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XuetangX

数字信号处理

Hebei University of Technology via XuetangX

Overview

数字信号处理课程是电子信息类专业的学科与专业基础课程,在整个专业课程体系中起着承上启下的作用,是信号处理理论的重要组成部分。

数字信号处理课程和各种新技术密切相关,其理论性和实践性都非常强,与工程应用紧密衔接。通过课程的学习,学生对其所涉及的时域离散信号与系统的时域频域分析方法、数字滤波器设计等内容能够熟练掌握并灵活运用,为后续“通信原理”、“DSP技术”、“数字图像处理”、“模式识别”等相关课程的学习奠定基础,培养学生分析与解决实际工程问题的能力。

课程教学内容包括六个模块:数字信号处理基础知识模块、时域离散信号和系统的频域分析模块、时域离散信号与系统DFT分析模块、利用FFT对离散信号与系统进行快速运算模块、IIR数字滤波器设计及实现结构模块、FIR数字滤波器设计及实现结构模块。

在网络飞速发展的时代,在线课程以其灵活性、便捷性的特点,逐渐成为现代教育的趋势。本课程既可以作为线上课程进行学习,也可以和线下教学相结合进行混合式教学,达到提高学生学习兴趣,锻炼学生自主学习、主动学习之能力的目的。

数字信号处理课程是河北工业大学资源共享优质课程。教学梯队老中青相结合,爱岗敬业,立德树人,具有丰富的教学经验。主讲教师包括省级教学名师,优秀任课教师,课堂教学质量优秀教师,元光学者。王宝珠教授负责第一、第二模块内容的讲解,王霞教授负责第三、第四模块内容的讲解,刘翠响副教授负责第五模块内容的讲解,曾成副教授负责第六模块内容的讲解,廉玉东副教授、马杰讲师负责拓展模块。


Syllabus

  • 课程简介
    • 一 数字信号处理基础知识
      • 1-0 内容简介
      • 1-1 时域离散信号的表示与运算
      • 1-2 LTI时域离散系统
      • 1-3 系统初始状态对输出的影响
      • 1-4 模拟信号数字处理方法
      • 第一模块测试题
    • 二 时域离散信号和系统的频域分析
      • 2-0 内容简介
      • 2-1 序列的傅里叶变换
      • 2-2 序列傅里叶变换的性质
      • 2-3 周期序列离散傅里叶级数与傅里叶变换的表示
      • 2-4 时域离散信号FT与模拟信号FT之间的关系
      • 2-5 序列的Z变换及其逆变换
      • 2-6 序列Z变换的性质
      • 2-7 利用Z变换求解差分方程
      • 2-8 利用系统函数的极点分布分析系统的因果性和稳定性
      • 2-9 利用Z变换定性分析系统特性
      • 第二模块测试题
    • 三 时域离散信号与系统DFT分析
      • 3-0 内容简介
      • 3-1 序列的离散傅里叶变换
      • 3-2 DFT与Z变换、傅里叶变换的关系
      • 3-3 离散傅里叶变换的隐含周期性
      • 3-4 离散傅里叶变换的性质
      • 3-5 循环卷积计算
      • 3-6 频率域采样
      • 3-7 利用DFT计算线性卷积
      • 3-8 利用DFT对信号进行谱分析
      • 第三模块测试题
    • 四 利用FFT对离散信号与系统进行快速运算
      • 4-0 内容简介
      • 4-1 采用快速傅里叶变换的原因
      • 4-2 减少DFT运算量的途径
      • 4-3 时域抽取法基2FFT
      • 4-4 频域抽取法基2FFT
      • 4-5 基2FFT算法运算量及运算规律
      • 4-6 进一步减少运算量的措施
      • 第四模块测试题
    • 五 IIR数字滤波器设计及实现结构
      • 5-0 内容简介
      • 5-1 数字滤波器介绍
      • 5-2 滤波器技术指标
      • 5-3 巴特沃斯模拟低通滤波器
      • 5-4 切比雪夫模拟低通滤波器
      • 5-5 脉冲响应不变法设计IIR数字低通滤波器
      • 5-6 双线性变换法设计IIR数字低通滤波器
      • 5-7 数字各型滤波器的设计
      • 5-8 由信号流图求网络系统函数
      • 5-9 IIR系统基本网络结构
      • 5-10 IIR数字滤波器的工程应用
      • 5-11 IIR数字滤波器的量化误差
      • 第五模块测试题
    • 六 FIR数字滤波器设计及实现结构
      • 6-0 引言
      • 6-1 线性相位FIR滤波器的条件与特点
      • 6-2 线性相位FIR滤波器的零点分布
      • 6-3 FIR数字滤波器的基本实现结构
      • 6-4 FIR数字滤波器的频率采样结构
      • 6-5 格型网络结构
      • 6-6 窗函数法设计线性相位FIR滤波器的原理
      • 6-7 典型窗函数及其特性
      • 6-8 窗函数法设计线性相位FIR数字滤波器步骤
      • 6-9 频率采样法设计线性相位FIR滤波器
      • 6-10 频率采样法的逼近误差及其改进措施
      • 6-11 等波纹最佳逼近法设计FIR数字滤波器
      • 6-12 FIR数字滤波器的工程应用
      • 6-13 FIR滤波器和IIR滤波器比较
      • 第六模块测试题
    • 实验
      • 实验一
      • 实验二
      • 实验三
      • 实验四
    • 深度思考讨论
      • 知识图谱展示
        • 拓展模块
          • 模拟信号数字处理 学案
          • DFT应用 学案
          • 课程拓展讨论
          • 微课
          • 课后拓展内容
          • 习题
        • 考试

          Taught by

          Liu Cuixiang, Cheng Zeng, Baozhu Wang, Xia Wang, Yudong Lian, and Ma Jie

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