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1、数字信号处理课程实验教学大纲课程名称：数字信号处理课程编码：060232005课程类别：专业基础课课程性质：选修适用专业：测控技术与仪器适用教学计划版本：2017课程总学时：56上机计划学时：8开课单位：自动化与电气工程学院一、大纲编写依据1. 测控技术与仪器专业 2017版的教学计划；2 测控技术与仪器专业数字信号处理理论教学大纲对实验环节的要求；3 近年来数字信号处理实验教学经验。二、实验课程地位及相关课程的联系1 数字信号处理是测控技术与仪器专业选修的专业基础课程；2 本实验项目是数字信号处理课程综合知识的运用；3 本实验以高等数学、信号与系统为先修课；4 本实验为后续的课程设计和毕业设
2、计等有指导意义。三、实验目的、任务和要求1 理解信号数字化处理的基本方法，学习科学的数值计算与分析方法；2 培养学生观察问题、分析问题和独立解决问题的能力；3 通过实验使学生能够学会用MATLAB语言编写简单的数字信号处理程序，了解基本的数字信号处理的工程实现方法和流程，加深对课堂所学基础理论知识的理解；4 培养学生具有制定实验方案、进行仿真实验、解释实验数据以及正确书写实验报告的能力；5 初步了解在工程实践中进行数字信号处理的设计思想和设计方法。6 巩固和加深学生对数字信号处理基础知识的理解，提高学生综合运用所学知识的能力；7 .通过实验，要求学生做到：(1) 初步培养学生能够预习实验，制定
3、实验方案、进行实验、分析和解释实验数据的能力；(2) 使学生学会用 MATLAB语言编写简单的数字信号处理程序，感受信号的数字化处理过程，理解数值计算的作用，加深对数字处理系统设计与应用的认识；(3) 掌握MATLAB勺数字信号处理相关的基础操作命令，训练MATLAB勺编程、调试的基本 能力。四、教学方法、教学形式、教学手段的特色重视学生的实际动手能力五、实验内容和学时分配序实验名称实验要求实验类学时分每组人备号必 做选 做型配数注1序列线性卷积、圆周卷积的计算及其关 系的研究必 做综合222利用FFT分析信号的频谱必 做综合223IIR DF的系统设计及应用必 做综合224FIR DF的系统
4、设计及应用必 做综合22实验一序列线性卷积、圆周卷积的计算及其关系的研究1、实验目的：(1) 加深理解线性卷积、圆周卷积的计算；(2) 掌握线性卷积、圆周卷积的关系。2、实验要求：(1) 学习使用MATLAB软件，熟悉相关的操作命令(如序列的相加、相乘、移位、反褶、卷 积等)；(2) 学习MATLAB勺编程、调试及运行的基本方法；(3) 理解两个有限长序列的线性卷积、圆周卷积的计算方法及两者之间的关系，明确本实 验的任务；(4) 设计实验，对实验结果进行分析，并完成实验报告。3、实验内容：(1) 编程实现两个有限长序列的线性卷积、圆周卷积；(2) 画出两个序列及运算结果的图形；(3) 分析所得
5、到的结果并与理论分析结果进行对比。4、 主要仪器设备及试剂：(据实选填)计算机实验二 利用FFT分析信号的频谱1、实验目的：(1) 进一步熟悉 MATLAB件，学习MATLAB勺编程、调试；(2) 利用FFT进行信号频谱分析。(3) 理解采样频率、FFT的点数等参数对信号谱分析的影响。2、实验要求：(1) 进一步熟悉MATLAB勺编程、调试及运行的基本方法；(2) 研究采样频率的数值、FFT的点数等参数对信号谱分析的影响；(3) 设计实验，对实验结果进行分析，并完成实验报告。3、实验内容：(1) 给定一个信号及采样频率值，用MATLAB程，产生此信号序列，用FFT计算其频谱,并画出信号的序列图
6、及其频谱图；(2) 不改变采样频率值，但提高频域采样的点数(即FFT的点数)，编程计算此条件下信号 的频谱，并画出信号的序列图及其频谱图，理解栅栏效应；(3) 对上述信号，改变采样频率值，再计算信号序列的频谱，并画出信号的序列图及其频 谱图，观察频谱混叠现象及出现的条件；(4) 分析所观察到的结果并与理论分析结果进行对比，说明用FFT作谱分析时有关参数的 选择方法。4、主要仪器设备及试剂： (据实选填)计算机实验三 IIR DF 的系统设计及应用1、实验目的：(1)进一步熟悉 MATLAB件，学习MATLAB勺编程、调试；( 2)掌握用双线性变换法设计巴特沃斯型IIR DF 的原理与方法；(
7、3)加深对 IIR DF 功能勺理解。2、实验要求：( 1 )掌握用双线性变换法设计巴特沃斯型 IIR DF 勺原理与方法；( 2)掌握 IIR DF 勺计算机仿真方法；( 3)设计实验，对实验结果进行分析，并完成实验报告。3、实验内容：(1)用MATLAB编程实现用双线性变换法设计巴特沃斯型IIR DF ;( 2)画出 IIR DF 勺幅频特性曲线；( 3)用它对含干扰勺信号进行滤波，画出信号、含干扰信号及对含干扰信号进行滤波后勺 信号波形图及频谱图，并分析所观察到勺结果；( 4)通过实验加深对 IIR DF 勺功能及设计方法勺理解。 。 4、主要仪器设备及试剂： (据实选填)计算机实验四
8、FIR DF 勺系统设计及应用1 、实验目勺：(1) 进一步熟悉 MATLAB件，学习MATLAB勺编程、调试；( 2)掌握用窗函数法设计 FIR DF 勺原理与方法；(3) 加深对 FIR DF 功能勺理解。2、实验要求：( 1)掌握用窗函数法设计 FIR DF 勺原理与方法；(2) 掌握 FIR DF 勺计算机仿真方法；( 3)设计实验，对实验结果进行分析，并完成实验报告。3、实验内容：( 1 )用 MATLAB1 编制能产生矩形窗、汉宁窗、汉明窗、三角形窗、布莱克曼窗和贝塞尔窗 勺窗函数子程序；(2)用不同窗函数进行 DF设计，并画出相应系统的幅频特性曲线；( 3)比较窗长和窗函数类型对
9、滤波器频率特性勺影响；(4) 用线性相位低通 FIR DF对含干扰信号进行滤波，画出信号、含干扰信号及对含干扰信 号进行滤波后的信号波形图及频谱图，并分析所观察到的结果；( 5)通过实验加深对线性相位FIR DF 的特性及系统设计方法的理解。4、主要仪器设备及试剂： (据实选填) 计算机六、教材(讲义、指导书)数字信号处理实验指导书 自编， 陈刚、崔秀敏、董立编，校内七、考核方法和评分标准1. 按照实验指导书的具体要求， 根据每个学生实验前的预习准备， 实验过程的考查， 实验操 作情况及实验报告的质量，综合给出实验成绩。2. 实验评分应包括三个方面：（ 1）实验预习回答提问占 20%；（ 2）实验操作能力及实验纪律占 40%；（ 3）实验报告占 40%。3. 评分等级 评分成绩分优、良、中、及格和不及格五个等级。优： 90 分以上良： 80-89 分中： 70-79 分及格： 60-69 分不及格： 59 分及以下 具体评定标准如下： 优：实验纪律、预习、操作技能很好，实验报告书写工整无原则错误； 良：实验纪律、预习、操作技能较好，实验报告中原则错误不超过一个； 中：实验纪律、预习、操作技能一般，实验报告中原则错误不超过两个； 及格：实验纪律、预习、操作技能较差，实验报告中原则错误不超过三个； 不及格：实验中严重违章违纪，预习、实验技能均较差，实验报告中数据严重错误。八、备注
