733数字信号处理课程设计9版大纲樊洪斌

《数字信号处理》课程大纲课程编号：学时：56（含8学时上机）学分：3 先修课程：信号与系统、数字逻辑一，课程性质和任务本课程时电子信息类专业学生继“信号与系统”课之后的一门必修课，设置本课程的目的在于使学生通过本课程的学习对“数字信号处理”这一新的技术领域有概貌了解，并初步建立起有关‘数字信号处理’的基本概念，掌握基本分析方法，为从事信息处理等方面有关的研究工作打下基础。

学生学习本课程应掌握数字信号处理的基本原理，基本概念和分析方法，具有初步的算法分析和运用MATLAB编程的能力。

二，教学内容和要求（一）理论教学1、了解信号数字处理的基本原理、数字信号处理的应用及研究内容。

分配学时2。

2、掌握离散信号——序列的产生及描述，掌握离散（数字）系统的表示——差分方程及系统时域卷积分析方法。

分配学时4。

3、掌握常用离散信号DTFT变换和性质和计算。

离散傅立叶级数DFS的概念及意义和性质。

深刻理解和掌握DFT的定义及性质。

掌握周期卷积和圆周卷积以及线性卷积的关系。

分配学时14。

4、掌握离散（数字）系统的变换分析方法，深刻理解系统频响和系统函数H（z）的概念、及其计算。

分配学时4。

5、理解连续信号的数字处理过程和频域概念。

分配学时4。

6、掌握数字滤波器的常用结构形式（IIR直接型、级联型、并联型，FIR直接型、级联型）。

分配学时8。

7、熟练掌握数字滤波器（主要低通）的双线性变换法（IIR）和窗函数法（FIR）两种设计方法，理解数字滤波器参数（通带、阻带、通带起伏、阻带衰减、阶数等）的物理概念分配学时10。

8、掌握基-2 FFT的算法概念和流程。

会运用FFT进行工程计算。

了解A/D变换及其他的有限字长效应。

分配学时6。

（一）实验上机教师安排适当的设计课题。

上机8学时。

三、教材和参考资料教材：Sanjit K.Mitra,DIGITAL SIGNAL PROCESSING-------A CONPUTER—BASED APPROACH（SECOND EDITION）,TsinghuaUniversity Press and McGraw-Hill,2001参考资料：[1] A.V.oppenheim，Digital Signal Procession，1999[2]程佩青编，数字信号处理教程，清华大学出版社，1995。

《数字信号处理课程设计》大纲课程编号:07050033课程名称：数字信号处理课程设计英文名称：DigitalSignalProcessing课程类型:专业任选课学时：12学时学分：0.5学分适用对象:通信工程先修课程：高等数学、工程数学、复变函数、信号与系统一、课程设计的性质及目的（一）课程设计性质：数字信号处理课程设计是在介绍典型的DSP处理器TMS320C54X的硬件系统、软件系统以及开发环境的基础上，通过逐步深入的方法，分次利用DSP系统资源（CPU、ADC、DAChshund、DMA等），实现信号实时分析与处理，以提高学生开发应用DSP系统的能力。

（二）课程设计的目的：1、使学生进一步掌握数字信号处理课程的基本理论、基本方法和基本技术。

2、使学生增进对MATLAB的认识，利用MATLAB加深对理论知识的理解。

二．3、使学生了解和掌握使用MATLAB的应用过程和方法，为以后的设计打下良好基础。

三．课程设计的说明及要求1、课程设计选题方面，学生可以从老师的命题中任选一题进行课程设计；也可自已命题，但必须要经过指导教师审查同意后方可进行设计。

2、课程设计要求学生写出详细的设计报告，包括设计源程序及设计结果和数据波形等内容。

3、要求学生能熟练掌握MATLAB软件的使用方法。

4、要求学生能独立写出文理通顺的、有理论根据的、实事求是的、科学严谨的课程设计报告。

三、课程设计的选题内容设计题一：IIR数字滤波器设计及MATLAB实现1.IIR（无限脉冲响应）模拟滤波器设计（1）模拟低通滤波器设计设计要求：用Matlab根据技术指标设计一个模拟低通滤波器，对于滤波器的类型可以自行选择（如巴特沃斯滤波器、切比雪夫滤波器、椭圆滤波器、贝塞尔滤波器等）。

总体要求：Matlab原程序+仿真波形+技术指标（2）模拟高通滤波器设计设计要求：用Matlab根据技术指标设计一个模拟高通滤波器，对于滤波器的类型可以自行选择（如巴特沃斯滤波器、切比雪夫滤波器、椭圆滤波器、贝塞尔滤波器等）。

湘南学院课程设计课程名称数字信号处理系别：计算机科学系专业班级：通信一班学号： 04 06 02 03 10 36 姓名：胡金霞、肖雅青、许芬、李真真、薛明、蒋小松题目： DFT在信号频谱分析中的应用完成日期： 2010年 12月 23日指导老师：樊洪斌2010年 12月 23日目录1、设计题目 (3)2、设计目的 (3)3、设计原理 (3)4、实现方法 (3)5、设计内容及结果 (6)6、改进建议 (12)7、思考题及解答 (15)8、设计体会 (15)9、参考文献 (16)Ⅰ.设计题目DFT 在信号频谱分析中的应用Ⅱ.设计目的掌握离散傅里叶变换的有关性质，利用Matlab 实现DFT 变换。

了解DFT 应用，用DFT 对序列进行频谱分析，了解DFT 算法存在的问题及改进方法。

学习并掌握FFT 的应用。

Ⅲ.设计原理所谓信号的频谱分析就是计算信号的傅里叶变换。

连续信号与系统的傅里叶分析显然不便于直接用计算机进行计算，使其应用受到限制，而DFT 是一种时域和频域均离散化的变换，适合数值运算，成为分析离散信号和系统的有力工具。

工程实际中，经常遇到的连续信号Xa(t),其频谱函数Xa(jW)也是连续函数。

数字计算机难于处理，因而我们采用DFT 来对连续时间信号的傅里叶变换进行逼近，进而分析连续时间信号的频谱。

Ⅳ.实现方法离散傅里叶变换是有限长序列的傅里叶变换，它相当于把信号的傅里叶变换进行等频率间隔采样，并且有限长序列的离散傅里叶变换和周期序列的离散傅里叶级数本质是一样的。

快速傅里叶变换（FFT ）并不是一种新的变换，它是离散傅里叶变换的一种快速算法，并且主要是基于这样的思路而发展起来的：（1）把长度为N 的序列的DFT 逐次分解成长度较短的序列的DFT 来计算。

（2）利用WN(nk)的周期性和对称性，在DFT 运算中适当的分类，以提高运算速度。

（对称性nkNnk N W W N-=+2，12-=NN W ;周期性nkN nk N nrN N k rN n N W W W W ---==)(，r 为任意整数,1=nrNNW ）离散傅里叶变换的推导：离散傅里叶级数定义为nk j N k p p ek x Nn x N21)(1)(π∑-==（1-1）将上式两端乘以nm j Neπ2-并对n 在0~N-1求和可得⎥⎦⎤⎢⎣⎡==∑∑∑∑∑-=---=-=-=---=-10)(110101)(1N2N2N2)()(1)(N n m k n j N N k p N n N k m k n j pN n nm j pe k X ek XNen xπππ 因为{m k 1mk 0)(N )(10)(N 2N2N2-1-1N 11=≠---=-==∑m k j m k j N n m k n je eeNπππ所以∑∑-=-=--=110)()()(N2N k p N n nm j pm k k X en xδπ 这样∑-=-=10N2)()(N n nm j p p en x m X π用k 代替m得∑-=-=10N2)()(N n nk j pP en xk X π（1-2）令N2πj NeW -=则（1-2）成为DFS []∑-===1)()()(N n nkNpp p W n xk X n x （1-3） （1-1）成为IDFS []∑-=-==10)(1)()(N n nkN p p p W k X N n x k X （1-4） 式（1-3）、（1-4）式构成周期序列傅里叶级数变换关系。

《数字信号处理课程设计》大纲课程编号: 07050033课程名称：数字信号处理课程设计英文名称：Digital Signal Processing课程类型: 专业任选课学时：12学时学分：0.5学分适用对象:通信工程先修课程：高等数学、工程数学、复变函数、信号与系统一、课程设计的性质及目的<一）课程设计性质：数字信号处理课程设计是在介绍典型的DSP处理器TMS320C54X的硬件系统、软件系统以及开发环境的基础上，通过逐步深入的方法，分次利用DSP系统资源<CPU、ADC、DAChshund、DMA等），实现信号实时分析与处理，以提高学生开发应用DSP系统的能力。

<二）课程设计的目的：1、使学生进一步掌握数字信号处理课程的基本理论、基本方法和基本技术。

2、使学生增进对MATLAB的认识，利用MATLAB加深对理论知识的理解。

3、使学生了解和掌握使用MATLAB的应用过程和方法，为以后的设计打下良好基础。

二．课程设计的说明及要求1、课程设计选题方面，学生可以从老师的命题中任选一题进行课程设计；也可自已命题，但必须要经过指导教师审查同意后方可进行设计。

2、课程设计要求学生写出详细的设计报告，包括设计源程序及设计结果和数据波形等内容。

3、要求学生能熟练掌握MATLAB软件的使用方法。

4、要求学生能独立写出文理通顺的、有理论根据的、实事求是的、科学严谨的课程设计报告。

三、课程设计的选题内容设计题一：IIR数字滤波器设计及MATLAB实现1. IIR<无限脉冲响应）模拟滤波器设计（1）模拟低通滤波器设计设计要求：用Matlab根据技术指标设计一个模拟低通滤波器，对于滤波器的类型可以自行选择<如巴特沃斯滤波器、切比雪夫滤波器、椭圆滤波器、贝塞尔滤波器等）。

总体要求：Matlab原程序+仿真波形+技术指标<2）模拟高通滤波器设计设计要求：用Matlab根据技术指标设计一个模拟高通滤波器，对于滤波器的类型可以自行选择<如巴特沃斯滤波器、切比雪夫滤波器、椭圆滤波器、贝塞尔滤波器等）。

数字信号处理Digital signal processing物联网工程复变函数、线性代数、信号与系统2484816《数字信号处理》是物联网工程专业基础必修课。

主要研究如何分析和处理离散时间信号的基本理论和方法，主要培养学生在面对复杂工程问题时的分析、综合与优化能力，是一门既有系统理论又有较强实践性的专业基础课。

课程的目的在于使学生能正确理解和掌握本课程所涉及的信号处理的基本概念、基本理论和基本分析方法，来解决物联网系统中的信号分析问题。

培养学生探索未知、追求真理、勇攀科学高峰的责任感和使命感。

助力学生树立正确的价值观，培养思辨能力、工程思维和科学精神。

培养学生精益求精的大国工匠精神，激发学生科技报国的家国情怀和使命担当。

它既是学习相关专业课程设计及毕业设计必不可少的基础，同时也是毕业后做技术工作的基础。

运用时间离散系统的基本原理、离散时间傅里叶变换、 Z 变换、离散傅里叶变换(DFT)、快速傅里叶变换(FFT)、时域采样定理和频域采样定理等工程基础知识，分析物联网领域的复杂工程问题。

培养探索未知、追求真理、勇攀科学高峰的责任感和使命感。

助力学生树立正确的价值观，培养思辨能力、工程思维和科学精神。

说明利用DFT 对摹拟信号进行谱分析的过程和误差分析、区分各类网络的结构特点；借助文献研究运用窗函数法设计具有线性相位的FIR 数字滤波器，分析物联网领域复杂工程问题解决过程中的影响因素，从而获得有效结论的能力。

培养学生精益求精的大国工匠精神，激发学生科技报国的家国情怀和使命担当。

第一章 时域离散信号与系统(1)时域离散信号表示； (2)时域离散系统；(3)时域离散系统的输入输出描述法； * (4)摹拟信号数字处理方法；：数字信号处理中的基本运算方法，时域离散系统的线性、时不变性及系统的因果性和稳定性。

时域采样定理。

培养探索未知、 追求真理、 勇攀科学高峰的责任感和使命感。

：时域离散系统的线性、时不变性及系统的因果性和稳定性、时域采样定理。

数字信号处理课程大纲1. 引言1.1 课程背景1.2 目标与重要性2. 基本概念与原理2.1 数字信号处理的定义2.2 数字信号与模拟信号的区别2.3 采样与量化2.4 傅里叶变换与离散傅里叶变换2.5 系统与滤波器2.6 ADC与DAC3. 信号处理算法与技术3.1 时域信号处理3.1.1 卷积与相关3.1.2 窗函数方法3.2 频域信号处理3.2.1 频域滤波器设计3.2.2 快速傅里叶变换（FFT） 3.2.3 频谱分析3.3 时频域信号处理3.3.1 短时傅里叶变换（STFT） 3.3.2 小波变换3.3.3 Wigner-Ville变换3.4 数字滤波器设计方法3.4.1 FIR滤波器设计3.4.2 IIR滤波器设计4. 数字信号处理应用领域4.1 语音信号处理4.1.1 语音信号的采集与处理4.1.2 语音合成与识别技术4.1.3 语音编码与压缩4.2 图像与视频信号处理4.2.1 图像与视频的数字化表示 4.2.2 图像与视频的增强与滤波4.2.3 图像与视频的压缩与编码 4.3 生物医学信号处理4.3.1 EEG信号处理4.3.2 ECG信号处理4.3.3 医学图像处理4.4 视频与音频编码标准4.4.1 MPEG视频编码标准4.4.2 MP3音频编码标准5. 实验与项目5.1 实验室实践5.1.1 信号采集与处理实验5.1.2 数字滤波器设计实验5.1.3 声音合成与识别实验5.2 课程项目5.2.1 图像处理项目5.2.2 视频编码与传输项目5.2.3 生物医学信号处理项目6. 考核与评价6.1 实验报告与成绩6.2 课程论文撰写与评审6.3 期末考试形式6.4 课堂表现与参与度6.5 综合评价与反馈7. 参考书目7.1 数字信号处理教材7.2 相关学术论文7.3 专业参考书籍8. 结语以上为《数字信号处理课程大纲》的内容，通过本课程的学习，学生将掌握数字信号处理的基本概念与原理，了解数字信号处理算法与技术，并能在不同的应用领域中运用所学知识解决实际问题。

数字信号处理 课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解数字信号处理的基本概念、原理和方法，掌握其数学表达和物理意义；2. 掌握数字信号处理中的关键算法，如傅里叶变换、快速傅里叶变换、滤波器设计等；3. 了解数字信号处理技术在通信、语音、图像等领域的应用。

技能目标：1. 能够运用所学知识分析数字信号处理问题，提出合理的解决方案；2. 能够运用编程工具（如MATLAB）实现基本的数字信号处理算法，解决实际问题；3. 能够对数字信号处理系统的性能进行分析和优化。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对数字信号处理学科的兴趣，激发其探索精神和创新意识；2. 培养学生严谨的科学态度和良好的团队协作精神，提高沟通与表达能力；3. 增强学生对我国在数字信号处理领域取得成就的自豪感，树立为国家和民族发展贡献力量的信心。

课程性质：本课程为专业选修课，旨在使学生掌握数字信号处理的基本理论和方法，培养其解决实际问题的能力。

学生特点：学生具备一定的数学基础和编程能力，对数字信号处理有一定了解，但缺乏系统学习和实践经验。

教学要求：结合学生特点和课程性质，注重理论与实践相结合，采用案例教学、互动讨论等教学方法，提高学生的参与度和实践能力。

通过本课程的学习，使学生能够达到上述课程目标，为后续相关课程和实际工作打下坚实基础。

二、教学内容1. 数字信号处理基础：包括数字信号、离散时间信号与系统、信号的采样与恢复等基本概念，使学生建立数字信号处理的基本理论框架。

教材章节：第一章 数字信号处理概述2. 傅里叶变换及其应用：介绍傅里叶变换的原理、性质和应用，以及快速傅里叶变换算法。

教材章节：第二章 傅里叶变换及其应用3. 数字滤波器设计：讲解数字滤波器的基本原理、设计方法和性能评价，包括IIR和FIR滤波器。

教材章节：第三章 数字滤波器设计4. 数字信号处理应用案例分析：通过通信、语音、图像等领域的实际案例，使学生了解数字信号处理技术的应用。

数字信号处理教程课程设计一、引言数字信号处理（Digital Signal Processing, DSP）是通过数值计算来获取、处理和分析信号的一种技术。

随着现代电子通信技术和嵌入式系统的发展，数字信号处理已经成为了一个重要的研究领域。

本课程设计旨在通过模拟与实验相结合的方式，为学生提供数字信号处理基础知识和实践经验。

这将有助于学生更好地理解和应用数字信号处理技术。

二、课程设计目标本课程设计旨在达到以下目标：1.帮助学生理解数字信号处理的基础知识和概念；2.通过实际操作，让学生掌握数字信号处理技术；3.通过课程设计，提高学生创新思维和解决问题的能力。

三、课程设计内容1. 数字信号处理基础知识•数字信号处理概述•采样定理及其证明•信号离散化•数字滤波器设计•快速傅里叶变换（FFT）及其应用•数字信号处理的应用领域2. 数字信号处理实践本课程的实践环节包括以下内容：•采样定理的验证•信号离散化实验•数字滤波器设计与仿真•FFT算法的实现•数字信号处理应用实例3. 课程设计要求本课程设计要求学生独立完成以下任务：•撰写数字信号处理课程论文•完成数字信号处理相关程序设计•课堂展示数字信号处理应用实例四、课程设计步骤本课程设计分为以下步骤：1. 阶段性目标确定在本课程设计之初，老师会与学生一起确定阶段性目标，以帮助学生理解和掌握数字信号处理基础知识。

2. 数字信号处理理论教学老师将通过讲授数字信号处理基础理论知识，来帮助学生更好地理解数字信号处理技术的基础知识。

3. 实验设计老师将制定实验计划，设计合适的实验，以帮助学生巩固理论，并且将数字信号处理的抽象概念转化为实际的运算过程。

4. 编程与实践操作学生将通过编程和实践操作，来掌握数字信号处理技术，完成实验后还需要撰写数字信号处理课程论文。

五、期望帮助与输出本课程设计采用 Matlab 软件作为编程工具，老师将为学生提供实验数据和相应的代码。

同时，教师将提供必要的帮助和引导，帮助学生顺利完成数字信号处理课程设计任务。

中南大学本科生课程设计任务书课程名称现代信号处理指导教师赵亚湘学院信息科学与工程学院专业班级通信工程0901-0905班0()()sin()()anTa x n x nT Ae nT u nT -==Ω中 南 大 学课程设计任务书一、课程设计目的：1．全面复习课程所学理论知识，巩固所学知识重点和难点，将理论与实践很好地结合起来。

2．提高综合运用所学知识独立分析和解决问题的能力； 3．熟练使用一种高级语言进行编程实现。

二、课程设计内容1. 给定模拟信号：)()sin()(0t u t Ae t at a x Ω=-，式中128.444=A，α=，s rad /2500π=Ω。

对()a t x 进行采样，可得采样序列1） 选择采样频率s f =1 kHz ，观测时间50=p T ms ，观测所得序列()x n 及其幅频特性|()|jw X e 2） 改变采样频率s f =300Hz ，观测此时|()|jw X e 的变化 3） 令采样频率s f =200Hz ，观测此时|()|jw X e 的变化要求分析说明原理，绘出相应的序列及其它们对应的幅频特性曲线，指出|()|jw X e 的变化，说明为什么？2. 已知Gaussian 序列固定序列()x n 中的参数p=8，令q 分别等于2，4，8，观察它们的时域和幅频特性，了解当q 取不同值时，对信号序列的时域及幅频特性的影响；固定q=8，令p 分别等于8，13，14，观察参数p 变化对信号序列的时域及幅频特性的影响，观察p 等于多少时，会发生明显的泄漏现象，混叠是否也随之出现？记录实验中观察到的现象，绘出相应的时域序列和幅频特性曲线。

并理论分析说明产生这些变化的原因 3. 一个连续信号含两个频率分量，经采样得2(),015()0,n p q en x n --⎧⎪≤≤=⎨⎪⎩其它x(n)=sin2π*0.125n+cos2π*(0.125+Δf)n n=0,1……,N -1已知N=16，Δf 分别为1/16和1/64，观察其幅频特性；当N=128时，Δf 不变，其结果有何不同，为什么？分析说明原因，并打印出相应的幅频特性曲线4. 产生一个淹没在噪声中的信号()x t ，例如由50Hz 和120Hz 的正弦信号以及一个零均值的随机噪声叠加而成。

《数字信号处理》课程教学大纲（可编辑修改word版）课程编号15102308《数字信号处理》教学大纲Digital Signal Processing一、课程基本信息二、本课程的性质、目的和任务《数字信号处理》课程是信息工程本科专业必修课，它是在学生学完了高等数学、概率论、线性代数、复变函数、信号与系统等课程后，进一步为学习专业知识打基础的课程。

本课程将通过讲课、练习使学生建立“数字信号处理”的基本概念，掌握数字信号处理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。

三、教学基本要求1、通过对本课程的教学，使学生系统地掌握数字信号处理的基本原理和基本分析方法，能建立基本的数字信号处理模型。

2、要求学生学会运用数字信号处理的两个主要工具：快速傅立叶变换（FFT）与数字滤波器，为后续数字技术方面课程的学习打下理论基础。

3、学生应具有初步的算法分析和运用MATLAB 编程的能力。

四、本课程与其他课程的联系与分工本课程的基础课程为《高等数学》、《概率论》、《线性代数》、《复变函数》、《信号与系统》等课程，同时又为《图像处理与模式识别》等课程的学习打下基础。

五、教学方法与手段教师讲授和学生自学相结合，讲练结合，采用多媒体教学手段为主，重点难点辅以板书。

六、考核方式与成绩评定办法本课程采用平时作业、期末考试综合评定的方法。

其中平时作业成绩占40%，期末考试成绩占60%。

七、使用教材及参考书目【使用教材】吴镇扬编，《数字信号处理》，高等教育出版社，2004 年 9 月第一版。

【参考书目】1、姚天任,江太辉编，《数字信号处理》（第二版），华中科技大学出版社，2000 年版。

2、程佩青著，《数字信号处理教程》（第二版），清华大学出版社出版，2001 年版。

3、丁玉美,高西全编著，《数字信号处理》，西安电子科技大学出版社，2001 年版。

4、胡广书编，《数字信号处理——理论、算法与实现》，清华大学出版社，2004 年版。