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数字信号处理 教案 中职数学基础模块教案 下载北师大版¥1.2次方程的根与系数的关系的教案关于坚持的教案初中数学教案下载电子教案下载 讲 授 人 陈友兴 课时 2 序号 1 教学时间 2007.3.26 课 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 内容 绪论 教学方式 讲授 教学手段 多媒体 教学课型 理论课 教学目的 1、掌握信号的分类、信号处理的基本内容、数字信号处理系统的基本组成； 2、掌握数字信号处理的学科概貌； 3、了解数字信号处理的基本特点、数字信号处理的应用及数字信号处理的发展方向。 重点难点 1、 信号的分类、数字信号处理系统的基本组成 2、 数字信号处理的学科概貌 教　学　内　容 备　注 一、数字信号处理的基本概念 · 信号及其分类 · 模拟信号与数字信号 · 数字信号处理 二、数字信号处理的学科概貌 三、数字信号处理的研究内容 1. 信号的采集 2. 信号的分析 3. 系统分析 4. 快速算法 5. 数字滤波技术 6. 信号的频谱分析与估值 7. 特殊算法 8. 数字信号处理的实现 四、数字信号处理系统的基本组成 教　学　内　容 备　注 五、数字信号处理的特点 1.精度高 　　2. 灵活性高 3. 可靠性高 4. 容易集成 5. 时分复用 6. 可获得高性能指标 7. 便于二维与多维处理 8. 速度不够高，工作频率也不够高 六、数字信号处理的应用及发展方向 七、本课程的特点 1. 数学工具多 2. 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 基础强 3. 与其它学科密切相连 八、参考书 思 考 题 与 作 业 教学后记 参考资料 程佩青，数字信号处理，清华大学出版社 奥本•汉姆，离散信号处理，西安科技大学出版社 付丽琴，数字信号处理原理及实现，国防工业出版社 胡广书， 数字信号处理--理论 算法与实现，清华大学出版社 张贤达，现代信号处理， 清华大学出版社 数字信号处理教案 讲 授 人 陈友兴 课时 2 序号 ２ 教学时间 2007.3.29 课题内容 1.1 离散时间信号 1.2 离散时间系统 1.3 连续时间信号的抽样 教学方式 讲授 教学手段 多媒体 教学课型 理论课 教学目的 1、掌握离散信号与系统的基本概念和分析 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 ； 2、熟练掌握连续信号的取样及取样定理； 重点难点 １、典型常用序列、序列的基本运算、卷积和计算 ２、线性时不变系统及性质，常系数差分方程的解法 3、 连续信号的抽样 教　学　内　容 备　注 1.1 离散时间信号 一、信号按时间的分类及序列的定义 　　１、分类 　　　　连续时间信号与模拟信号 　　　　离散时间信号与数字信号 　　２、序列的定义 　　　　离散时间信号又称作序列 二、序列的运算 　　１、移位、翻褶(折迭)、求和 　　２、乘积、累加 　　３、差分 　　４、尺度变换 　　５、卷积和 三、几种常用序列 　　1.单位抽样序列(单位冲激) 　　2.单位阶跃序列 u（n） 　　3.矩形序列 四、序列的周期性 1.2 离散时间系统 一、线性系统 二、移不变系统 三、单位抽样响应与卷积和 教　学　内　容 备　注 四、线性移不变系统的性质 五、因果系统 六、稳定系统 七、常系数线性差分方程系统及结构 　　１、表示法与解法 　　　　　　 ２、经典法解差分方程 　　　　齐次解 + 特解 例　已知系统的差分方程， 初始条件 ，求该系统的零输入响应。 ３、系统结构 1.３ 连续时间信号的抽样 一、抽样器 二、实际抽样与理想抽样 思 考 题 与 作 业 1-1(1,6,8);1-3(1);1-9(d); 1-14(2);1-15(2);1-19(3,7);1-20(1);1-22; 教学后记 参考资料 程佩青，数字信号处理，清华大学出版社 奥本•汉姆，离散信号处理，西安科技大学出版社 付丽琴，数字信号处理原理及实现，国防工业出版社 胡广书， 数字信号处理--理论 算法与实现，清华大学出版社 数字信号处理教案 讲 授 人 陈友兴 课时 2 序号 ３ 教学时间 2007.4.2 课题内容 1.4 Z变换 　　　——Z变换定义、收敛域、常用序列的Z变换、Z反变换 教学方式 讲授 教学手段 多媒体 教学课型 理论课 教学目的 1、熟练掌握序列的Z变换的定义 、收敛域、常用序列Z变换以及Z 反变换的求解 重点难点 １、Z变换的定义、收敛域、Z反变换的求解 教　学　内　容 备　注 1.4 Z变换 一、Z变换定义 　　　 　　记作： 二、收敛域 　　1.定义: 使序列x(n)的z变换X(z)收敛的所有z值的集合称作X(z)的收敛域. 满足： 　　2、有限长序列收敛域 　　 ，必须满足 3、右边序列收敛域 ，收敛域为 教　学　内　容 备　注 4、左边序列收敛域 ，收敛域为 5、双边序列收敛域为： 三、常用序列的Z变换 四、Z反变换 1、定义： 记作： 2、部分分式法求解Z反变换 思 考 题 与 作 业 2-1、2-4 教学后记 参考资料 程佩青，数字信号处理，清华大学出版社 奥本•汉姆，离散信号处理，西安科技大学出版社 付丽琴，数字信号处理原理及实现，国防工业出版社 胡广书， 数字信号处理--理论 算法与实现，清华大学出版社 数字信号处理教案 讲 授 人 陈友兴 课时 2 序号 4 教学时间 2007.4.5 课题内容 1.4 Z变换 　　――Z变换的性质、Z变换与拉普拉斯变换、傅立叶变换的关系 1.5 Z域分析 教学方式 讲授 教学手段 多媒体 教学课型 理论课 教学目的 1、 Z反变换的求解 2、 掌握序列的傅立叶变换和性质； 3、 熟练掌握时域离散线性时不变系统的频率响应函数和系统函数 4、 熟练掌握系统因果性和稳定性的Z域描述。 重点难点 1、序列的傅立叶变换和性质 2、离散线性时不变系统的Z域分析 3、系统因果性和稳定性在Z域的描述 教　学　内　容 备　注 1.4 Z变换 五、Z变换的性质 1、线性性质 2、序列移位 3、Z域尺度变换 4、序列的线性加权(Z域求导数) 5、共轭序列 6、翻褶序列 7、序列的卷积和(时域卷积定理) 8、序列相乘(Z域卷积定理) 9、帕塞瓦定理 10、初值定理 11、终值定理 12、有限项累加特性 教　学　内　容 备　注 六、Z变换与拉普拉斯变换、傅立叶变换的关系 1、Z变换与拉普拉斯变换 2、Z变换与傅立叶变换的关系 3、序列的傅立叶变换及性质 1.5 Z域分析 一、离散系统的系统函数 二、离散系统的稳定性、因果性的分析3、Z域尺度变换 三、系统函数和差分方程的关系 四.系统的频率响应 思 考 题 与 作 业 2-7; 2-8; 2-11;2-12;2-13;2-14;2-15;2-16;2-17 教学后记 参考资料 程佩青，数字信号处理，清华大学出版社 奥本•汉姆，离散信号处理，西安科技大学出版社 付丽琴，数字信号处理原理及实现，国防工业出版社 胡广书， 数字信号处理--理论 算法与实现，清华大学出版社 数字信号处理教案 讲 授 人 陈友兴 课时 2 序号 5 教学时间 2007.4.9 课题内容 2.1 傅立叶变换的四种形式 2.2 离散傅立叶级数及性质 教学方式 讲授 教学手段 多媒体 教学课型 理论课 教学目的 1、理解周期序列的傅立叶级数的概念； 2、理解离散傅里叶级数的基本概念； 重点难点 １、四种傅立叶变换的形式和应用范围 ２、周期序列DFS的定义及性质 教　学　内　容 备　注 2.1 傅立叶变换的四种形式 一、连续时间、连续频率的傅氏变换 二、连续时间、离散频率傅里叶变换 三、离散时间、连续频率的傅氏变换 四、离散时间、离散频率的傅氏变换 时间函数 频率函数 傅立叶变换 连续和非周期 非周期和连续 傅立叶级数 连续和周期（ ） 非周期和离散（ ） 序列的傅立叶变换 离散（ ）和非周期 周期（ ）和连续 离散傅立叶变换 离散（ ）和周期（ ） 周期（ ）和离散（ ） 教　学　内　容 备　注 2.2 离散傅立叶级数及性质 一、周期序列的DFS 1、周期序列DFS的引入 2、IDFS 3、DFS的Z变换求解 二、DFS的性质 1、线性 2、序列的移位 3、调制特性 4、周期卷积和 思 考 题 与 作 业 3-2、3-3 教学后记 参考资料 程佩青，数字信号处理，清华大学出版社 奥本•汉姆，离散信号处理，西安科技大学出版社 付丽琴，数字信号处理原理及实现，国防工业出版社 胡广书， 数字信号处理--理论 算法与实现，清华大学出版社 数字信号处理教案 讲 授 人 陈友兴 课时 2 序号 6 教学时间 2007.4.12 课题内容 2.3 离散傅立叶变换 2.4 离散傅立叶变换的性质 教学方式 讲授 教学手段 多媒体 教学课型 理论课 教学目的 1、熟练掌握离散傅里叶变换的概念和性质 2、掌握循环卷积求线性卷积的方法 重点难点 １、几个有关周期延拓和主值区间的概念 ２、离散傅立叶变换与离散傅立叶级数的区别 3、几种卷积之间的关系 教　学　内　容 备　注 2.3 离散傅立叶变换 一、基本概念 （1）周期延拓 为周期序列， 为有限长序列 （2）主值区间 （3）主值序列 是 的主值序列 （4）线性移位 （5）圆周移位 二、DFT的 定义 正变换： 反变换： 教　学　内　容 备　注 2.4 离散傅立叶变换的性质 1、线性性质 2、移位定理 3、共轭对称性 4、圆周卷积定理 5、圆周相关定理 6、Parseval定理 思 考 题 与 作 业 3-4 3-9 3-10 教学后记 参考资料 程佩青，数字信号处理，清华大学出版社 奥本•汉姆，离散信号处理，西安科技大学出版社 付丽琴，数字信号处理原理及实现，国防工业出版社 胡广书， 数字信号处理--理论 算法与实现，清华大学出版社 数字信号处理教案 讲 授 人 陈友兴 课时 2 序号 7 教学时间 2007.4.16 课题内容 2.5 抽样Z变换 2.6 DFT的应用 教学方式 讲授 教学手段 多媒体 教学课型 理论课 教学目的 1、了解抽样Z变换－频域抽样理论。 2、熟练掌握DFT的应用及误差分析 重点难点 １、信号恢复的内插公式 ２、DFT逼近造成的几种误差分析 教　学　内　容 备　注 2.5 抽样Z变换 一、抽样的定义 1、时域抽样 2、频域抽样 二、由频域抽样恢复序列 三、由 恢复 2.6 DFT的应用 一.用DFT计算连续时间信号的傅氏变换可能造成的误差 1.混叠现象 例子分析 2.频谱泄漏 3.栅栏效应 二.DFT与连续时间信号傅氏变换间相对数值的确定 1.连续时间非周期信号傅氏变换对 2.连续时间周期信号傅氏级数变换对 3.DFT变换 4.用DFT计算非周期信号的傅氏变换 5.用DFT计算周期信号的傅氏级数 教　学　内　容 备　注 思 考 题 与 作 业 3-1 3-13 3-15 教学后记 参考资料 程佩青，数字信号处理，清华大学出版社 奥本•汉姆，离散信号处理，西安科技大学出版社 付丽琴，数字信号处理原理及实现，国防工业出版社 胡广书， 数字信号处理--理论 算法与实现，清华大学出版社 数字信号处理教案 讲 授 人 陈友兴 课时 2 序号 8 教学时间 2007.4.19 课题内容 3.1 按时间抽取的基-2 FFT算法 教学方式 讲授 教学手段 多媒体 教学课型 理论课 教学目的 1、掌握按时间抽取的基-2 FFT算法的基本思想和算法推导； 重点难点 １、计算量的分析 ２、算法的思想和结构 教　学　内　容 备　注 3.1 按时间抽取的基-2 FFT算法 一、直接计算DFT的运算量和改进途径 二、算法原理(基2FFT) 1、N/2点DFT （1）把N（N为偶数）点序列x(n)，n＝0，1，…，N-1按n为偶数和奇数分为两个长为N/2的序列： r＝0，1，…， （2）两点结论: ， 均为N/2点的DFT。 只能确定出X(k)的 个； 即前一半的结果。 （3）X(k)的后一半的确定 （4）蝶形运算 （5）计算工作量分析 2、 N/4点DFT 三、运算量 教　学　内　容 备　注 四.DIT的FFT算法的特点 1.原位运算 2 倒位序规律 3.倒位序实现 4.蝶形运算两节点的距离:2m-1 5.WNr 的确定 6.存储单元 思 考 题 与 作 业 4-2 4-8 教学后记 参考资料 程佩青，数字信号处理，清华大学出版社 奥本•汉姆，离散信号处理，西安科技大学出版社 付丽琴，数字信号处理原理及实现，国防工业出版社 胡广书， 数字信号处理--理论 算法与实现，清华大学出版社 数字信号处理教案 讲 授 人 陈友兴 课时 2 序号 9 教学时间 2007.4.23 课题内容 3.2 按频率抽取的基-2 FFT算法 3.3 IDFFT的快速计算方法 3.4 其它基的FFT算法 教学方式 讲授 教学手段 多媒体 教学课型 理论课 教学目的 1、掌握按频率抽取的基-2 FFT算法的基本思想和算法推导； 2、理解离散傅立叶反变换（IDFFT）的快速计算方法 3、了解其它基的FFT算法，包括混合基算法、基－4FFT算法和分裂基FFT算法。 重点难点 1、按频率抽取的基-2 FFT算法的思想 2、傅立叶反变换（IDFFT）的快速计算方法 教　学　内　容 备　注 3.2 按频率抽取的基-2 FFT算法 一、算法的基本原理 频域抽取法是将输入序列x(n)首先按n的顺序分成前后两半 二、按频率抽取的FFT算法特点 1、算法特点 频率抽取法的运算特点与时域抽取法基本相同 2、时间抽取法与频率抽取法的比较 1）DIF的输入正好是自然顺序，输出却是反序输出，这与DIT正好相反。但这并不是实质性差别，因为二者的输入输出顺序都能由自然顺序变为反序，或者都能由反序变为自然顺序。由于DIF输出是反序，所以运算完毕后，要经过“整序”变为自然顺序输出，整序的规律和时间抽取法相同。 2) DIF的蝶形运算与DIT的蝶形运算略有不同，其差别在于DIF中复数乘法出现于减法运算之后。 3.3 IDFFT的快速计算方法 比较DFT和IDFT的运算公式： 0≤n≤N-1 0≤k≤N-1 教　学　内　容 备　注 可以直接调用FFT子程序，由X(k)计算x(n)，具体步骤如下： 1） 求X(k)的共轭X*(k)，取共轭仅需将虚部乘以（－1），在C语言中实现非常简单。 2） 以X*(k)作为输入序列，直接调用FFT子程序，计算得到N x*(n)。 3） 对运算结果取其共轭并乘以1／N即可得到x(n)。 3.4 其它基的FFT算法 一、N为复合数的FFT算法――混合基算法 二、基-4 FFT 算法 三、分裂基FFT算法 四、线性卷积的FFT算法 思 考 题 与 作 业 4-11 4-12 教学后记 参考资料 程佩青，数字信号处理，清华大学出版社 奥本•汉姆，离散信号处理，西安科技大学出版社 付丽琴，数字信号处理原理及实现，国防工业出版社 胡广书，数字信号处理--理论 算法与实现，清华大学出版社 数字信号处理教案 讲 授 人 陈友兴 课时 2 序号 10 教学时间 2007.4.26 课题内容 4.1 数字滤波器结构的表示方法 4.2 IIR数字滤波器的基本结构 教学方式 讲授 教学手段 多媒体 教学课型 理论课 教学目的 1、了解IIR数字滤波器的实现方法； 2、掌握IIR数字滤波器的结构。 重点难点 1、 IIR数字滤波器的四种典型结构 2、数字滤波器的概念和表示方法 教　学　内　容 备　注 4.1 数字滤波器结构的表示方法 一.　数字滤波器的概念 １.滤波器： 2、数字滤波器 二、数字滤波器的系统函数与差分方程 1、系统函数 2、差分方程 3、滤波器的功能与实现 （1）利用通用计算机编程，即软件实现; （2）数字信号处理器（DSP）即专用硬件实现。 三、数字滤波器的结构表示法 1、方框图法 2、信号流图法 教　学　内　容 备　注 4.2 IIR数字滤波器的基本结构 一、IIR滤波器的特点 1、单位冲激响应h(n)是无限长的； 2、系统函数H(z)在有限z平面（0<∣z∣<∞）上有极点存在； 3、结构上存在着输出到输入的反馈，也就是结构上是递归型的。 二、基本结构 1、直接I型 2、直接II型（正准型 ） 3、级联型 4、并联型 三、转置定理 思 考 题 与 作 业 5-1 5-5 教学后记 参考资料 程佩青，数字信号处理，清华大学出版社 奥本•汉姆，离散信号处理，西安科技大学出版社 付丽琴，数字信号处理原理及实现，国防工业出版社 胡广书，数字信号处理--理论 算法与实现，清华大学出版社 数字信号处理教案 讲 授 人 陈友兴 课时 2 序号 11 教学时间 2007.4.30 课题内容 4.3 FIR数字滤波器的基本结构 教学方式 讲授 教学手段 多媒体 教学课型 理论课 教学目的 1、了解FIR数字滤波器的实现方法； 2、掌握FIR数字滤波器的结构。 重点难点 1、FIR数字滤波器的四种典型结构 教　学　内　容 备　注 4.3 FIR数字滤波器的基本结构 一、IIR滤波器的特点 1、h(n)在有限个n值处不为零； 2、H(z)在 处收敛，极点全部在Z=0处； 3、非递归结构。 二、基本结构 1、横截型（卷积型、直接型） 2、级联型 将传递函数H（z）分解成二阶实系数因子的乘积形式： 3、 频率采样型结构 由频域采样定理可知，对有限长序列h(n)的z变换H(z) 在单位圆上做N点等间隔采样，N个频率采样值的离散傅立叶反变换所对应的时域信号 是原序列h(n)以采样点数N为周期进行周期延拓的结果，当N大于原序列h(n)的长度M时 = h(n)，不会发生信号失真，此时H(z)可以用频域采样序列H(k)内插得到，内插公式如下： 教　学　内　容 备　注 式中： k=0,1,2,…3,N-H（z） 也可以重写为 式中： 4、快速卷积结构 思 考 题 与 作 业 5-6 5-9 5-10 教学后记 参考资料 程佩青，数字信号处理，清华大学出版社 奥本•汉姆，离散信号处理，西安科技大学出版社 付丽琴，数字信号处理原理及实现，国防工业出版社 胡广书，数字信号处理--理论 算法与实现，清华大学出版社 数字信号处理教案 讲 授 人 陈友兴 课时 2 序号 12 教学时间 2007.5.7 课题内容 5.1 数字滤波器的基本概念 教学方式 讲授 教学手段 多媒体 教学课型 理论课 教学目的 1、理解和掌握数字滤波器的基本概念 2、掌握数字滤波器的设计基本步骤； 重点难点 1、数字滤波器的设计基本步骤； 2、滤波器指标的应用 教　学　内　容 备　注 5.1 数字滤波器的基本概念 一、数字滤波器定义 数字滤波器是对数字信号实现滤波的线性时不变系统。将输入的数字序列通过特定运算转变为输出的数字序列。 二、滤波器的分类 1、经典滤波器 低通、高通、带通、带阻 2、现代滤波器 三、滤波器的技术指标 1、通带的容限 ，阻带的容限 ； 2、通带截止频率 ，阻带截止频率 ； 3、通带允许的最大衰减 ，阻带应达到的最小衰减 。 4、采样频率ft 教　学　内　容 备　注 四、数字滤波器频响的三个参量 1、幅度平方响应 2、相位响应 3、群延迟 五、数字滤波器设计内容 1、按任务要求确定滤波器的性能指标； 2、用IIR或FIR系统函数去逼近这一性能要求； 3、选择适当的运算结构实现这个系统函数； 4、用软件还是用硬件实现。 六、IIR数字滤波器的设计方法 （1）将DF的技术指标转换成AF的技术指标； （2）按转换后技术指标、设计模拟低通滤波器； （3）将 （4）如果不是低通，则必须先将其转换成低通AF的技术指标。 思 考 题 与 作 业 教学后记 参考资料 程佩青，数字信号处理，清华大学出版社 奥本•汉姆，离散信号处理，西安科技大学出版社 付丽琴，数字信号处理原理及实现，国防工业出版社 胡广书，数字信号处理--理论 算法与实现，清华大学出版社 数字信号处理教案 讲 授 人 陈友兴 课时 2 序号 13 教学时间 2007.5.10 课题内容 5.2 模拟低通滤波器的设计 教学方式 讲授 教学手段 多媒体 教学课型 理论课 教学目的 1、掌握巴特沃思模拟低通滤波器的设计 2、熟悉切比雪夫模拟低通滤波器的设计过程 重点难点 1、巴特沃思模拟低通滤波器的设计； 教　学　内　容 备　注 5.2 模拟低通滤波器的设计 一、由幅度平方函数来确定系统函数 由于滤波器冲激响应ha(t)是实函数， 二、巴特沃思模拟低通滤波器的设计 1、模拟平方函数： 2、巴特沃斯滤波器的系统函数 3、归一化的系统函数 4、滤波器的阶数和截止频率的确定 教　学　内　容 备　注 三、切比雪夫模拟低通滤波器 1、切比雪夫模拟低通滤波器的提出 2、切比雪夫Ⅰ型低通滤波器 四、归一化原型滤波器的设计 例 一低通模拟滤波器的指标：在 的通带范围，幅度特性下降小于1dB；在 的阻带范围，衰减大于15dB；试用巴特沃思设计满足要求的模拟数字滤波器。 思 考 题 与 作 业 如何设计一二阶的巴特沃思低通滤波器 教学后记 参考资料 程佩青，数字信号处理，清华大学出版社 奥本•汉姆，离散信号处理，西安科技大学出版社 付丽琴，数字信号处理原理及实现，国防工业出版社 胡广书，数字信号处理--理论 算法与实现，清华大学出版社 数字信号处理教案 讲 授 人 陈友兴 课时 2 序号 14 教学时间 2007.5.14 课题内容 5.3模拟滤波器的数字化方法 5.4 其它类型数字滤波器的设计及优化 教学方式 讲授 教学手段 多媒体 教学课型 理论课 教学目的 1、掌握冲激响应不变法和双线性变换法设计数字滤波器 2、了解其它数字滤波器的设计过程和数字滤波器的优化 重点难点 1、冲激响应不变法和双线性变换法设计数字滤波器 教　学　内　容 备　注 5.3模拟滤波器的数字化方法 一、冲激响应不变法 1、变换原理 2、混迭失真 3、模拟滤波器的数字化 （1）一般方法 （2）方法的简化 （3）特点 （4）修正的H(Z) 二、双线性变换法 针对冲激响应不变法的混叠失真现象，采用非线性频率压缩方法，将整个频率轴上的频率范围压缩到 之间，再用 转换到z平面上。 教　学　内　容 备　注 1、变换原理 设 ， ，经过非线性频率压缩后用 ， 表示，这里用正切变换实现频率压缩： （ 由待定系数得出的） 实现S平面压缩： 转换到Z平面： 2、 S平面与Z平面的映射关系 3、模拟滤波器的数字化 系统函数： 频率响应： 4、 特点： 5、表格设计 5.4 其它类型IIR数字滤波器设计及优化 了解内容简单介绍 思 考 题 与 作 业 冲激不变法和双线性变换法设计数字滤波器时有哪些不同点和优缺点 教学后记 参考资料 程佩青，数字信号处理，清华大学出版社 奥本•汉姆，离散信号处理，西安科技大学出版社 付丽琴，数字信号处理原理及实现，国防工业出版社 胡广书，数字信号处理--理论 算法与实现，清华大学出版社 数字信号处理教案 讲 授 人 陈友兴 课时 2 序号 15 教学时间 2007.5.17 课题内容 5.5 IIR数字滤波器设计的综合实例 教学方式 讲授 教学手段 多媒体+黑板 教学课型 实例课 教学目的 1、熟练掌握冲激响应不变法和冲激不变法设计IIR数字滤波器 重点难点 1、冲激响应不变法和冲激不变法设计IIR 数字滤波器 教　学　内　容 备　注 5.5 IIR数字滤波器设计的综合实例 设计步骤： （1） 确定数字低通滤波器技术指标：通带截止频率 、阻带截止频率 、通带最大衰减 和阻带最小衰减 。 （2）转换成模拟低通滤波器的技术指标（边界频率的变换） 采用冲激响应不变法： 采用双线性变换法： （3）按照模拟低通滤波器的指标设计模拟低通滤波器； （4）将模拟滤波器 ，从s平面转换到z平面，得到数字低通滤波器的系统函数H(z)。 教　学　内　容 备　注 例1：模拟滤波器的系统函数为 ，试用冲激响应不变法，设计IIR数字滤波器，T=1 例2：设计一个一阶数字低通滤波器，3dB截止频率为ωc=0.25π ，将双线性变换应用于模拟巴特沃思滤波器。 例3：以 为模型，分别用冲激不变法和双线性变换法设计数字低通滤波器，要求： （1）截止频率为100HZ； （2）系统采样频率为1KHz。 例4：某一低通滤波器的各种指标和参量要求如下： （1）巴特沃思频率响应，分别采用冲激不变法和双线性变换法设计； （2）当0≤f≤2.5Hz时，衰减小于3dB； （3）当f≥50Hz时，衰减大于或等于40dB； （4）采样频率为200Hz。 例题的讲解用黑板，并在题目更改条件的情况下进一步设计 思 考 题 与 作 业 6-1；6-2；6-7 教学后记 参考资料 程佩青，数字信号处理，清华大学出版社 奥本•汉姆，离散信号处理，西安科技大学出版社 付丽琴，数字信号处理原理及实现，国防工业出版社 胡广书，数字信号处理--理论 算法与实现，清华大学出版社 数字信号处理教案 讲 授 人 陈友兴 课时 2 序号 16 教学时间 2007.5.21 课题内容 5.6 线性相位数字滤波器的条件与特点 教学方式 讲授 教学手段 多媒体 教学课型 理论课 教学目的 1、了解IIR和FIR数字滤波器的特点 2、了解线性相位FIR数字滤波器的条件和特点 重点难点 1、线性相位FIR数字滤波器的条件和特点 教　学　内　容 备　注 5.6 线性相位数字滤波器的条件与特点 一、IIR 和FIR数字滤波器的特点对比 二、线性相位条件 的线性相位是指 是 的线性函数，即 ， 为常数 （第一类线性） ， 是起始相位 （第二类线性） 满足第一类线性相位的条件是：h(n)是实序列且对(N-1)/2偶对称，即 满足第二类线性相位的条件是：h(n)是实序列且对(N-1)/2奇对称，即 三、线性相位的特点 1、第一类 2、第二类 教　学　内　容 备　注 四、线性相位FIR滤波器幅度特性 的特点 1、第一种类型：h(n)为偶对称，N为奇数 幅度函数 对于 也呈偶对称。 2. 第二种类型：h(n)为偶对称，N为偶数 对 呈奇对称， 对 呈偶对称。 3. 第三种类型：h(n)为奇对称，N为奇数 对于 也呈奇对称。 4. 第四种类型：h(n)为奇对称，N为偶数 对 呈奇对称。 五、系统函数 的零点分布情况 h(n)为偶对称，N为偶数的情况，则有单根z=－1处的零点； h(n)为奇对称，N为偶数的情况有单根z=1的零点； h(n)为奇对称，N为奇数时则z=1，及z=－1都为零点。 思 考 题 与 作 业 7-1 教学后记 参考资料 程佩青，数字信号处理，清华大学出版社 奥本•汉姆，离散信号处理，西安科技大学出版社 付丽琴，数字信号处理原理及实现，国防工业出版社 胡广书，数字信号处理--理论 算法与实现，清华大学出版社 数字信号处理教案 讲 授 人 陈友兴 课时 2 序号 17 教学时间 2007.5.24 课题内容 5.7 窗函数法设计FIR数字滤波器 教学方式 讲授 教学手段 多媒体 教学课型 理论课 教学目的 1、了解几种基本的窗函数 2、掌握窗函数法设计FIR数字滤波器的设计过程 重点难点 1、窗函数法设计FIR数字滤波器 教　学　内　容 备　注 5.7 窗函数法设计FIR数字滤波器 一、设计方法 1、设计原理 先给定理想滤波器的频响 ，所要求设计一个FIR的filter的频响为 ，使 逼近 2、设计过程 设计是在时域进行的，先用傅氏反变换求出理想滤波器的单位抽样响应 ，然后加时间窗 对 截断，以求得FIR 滤波器的单位抽样响应 。 二、窗函数对频响的影响 1、理想LF的单位抽样响应 2、加矩形窗 3、滤波器的频响 4、窗函数频响产生的影响 教　学　内　容 备　注 三、各种窗函数 （1）矩形窗（boxcar） （2）三角形(Bartlett)窗 （3）汉宁(Hanning )窗，又称升余弦窗 （4）海明(Hamming)窗，又称改进的升余弦窗。 （5）布拉克曼 (Blackman) 窗，又称二阶升余弦窗 （6）凯塞(Kaiser)窗 四、窗函数设计 设计步骤 (1) 给定要求的频率响应函数 。 (2) 用式 计算hd(n) (3) 根据过渡带宽及阻带最小衰减的要求，有表7-2，表7-3选定窗的形状及大小，N可通过几次尝试而最后确定。 (4) 根据所选择的窗函数，按式（7-26）来计算，即可得到所设计的FIR数字滤波器的单位抽样响应 思 考 题 与 作 业 7-3 7-5 教学后记 参考资料 程佩青，数字信号处理，清华大学出版社 奥本•汉姆，离散信号处理，西安科技大学出版社 付丽琴，数字信号处理原理及实现，国防工业出版社 胡广书，数字信号处理--理论 算法与实现，清华大学出版社 数字信号处理教案 讲 授 人 陈友兴 课时 2 序号 18 教学时间 2007.5.28 课题内容 5.8 频率采样法设计FIR数字滤波器 教学方式 讲授 教学手段 多媒体 教学课型 理论课 教学目的 1、掌握频率采样法设计FIR数字滤波器 重点难点 1、频率采样法设计FIR数字滤波器 教　学　内　容 备　注 5.8 频率采样法设计FIR数字滤波器 一、设计原理 EMBED Equation.3 二、线性相位约束条件 教　学　内　容 备　注 三．线性相位的Ⅰ型频率采样 N为奇数 N为偶数 四．线性相位的Ⅱ型频率采样 思 考 题 与 作 业 7-8 教学后记 参考资料 程佩青，数字信号处理，清华大学出版社 奥本•汉姆，离散信号处理，西安科技大学出版社 付丽琴，数字信号处理原理及实现，国防工业出版社 胡广书，数字信号处理--理论 算法与实现，清华大学出版社 数字信号处理教案 讲 授 人 陈友兴 课时 2 序号 19 教学时间 2007.5.31 课题内容 6.1几种特殊的滤波器 6.2格型滤波器 教学方式 讲授 教学手段 多媒体 教学课型 理论课 教学目的 1、掌握全通网络的系统函数及频率响应函数的特点； 2、掌握梳状滤波器的系统函数及频率响应函数的特点； 重点难点 1、全通网络的特点 教　学　内　容 备　注 6.1 几种特殊的滤波器 一、全通滤波器 如果滤波器的幅频特性对所有频率均等于常数或 1， 即 |H(e jω)|=1, 0≤ω≤2π 则该滤波器称为全通滤波器。 全通滤波器的频率响应函数可表示成 H(e jω)=e jφ(ω) 如果将零点zk和极点p*k组成一对， 将零点z*k与极点pk组成一对， 那么全通滤波器的极点与零点便以共轭倒易关系出现， 即如果z-1k为全通滤波器的零点， 则z*k必然是全通滤波器的极点。 教　学　内　容 备　注 二、梳状滤波器 三、最小相位系统 1、任何一个非最小相位系统的系统函数H(z)均可由一个最小相位系统Hmin(z)和一个全通系统Hap(z)级联而成， 即 2、在幅频响应特性相同的所有因果稳定系统集 中， 最小相位系统的相位延迟(负的相位值)最小 3、最小相位系统保证其逆系统存在。 6.2格型滤波器 一、全零点格型滤波器 二、全极点(IIR)格型滤波器 思 考 题 与 作 业 最小相位系统和全通系统的应用 教学后记 参考资料 程佩青，数字信号处理，清华大学出版社 奥本•汉姆，离散信号处理，西安科技大学出版社 胡广书，数字信号处理--理论 算法与实现，清华大学出版社 丁玉美，数字信号处理，西安电子科技大学出版社 数字信号处理教案 讲 授 人 陈友兴 课时 2 序号 20 教学时间 2007.6.4 课题内容 6.3简单整系数数字滤波器 6.4采样率转换滤波器 总复习 教学方式 讲授 教学手段 多媒体 教学课型 理论课 教学目的 1、 了解采样率转换滤波器 2、 了解简单整系数数字滤波器的设计思想和设计方法 3、 巩固课程的学习 重点难点 1、 简单整系数数字滤波器的设计思想和设计方法 2、 采样率转换滤波器思想 教　学　内　容 备　注 6.3简单整系数数字滤波器 一、建立在多项式拟合基础上的简单整系数滤波器 1. 多项式拟合的基本概念 2.最佳拟合模板与简单整系数FIR滤波器的单位脉冲响应h(n) 二、建立在零极点对消基础上的简单整系数滤波器 6.4采样率转换滤波器 一、信号的整数倍抽取 二、信号的整数倍内插 1. 整数倍内插的概念与内插方法 2. 整数倍内插的频域解释 3.内插器的输入、 输出关系 4.整数倍抽取和内插在数字语音系统中的应用 三、多采样率FIR系统的网络结构 教　学　内　容 备　注 总复习 一、数字信号处理系统的频谱分析 1、时域分析 2、Z域分析 3、离散傅立叶变换的频域分析 4、快速实现算法（FFT） 二、数字滤波器 1、数字滤波器的结构 2、IIR数字滤波器的设计 3、FIR数字滤波器的设计 4、其它特殊的滤波器的结构 思 考 题 与 作 业 教学后记 参考资料 程佩青，数字信号处理，清华大学出版社 奥本•汉姆，离散信号处理，西安科技大学出版社 付丽琴，数字信号处理原理及实现，国防工业出版社 胡广书，数字信号处理--理论 算法与实现，清华大学出版社 丁玉美，数字信号处理，西安电子科技大学出版社 � EMBED Equation.3 ��� � EMBED Equation.3 ��� y(t) y(n) 模拟滤波器 D/A 变换器 数字信号处理器 A/D 变换器 前置预滤波器 � EMBED Equation.3 ��� PAGE 40 _1171004654.unknown _1234637113.unknown _1234722492.unknown _1239645223.unknown _1239645343.unknown _1240142390.unknown _1240142632.unknown _1240142766.unknown _1240142400.unknown _1239645530.unknown _1240142189.unknown _1239645311.unknown _1239645329.unknown _1239645236.unknown _1235486203.unknown _1235486317.unknown _1236235943.unknown _1236235949.unknown _1236236126.unknown _1236235930.unknown _1235486275.unknown _1234723066.unknown _1234723113.unknown _1234722511.unknown _1234687552.unknown _1234687572.unknown _1234687585.unknown _1234687563.unknown _1234679892.unknown _1234685673.unknown _1234679855.unknown _1173772884.unknown _1175797616.unknown _1175800029.unknown _1234636349.unknown _1234636445.unknown _1234637099.unknown _1234636431.unknown _1175842822.unknown _1175863035.unknown _1234634253.unknown _1234636093.unknown _1234634252.unknown _1234634251.unknown _1175843045.unknown _1175862609.unknown _1175842848.unknown _1175842759.unknown _1175842805.unknown _1175842742.unknown _1175798529.unknown _1175799092.unknown _1175800011.unknown _1175799757.unknown _1175799076.unknown _1175798185.unknown _1175798522.unknown _1175798173.unknown _1175798179.unknown _1175798149.unknown _1175759322.unknown _1175780508.unknown _1175797610.unknown _1175759409.unknown _1173772936.unknown _1173772961.unknown _1175755481.unknown _1173773310.unknown _1173772948.unknown _1173772929.unknown _1173377551.unknown _1173463414.unknown _1173465617.unknown _1173613330.unknown _1173465539.unknown _1173465411.unknown _1173462352.unknown _1173463232.unknown _1173463320.unknown _1173451772.unknown _1171010037.unknown _1171010087.unknown _1173377474.unknown _1173377483.unknown _1171010117.unknown _1171010049.unknown _1171009475.unknown _1171009923.unknown _1171009415.unknown _1171009468.unknown _1128433176.unknown _1170961544.unknown _1170961580.unknown _1170961600.unknown _1170961555.unknown _1132558849.unknown _1168330605.unknown _1168331312.unknown _1170961416.unknown _1170961453.unknown _1168366164.unknown _1168331008.unknown _1133597810.unknown _1133597820.unknown _1133249799.unknown _1133443331.unknown _1133249691.unknown _1129398617.unknown _1132512165.unknown _1132512209.unknown _1129553635.unknown _1129616955.unknown _1129642242.unknown _1129616904.unknown _1129398733.unknown _1129396562.unknown _1129396712.unknown _1128433916.unknown _1126892337.unknown _1126974891.unknown _1128273209.unknown _1128357566.unknown _1128357634.unknown _1128363968.unknown _1128413615.unknown _1128357584.unknown _1128357259.unknown _1128357381.unknown _1128273713.unknown _1128282586.unknown _1127135173.unknown _1127135607.unknown _1127059201.unknown _1127063202.unknown _1126977798.unknown _1126893669.unknown _1126974836.unknown _1126893621.unknown _1126874811.unknown _1126882144.unknown _1126882178.unknown _1126875020.unknown _1126874404.unknown _1126874794.unknown _1126872923.unknown