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浙江大学控制科学与工程学系 《 数字信号处理 》教学大纲 课程代码：课程名称：数字信号处理 课程类别：（选修课或必修课）选修课 授课周数：2 周 学 时：4 课程学分：2 面向对象：本科生 预修课程要求：具有傅立叶变换，离散时间序列变换（Z变换）的基本概念；Matlab编程基础 一、课程介绍（100-150字） 本课程讲述数字信号处理的基本概念和方法。其特色在于通过大量的Matlab辅助分析例子和配备的程序代码，解释抽象的数字信号处理概念和相关实现方法。通过一些典型的应用案例，使学生能够从信号与系统的角度出发，对数字信号处理技术，以及控制理论中用到的有关频域分析方法有更加深刻的认识，为从事电子产品开发、信号分析和控制工程等方面的工作奠定基础。 二、教学目标 (一)主要内容 1. 连续信号分析： 绪论；Fourier 频谱分析理论； 模拟滤波器设计概述与典型方法 2. 离散时间序列分析及数字滤波器设计方法 此部分为本课程重点讲授内容，包括FIR和IIR滤波器设计 3. 随机信号分析理论 介绍随机信号处理的基本概念，包括功率谱，成形滤波器设计等 4.工程数字信号处理案例分析 课后练习：结合Matlab仿真与练习 (二)学习目标 使学生掌握基本数字信号处理理论和技术，能够从信号与系统的角度出发，对数字信号处理技术，以及控制理论中用到的有关频域分析方法有更加深刻的认识，为从事电子产品开发、信号分析和控制工程等方面的工作奠定基础。 三、课程要求 （一）授课方式 课堂教学采用多媒体投影教学，通过课堂讲授、案例. 结合与控制系相关的工程背景，撰写DSP技术的学习体会；. 根据给定的某一工程背景，完成一个仿真大作业；本门课程的评分分为个部分，每个部分分数分配如下：：％；：0％。课件、课程作业采用FTP服务器上传下载。 主题 主要内容 1 数字信号处理技术基础 数字信号处理技术的发展与应用概述。与控制理论的关联介绍。模拟信号的频谱（CTFT的概念，包括正变换和逆变换） 2 采样定理与基本DSP系统 采样定理 （连接CTFT和DTFT，采样定理）。离散时间信号的频谱（引入DTFT的概念，及其正变换公式）。DSP系统的基本组成。 3 FIR与IIR滤波器 系统的因果性与稳定性。信号数据的批处理方法（几种常用结构、FIR的暂态与稳态分析、分段卷积）。信号数据的逐点处理方法 （针对FIR滤波器）。使用MATLAB仿真数字滤波器。 4 Z变换基础与数字滤波器分析 Z变换基础 （简单复习；Z域中的因果性与稳定性条件）；数字滤波器的传递函数 （导出逆DTFT公式，滤波器的多种等价描述）。频率响应的几何确定方法（利用零极点分布的关系）。 5 DFT计算方法 频率分辨率与加窗作用（确定采样信号的长度/记录时间、加窗DTFT）。DFT的计算（给出定义、正－反变换公式）。FFT的计算（只讲授基2时析型算法）。 6 IIR数字滤波器设计 两种设计思想：模拟－数字滤波器变换（着重介绍双线性变换）。频带变换（数字域）。IIR滤波器设计实例（结合MATLAB）。 7 FIR数字滤波器设计 FIR滤波器的特点。几种常用的设计方法（着重介绍窗函数法）。线性相位FIR滤波器设计。FIR滤波器设计实例（结合MATLAB） 8 数字滤波器实现 软件实现与硬件实现。数字滤波器的结构（直接型、串联型和并联型）。有限字长效应分析（结合进行FIR和IIR滤波器的比较）。 （超过8周，请自行添加） 七、参考教材及相关资料 程佩青. 数字信号处理教程（第2版）. 北京: 清华大学出版社, 2001 Orfanidis S J. Introduction to Signal Processing. Prentice Hall. 北京: 清华大学出版社, 1999(影印版) 八、课程教学网站： 建设中 （要求至少A4纸4页） 本科生课程教学大纲 浙江大学控制科学与工程学系 4