《数字信号处理》课程教学大纲
一、课程基本信息
课程编号：AS33104
课程名称：数字信号处理
英文名称：Digital Signal Processing
课程学时：32 讲课学时：28实验学时：04上机学时：40 习题学时：0
课程学分：2
开课单位：航天学院 控制科学与工程系
授课对象：主要针对自动化及探测与制导专业的本科三年级学生
开课学期：3秋春
先修课程：工科数学分析、复变函数、自动控制理论等
二、课程目标
本课程讲授数字信号处理的基本理论、基本分析方法，并将结合实例介绍数字信号处理的实用技术，让学生能够掌握系统的数字信号处理方法。学生在学习本课程后能够达到以下目标：
课程目标 1.理解并掌握数字信号处理的基本概念及理论，具备对数字信号处理问题分析的知识基础，了解数字信号处理研究的理论基础、研究热点、发展趋势及前沿应用；
课程目标 2. 熟练掌握数字信号处理时域及变换域分析方法，具备分析和解决工程实践中数字系统设计及控制问题的能力；
课程目标 3. 熟悉并掌握常见的数字信号处理问题的基本实验技能和计算机仿真方法，得到实验方案设计和实验技能获得的基本训练，逐步具有应用先进软硬件工具解决工程实际问题的能力。
三、课程目标与毕业要求对应关系（毕业要求具体描述按指标点分解列写，参考附件）
毕业要求 | 毕业要求具体描述 | 课程目标 |
1.工程知识 | 1-？能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于解决复杂工程问题。 | 课程目标1 |
2.问题分析 4.研究 | 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复杂工程问题，以获得有效结论。能够基于科学原理并采用科学方法对复杂工程问题进行研究，包括设计实验、分析与解释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论。 | 课程目标2 |
5.使用现代工具 12.终身学习 | 能够针对复杂工程问题，开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具，包括对复杂工程问题的预测与模拟，并能够理解其局限性。具有自主学习和终身学习的意识，有不断学习和适应发展的能力。 | 课程目标3 |
四、课程目标与课程内容对应关系
序号 | 教学内容 | 教学要求 | 学时 | 教学方式 | 对应课程 目标 |
1 | 绪论 | （1）了解数字信号处理课程的框架 （2）了解数字信号处理理论在实际生活中的应用 | 1 | 授课 | 课程目标 1 |
2 | 时域离散信号、系统及其在实际中的应用实例 | （1）理解数字信号的概念及不同序列的特点，熟悉线性移不变系统的定义、判断方法及性质（3学时） （2）掌握奈奎斯特采样定理，并能够使用Matlab软件对时域离散信号进行基本处理（2学时） （3）了解常系数线性差分方程的定义并掌握其时域解法（1学时） （4）结合某种实际系统，如医疗超声系统，介绍数字信号处理理论的应用实例（2学时） | 8 | 授课 | 课程目标 1课程目标 2 |
3 | 离散时间信号的变换域处理方法 | （1）掌握离散时间傅立叶变换的定义，熟悉离散时间傅立叶变换的定理及性质（2学时） （2）了解傅立叶变换的几种形式。（1学时） （3）掌握离散傅立叶级数的定义，性质和频域抽样定理（2学时） （4）掌握离散傅立叶变换及其性质定理（1学时） （5）熟悉快速傅立叶变换算法，并掌握傅立叶变换的计算量分析方法（2学时） | 8 | 授课 | 课程目标 2 课程目标 3 |
4 | 数字滤波器的基本概念 | （1）掌握数字滤波器的基本概念和表示方法 （2）熟悉不同类型数字滤波器的结构 | 2 | 授课 | 课程目标 1 课程目标 2 |
5 | 两种不同结构的数字滤波器：IIR滤波器与FIR滤波器 | （1）熟悉IIR滤波器的基本结构，掌握IIR滤波器的模拟化设计方法和数字化设计方法（5学时） （2）熟悉FIR滤波器的对称性，熟练运用窗函数法设计FIR滤波器（4学时） | 9 | 授课 | 课程目标 2 |
6 | Matlab软件在数字信号处理中的应用 | （1）熟练Matlab软件的使用 （2）掌握使用Matlab软件解决简单的数字信号处理问题 （3）掌握基于matlab软件的数字滤波器设计 | 4 | 实验 | 课程目标 2 课程目标 3 |
五、课程教学方法
（1）以数字信号及系统的理论知识––数字信号处理的应用领域（数字滤波器）––数字信号处理的应用实例为主线进行教学，使学生既能理解理论基础，也能使用理论来解决实际应用问题。
（2）以将抽象的数字信号处理问题形象化为课程教学的主要方法，结合数字信号处应用实例进行讲授，将抽象的理论具体化，提高学生对理论知识的认识，掌握理论知识在实际应用中的能力。
（3）紧密结合传统板书教学和现代化的多媒体教学，较为抽象的理论推导步骤利用板书讲解，详细实例，包括一些可视化演示实验使用多媒体教学演示，使板书和多媒体相辅相承，加强学生的认知和理解。
（4）作为授课教师，应对所教授的课程及相关课程的内容融会贯通，主动了解选课学生的情况和先修课程情况，在为学生讲授本门课程的同时，帮助他们梳理整个知识体系的脉络。
（5）带领学生做好课前预习和课后复习总结工作，活跃课堂气氛，在课程中设计开放性命题，增加课堂讨论环节。
（6）通过课堂教学和演示环节，充分发挥学生的创造性和主观能动性，本课程将设计课程报告环节，给出开放性命题，在考察学生对课堂知识掌握的同时，锻炼学生的动手与资料检索等多方面能力。
六、课程考核方法（课程目标最好一一对应，这样好评价，如果发现无法对应，考虑是不是课程目标写的不好：））
课程考核的环节包括课堂考核、课程报告、期末考试，总评成绩以百分计，满分100分，各考核环节所占分值比例可根据具体情况进行微调，建议值及考核细则如下。
考核环节 | 所占分值 | 考核与评价细则 | 对应课程目标 |
课堂考核 | 20% | 课程将安排5次随堂练习，每次20分，总分100分，同时检验学生对知识点的掌握以及课堂出勤情况。 | 课程目标1 课程目标2 |
课程报告 | 30% | 给出与课堂讲授理论知识相关的实际应用类开放性命题，根据学生对命题的完成情况和报告书写情况评定分数，报告满分为100分。 | 课程目标3 |
期末考试 | 50% | 题型采用解答题与计算题形式，采用闭卷考试，总分100分，按解答的完整性分步骤计分。 | 课程目标1 课程目标2 课程目标3 |
七、主要教材与参考书
[2] 胡广书，数字信号处理－理论、算法与实现（第二版），清华大学出版社，2003
[3] A.V.奥本海姆，R.W.谢弗，J.R.巴克， 刘树棠，黄建国译，离散时间信号处理（第二版），西安交通大学出版社，2001
大纲撰写人： 赵悦 大纲审核人：
