电子科技大学数字信号处理实验
浅析《数字信号处理》课程课外辅助教学方法
浅析《数字信号处理》课程课外辅助教学方法摘要:《数字信号处理》课程是电子信息类专业的一门专业基础课程,课程工程实践性较强。
本文就采用网络教学方式、课外及时答疑、课堂讲授教学与课下辅助教学结合等几种课外辅助教学方法进行了探讨,以提升教学质量。
关键词:数字信号处理课外辅助教学教学方法工程实践1 课程自身特点及教学中存在的问题《数字信号处理》课程是电子信息工程学生的必修课程,就课程自身特点而言,具有理论性强、知识点理解难度大、与工程实践联系紧密等特点,所以在教学工作中出现了课程内容的工程实践性与学生的实践动手能力之间的矛盾。
《数字信号处理》课程内容主要是讨论运用数字的方法完成模拟信号处理的过程,所以内容上紧密联系工程实践,课程本身具有很强的实践性,实验是教学工作的重要环节,学生专业基础知识与实验能力的差别使课程中实验部分内容学生掌握起来有困难。
因此,在日常的教学工作中,除了课堂教学外,课外的辅助教学是不容忽视的,通过课外辅助教学环节能够使学生更好的理解课程知识点、拓展思路、更好的完成课程的学习。
2 辅助教学方面采取的措施2.1 共享教学资源采用网络教学方式,学生可通过网络快速有效地获得课程知识信息,对课程教学帮助极大首先,采用多媒体课件和板书相结合的教学方法授课方法,授课速度明显提高,与此同时学生出现无法做出完整的课堂笔记的现象,所以课前需要向学生及时提供课程课件。
其次,在教材中,课程背景知识介绍和学科发展阐述等内容论述简单,教师需要向学生及时提供相关知识。
再次,针对部分授课内容编写的MATLAB程序学生理解和掌握相关知识点,所以需要及时向学生提MATLAB程序;最后,习题和MATLAB仿真作业答案对知识点的理解都有所帮助,需要及时安排习题课,同时课程教学网站可实现上述教学资源的网络共享。
利用现代网络技术,督促学生访问国外着名大学的相关《数字信号处理》课程的网站,通过对比学习,寻找差距及时弥补,让学生认识到国内外本课程教学的不同侧重点,了解我们的教学条件并不比国外差,从而提高自信心和学习的动力。
(完整word版)《数字信号处理》课程教学大纲
课程编号15102308《数字信号处理》教学大纲Digital Signal Processing一、课程基本信息二、本课程的性质、目的和任务《数字信号处理》课程是信息工程本科专业必修课，它是在学生学完了高等数学、概率论、线性代数、复变函数、信号与系统等课程后，进一步为学习专业知识打基础的课程。
本课程将通过讲课、练习使学生建立“数字信号处理”的基本概念，掌握数字信号处理基本分析方法和分析工具，为从事通信、信息或信号处理等方面的研究工作打下基础。
三、教学基本要求1、通过对本课程的教学，使学生系统地掌握数字信号处理的基本原理和基本分析方法，能建立基本的数字信号处理模型。
2、要求学生学会运用数字信号处理的两个主要工具：快速傅立叶变换（FFT）与数字滤波器，为后续数字技术方面课程的学习打下理论基础。
3、学生应具有初步的算法分析和运用MA TLAB编程的能力。
四、本课程与其他课程的联系与分工本课程的基础课程为《高等数学》、《概率论》、《线性代数》、《复变函数》、《信号与系统》等课程，同时又为《图像处理与模式识别》等课程的学习打下基础。
五、教学方法与手段教师讲授和学生自学相结合，讲练结合，采用多媒体教学手段为主，重点难点辅以板书。
六、考核方式与成绩评定办法本课程采用平时作业、期末考试综合评定的方法。
其中平时作业成绩占40%，期末考试成绩占60%。
七、使用教材及参考书目【使用教材】吴镇扬编，《数字信号处理》，高等教育出版社，2004年9月第一版。
【参考书目】1、姚天任,江太辉编，《数字信号处理》（第二版），华中科技大学出版社，2000年版。
2、程佩青著，《数字信号处理教程》（第二版），清华大学出版社出版，2001年版。
3、丁玉美,高西全编著，《数字信号处理》，西安电子科技大学出版社，2001年版。
4、胡广书编，《数字信号处理——理论、算法与实现》，清华大学出版社，2004年版。
5、Alan V. Oppenheim, Ronald W. Schafer，《Digital Signal Processing》，Prentice-Hall Inc, 1975.八、课程结构和学时分配九、教学内容绪论（1学时）【教学目标】1. 了解：什么是数字信号处理，与传统的模拟技术相比存在哪些特点。
数字信号处理-原理、实现及应用(第4版) 第0章 绪论
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0.3 数字信号处理的优点（2）
2、精确性：
模拟系统：精确性依元器件不同而有所差异。 数字系统：精度由机器字长，算法等决定。 例如，求对数运算，数字运算精度可任意高，
而对于模拟电路，1%的精度就很难达到。
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信号举例 （4）
黑白照片
• Represents light intensity as a function of two spatial coordinates
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信号举例 （5）
视频信号 Video signals
处 理
时
采
x(n)
域 离
散
样
系
统
y(n) 平 y(t) 滑 滤
波
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2. 数字信号处理的基 本内容
1.模拟信号的预处理
预滤波和前置滤波 作用：滤除输入模拟信号中的无用频率成
分和噪声，避免采样后发生的频谱混叠失 真 为了满足采样定理的要求。
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数字信号处理
绪论
主要内容
信号的特征 信号的分类 数字信号处理的基本内容 数字信号处理的实现方法 数字信号处理的优点
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信号
信号是信息的载体。通过信号传递信息。
信号我们并不陌生，如刚才铃声—声信号，表 示该上课了；
十字路口的红绿灯—光信号，指挥交通； 电视机天线接受的电视信息—电信号； 广告牌上的文字、图象信号等等。
数字信号处理教案
数字信号处理教案数字信号处理教案课程特点:本课程是为电子、通信专业三年级学生开设的一门课程，它是在学生学完了信号与系统的课程后，进一步为学习专业知识打基础的课程。
本课程将通过讲课、练习使学生掌握数字信号处理的基本理论和方法。
课程内容包括：离散时间信号与系统；离散变换及其快速算法；数字滤波器结构；数字滤波器设计；数字信号处理系统的实现等。
本课程逻辑性很强, 很细致, 很深刻；先难后易, 前三章有一定的难度, 倘能努力学懂前三章(或前三章的0080), 后面的学习就会容易一些；只要在课堂上专心听讲, 一般是可以听得懂的, 但即便能听懂, 习题还是难以顺利完成。
这是因为数字信号分析技巧性很强, 只了解基本的理论和方法, 不辅以相应的技巧, 是很难顺利应用理论和方法的。
论证训练是信号分析课基本的,也是重要的内容之一, 也是最难的内容之一。
因此, 理解证明的思维方式, 学习基本的证明方法, 掌握叙述和书写证明的一般语言和格式, 是信号分析教学贯穿始终的一项任务。
鉴于此, 建议的学习方法是： 预习, 课堂上认真听讲, 必须记笔记, 但要注意以听为主, 力争在课堂上能听懂七、八成。
课后不要急于完成作业, 先认真整理笔记, 补充课堂讲授中太简或跳过的推导, 阅读教科书, 学习证明或推导的叙述和书写。
基本掌握了课堂教学内容后, 再去做作业。
在学习中, 要养成多想问题的习惯。
课堂讲授方法:1. 关于教材: 《数字信号处理》作者丁玉美高西全西安电子科技大学出版社2. 内容多, 课时紧: 大学课堂教学与中学不同的是每次课介绍的内容很多, 因此, 内容重复的次数少, 讲课只注重思想性与基本思路, 具体内容或推导特别是同类型或较简的推理论证及推导计算, 可能讲得很简, 留给课后的学习任务一般很重。
.3. 讲解的重点: 概念的意义与理解, 理论的体系, 定理的意义、条件、结论、定理证明的分析与思路, 具有代表性的证明方法, 解题的方法与技巧，某些精细概念之间的本质差别. 在教学中, 可能会写出某些定理证明, 以后一般不会做特别具体的证明叙述.4. 要求、辅导及考试：a. 学习方法: 适应大学的学习方法, 尽快进入角色。
西电电子信息工程保研课程
简介西安电子科技大学是中国顶尖的大学之一，其电子信息工程（EIE）课程是中国最受欢迎的课程之一。
EIE课程旨在为学生提供对电子信息工程原理和应用的全面了解。
它涵盖了广泛的主题，如电路设计、信号处理、嵌入式系统、计算机网络和通信系统。
该课程还为学生提供了通过实验室工作和项目工作获得实践经验的机会。
本文将讨论西安电子科技大学电子工程师课程的主要特点及其对学生的好处。
西安电子科技大学电子信息工程课程概述西安电子科技大学的电子信息工程课程是一个四年制课程，由理论和实践两部分组成。
在前两年，学生通过讲座和实验课了解电子信息工程的基础知识。
他们学习的主题包括电路设计、信号处理、嵌入式系统、计算机网络、通信系统和数字信号处理。
除了这些核心课题外，他们还学习软件工程原理和设计可靠的嵌入式系统的技术。
在第三年的学习中，学生需要承担一个项目，涉及从头设计一个电子系统或修改一个现有系统。
这个项目使他们能够在实际环境中应用他们的知识，同时发展他们解决问题的技能。
除了这个项目工作外，他们还参加数字信号处理和通信工程等领域的高级课程。
在学习的最后一年，学生需要在工业或研究机构完成实习，在那里他们可以获得与真实世界的电子系统合作的实践经验。
这种实习为他们提供了宝贵的经验，可以在毕业后申请工作时使用。
对学生的好处西安电子科技大学的EIE课程为那些希望从事电子信息工程或相关领域工作的学生提供了许多好处。
首先，它使他们从理论和实践的角度全面了解电子信息工程的各个方面。
这些知识可以在毕业后在工业或研究环境中设计新系统或排除现有系统的故障时加以应用。
其次，它允许他们通过实验课和项目工作获得实践经验，这有助于他们进一步发展解决问题的能力，同时使他们在毕业后申请工作时比其他申请人更有优势。
最后，它为他们提供了一个进行实习的机会，在那里他们可以获得与真实世界的系统打交道的宝贵经验，这进一步提高了他们毕业后的就业前景。
总结西安电子科技大学的电子信息工程课程旨在让学生从理论和实践的角度全面了解电子信息工程的各个方面，同时通过实验课和项目工作给予他们实践经验，帮助他们进一步发展解决问题的能力，同时让他们在毕业后申请工作时比其他申请人更有优势。
通信导师
现代通信网技术及应用团队负责人：李兴明教授团队研究方向：现代通信网理论、网络的优化设计技术.、电信网络管理、高速信息传输技术团队副教授以上级别老师研究方向及同学评价：李兴明：通信网络技术、光纤通信、通信中的信息安全技术DSP研究团队团队负责人：彭启琮团队研究方向：通信系统中的信号与信息处理、DSP技术团队副教授以上级别老师研究方向及同学评价：李玉柏，教授、硕导，硕士招生专业：通信网络技术，无线与移动通信，通信专用IC技术，现代通信中的信号处理。
邵怀宗，副教授、硕导,硕士招生专业：无线与移动通信，现代通信中的信号处理。
林静然，副教授、硕导，硕士招生专业：无线与移动通信，卫星通信技术，现代通信中的信号处理。
网络技术研究团队：团队负责人：雷维礼团队研究方向：通信网与宽带通信技术、数据通信与计算机网络、宽带无线信息网络团队副教授以上级别老师研究方向及同学评价：马立香：通信网络技术、无线与移动通信、通信抗干扰技术、传感网技术冷甦鹏：通信网络技术、无线与移动通信、多媒体通信、通信抗干扰技术、传感网技术蒋体钢，副教授、硕导，硕士招生专业：无线与移动通信，图象传输与处理多媒体通信团队团队负责人：李晓峰团队研究方向：（无线）多媒体通信与终端、图像语音信号处理技术、多媒体信号处理与信息处理、视频图像压缩、跟踪与模式识别团队副教授以上级别老师研究方向及同学评价：李晓峰：无线与移动通信、多媒体通信、图像传输与处理、现代通信中的信号处理傅志中，副教授、硕导，硕士招生专业：多媒体通信，图象传输与处理，现代通信中的信号处理。
张敏：通信网络技术通信中的信息安全技术无线通信与RF集成电路团队团队负责人：文光俊团队研究方向：RF集成电路设计、通信中的信号处理技术、频谱检测与估计团队副教授以上级别老师研究方向及同学评价：文光俊，教授、博导，博士招生专业：无线与移动通信，通信专用集成电路与数模混合SOC 设计，通信RFIC及SOC技术，毫米波通信技术，硕士招生专业：无线与移动通信，通信中的信息安全技术，通信专用IC技术，物联网器件与系统。
中国电子科技大学电子信息科学与技术 培养方案
电子信息工程专业指导性教学计划
( 2010-06-29 )
电子信息工程专业指导性教学计划(2002级本科)
一、培养目标
本专业学生应具有深厚的数理基础和外语功底，系统学习电子技术、计算机技术、通信理论与系统、信号与信息处理、电磁场与微波技术等方面的课程，并通过教学实验和科研实践，学会获取与运用知识的能力。
注重学生全面素质教育，坚持“理工结合”的特点，强调宽口径培养及新知识和高新技术的引入。
本专业毕业生既能从事较高层次的研究，也能从事高水平的技术开发和管理，适合于在通信、电子、计算机、电子商务等广泛领域中从事工作。
二、学制：四年。
电子科技大学22春“电子信息工程”《数字信号处理》期末考试高频考点版(带答案)试卷号：1
电子科技大学22春“电子信息工程”《数字信号处理》期末考试高频考点版（带答案）一.综合考核(共50题)1.对周期序列的谱分析工具是()。
A.傅里叶变换B.傅里叶级数C.离散傅里叶变换D.离散傅里叶级数参考答案：D2.要处理一个连续时间信号，对其进行采样的频率为6kHz，要无失真的恢复该连续信号，则该连续信号的最高频率可能是()。
A.12kHzB.6kHzC.4kHzD.3kHz参考答案：D3.序列x(n)=u(n)的能量为()。
A.1B.9C.11D.∞参考答案：D4.当输入序列不同时，线性移不变系统的单位抽样响应也不同。
()A.正确B.错误5.离散系统的差分方程为y(n)=x(n)+ay(n-1)，则系统的频率响应()。
A.当|a|B.当|a|>1时，系统呈低通特性C.当0D.当-1<a<0时，系统呈低通特性参考答案：C6.两有限长序列的长度分别是12和15，要利用DFT计算两者的线性卷积，则DFT的点数至少应取()。
A.15B.26C.27D.28参考答案：C7.某连续信号的最高频率为5kHz，采样后为了不失真的恢复该连续信号，则采样频率至少为()。
A.5k HzB.10k HzC.2.5k HzD.1.25k Hz参考答案：B8.设y(n)=kx(n)+b，k0，b0为常数，则该系统是线性系统。
()A.正确B.错误参考答案：B9.数字信号的特征是()。
A.时间连续、幅值量化D.时间连续、幅值连续参考答案：B10.任何系统的响应与激励施加于该系统的时刻有关。
()A.正确B.错误参考答案：B11.因果系统一定是稳定系统。
()A.正确B.错误参考答案：B12.与FIR滤波器相似，IIR滤波器的也可以方便地实现线性相位。
()A.正确B.错误参考答案：B13.已知某序列的Z变换收敛域为全Z平面，则该序列为()。
A.有限长序列B.双边序列C.左边序列D.右边序列参考答案：A14.A.M+NB.M+N-1C.M+N+1D.2(M+N)参考答案：B15.计算256点的按时间抽取基-2 FFT，在每一级的蝶形个数是()。
DSP小实验
实验结果:
(a) 程序运行结果
(b) 代码优化前 a_doc_b, a_doc_c, a_doc_d 三个子函数的性能值（Count 值和百分值） 2
(c) 代码优化后 a_doc_b, a_doc_c, a_doc_d 三个子函数的性能值（Count 值和百分值）
实验结果分析：
从图中可以看出利用Visual DSP＋十可以很好的对C语言的各种的效率进行分析。
该图就是bkfir2_flp32滤波前后的数据频谱图。
实验结果分析：
软件可以很好的绘制出输入和输出波形，从而更好的对程序进行分析。
Part4 代码性能统计实验
实验步骤:
1、导入工程文件，目录为将 D:\DSP\test1_4\test1_4.dpj。（选择菜单 File\OpenProject） 2、编译。 3、新建代码性能分析器（Linear Profiling）工具，弹出代码性能统计窗口。
6
在窗口中： Histogram：用图形的方式来显示该执行单元所用时间百分比。 ％：用数字显示该执行单元所占用的时间百分比。 Execution Unit：执行单元，对于C或C十十语言中的函数显示其函数名，对于其它指
令或汇编语言显示指令的地址，显示为 PC［xxx］。 4、运行（RUN），代码性能统计窗口得到统计信息，双击窗口中的 main()，在窗口右半
实验任务：
π_4-DQPSK调制解调算法设计及DSP实现
性能仿真以及在ＤＳＰ硬件平台上的系统测试。
傅者瓣工锋主婺包疆： １．瓷阅大量文献，深入了解Ⅱ／４．ＤＱＰＳＫ调制解调源理并在此勰础上
形成具体的搏法。 ２．利攘ＭＡＴＬＡＢ对ｎ簿＋蛰ＱＰＳＫ调躐鳞潺冀法逡行憋缝莹囊，骢证簿
法自≈可幸亍能。 ３．在ＶＩＳＵＡＬＤＳＰ环境１ ４编写汇编程序并进行软仿鼹。 ４．鲶会ＤＳＰ谤谯援ＡＤＳＩ＇．２１１６ＩＮ ＥＺＫＩＴ ＬＩＴＥ澍整个遮裁鳃稍系统
电子辩按夫学颈士论文
选择，但价格相对就较为昂贵了。ＤＳＰ处理器价格比较便宜，能完成十分 复杂的算法，使用灵活，易实现模块化，缺点是受处理瓣速度的限制。
软件无线毫毅求中豹一个慧要将点裁爨耗器可能多麴透信技术瓣软件 编程沫实现，而这贱通信技术通常会涉及到许多复杂的算法，用ＤＳＰ朱实 现无疑是充分发挥了它的优势功能。
Ｆｒｏｍ ｔｈｉｓ ｖｉｅｗｐｏｉｎｔ，ＳＤＲ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｓ ｃａｌｌｅｄ ｔｈｅ ｔｈｉｒｄ ｒｅｖｏｌｕｔｉｏｎ ｉｎ ｗｉｒｅｌｅｓｓ
ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｆｉｅｌｄ ｆｏｌｌｏｗｅｄ ｄｉｇｉｔａｌ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ｍｏｂｉｌｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ．
本谍越来灏予与公司戆台佟矮毽一一铁漆安全监控数攥裹速移动接入
系统，惩子冀申鹣软待无线密镲号处理都分。其葫黥楚森ＡＤ公司静ＤＳＰ 硬件５Ｆ台一ｋ用软件实现一路３６Ｋｂｐｓ数据的Ⅱ／４一ＤＱＰＳＫ调制解凋处蠼。本 文首先介缨ｎ／４．ＤＱＰＳＫ调制解调算法中各个模块的实现愿理，如：成形
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三、实验内容
1、给定某个滤波器的传输函数H(z):
0.0798z 1 (1 0.6566z 1 ) H (z) -1 -1 (1 0.5335 z 1 ) 1 (0.6250 0.3773 i ) z 1 (0.6250 0.3773 i ) z
实验三
滤波器传输函数的零点和极点 对滤波特性的影响
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一、实验目的
1. 直观地了解滤波器传输函数的零点和 极点（的个数和位置）对滤波特性的 影响。 2. 利用设计的滤波器进行滤波。
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二、实验要求
1、对于给定的滤波器传输函数H(z)，通 过增加其零点和极点来改变其滤波特 性（改变其幅度谱）。 2、自己设计含噪声的有用信号，利用上 面得到的滤波器对信号进行滤波。
注：极点只能在单位圆内（r<1） 零点可以在单位圆上（r=1）
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0.0798 z 1 (1 0.6566 z 1 ) H (z) -1 -1 (1 0.5335 z 1 ) 1 (0.6250 0.3773 i ) z 1 (0.6250 0.3773 i ) z
H (z) 0.0798 z 1 (1 0.6566 z 1 ) -1 -1 (1 0.5335 z 1 ) 1 (0.6250 0.3773 i ) z 1 (0.6250 0.3773 i ) z
b=conv([0, 0.0798], [1, 0.6566]); %分子 a=conv([1, -0.5335], [1, -(0.625+0.3773i)]); %分母 a=conv(a, [1, -(0.625-0.3773i)]); %分母 zplane(b,a); %画零点极点图 [h,w] = freqz(b,a); figure(2); plot(w/pi, abs(h));
零点、极点图 幅度谱
具体步骤： 1）根据给定的滤波器的H(z)的零点极点图及幅度谱，设计 增加一对零点和极点；(自己给定上页程序中的r和w) 2）画出增加零点/极点后的幅度谱；分析是否达到了预期的 效果。
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8
设一对极点为a1和a2，一对零点为b1和b2，则 改造后的H(z)变为：
0.0798 z 1 (1 0.6566 z 1 ) H (z) -1 -1 (1 0.5335 z 1 ) 1 (0.6250 0.3773 i ) z 1 (0.6250 0.3773 i ) z (1 b1 z 1 )(1 b2 z 1 ) (1 a1 z 1 )(1 a2 z 1 )
增加其零点和极点的个数，分析新的滤波 器的滤波特性（幅度谱）。
H (z)
i b Z i M i 0 N
1 ai Z i
i 1
（ 1 1i z 2 i z ） A 1 2 2i z ) i 1 (1 1 i z
1 2
4
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1个极点： z=0.5335
零点极点图
1对共轭极点： z=0.6250+0.3773i, z=0.6250-0.3773i
幅度谱
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6
增加一对零点或极点的方法：
j Im z
r w (0~2 )
Re z
a1
a2
r = ??; %给定r和w w = ??; %(0~2*pi)之间 Rre = r*cos(w); Rim = r*sin(w); a1 = Rre + i*Rim; a2 = Rre - i*Rim;
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Hale Waihona Puke 10参 考 示 例
n = 0:99; xs = cos(n*0.1*pi); xn = 2*cos(n*0.5*pi); x = xs + xn;
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需要对H(z)做归一。 或者：coef = sum(b)/sum(a); b = b/coef;
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三、实验内容
2、利用设计的滤波器进行滤波
具体步骤： 1）根据前面得到的增加零点/极点后的滤波器幅 度谱特性，设计含噪声和有用信号的复杂信 号（比如不同频率的cos或sin信号）； 2）利用Matlab函数filtfilt( )对信号进行滤波，分 析滤波结果。 b和a分别为H(z)的分子和 y=filtfilt(b, a, x); 分母多向式的系数； x为待滤波的输入信号。
conv( )可以实现多项式相乘
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H (z)
2个零点：z=0, z=-0.6566
1 1
0.0798 z (1 0.6566 z ) 1 -1 -1 (1 0.5335 z ) 1 (0.6250 0.3773i ) z 1 (0.6250 0.3773 i ) z