复旦大学：《数字信号处理》课程教学资源_课程各章重点

第一章引言 【教学目标】 了解什么是数字信号处理,与传统的模拟信号处理技术相比存在哪些特点。数字信号处理的应用 领域。它的发展概况和发展趋势。 【重点难点】 重点:数字信号处理系统概念的引入。 【教学内容】 1、连续信号、模拟信号、离散信号与数字信号的定义; 2、数字信号处理框架的优缺点; 3、数字信号处理的发展历史; 4、典型的数字信号处理系统(应用领域)介绍。 第二章实时DSP系统的模拟l!O接口 【教学目标】 1、熟悉典型DSP系统构成的各个环节,每个环节涉及的具体任务目标,以及不同环节之间的 关联性; 2、掌握实时DSP的模拟/O接口设计的基本理论(如低通和带通采样定理以及在实际问题中的应 用) 3、能够刻画、分析和确定模拟O系统的基本参数(如采样频率、混叠误差的级别等) 4、理解模拟O接口过采样的基本原理(如过采样和噪声整形,简单过采样转换器的设计和分 析) 【重点难点】 1、重点:时域采样定理、模拟角频率与数字角频率之间的关系、O系统的基本参数设计(如 采样频率与ADC分辨率、滤波器参数、量化误差等之间的关系分析及计算); 2、难点:采样过程的数学描述与推导 【教学内容】 1、典型的实时DSP系统介绍 2、AD转换过程-信号采样及过采样; 3、D/A转换过程-信号恢复及过采样; 4、过采样的应用一位ADC 第三章z变换及其在信号处理中的应用 【教学目标】 1、理解z变换引入的背景,熟练掌握z变换的定义及计算方法; 2、掌握收敛域的概念,并应用收敛域判定信号的特征、判定系统的因果稳定性 3、z反变换定义及计算方法,掌握部分分式法求解z反变换,了解长除法计算z反变换」 4、z变换的性质和常用z变换对 5、掌握滤波器的传输函数定义和系统的频率响应概念,了解频率响应的几何解释 【重点难点】 1、重点:差分方程,收敛域的概念,应用收敛域判定信号的特征、判定系统的因果稳定性以 及z变换的性质、z变换与DFT变换的关系

第一章引言 【教学目标】 了解什么是数字信号处理，与传统的模拟信号处理技术相比存在哪些特点。数字信号处理的应用 领域。它的发展概况和发展趋势。 【重点难点】 重点：数字信号处理系统概念的引入。 【教学内容】 1、连续信号、模拟信号、离散信号与数字信号的定义； 2、数字信号处理框架的优缺点； 3、数字信号处理的发展历史； 4、典型的数字信号处理系统（应用领域）介绍。 第二章实时DSP系统的模拟I/O接口 【教学目标】 1、熟悉典型DSP系统构成的各个环节，每个环节涉及的具体任务目标，以及不同环节之间的 关联性； 2、掌握实时DSP的模拟I/O接口设计的基本理论（如低通和带通采样定理以及在实际问题中的应 用）； 3、能够刻画、分析和确定模拟I/O系统的基本参数（如采样频率、混叠误差的级别等）； 4、理解模拟I/O接口过采样的基本原理（如过采样和噪声整形，简单过采样转换器的设计和分 析） 【重点难点】 1、重点：时域采样定理、模拟角频率与数字角频率之间的关系、I/O系统的基本参数设计（如 采样频率与ADC分辨率、滤波器参数、量化误差等之间的关系分析及计算）； 2、难点：采样过程的数学描述与推导。 【教学内容】 1、典型的实时DSP系统介绍； 2、A/D转换过程-信号采样及过采样； 3、D/A转换过程-信号恢复及过采样； 4、过采样的应用-一位ADC 第三章Z变换及其在信号处理中的应用 【教学目标】 1、理解z变换引入的背景，熟练掌握z变换的定义及计算方法； 2、掌握收敛域的概念，并应用收敛域判定信号的特征、判定系统的因果稳定性； 3、z反变换定义及计算方法，掌握部分分式法求解z反变换，了解长除法计算z反变换； 4、z变换的性质和常用z变换对； 5、掌握滤波器的传输函数定义和系统的频率响应概念，了解频率响应的几何解释。 【重点难点】 1、重点：差分方程，收敛域的概念，应用收敛域判定信号的特征、判定系统的因果稳定性以 及z变换的性质、z变换与DFT变换的关系；

2、难点:z反变换的计算。 【教学内容】 1、z变换的定义(双边、单边); 2、Z变换的ROC及ROC的特征; 3、乙变换的性质; 4、常用信号的Z变换 5、Z反变换; 6、利用单边z变换分析线性系统; 7、乙变换与L变换的比较。 第四章离散变换 【教学目标】 1、熟练掌握离散傅立叶变换的定义及计算方法,掌握离散傅立叶变换的矩阵表示形式,以及 用 Matlab计算离散傅立叶变换的方法 2、熟练掌握傅立叶变换的性质,离散时间傅立叶变换和离散傅立叶变换之间的关系; 掌握循环卷积的概念和计算方法; 4、理解DFT的基本思想; 5、熟练掌握FFT的计算技巧 【重点难点】 1、重点:离散傅立叶变换的性质,离散时间傅立叶变换和离散傅立叶变换之间的关系; 2、难点:频域采样的概念。 【教学内容】 1、离散时间信号的傅里叶变换DTFT; 2、离散傅里叶变换DF 3、DTFT与DFT的关系 4、DFT的性质; 5、快速DFT(FFT)算法; 6、用DFT实现线性卷积 第五章相关和卷积 【教学目标】 了解相关和卷积物理內涵及描述形式上的异同,能熟练运用相关和卷积迸行凵T系统性能分析和求 解 【重点难点】 1、重点:利用相关对实际各类检测问题的建模; 2、难点:分段相关和卷积的实施; 【教学内容】 1、相关、自相关、互相关概念,相关的应用 2、离散卷积定义及性质,循环卷积、反卷积、盲反卷积、快速卷积概念; 3、分段卷积和相关; 4、相关和卷积的应用

2、难点：z反变换的计算。 【教学内容】 1、z变换的定义（双边、单边）； 2、Z变换的ROC及ROC的特征； 3、Z变换的性质； 4、常用信号的Z变换； 5、Z反变换； 6、利用单边Z变换分析线性系统； 7、Z变换与L变换的比较。 第四章离散变换 【教学目标】 1、熟练掌握离散傅立叶变换的定义及计算方法，掌握离散傅立叶变换的矩阵表示形式，以及 用Matlab计算离散傅立叶变换的方法； 2、熟练掌握傅立叶变换的性质，离散时间傅立叶变换和离散傅立叶变换之间的关系； 3、掌握循环卷积的概念和计算方法； 4、理解DFT的基本思想； 5、熟练掌握FFT的计算技巧。 【重点难点】 1、重点：离散傅立叶变换的性质，离散时间傅立叶变换和离散傅立叶变换之间的关系； 2、难点：频域采样的概念。 【教学内容】 1、离散时间信号的傅里叶变换DTFT； 2、离散傅里叶变换DFT； 3、DTFT与DFT的关系； 4、DFT的性质； 5、快速DFT（FFT）算法； 6、用DFT实现线性卷积。 第五章相关和卷积 【教学目标】 了解相关和卷积物理内涵及描述形式上的异同，能熟练运用相关和卷积进行LTI系统性能分析和求 解； 【重点难点】 1、重点：利用相关对实际各类检测问题的建模； 2、难点：分段相关和卷积的实施； 【教学内容】 1、相关、自相关、互相关概念，相关的应用； 2、离散卷积定义及性质，循环卷积、反卷积、盲反卷积、快速卷积概念； 3、分段卷积和相关； 4、相关和卷积的应用

第六章数字滤浪器的设计框架 【教学目标】 1、掌握数字滤波器设计的方框图和信号流图的表示方法 2、掌握FR数字滤波器的直接型、级联型、多相和线性相位结构; 3、掌握R数字滤波器的直接型、级联型、并联型结构 4、了解用 Matlab实现滤波器的基本结构。 【重点难点】 1、重点:数字滤波器的结构表示 难点:数字滤波器系数求解; 【教学内容】 1、数字滤波器概述; 2、数字滤波器类型:FR和R滤波器 3、FIR和R滤波器之间的选择; 4、滤波器设计的步骤。 第七章有限冲激响应(FIR)滤波器设计 【教学目标】 1、了解FR滤波器设计的基本方法和滤波器阶数估计的方法 2、理解吉布斯现象; 3、熟练掌握用窗函数法、频率采样法设计FR数字滤波器; 4、掌握用 Matlab设计数字滤波器的方法。 【重点难点】 1、重点:FR数字滤波器设计方法 2、难点:线性相位的FR数字滤波器的设计。 【教学内容】 1、FIR滤波器设计概述 2、FR滤波器系数计算方法; 3、窗函数法、最佳方法及频率采样方法及其比较; 4、FIR滤波器的实现结构。 第八章无限冲激响应(R)滤波器设计 【教学目标】 1、掌握滤波器参数的定义和lR数字滤波器设计的基本方法 2、掌握双线性变换方法设计IR型低通和髙通滤波器(包括连续域与离散域之间的映射关系 模拟角频率与数字频率间的关系 3、了解低通到低通、低通到高通的频率变换; 4、掌握用脉冲响应不变法设计lR型低通滤波器。 【重点难点】 1、重点:IR型数字滤波器设计方法;

第六章数字滤波器的设计框架 【教学目标】 1、掌握数字滤波器设计的方框图和信号流图的表示方法； 2、掌握FIR数字滤波器的直接型、级联型、多相和线性相位结构； 3、掌握IIR数字滤波器的直接型、级联型、并联型结构； 4、了解用Matlab实现滤波器的基本结构。 【重点难点】 1、重点：数字滤波器的结构表示； 2、难点：数字滤波器系数求解； 【教学内容】 1、数字滤波器概述； 2、数字滤波器类型：FIR和IIR滤波器； 3、FIR和IIR滤波器之间的选择； 4、滤波器设计的步骤。 第七章有限冲激响应（FIR）滤波器设计 【教学目标】 1、了解FIR滤波器设计的基本方法和滤波器阶数估计的方法； 2、理解吉布斯现象； 3、熟练掌握用窗函数法、频率采样法设计FIR数字滤波器； 4、掌握用Matlab设计数字滤波器的方法。 【重点难点】 1、重点：FIR数字滤波器设计方法； 2、难点：线性相位的FIR数字滤波器的设计。 【教学内容】 1、FIR滤波器设计概述； 2、FIR滤波器系数计算方法； 3、窗函数法、最佳方法及频率采样方法及其比较； 4、FIR滤波器的实现结构。 第八章无限冲激响应（IIR）滤波器设计 【教学目标】 1、掌握滤波器参数的定义和IIR数字滤波器设计的基本方法； 2、掌握双线性变换方法设计IIR型低通和高通滤波器（包括连续域与离散域之间的映射关系、 模拟角频率与数字频率间的关系）； 3、了解低通到低通、低通到高通的频率变换； 4、掌握用脉冲响应不变法设计IIR型低通滤波器。 【重点难点】 1、重点：IIR型数字滤波器设计方法；

2、难点:双线性变换法中截至频率的预畸变,低通到低通、低通到髙通的频率变换 【教学内容】 1、R型数字滤波器设计概述; 2、ⅢR滤波器系数计算方法; 3、系数计算的极-零点配置法、冲激响应不变法、匹配Z变换法、双线性变换法; 4、R滤波器的实现结构。 第九章自适应数字滤波器(* 【教学目标】 1、掌握自适应滤波器原理; 2、能够搭建简单的自适应滤波算法模型; 【重点难点】 1、重点:基于LMS准则的滤波器系数计算 2、难点:给定性能指标下的自适应滤波算法模型搭建 【教学内容】 1、自适应滤波器原理; 2、最速下降法 3、最小均方自适应滤波器、递归最小二乘自适应滤波器; 4、自适应噪声低效算法。 第十章多采样率数字信号处理(*) 【教学目标】 1、熟悉多采样率的基本概念和种类; 2、了解多采样率转换的应用价值和适用场合 3、掌握三种常用的采样率转换基本系统(整数因子D抽取、整数因子插值和有理数因子D采 样率转换)的基本原理、实现框图及其各种高效实现方法。 【重点难点】 1、重点:变抽样率系统的分析方法,变抽样率系统的应用; 2、难点:变抽样系统的概念理解。 【教学内容】 1、抽样率转换的时域特性和频域特性; 2、变抽样率滤波器; 3、多相滤波器 4、数字滤波器组; 第十一章频谱估计与分析() 【教学目标】 1、了解频谱估计与分析的作用 2、了解现代谱分析和传统谱分析的实施方法

2、难点：双线性变换法中截至频率的预畸变，低通到低通、低通到高通的频率变换。 【教学内容】 1、IIR型数字滤波器设计概述； 2、IIR滤波器系数计算方法； 3、系数计算的极-零点配置法、冲激响应不变法、匹配Z变换法、双线性变换法； 4、IIR滤波器的实现结构。 第九章自适应数字滤波器（*） 【教学目标】 1、掌握自适应滤波器原理； 2、能够搭建简单的自适应滤波算法模型； 【重点难点】 1、重点：基于LMS准则的滤波器系数计算； 2、难点：给定性能指标下的自适应滤波算法模型搭建。 【教学内容】 1、自适应滤波器原理； 2、最速下降法； 3、最小均方自适应滤波器、递归最小二乘自适应滤波器； 4、自适应噪声低效算法。 第十章多采样率数字信号处理（*） 【教学目标】 1、熟悉多采样率的基本概念和种类； 2、了解多采样率转换的应用价值和适用场合； 3、掌握三种常用的采样率转换基本系统（整数因子D抽取、整数因子I插值和有理数因子I/D采 样率转换）的基本原理、实现框图及其各种高效实现方法。 【重点难点】 1、重点：变抽样率系统的分析方法，变抽样率系统的应用； 2、难点：变抽样系统的概念理解。 【教学内容】 1、抽样率转换的时域特性和频域特性； 2、变抽样率滤波器； 3、多相滤波器； 4、数字滤波器组； 第十一章频谱估计与分析（*） 【教学目标】 1、了解频谱估计与分析的作用； 2、了解现代谱分析和传统谱分析的实施方法

【重点难点】 1、重点:确定谱分析的分辨率 2、难点:基于给定问题选择合适的谱分析方案。 【教学内容】 1、频谱估计原理; 2、传统方法、现代参数估计方法、自回归频谱估计方法及比较; 3、谱估计的应用

【重点难点】 1、重点：确定谱分析的分辨率； 2、难点：基于给定问题选择合适的谱分析方案。 【教学内容】 1、频谱估计原理； 2、传统方法、现代参数估计方法、自回归频谱估计方法及比较； 3、谱估计的应用