《数字信号处理》PPT课件 陈后金 北京交通大学

 
课件内容： 
离散信号与系统分析基础 
掌握离散信号和系统的时域、频域和复频域的分析方法，掌握信号抽样和重建的数学模型及频域特征。能灵活应用不同域的分析方法描述离散系统特性，为离散系统的设计和应用奠定基础。 
0-1为什么学习数字信号处理 
0-2课程体系教学要求参考资料 
0-3信号与系统回顾 
1_1_1基本离散信号 
1_1_2序列基本运算 
1_1_3序列相关运算及其应用 
1_2_1离散LTI系统的时域描述 
1_2_2离散LTI系统响应的分析 
1_3_1为何引入信号的频域分析 
1_3_2离散周期信号DFS的表示 
1_3_3离散周期信号DFS的性质 
1_3_4离散非周期信号的频域表示 
1_3_5离散时间傅里叶变换的性质 
1_3_6频域抽样定理 
1_4_1离散LTI系统的频域描述与响应的频域分析 
1_4_2理想数字滤波器 
1-5-1双边z变换及收敛域 
1-5-2双边z变换性质及反变换 
1-6离散系统的复频域分析 
1-7-1全通滤波器 
1-7-2最小相位系统 
1-7-3全通滤波器与最小相位系统应用 
1-8-1连续时间信号时域抽样引入 
1-8-2连续时间信号时域抽样定理 
1-8-3连续时间信号抽样工程应用 
1-8-4信号的重建 
1-8-5连续信号的离散处理 
1-9利用MATLAB实现离散信号和系统分析 
离散傅里叶变换(DFT)  
掌握DFT的基本概念，学会用利用DFT近似计算各类信号频谱。具体内容包括：DFT的定义及其基本特性，利用DFT计算线性卷积的原理和方法，利用DFT分析确定信号频谱的原理和方法，以及分析过程中出现的一些问题原因及解决方法。 
2-1-1 DFT引入及定义 
2-1-2 DFT举例 
2-1-3 DFT性质1 
2-1-4 DFT性质2 
2-2-1 DFT计算线性卷积的步骤 
2-2-2 DFT计算长序列和短序列线性卷积 
2-3-1 DFT计算连续时间信号频谱的原理 
2-3-2 DFT计算频谱出现的现象 
2-3-3 混叠现象与泄漏现象 
2-3-4 泄漏现象（续） 
2-3-5 栅栏现象及参数选择 
2-4 DFT计算信号频谱的应用举例 
2-5 DFT 分析信号频谱Matlab实现 
快速傅里叶变换(FFT) 
深刻理解FFT算法基本原理，掌握FFT算法的应用。具体内容包括：掌握基2时间抽取FFT和基2频率抽取FFT的算法，FFT算法中的对称性，FFT算法的应用；了解基4与混合基FFT算法思想。 
3-1FFT引入 
3-2-1时间抽取基2-FFT算法原理与流图 
3-2-2时间抽取基2-FFT特点与复杂度 
3-3频率抽取基2-FFT 
3-4其他基时间抽取-FFT 
3-5混合基FFT 
3-6FFT算法对称性分析 
3-7FFT应用 
IIR数字滤波器设计 
掌握IIR数字滤波器设计的基本原理和方法，具体内容包括：掌握模拟滤波器设计，模拟频率变换，脉冲响应不变法和双线性变换法设计IIR数字滤波器。 
4-0绪论 
4-1-1BW型模拟低通滤波器设计 
4-1-2CB、椭圆型模拟低通滤波器设计及三种比较 
4-2-1模拟域频率变换 
4-2-2模拟非低通滤波器设计 
4-3-1脉冲响应不变法提出及设计原理 
4-3-2脉冲响应不变法设计步骤 
4-4-1双线性变换法提出及设计原理 
4-4-2双线性变换法设计步骤 
4-5利用IIR数字滤波器处理脉搏信号 
4-6利用MATLAB设计IIR滤波器 
FIR数字滤波器设计 
掌握FIR数字滤波器设计的基本原理和方法方法，具体内容包括：掌握线性相位FIR数字滤波器的时域、频域及z域特性，利用矩形窗和加权窗设计FIR 数字滤波器的原理及方法，了解频率取样法和优化设计的基本思想及基本方法。 
5-0引论 
5-1-1线性相位FIR滤波器的充要条件和时域特性 
5-1-2 线性相位系统的频域特性 
5-1-3线性相位系统的零点分布 
5-2-1窗函数法设计线性相位FIR滤波器 
5-2-2 矩形窗函数设计线性相位FIR滤波器 
5-2-3加权窗和可调窗函数设计线性相位FIR滤波器 
5-2-4 窗函数法设计线性相位FIR滤波器举例 
5-3频率取样法设计线性相位FIR滤波器 
5-4-1线性相位FIR滤波器的优化设计1 
5-4-2线性相位FIR滤波器的优化设计2(最大最小准则) 
5-5 FIR与IIR数字滤波器的比较 
5-6-1 利用MATLAB实现FIR DF窗函数法和频率取样法 
5-6-2 利用MATLAB实现FIR滤波器优化设计和应用举例 
数字滤波器实现 
掌握IIR及FIR数字滤波器的结构；掌握有限字长对数字滤波器设计的影响及改善有限字长效应的基本方法。 
6-1-2IIR滤波器级联和并联型结构 
6-2FIR滤波器直接型结构 
6-3-1有限字长-输入量化误差 
6-3-2有限字长-系数量化误差 
6-3-3有限字长-乘积运算量化误差 
6-4MATLAB实现数字滤波器 
多速率信号处理基础 
掌握序列抽取运算与内插运算后，序列频谱变化规律；掌握确定抽取滤波器与内插滤波器的频率指标；掌握有理数倍抽样率转换中序列频谱分析及滤波器设计；了解两通道滤波器组设计中的基本概念。 
7-1 为什么进行多速率信号处理 
7-2多速率信号处理的基本单元 
7-3-1抽取滤波器 
7-3-2内插滤波器 
7-4-1数字滤波器结构的多相分解1 
7-4-2数字滤波器结构的多相分解2 
7-5两通道滤波器组的基本概念 
7-6利用MATLAB实现多速率信号处理 
小波分析基础 
了解信号Fourier分析的局限性，以及信号时频分析的概念；了解信号STFT的基本原理，以及测不准原理的物理意义；了解信号小波展开和小波变换的数学概念；理解信号小波变换与多分辨率、滤波器组的相互关系；掌握利用小波变换进行信号去噪和信号滤波的基本思想及方法。 
8-1短时Fourier变换 
8-2小波展开与小波变换 
8-3-1小波变换与多分辨分析1 
8-3-2 小波变换与多分辨分析2 
8-4小波变换分解与重构算法 
8-5基于小波的信号处理 
8-6利用MATLAB实现信号小波分析