西安交通自动化专业课:自动控制原理与数字信号处理

西安交通大学
“数字信号处理”课程教学大纲
英文名称：Digital Signal Processing
课程编码：INFT3001
学时：40（课外学时40）                                学分：2
适用对象：大学三年级
先修课程：信号与系统、高等数学
使用教材及参考书：
邹理和主编，《数字信号处理》，西安交通大学出版社，1986年
A．V．奥本海姆，R.W.谢弗主编，《离散信号处理》，科学出版社，1998年。
一、课程性质、目的和任务
本课程是主要面向自动化专业本科生的专业基础课程。本课程涉及连续信号采样、系统分析、信号的谱分析、信号处理基本算法、信号处理软件和硬件实现等内容。课堂教学以理论为主，课后练习辅以理论和数字信号处理算法实现，以巩固数字信号处理的基本原理和概念的理解和掌握。课程教学将以MATLAB贯串整个过程。
二、教学基本要求
1. 掌握离散时间信号与系统的基本概念及其分析的基本工具和方法；
2. 掌握离散傅立叶变换算法及其性质；
3. 掌握时域和频域采样定理；
4. 熟悉快速傅里叶变换的算法实现及其应用；
5. 熟悉数字滤波器的基本结构；
6. 掌握IIR和FIR数字滤波器的常用设计方法；
7. 了解数字信号处理中的硬件实现；
8. 了解数字信号处理中的有限字长效应。
三、教学内容及要求
绪论
第一章：离散时间系统与z变换
1. 采样、重建
2. Z变换及其性质
3. 系统函数及其分析

第二章：离散傅里叶变换DFT
    1. 离散傅里叶级数
    2. 频率采样理论
3. 傅里叶变换FFT

第三章：数字滤波器结构
    1. 数字滤波器的结构特点和表示方法
    2. IIR滤波器的结构
3. FIR滤波器的结构

第四章：IIR滤波器设计
1. IIR滤波器的设计方法
    2. 脉冲响应不变法
3. 双线性变换法
4. 原形变换
5.  Z平面变换法

第五章：FIR滤波器的设计
1. 线性相位FIR滤波器的特点
    2. 窗口法
3. 频率采样法

第六章：数字信号处理硬件实现
1. 数字信号处理硬件实现的基本方法
    2. TI系列DSP结构及主要性能；
3. TI系列DSP硬件设计和调试
4. TI系列DSP软件编程

第七章：数字信号处理中的有限字长效应
1. 量化误差分析
    2. DFT运算中的舍入误差分析
3. 滤波器系数量化对系统性能的影响

实践环节
1. 快速傅里叶变换，8学时

四、课内学时分配
章内     容参考学时
1绪论；离散时间系统与z变换4
2离散傅里叶变换DFT6
3数字滤波器结构2
4IIR滤波器的设计4
5FIR滤波器的设计8
6数字信号处理硬件实现6
7数字信号处理中的有限字长效应2
六、课外学时分配
序号内     容参考学时
1绪论；离散时间系统与z变换6
2离散傅里叶变换DFT6
3数字滤波器结构4
4IIR滤波器的设计6
5FIR滤波器的设计6
6数字信号处理硬件实现8
7数字信号处理中的有限字长效应4
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                                  大纲制定者：程洪    执笔
                                  大纲审定者：×××
                                  大纲批准者：×××
                                  大纲校对者：×××