统；离散变换及其快速算法；数字滤波器的结构和设计；数字信号处理系统的实现；多采样率信号处理等。

　　1. 数字信号处理系统的一般概念

　　基本内容

　　（1）定义连续信号、模拟信号、离散信号与数字信号。

　　（2）了解什么是数字信号处理以及其优缺点。

　　（3）了解数字信号处理的发展过程。

　　可选内容

　　（4）典型的数字信号处理系统介绍。

　　（5） 简要介绍数字信号处理器的发展与应用。

　　（6） 现代数字信号处理及其他相关课程。

　　2. 离散信号与系统

　　基本内容

　　（1） 采样及离散信号的产生。

　　（2） 采样定理，离散信号的频谱与连续信号的频谱的异同。

　　（3）典型离散时间信号的定义和分类。

　　（4）离散时间信号的基本运算。

　　（5）离散时间信号的傅氏变换（DTFT）与z变换。

　　（6）线性时不变系统的差分方程描述、差分方程运算与线性卷积

　　（7）离散系统函数与系统的因果性和稳定性。

　　（8）离散系统频率特性。

　　（9）系统的零极点分析。

　　可选内容

　　（10）抗混叠滤波器的作用及其指标分配。

　　3. 离散傅里叶变换及其快速算法

　　基本内容

　　（1） 离散傅里叶级数（DFS）与离散傅里叶变换（DFT）。

　　（2） 离散傅里叶变换（DFT）及其性质。

　　（3）DFT、DTFT以及Z变换间的关系。

　　（4）按时间抽取基二FFT，按频率抽取基二FFT。

　　（5）利用DFT计算连续信号的频谱，混叠、泄漏以及栅栏效应的产生机理与解决方法。

　　（6）分段卷积，重叠相加法与重叠保留法。

　　可选内容

　　（7）N为组合数的FFT。

　　（8） Chirp-z变换。

　　（9）利用FFT计算相关函数。

　　（10）二维DFT的计算。

　　4. IIR滤波器设计

　　基本内容

　　（1） 滤波器的特性参数。

　　（2） 脉冲响应不变法。

　　（3）双线性变换法，畸变与预畸变。

　　（4）常用模拟低通滤波器特性。

　　（5）从模拟滤波器低通原型到各种数字滤波器的频率变换。

　　（6）从低通数字滤波器到各种数字滤波器的频率变换。

　　可选内容

　　（7）IIR滤波器的优化设计。

　　5. FIR滤波器设计

　　基本内容

　　（1） 相位响应及线性相位的重要意义。

　　（2）线性相位FIR滤波器的特点，线性相位的条件，线性相位FIR滤波器的幅度特性。

　　（3） 窗口设计法，窗口效应，各种典型窗口的特性及其参数。

　　（4）频率采样设计法。

　　（5）IIR与FIR数字滤波器的比较

　　可选内容

　　（6）FIR滤波器的优化设计，最优化设计的准则，雷米兹（Remez）交替算法。

　　6. 数字信号处理系统的实现

　　基本内容

　　（1） 数字网络的信号流图表示。

　　（2） IIR滤波器的结构。

　　（3）FIR滤波器结构。

　　（4）定点制的量化误差。

　　（5）A/D变换的量化效应。

　　（6）量化噪声通过线性系统。

　　（7）数字滤波器的有限字长效应。

　　（8）系数量化对数字滤波器的影响。

　　（9）零输入极限环振荡和大信号极限环振荡。

　　可选内容

　　（10）数字滤波器的格形结构。

　　（11） FFT的有限字长效应。

　　（12）DSP的特点，DSP的结构原理，DSP的软件开发。

　　7. 多采样率信号处理

　　基本内容

　　（1） 采样率降低--整数M倍抽取。

　　（2） 采样率提高--整数L倍内插。

　　可选内容

　　（3）抽取器与内插器FIR的结构以及多相滤波器。

　　（4）数字滤波器组的一般概念和定义，正交镜像滤波器组（QMF）， 树状结构滤波器组。

　　（5） 离散小波变换。

　　（6）过采样技术在A/D与D/A变换器中的应用。

　　（二）实践教学部分

　　（1）会使用MATLAB等常用软件。

　　（2）会应用这些软件进行信号分析和信号处理系统的设计与仿真。

　　（3）培养学生独立进行设计和分析问题的能力，正确地读取和记录实验数据，绘制图表。

　　（4）培养学生良好的实验习惯，树立实事求是和严肃认真的科学作风，根据实验数据和实验结果撰写实验报告，具有对实验结果进行分析和解释的能力。

　　（5）注意启发生的创新思维，培养创新能力，安排综合性、设计性实验。

　　（6）能用MATLAB求解数字信号处理的习题。

　　三、说明

　　《数字信号处理课程教学基本要求》是数字信号处理课程教学的指导性文件，是高等学校本科有关专业学生学习数字信号处理课程的基本要求，是学校组织本课程教学（制定教学大纲、计划，编写教材等）的主要依据。

　　本基本要求中，理论教学部分的基本内容，要求学生理解和掌握。

　　本基本要求只提出了教学的基本内容和可选内容，对于课程内容体系、教学方法、教学环节等，学校可以自主安排。亦可以补充认为必要的新内容，或按教学内容整合形成新的课程，以利于进行各种教学改革的尝试，形成各校的特色。

　　在课堂讲授、实验课、习题课以及课外练习、课程设计等教学环节中，要注意贯彻理论联系实际的原则，并注意学生逻辑思维能力、工程观点和分析与解决问题能力的培养。根据本课程的特点，必须严格要求学生独立完成一定数量的习题。