本科专业认证《数字信号处理》课程教学大纲.pdf

《数字信号处理》课程教学大纲（DigitalSignalProcessing）编写单位：计算机与通信工程学院计算机科学与系（教研室）编写时间：2021年7月《数字信号处理》课程教学大纲一、基本信息课程名称：数字信号处理英文名称：DigitalSignalProcessing课程类别：专业教育课程课程性质：选修课课程编码：08100J0257学分：2总学时：32学时。其中，讲授学时20学时，实验学时12，上机学时0适用专业：计算机科学与技术、计算机科学与技术专业卓越工程师先修课程与知识储备：人工智能基础、信号与系统、MATLAB建模与仿真技术二、课程简介：该课程系统介绍了数字信号z域分析技术z变换，数字信号连续w域分析技术DTFT，数字信号离散w域分析技术DFT，以及数字IIR滤波和FIR滤波器的设计方法及实现结构。通过本课程学习，学生能够掌握数字信号处理的基本原理和技术，为学习后续专业课程和从事数字信号处理算法研究及其工程实现技术打好基础。三、教学目标1、课程思政教学目标：通过数字信号处理技术在国家民众生产生活中的影响，培养学生的爱国意识和对新技术的研究探索精神。2、课程教学总目标：使学生掌握数字信号处理的基本分析方法和分析工具，为从事通信、信息或信号处理等方面的研究工作打下基础。3、课程目标与学生能力和素质培养的关系：课程思政目标将科学研究精神与爱国主义有机融合，有利于培养德才兼备的通信专业人才；课程教学目标使学生掌握数字信号处理的分析和研究方法，培养学生独立分析问题与解决问题的能力，提高科学素质。四、课程内容及学时分配本课程内容、建议学时以及知识单元如表1所示。表1课程内容及学时分配知识单元知识点讲授实验上机序号描述序号描述学时学时学时1课程特点和要求及授课内容2与前修及后续课程的关系一绪论200数字信号处理的基本概念、重要3性、学科概貌离散时间信号的概念、表示方法及1离散时间信号运算二与系统2离散系统的概念及性质2003卷积、差分方程4连续时间信号抽样1Z变换性质及与差分方程互求Z变换与离散2序列的傅立叶变换及性质时间傅里叶变Z变换与连续信号的拉氏变换/傅立三3420换叶变换的关系离散系统的系统函数及系统的频率4响应1离散傅立叶级数及性质离散傅立叶变2离散傅立叶变换及性质四换3怎样全面理解傅里叶变换4204频域抽样定理5DFT的应用快速傅立叶变1按时间抽选的基-2FFT算法五换（FFT）2202按频率抽选的基-2FFT算法数字滤波器的数字滤波器基本单元1六结构IIR滤波器结构2002FIR滤波器结构1IIR数字滤波器的设计IIR数字滤波器2原型模拟滤波器特性七的设计2203用模拟滤波器设计IIR数字滤波器4数字域频带变换法1线性相位FIR滤波器特点FIR数字滤波2窗口设计法八220器的设计3频率抽样设计法4FIR和IIR滤波器比较五、教学方法及要求1、教学方法要求要求任课教师具有通信工程专业背景；严格按照教学大纲执行教学计划，教材选择贴合教学大纲，体现教学目标；采用线上+线下混合式教学，课堂教学结合图形动画视频等多媒体资源，调动学生多种学习感官；课后利用微信、QQ、网络教学平台等多种线上资源，扩大学生的学习空间和形式；并通过一定的上机操作提高学生的动手实践能力，进一步加深理论知识；在讲授过程中，淡化公式推导，注重物理意义，去繁求简，抓住主线，由点到线，由线到面。同时辅助启发式、讨论式教学形式，充分调动起学生的主观能动性。2、课程思政教学方法及要求在课堂上引入相关知识点的时代背景，历史发展，科学启发，生活现象等，注重培养学生崇尚科学，感悟人生的科学人文精神，同时强调多维度，多视角分析问题和解决问题，树立学问思辨、身体力行的求学态度。六、重点与难点绪论教学重点、难点：数字信号处理的概念。第一章离散时间信号与系统教学重点：序列的概念及典型序列的定义和表示方法、卷积运算、离散时间系统的线性/移不变/因果性/稳定性教学难点：卷积运算、抽样信号的恢复第二章Z变换与离散时间傅里叶变换教学重点：z变换对及其收敛域、序列的Fourier变换对及其性质、离散系统的系统函数和频率响应、系统函数与差分方程的互求。教学难点：序列的Fourier变换的对称性质第三章离散傅里叶变换教学重点：离散傅里叶变换DFT定义和性质、DFT与ZT及DTFT之间的关系教学难点：频域抽样定理第四章快速傅里叶变换教学重点、难点：FFT算法流图及各种变形。第五章数字滤波器的基本结构教学重点：IIR滤波器的四种结构和FIR滤波器的三种结构。教学难点：频率采样型结构第六章IIR数字滤波器的方法教学重点：三种常见原型模拟滤波器的特性、冲激响应不变法、双线性变换法教学难点：双线性变换法、滤波器的频带变换第七章FIR数字滤波器的设计方法教学重点：窗函数法、频率取样法教学难点：线性