2356 数字信号处理.doc

湖北省高等教育自学考试大纲

课程名称：数字信号处理课程代码：2356

一课程性质和学习目的

数字信号处理是通信工程、电子信息工程、信息工程、自动控制工程等专业的专业基础课。本课程的是使学生学习数字信号处理的基本概念和理论，牢固掌握在数字信号的分析方法和处理技能，为日后解决数字系统和数字信号处理中实际问题奠定基础。本课程的先修课程信号系统、、数字电子技术绪论本的是使学生、系统和信号处理数字信号处理的基本组成数字信号处理系统的优点及其应用信号、系统和信号处理数字信号处理的基本组成数字信号处理的数字信号处理的数字信号处理的数字信号处理的信号、系统和信号处理的基本概念

数字信号处理的基本组成及实现方法

数字信号处理系统的优点及其应用

信号、系统和信号处理的基本概念

：（1）信号的基本概念；（2）系统的基本概念；（3）信号处理的基本概念。

数字信号处理的基本组成及实现方法

：（1）数字信号处理系统的基本组成及各部分作用；（2）数字信号处理系统的实现方法。

数字信号处理系统的优点及其应用

：（1）数字信号处理系统的优点；（2）数字信号处理的应用领域。第1章?离散时间信号与系统本的是使学生离散系统的线性移不变性、因果性和稳定性基本概念几种常用序列奈奎斯特抽样定理序列序列的周期性序列的能量常系数线性差分方程等序列的基本运算。奈奎斯特采样定理离散时间信号序列的线性移不变性、因果性和稳定性线性卷积连续时间信号的采样

离散时间信号—序列

：（1）序列的运算；（2）应用单位采样序列表示任意序列。

：（1）；（2）常用的离散时间序列。

（1）周期序列的概念；（2）序列能量的含义

：的线性移不变性、因果性和稳定性线性卷积常系数线性差分方程的概念连续时间信号的样

：奈奎斯特采样定理。连续信号理想抽样和实际抽样第章?本的是使学生变换序列的傅里叶变换离散系统的系统函数离散系统的频率响应序列的变换与连续信号的拉普拉斯变换和傅里叶变换之间的关系无限长单位冲激响应系统和有限长单位冲激响应系统；变换的基本性质和定理反变换的计算。第章?本的是使学生离散傅里叶变换主值序列的含义取模值运算（又称取余运算）（1）频域采样含义；（2）频域采样的条件。第章?本的是使学生DFT计算效率的途径按时间抽取的基2－FFT算法按频率抽取的基2－FFT算法IDFT的快速算法；的FFT实现。的FFT实现的FFT实现（1）FFT的意义；（2）基-2的含义；（3）蝶形运算的含义；（4）信号流图的概念；（5）同址运算的概念；（6）倒位序的含义基-2FFT的复数运算量的计算按时间抽取的基-2FFT运算原理和运算特点；按时间抽取的基-2FFT蝶形运算流图的FFT实现的FFT实现第章?本的是使学生数字滤波器的基本概念IIR和FIR数字滤波器的数字滤波器的基本概念

：（1）数字滤波器的基本概念；（2）数字滤波器的基本运算单元；（3）数字滤波器的运算结构（又可用信号流图表示）。

IIR数字滤波器结构

：（1）IIR数字滤波器的；（2）递归结构、反馈支路、节点的概念（）直接型（Ⅱ型）结构；（）级联型结构；（）并联型结构。

（1）根据描述系统的差分方程、系统函数或单画出不同形式的IIR系统信号流图；（2）根据IIR系统信号流图写出描述系统的差分方程、系统函数或单位脉冲响应。

FIR数字滤波器结构

：（1）FIR数字滤波器的；（2）非递归结构的概念；（）直接型结构；（）级联型结构：（）快速卷积型结构。（）横截型结构的意义（）频率采样型结构（1）根据描述系统的差分方程、系统函数或单画出不同形式的IR系统信号流图；（2）根据IR系统信号流图写出描述系统的差分方程、系统函数或单位脉冲响应。

第章?本的是使学生用模拟滤波器设计IIR数字滤波器（冲激响应不变法和双线性变换法）设计IIR数字滤波器的频率变换法冲激响应不变法和双线性变换法冲激响应不变法双线性变换法：（1）滤波器的概念；（2）滤波器的设计指标；（）IIR和FIR滤波器设计特点。

：（1）高通滤波器；（2）低通滤波器；（3）带通滤波器；（4）带阻滤波器；（5）数字滤波器的设计步骤；（6）IIR和FIR滤波器。

冲激响应不变变换法设计IIR数字滤波器

：（1）冲激响应不变变换法的概念；（2）混叠失真的概念冲激响应不变变换法设计原理：（）模拟波波器的数字化方法；（）脉冲响应不变变换法设计IIR数字滤波器的设计步骤；（）适用范围

用冲激响应不变变换法设计IIR数字滤波器。

双线性变换法设计IIR数字滤波器

：（1）双线性变换法的概念；（2）频率畸变的概念；（3）非线性失真的概念（）双线性变换法变换原理（）预畸变的方法；（）模拟滤波器的数字化方法；（）双线性变换法设计IIR数字滤波器的设计步骤；（）适用范围。

用双线性变换法设计IIR数字滤波器第章?本的是使学生?线性相位FIR滤波器的特点窗函数设计法频率抽样设计法IIR与FIR数字滤波器的比较

识记：（1）线性相位数字滤波器的概念；（）线性相位FIR数字滤波器的条件；（）线性相位FIR数字滤波器的零点、极点分布特点。四种形式的线性相位FIR数字滤波器的幅小辈特性和相频特性特点根据线性相位FIR数字滤波器的零点分布判断滤波器

2、窗函数设计FIR滤波器

：（1）窗函数的基本概念；（）主瓣和旁瓣的概念；（）主瓣宽度和旁瓣衰减的概念（）窗函数设计FIR滤波器的基本原理

：（）窗函数对理想频率响应的特性的影响；（）窗函数设计FIR滤波器的步骤。

应用窗函数设计法设计具有线性相位的FIR数字滤波器。

频率采样法设计FIR滤波器

：频率采样的基本概念

4、IIR与FIR数字滤波器的比较

识记：IIR与FIR数字滤波器的比较。



三关于大纲的说明与考核实施要求

（一）考核的能力层次表述

1.关于考核知识点说明：考试大纲中所列考核知识点是本章所必需要考核的基本知识和范围，是自学者重点要掌握的知识。

2.关于考核要求的说明：考试大纲中所规定的考核要求是指在学习了各章的内容后对各章规定的考核目标。明确考核要求，使自学应考者能够进一步明确考试内容和要求，更有目的地系统学习教材；使考试命题能够更加明确命题范围，更准确地安排试题的知识能力层次和难易程度。

识记：要求考生能够对大纲中的知识点，如定义、定理、公式、性质、法则等有清晰准确的认识，并能做出正确的判断和选择。

领会：要求考生能够对大纲中的概念、定理、公式、法则等有一定的理解，清楚它与有关知识点的联系与区别，并能做出正确的表达和解释。

简单应用：要求考生能够运用本大纲中各部分的少数几个知识点，解决简单的计算、证明或应用问题。

综合应用：要求考生能够对大纲中的概念、定理、公式、法则等熟悉和理解的基础上，会运用多个知识点，分析、计算和推导解决稍复杂的一些问题。



（二）教材

指定教材：

推荐教材：《数字信号处理教程》（第二版），程佩青主编，清华大学出版社

参考书目：、《离散时间信号处理》，刘树棠、黄建国译，奥本海姆，谢弗，巴克著，西安交通大学出版社。

–基于计算机的方法》（中文版）SanjitK.Mitra编，电子工业出版社



（三）自学方法指导

1、在开始阅读指定教材某一章之前，先翻阅大纲中有关这一章的考核知识点及对知识点的能力层次要求和考核目标，以便在阅读教材时做到心中有数，有的放矢。

2、阅读教材时，要逐段细读，逐句推敲，集中精力，吃透每一个知识点，对基本概念必须深刻理解，对基本理论必须彻底弄清，对基本方法必须牢固掌握。

3、在自学过程中，既要思考问题，也要做好阅读笔记，把教材中的基本概念、原理、方法等加以整理，这可从中加深对问题的认知、理解和记忆，以利于突出重点，并涵盖整个内容，可以不断提高自学能力。

4、完成书后作业和适当的辅导练习是理解、消化和巩固所学知识，培养分析问题、解决问题及提高能力的重要环节，在做练习之前，应认真阅读教材，按考核目标所要求的不同层次，掌握教材内容，在练习过程中对所学知识进行合理的回顾与发挥，注重理论联系实际和具体问题具体分析，解题时应注意培养逻辑性，针对问题围绕相关知识点进行层次（步骤）分明的论述或推导，明确各层次（步骤）间的逻辑关系。



（四）自学方式的指导

1、本门课程的任务是研究数字信号处理，在系统学习的基础上重点掌握数字信号处理的基本概念、基本原理、信号分析和处理以及它的具体应用。

2、掌握线性时不变离散时间系统的三种分析方法——卷积和方法、频域分析方法和Z变换分析法离散时间信号的频谱——傅里叶变换；离散傅里叶变换（DFT）及其快速算法（FFT）数字滤波器的基本结构；IIR和FIR数字滤波器设计的常用方法，输出为，分析系统的线性、稳定、因果及移不变特性，并说明理由。



四、计算题

1、求信号的z变换及其收敛域？



五、作图题

1、设，,求x(n)+y(n)并作图。



六、综合应用题

1、序列的DFT相当于从单位圆上开始，对序列的变换进行点的等间隔采样的结果。若想在半径为的圆上对z变换采样，如何调整，使其DFT相当于在期望的半径上对采样？