1323S01002-数字信号处理实验-2023版人才培养方案课程教学大纲.docxVIP

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ADDINCNKISM.UserStyle《数字信号处理实验》课程教学大纲

（实验课程·2023版）

一、课程基本信息

课程号

1323S01002

开课单位

电子信息工程学院

课程名称

（中文）数字信号处理实验

（英文）ExperimentforDigitalSignalProcessing

课程性质

必修

考核类型

考查

课程学分

1

课程学时

34

课程类别

专业发展课程（专业核心课）

适用专业（类）

通信工程

二、课程描述及目标

（一）课程简介

《数字信号处理实验》是通信工程专业的专业核心课程，是《数字信号处理》课程的有效补充部分，旨在培养学生运用MATLAB软件工具进行数字信号处理辅助分析、设计和解决实际问题的能力，强化和加深学生理解和掌握理论课程知识。本课程主要涉及信号的产生、采样、时域分析与频域分析、数字滤波器的设计等理论，以及数字信号处理系统设计和实现的基本原理和方法。本课程主要包括离散时间信号的时域分析、离散时间系统的时域分析、离散时间信号的频域分析、离散时间系统的频域分析、IIR数字滤波器的设计、FIR数字滤波器的设计、数字信号处理系统的设计和实现七个实验项目。

（二）教学目标

通过本课程，使学生巩固所学数字信号处理理论知识，实现理论与实践的结合，提高解决实际问题的能力。培养学生实事求是、严肃认真的科学作风，引导学生尊重科学、重视科学，发扬探究、创造的科学精神。通过本课程学习，能够掌握数字信号处理的基本理论，培养工程思维能力，为后续学习相关的专业课程、从事理论研究和工程技术工作奠定基础。

课程目标1：能够熟练使用MATLAB仿真工具，运用离散时间信号与系统的时域、频域分析方法，设计可行的实验方案，进行实验仿真，结合数字信号处理的相关理论，对实验结果进行分析，获得合理有效的结论，培养并提高学生分析问题的能力。

课程目标2：掌握数字信号处理的基本概念和基础理论知识，根据需要对数字信号处理系统进行方案设计、比较、建模与仿真，记录、整理实验数据，并根据仿真结果对系统性能进行分析、撰写设计报告和制作答辩PPT。通过理论与实践的结合，提高学生解决实际问题的能力。

三、课程目标对毕业要求的支撑关系

毕业要求指标点

课程目标

1-3能将相关知识和数学模型方法用于推演、分析通信工程专业复杂工程问题，并能够用于解决方案的比较与综合。

课程目标2

4-2能够根据对象特征，选择研究路线，设计实验方案，并能够根据实验方案构建实验系统，安全地开展实验，正确地采集实验数据，能对实验结果进行分析和解释，并通过信息综合得到合理有效的结论。

课程目标1

四、教学方式与方法

前六个实验采用以上机练习为主的教学方式，通过讲解实验重点及其中包含的理论知识，引导学生设计可行的实验方案；通过对实验结果进行分析，获得有效结论，从而成为理论的有益补充。

第七个实验采用启发引导式的教学方法，通过讲解基本理论，引导学生完成方案设计，以此为依据在软件环境下，学生完成“DTMF信号的产生与接收、语音信号的分析与处理和音乐频谱灯”中一个题目的仿真和实现。根据所学的数字信号处理理论进行设计性实验，将理论与实践相结合，不仅可增强学生对数字信号处理系统的认识，还可以培养学生动手实践能力、分析问题和解决问题的能力。

五、教学重点与难点

（一）教学重点

对离散时间线性非时变系统的时域和频域分析处理、离散傅立叶变换及其快速算法（FFT）、数字滤波器的设计、数字信号处理系统的设计和实现。

（二）教学难点

离散时间信号频域分析、滤波器设计、数字信号处理系统的设计和实现。

六、实验内容、基本要求与学时分配

序号

实验项目名称

实验内容与要求

学时

类型

对应课程目标

1

离散时间信号的时域分析

利用MATLAB产生数字信号处理的几种常用典型序列，完成数字序列的基本运算。

3

验证性

课程目标1

2

离散时间系统的时域分析

奈奎斯特抽样定理、卷积运算、系统的单位脉冲响应、稳定性的分析与计算。

3

综合性

课程目标1

3

离散时间信号的频域分析

z变换、DTFT、DFS、DFT、FFT的基本概念及计算方法。

3

验证性

课程目标1

4

离散时间系统的频域分析

频率响应的概念、系统零极点对系统特性的影响的分析。

3

综合性

课程目标1

5

IIR数字滤波器的设计

使用脉冲响应不变法、双线性变换法设计IIRDF。

3

设计性

课程目标1

6

FIR数字滤波器的设计

利用窗函数法、频率采样法设计FIRDF。

3

设计性

课程目标1

7

数字信号处理系统的设计和实现

DTMF信号的产生与接收或语音信号的分析与处理或音乐频谱灯

16

设计

研究性

课程目标2

合计

34

注：实验要求包括必修、选修；实验类型包括“验证性”、“设计性”、“……”等。

七