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《数字信号处理》教学大纲
课程英文名
DigitalSignalProcessing
课程代码
03M0125
学分
2
总学时
32
理论学时
32
实验/实践学时
0
课程类别
学科基础
课程性质
限选
先修课程
高等数学、线性代数、数学物理方法、信号与系统
适用专业
电子信息工程
开课学院
信息工程学院
教材及主要参考书
推荐教材：《数字信号处理教程》（第五版），程佩青编著，清华大学出版社，2017年10月。
参考书：
《数字信号处理》（第三版），陈后金等，高等教育出版社，2018年；
《离散时间信号处理（第三版）》，AlanV.Oppenheim,RonaldW.Schafer著,黄建国,刘树棠,张国梅译.电子工业出版社,2015。
注：课程类别是指公共基础课/学科基础课/专业课；课程性质是指必修/限选/任选。
一、课程地位与课程目标
（一）课程地位
本课程是电子信息类专业继“信号与系统”之后的一门重要的学科平台课，是电子信息工程专业的核心课程。本课程以线性代数、复变函数和信号与系统的基本方法为基础，介绍信号的数字处理在时域、变换域的描述及其相互变换的基本理论和基本算法实现，讨论以数字滤波器为代表的数字系统的基本概念和基本分析方法，其主要内容包括离散时间系统的Z域分析、离散傅里叶变换、快速傅里叶变换、数字系统的结构、数字滤波器设计等。
本课程是一门结合实际工程应用的介于学科基础课和专业课之间的课程。通过本课程的学习，使学生掌握数字信号处理的基本理论与分析方法，掌握数字滤波器的设计和实现，建立利用计算机或通用（专用）数字信号处理（DSP）技术解决实际问题的思想和方法，为后续课程及从事信息处理相关的工作打下基础。
课程目标
本课程应达到的预期学习结果（ILO，IntendedLearningOutcomes）如下：
1.ILO-1：掌握离散时间系统分析的数学工具，掌握系统函数和系统的频响特性，掌握离散傅里叶变换及其快速算法原理，并能够针对具体简单线性电子系统建模并求解，培养利用数字思维和数字技术分析、解决实际问题的能力。
2.ILO-2：能够运用高等数学、复变函数的基本原理，通过理论分析和推理，对工程中的离散系统进行识别和特性分析及判断；掌握IIR和FIR型数字滤波器的设计原理，能够根据设计要求、系统特征，设计符合要求的FIR和IIR滤波器，并对之进行分析和优化。
思政教育目标
本课程结合知识体系和能力目标，通过介绍数字信号处理技术的发展和应用历程，培养学生的科学思维、辩证思想和创新意识，以及多视角看待问题分析问题的方法和科学发展观；通过引入相关技术前沿与应用案例，结合国家建设和民族复兴的新时代背景，激发学生奋发图强、科技报国的使命担当。
二、课程目标与毕业要求对应关系
本课程支撑的毕业要求如下：
毕业要求1：工程知识：能够将数学、自然科学、电子信息工程基础和专业知识应用于解决电子信息领域复杂工程问题。
毕业要求1-4：能够利用数学模型和工程方法，对电子信息领域中的电路和信号等复杂工程问题的解决方案进行比较与综合。
毕业要求2：问题分析：能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析电子信息领域复杂工程问题，获得有效结论。
毕业要求2-2：能基于数学、自然科学和工程科学的基本原理和方法正确表达和分析电子信息领域复杂工程问题。
表1课程目标对毕业要求的支撑关系
课程目标
毕业要求
毕业要求1-4
(支撑强度：M)
毕业要求2-2
(支撑强度：H)
ILO-1
1
ILO-2
1
三、课程主要内容与基本要求
1、离散时间信号与系统的分析基础
教学内容：（1）离散时间信号-序列；（2）线性移不变系统；（3）常系数线性差分方程；（4）连续时间信号的抽样。
基本要求：了解离散时间信号的表达形式、熟练掌握离散信号的基本运算方法；了解线性移不变系统的基本性质、熟练掌握离散时间系统性质的判断方法；掌握时域抽样定理。
思政教育内容：通过介绍数字信号处理技术在通信、雷达各领域的应用，引入技术发展推动通信系统的发展，讲述通信系统的发展历程，引导学生认识到科技创新是国家竞争力的关键，作为新时代的青年学子，应当将学术追求与社会责任结合，担负起推动国家科技自立自强的使命。
2、Z变换域离散时间傅里叶变换
教学内容：（1）序列的Z变换；（2）S平面到Z平面的映射关系；（3）离散时间序列的傅里叶变换；（4）离散线性移不变系统的频率特征。
基本要求：熟练掌握Z变换和Z反变换的方法、Z变换的基本性质；掌握离散系统的系统函数、频率响应及离散信号的滤波；掌握非周期序列的离散时间傅里叶变换及性质；理解拉普拉斯变换、Z变换、傅里叶变换之间的关系。
通过这一章的学习，能够建立电子信息领域复
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