中国地质大学《数字信号处理》教案

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1、数字信号处理教案数字信号处理教案目录第1章概论1第2章离散时间信号与系统3第3章Z变换及其性质5第4章连续时间信号采样与量化误差7第5章变换域分析9第6章离散傅立叶变换11第7章快速傅立叶变换13第8章离散时间系统的实现14第9章FIR数字滤波器的设计16第10章IIR数字滤波器的设计18第11章多采样率信号处理20第12章多采样率信号处理22第13章其它信号变换法24第1章概论科学技术的不断进步，计算机的飞速发展，现代通讯与互联网的迅速崛起，构筑了现代信息高速公路，使我们进入高度信息化、数字化时代。因此，大量的数据与信号需要及时传输

2、，并进行有效处理以获取有用信息。数字信号处理（DSP—DigitalSignalProcessing）就是通过数字的方式，研究怎样正确而快捷地处理信号，最大限度地提取蕴含在数据与信号中的有用信息。它所涉及到的概念和技术，最早可追溯到17和18世纪的数值计算，最近可影响到诸如现代声学、语音通讯、声纳、雷达、遥感图像、核科学、生物医学工程、地球探测与信息技术，乃至日用家电中的信号处理。数字信号处理是一门横跨多门学科的应用科学，有其自身独特的计算方法和理论，同时又处在不断改进与发展中。本章共2学时，主要介绍信号基本概念：信号的概念、信号特性

3、、信号的分类。数字信号处理：数字信号处理的对象是用离散的数字或符号所表示的序列。通过计算机或专用处理设备，用数字的方式对这些序列进行有效地处理，以达到人们便于理解的表达形式，例如，对信号进行选频滤波，就是增强信号中的有用分量，削弱干扰分量，提取有用信息。凡是用数字形式对信号进行滤波、转换（变换）、增强、压缩、估计、识别、融合等处理手段都是数字信号处理的研究范畴。具体内容包括：1）数字信号处理的发展历史；2）数字信号处理系统的基本组元；3）数字信号处理的硬件实现；4）数字信号处理的研究领域；第21页共21页数字信号处理教案5）数字信号处

4、理的主要特点。要求学生了解介绍数字信号处理的发展历史、研究对象、范围及特点、掌握信号的基本概念与分类，深入理解离散时间信号和数字信号的不同之处。习题：1、将展成Fourier复指数形式。2、信号的分类有哪几种方式？3、试举例说明信号与信息的概念。思考题对信号进行频域分析的目的是什么？第2章离散时间信号与系统本章着重阐述有关信号的表示、运算规则等及系统的概念、分类、表示和相应的性质，并介绍几种常用的序列和离散时间线性时不变系统及其卷积和的表达形式。所涉及的卷积运算、离散时间系统的线性性、时不变性、因果性、稳定性及可逆性等都是非常重要的内

5、容，在本章最后，讨论用常系数线性差分方程表示离散时间线性时不变系统的输入-输出关系，详细论述用迭代法解差分方程的方式来求离散时间线性时不变系统的单位采样响应。本章共讲8学时，具体内容如下：离散时间信号：序列的运算：序列的移位、序列的翻褶、两序列的代数和、两序列之积、序列的累加、序列的差分运算、序列的时间尺度变换、两序列的卷积。几种常用序列：单位采样序列d(n)、单位阶跃序列u(n)、矩形序列、实指数序列、复指数序列、正弦型序列；序列的周期性、任意序列的表示及序列的能量。离散时间系统：线性系统、时不变系统、因果系统、稳定系统、可逆系统、

6、线性时不变系统、线性时不变系统的性质（交换律、结合律、分配律）常系数线性差分方程常系数线性差分方程的表达式、迭代求解系统的单位采样响应。要求学生掌握离散时间信号的运算原理及常见序列，重点掌握卷积运算；要求学生掌握离散时间的系统的基本概念、性质及常系数线性差分方程的表达式。习题：1、假设某一系统差分方程为y(n)＝ay(n−1)+x(n)其中x(n)为输入，y(n)为输出。当边界条件选为y(−1)＝0，时，试判断系统是否是线性的？是否是时不变的？2、试判断下列系统第21页共21页数字信号处理教案(1)；(4)；y(n)＝[x(n)]3(

7、2)；(5)(3)(6)是否是线性系统？3、试判断下列系统(1)T[x(n)]＝e-

8、n

9、×x(n)；(4)；(2)y(n)＝x(n2)；(5)y(n)＝x(-n)；(3)T[x(n)]＝x(n−n0)；(6)是否是时不变系统？4、试判断以下系统的因果性和稳定性？(1)T[x(n)]＝e-

10、n

11、×x(n)；(4)T[x(n)]＝x(n−n0)；(2)T[x(n)]＝x2(n)×u(n)×；(5)；(3)；(6)5、试判断以下系统的可逆性？(1)T[x(n)]＝2x(n)；(3)T[x(n)]＝x(n)−x(n−1)；(2)T[x(n)

12、]＝n×u(n)×；(4)；6、以下序列是系统的单位采样响应h(n)，讨论系统是否是(a)因果的，(b)稳定的。(1)d(n+5)(4)7nu(−n)；(2)u(n)；(5)u(n)；(3)2nu(n)；(6)0.2nu