第二节 线性相位FIR滤波器的特点 第三节 窗函数设计法 第四节 频率抽样设计法
第五节 设计FIR滤波器的最优化方法 第六节 IIR与FIR数字滤波器的比较
第八章 信号的抽取与插值---多抽样率数字信号处理基础（4学时）
【教学目标】
了解用整数D的抽取——降低抽样率和和整数I的插值——提高抽样率；掌握用有理数I/D做抽样率转换；了解抽样、插值以及两者结合的流图结构。 【重点难点】
掌握用有理数I/D做抽样率转换。 【教学内容】 第一节 概述
第二节 用整数D的抽取——降低抽样率 第三节 用整数I的插值——提高抽样率 第四节 用有理数I/D做抽样率转换
第五节 抽样、插值以及两者结合的流图结构 第六节 变换抽样率的多级实现
第九章 数字信号处理中的有限字长效应（2学时）
【教学目标】
了解二进制数的表示及其对量化的影响；了解A/D变换的量化效应；了解数字滤波器的系数量化效应；掌握数字滤波器运算中的有限字长效应。 【重点难点】
掌握数字滤波器运算中的有限字长效应。 【教学内容】 第一节 引言
第二节 二进制数的表示及其对量化的影响 第三节 A/D变换的量化效应 第四节 数字滤波器的系数量化效应 第五节 数字滤波器运算中的有限字长效应 第六节 防止溢出的幅度加权因子
第七节 IIR滤波器的定点运算中零输入的极限环振荡和溢出振荡
6
第八节 FIR算法的有限字长效应
7
课程编号H1602010《数字信号处理》教学大纲
Digital signal processing
一、课程基本信息
课程编号 课程类别 课程性质 开课学期 二、课程教学目标
本课程介绍了数字信号处理的基本概念,基本分析方法和处理技术.主要讨论离散时间信号和系统的基础理论,离散傅里叶变换DFT理论及其快速算法FFT,IIR和FIR数字滤波器的设计以及有限字长效应.通过本课程的学习使学生掌握利用 DFT 理论进行信号谱分析,以及数字滤波器的设计原理和实现方法,为学生进一步学习有关信息,通信等方面的课程打下良好的理论基础 三、教学基本要求
1、了解数字信号处理系统的基本概念,典型组成与应用。
2、了解时域离散信号和时域离散系统基本概念,基本运算以及基本性质。
3、掌握时域离散信号,系统的频域分析工具-序列的傅里叶变换及其基本性质,Z变换定义,基本性质及
及基本运算。
4、掌握离散傅里叶变换(DFT)的形式,性质,频域抽样理论,基本应用及其基本的快速算法(DIT和DIF
方式的基-2 FFT算法)。
5、掌握数字滤波器结构的表示法,IIR滤波器的基本结构,FIR滤波器的基本结构。 6、掌握IIR数字滤波器的设计(冲激响应不变法,双线性变换法等)
7、掌握FIR 数字滤波器的设计(窗函数设计法,频率抽样设计法等)及 IIR 和 FIR的比较 四、本课程的先导课程
《电路分析》 《概率论与数理统计》 《信号与系统》 五、教学方法与手段
1、课堂讲授：在课堂教学过程中，指出每章的重点和难点部分，这必须以建立概念、形成整体思路为
基础。而且在上课时会适当提出一些问题，以活跃课堂气氛，提高课堂质量，集中学生的注意力。 2、作业：鉴于本课程理论性强，是各专业课的重要理论基础，同时与先行主要课联系紧密，因此作业
1
H1602010 适用专业 教 研 室 编 写 人 编写时间 信息工程专业 电子教研室 万莲 2010．6 总学时数 48 实验学时 课程学分 3 上机学时 讲授学时 48 课外学时 周学时数 3 见习学时 专业核心课 必修课 5 量较大。根据情况适当增设课堂辅导及作业评述。 3、实验：单列实验课，可根据实验环境条件设置设计内容。 六、考核方式与成绩评定办法
本课程采用闭卷考试与实验作业相结合的方法。 成绩评定：平时作业、考勤40%，闭卷考试60%。 七、使用教材及参考书目
【使用教材】程佩青. 《数字信号处理教程》. 第三版. 北京：清华大学出版社，2007
【参考书目】1、姚天任，江太辉. 《数字信号处理》. 第二版. 华中科技大学出版社，2000
2、吴镇扬.《数字信号处理》. 第一版. 北京：高等教育出版社，2004
3、丁玉美，高西全. 《数字信号处理》.西安：电子科技大学出版社，2001
八、课程结构和学时分配 章节 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 九、教学内容
章节名称 离散时间信号与系统 Z变换与离散时间傅立叶变换 离散傅立叶变换 快速傅立叶变换 数字滤波器的基本结构 无限长单位冲击响应数字滤波器的设计方法 有限长单位冲击响应数字滤波器的设计方法 信号的抽取与插值---多抽样率数字信号处理基础 数字信号处理中的有限字长效应 共计 讲授学时 4 4 6 6 6 8 8 4 2 48 辅导学时 课外作业学时 (数量） 备注 第一章 离散时间信号与系统（4学时）
【教学目标】
了解离散时间信号——序列；理解线性移不变系统的概念；掌握常系数线性差分方程的解法。 【重点难点】
掌握常系数线性差分方程的解法 【教学内容】
2
第一节 离散时间信号——序列 第二节 线性移不变系统 第三节 常系数线性差分方程 第四节 连续时间信号的抽样
第二章 Z变换与离散时间傅立叶变换（4学时）
【教学目标】
了解Z变换的定义与收敛域；掌握Z变换的基本性质和定理；掌握离散时间傅立叶变换；掌握系统的系统函数，系统的频率响应。 【重点难点】
掌握Z变换的基本性质和定理；掌握离散时间傅立叶变换；掌握离散系统的系统函数，系统的频率响应。 【教学内容】 第一节 引言
第二节 Z变换的定义与收敛域 第三节 Z反变换
第四节 Z变换的基本性质和定理
第五节 序列的Z变换与连续信号的拉普拉斯变换，傅立叶变换的关系 第六节 离散时间傅立叶变换（序列的傅立叶变换） 第七节 序列傅立叶变换的主要性质 第八节 周期性序列的傅立叶变换 第九节 傅立叶变换的一些对称性质
第十节 离散系统的系统函数，系统的频率响应
第三章 离散傅立叶变换（6学时）
【教学目标】
了解傅立叶变换的几种可能形式；了解离散傅立叶级数的性质；掌握离散傅立叶变换——有限长序列的离散频域表示；掌握抽样Z变换——频域抽样理论。
【重点难点】
掌握离散傅立叶变换——有限长序列的离散频域表示；掌握抽样Z变换——频域抽样理论。 【教学内容】 第一节 引言
第二节 傅立叶变换的几种可能形式 第三节 周期序列的离散傅立叶级数
3
第四节 离散傅立叶级数的性质
第五节 离散傅立叶变换——有限长序列的离散频域表示 第六节 离散傅立叶变换的性质 第七节 抽样Z变换——频域抽样理论
第八节 利用DFT计算模拟信号的傅立叶变换（级数）对
第四章 快速傅立叶变换（6学时）
【教学目标】
掌握按时间抽选（DIT）的基-2 FFT算法；掌握按频率抽选（DIF）的基-2 FFT算法；掌握线性调频Z变换算法；掌握线性卷积与线性相关的FFT算法。
【重点难点】
掌握按时间抽选（DIT）的基-2 FFT算法；掌握按频率抽选（DIF）的基-2 FFT算法；掌握线性调频Z变换算法；掌握线性卷积与线性相关的FFT算法。 【教学内容】 第一节 引言
第二节 直接计算DFT的问题及改进的途径
第三节 按时间抽选（DIT）的基-2 FFT算法（库利-图基算法） 第四节 按频率抽选（DIF）的基-2 FFT算法（桑德-图基算法） 第五节 离散傅立叶反变换（IDFT）的快速计算方法 第六节 N为复合数的FFT算法——混合基算法 第七节 基-4 FFT算法 第八节 分裂基 FFT算法 第九节 线性调频Z变换算法
第十节 线性卷积与线性相关的FFT算法 第十一节 FFT的软件实现
第五章 数字滤波器的基本结构（6学时）
【教学目标】
了解数字滤波器结构的表示方法；掌握无限长单位冲击响应（IIR）滤波器的基本结构；掌握有限长单位冲击响应（FIR）滤波器的基本结构。 【重点难点】
掌握无限长单位冲击响应（IIR）滤波器的基本结构；掌握有限长单位冲击响应（FIR）滤波器
的基本结构。 【教学内容】
第一节 数字滤波器结构的表示方法
4
第二节 无限长单位冲击响应（IIR）滤波器的基本结构 第三节 有限长单位冲击响应（FIR）滤波器的基本结构 第四节 数字滤波器的格型结构
第六章 无限长单位冲击响应数字滤波器的设计方法（8学时）
【教学目标】
掌握数字基带传输系统的基本结构；掌握基带数字信号的基本概念及其频谱特性；掌握奈奎斯特第一准则及码间串扰的概念；掌握基带传输系统抗噪声性能的分析方法；了解频域均衡和时域均衡的概念。 【重点难点】
掌握数字基带传输系统的基本结构；掌握基带数字信号的基本概念及其频谱特性；掌握奈奎斯特第一准则及码间串扰的概念；掌握基带传输系统抗噪声性能的分析方法 【教学内容】 第一节 引言
第二节 最小与最大相位延迟系统，最小与最大相位超前系统 第三节 全通系统
第四节 用模拟滤波器设计IIR数字滤波器 第五节 冲激响应不变法 第六节 阶跃响应不变法 第七节 双线性变换法
第八节 常用模拟低通滤波器特性 第九节 设计IIR滤波器的频率变换法
第十节 先利用模拟域频带变换法，再利用数字化法设计数字各型滤波器
第十一节 先将模拟归一化低通原型数字化为数字低通，再利用数字域频带变换法设计数字各型滤波器 第十二节 直接在数字域设计IIR数字滤波器 第十三节 设计IIR滤波器的最优化方法
第七章 有限长单位冲击响应数字滤波器的设计方法（8学时）
【教学目标】
了解线性相位FIR滤波器的特点；掌握窗函数设计法；掌握频率抽样设计法。了解IIR与FIR数字滤波器的区别。 【重点难点】
掌握窗函数设计法；掌握频率抽样设计法。 【教学内容】 第一节 引言
5