湖南學士學位考試學業(yè)水平測試大綱：《數(shù)字信號處理》KC035

以下“湖南學士學位考試學業(yè)水平測試大綱：《數(shù)字信號處理》KC035”是湖南師范大學學士學位考試學業(yè)水平測試大綱，由湖南自考網(wǎng)收集整理。

湖南學士學位考試學業(yè)水平測試大綱：《數(shù)字信號處理》KC035

第一部分  課程性質(zhì)與目標

一、課程性質(zhì)與特點

數(shù)字信號處理是成人高等教育考試電子信息工程專業(yè)（本科）的必修類專業(yè)基礎(chǔ)課，它是一門理論性和實踐性要求都較強的課程，主要研究如何分析和處理離散時間信號的基本理論和方法。本課程可以培養(yǎng)學生對數(shù)字信號處理系統(tǒng)化的概念，使學生正確理解其基本理論、基本原理和一般方法，為進一步學習專業(yè)知識奠定基礎(chǔ)。本課程強調(diào)工程理念，重視提高學生的邏輯思維能力，使學生能夠綜合應(yīng)用所學知識分析解決工程問題，重在啟發(fā)引導(dǎo)，激發(fā)學生的主觀能動性，促進自主性學習和創(chuàng)造性工作，培養(yǎng)學生解決問題的能力。

二、課程目標與基本要求

通過數(shù)字信號處理課程的學習，使學生掌握數(shù)字信號處理的基礎(chǔ)理論和概念，掌握數(shù)字信號的分析方法和處理技能，具有初步的算法分析、數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計和仿真能力，能從數(shù)學概念、物理概念及工程概念去分析問題和解決問題。通過本課程理論學習和實踐操作，應(yīng)考學生應(yīng)達到以下要求：了解數(shù)字信號處理的基本概念、特點，理解并掌握數(shù)字信號處理的基本原理、基本分析方法、濾波器的分析設(shè)計方法并能夠用于分析和解決實際問題，從而提高分析問題和解決問題的能力。

三、與本專業(yè)其他課程的關(guān)系

數(shù)字信號處理是電子信息工程專業(yè)的一門重要的專業(yè)必修課程，在電子信息工程專業(yè)中占有重要的地位。本課程的主要前修課程是：《信號與系統(tǒng)》、《工程數(shù)學》、《高等數(shù)學》、《數(shù)字電路》，這四門課程可以幫助學生了解數(shù)字信號處理的相關(guān)基礎(chǔ)知識，了解相關(guān)數(shù)學變換的基礎(chǔ)知識，為學習數(shù)字信號處理這門課奠定基礎(chǔ)。

第二部分  課程內(nèi)容與考核要求

第1章 時域離散信號和時域離散系統(tǒng)

一、學習目的與要求

通過本章的學習，要求理解時域離散信號與系統(tǒng)的基本概念；熟練掌握常用典型序列和序列的基本運算；熟練掌握系統(tǒng)的線性、時不變、因果、穩(wěn)定的概念及判定方法；深刻理解奈奎斯特抽樣定理的內(nèi)容；了解描述該線性時不變系統(tǒng)的數(shù)學模型——常系數(shù)線性差分方程。

二、考核知識點與考核要求

1.1 引言（不做要求）

1.2 時域離散信號

1.2.1 常用的典型序列（次重點）

1.2.2 序列的運算（次重點）

1.3 時域離散系統(tǒng)

1.3.1 線性系統(tǒng)（次重點）

1.3.2 時不變系統(tǒng)（次重點）

1.3.3 線性時不變系統(tǒng)及其輸入與輸出之間的關(guān)系（次重點）

1.3.4 系統(tǒng)的因果性和穩(wěn)定性（次重點）

1.4 時域離散系統(tǒng)的輸入輸出描述法——線性常系數(shù)差分方程

1.4.1 線性常系數(shù)差分方程(一般)

1.4.2 線性常系數(shù)差分方程的求解(一般)

1.5 模擬信號數(shù)字處理方法

1.5.1 采樣定理及A/D變換（重點）

1.5.2 將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號(一般)

第2章 時域離散信號和系統(tǒng)的頻域分析

一、學習目的與要求

通過本章的學習，掌握并應(yīng)用時域離散信號的傅里葉變換和Z變換。深刻理解Z變換、時域離散信號的傅里葉變換的基本概念；掌握系統(tǒng)函數(shù)與頻率響應(yīng)的概念；了解周期序列的離散傅里葉級數(shù)的概念；熟練掌握Z變換的運算、性質(zhì)及逆Z變換的計算。

二、考核知識點與考核要求

2.1 引言（不做要求）

2.2 時域離散信號的傅里葉變換的定義及性質(zhì)

2.2.1 時域離散信號傅里葉變換的定義（次重點）

2.2.2 時域離散信號傅里葉變換的性質(zhì)（次重點）

2.3 周期序列的離散傅里葉級數(shù)及傅里葉變換表示式

2.3.1 周期序列的離散傅里葉級數(shù)（一般）

2.3.2 周期序列的離散傅里葉變換表示式（不做要求）

2.4 時域離散信號的傅里葉變換與模擬信號傅里葉變換之間的關(guān)系（不做要求）

2.5 序列的Z變換

2.5.1 Z變換的定義(重點)

2.5.2 序列特性對收斂域的影響(重點)

2.5.3 逆Z變換(重點)

2.5.4 Z變換的性質(zhì)和定理(重點)

2.5.5 利用Z變換解差分方程(重點)

2.6 利用Z變換分析信號和系統(tǒng)的頻響特性

2.6.1 頻率響應(yīng)函數(shù)與系統(tǒng)函數(shù)（重點）

2.6.2 用系統(tǒng)函數(shù)的極點分布分析系統(tǒng)的因果性和穩(wěn)定性（重點）

2.6.3 利用系統(tǒng)的極零點分布分析系統(tǒng)的頻率響應(yīng)特性（一般）

2.6.4 幾種特殊系統(tǒng)的系統(tǒng)函數(shù)及其特點（一般）

第3章 離散傅里葉變換（DFT）

一、學習目的與要求

通過本章的學習，掌握并應(yīng)用離散傅里葉變換。深刻理解離散傅里葉變換的定義及性質(zhì)；理解頻域抽樣理論；熟練掌握利用DFT計算線性卷積及對信號進行譜分析的方法。

二、考核知識點與考核要求

3.1 離散傅里葉變換的定義及物理意義

3.1.1 DFT的定義（次重點）

3.1.2 DFT與傅里葉變換和Z變換的關(guān)系（重點）

3.1.3 DFT的隱含周期性（一般）

3.1.4 利用MATLAB計算序列的DFT（不做要求）

3.2 離散傅里葉變換的基本性質(zhì)

3.2.1 線性性質(zhì)（次重點）

3.2.2 循環(huán)移位性質(zhì)（一般）

3.2.3 循環(huán)卷積定理（次重點）

3.2.4 復(fù)共軛序列的DFT（不做要求）

3.2.5 DFT的共軛對稱性（不做要求）

3.3 頻率域采樣(一般)

3.4 DFT的應(yīng)用舉例

3.4.1 用DFT計算線性卷積（次重點）

3.4.2 用DFT對信號進行譜分析（一般）

第4章 快速傅里葉變換（FFT）

一、學習目的與要求

通過本章的學習，掌握并應(yīng)用快速傅里葉變換。了解直接計算DFT存在的問題及改進途徑；深刻理解按時間抽取和按頻率抽取基2FFT算法原理及運算規(guī)律；了解IDFT的快速算法。

二、考核知識點與考核要求

4.1 引言（不做要求）

4.2 基2FFT算法

4.2.1 直接計算DFT的特點及減少運算量的基本途徑（重點）

4.2.2 時域抽取法基2FFT基本原理（重點）

4.2.3 DIT-FFT算法與直接計算DFT運算量的比較（重點）

4.2.4 DIT-FFT的運算規(guī)律及編程思想（重點）

4.2.5 頻域抽取法FFT（DIF-FFT）（重點）

4.2.6 IDFT的高效算法（一般）

4.3 進一步減少運算量的措施（不做要求）

4.4 其它快速算法簡介（不做要求）

第5章 時域離散系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

一、學習目的與要求

通過本章的學習，掌握并應(yīng)用IIR和FIR系統(tǒng)基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。了解用信號流圖表示網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的方法；熟練掌握IIR和FIR系統(tǒng)的特點及基本結(jié)構(gòu)。

二、考核知識點與考核要求

5.1 引言（不做要求）

5.2 用信號流圖表示網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（次重點）

5.3 IIR系統(tǒng)基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（重點）

5.4 FIR系統(tǒng)基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（重點）

5.5 FIR系統(tǒng)的線性相位結(jié)構(gòu)（次重點）

5.6 FIR系統(tǒng)的頻率采樣結(jié)構(gòu)（不做要求）

5.7 格型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（不做要求）

第6章 無限脈沖響應(yīng)數(shù)字濾波器的設(shè)計

一、學習目的與要求

通過本章的學習，掌握并應(yīng)用IIR數(shù)字濾波器的設(shè)計方法。理解數(shù)字濾波器的概念；熟練掌握脈沖響應(yīng)不變法和雙線性變換法；了解設(shè)計IIR - DF的頻率變換法。

二、考核知識點與考核要求

6.1 數(shù)字濾波器的基本概念（次重點）

6.2 模擬濾波器的設(shè)計

6.2.1 模擬低通濾波器的設(shè)計指標及逼近方法（一般）

6.2.2 巴特沃斯低通濾波器的設(shè)計（一般）

6.2.3 切比雪夫濾波器的設(shè)計（一般）

6.2.4 橢圓濾波器的設(shè)計（不做要求）

6.2.5 五種類型模擬濾波器的比較（不做要求）

6.2.6頻率變換與模擬高通、帶通、帶阻濾波器的設(shè)計（一般）

6.3 用脈沖響應(yīng)不變法設(shè)計IIR數(shù)字低通濾波器（重點）

6.4 用雙線性變換法設(shè)計IIR數(shù)字低通濾波器（重點）

6.5 數(shù)字高通、帶通和帶阻濾波器的設(shè)計（不做要求）

第7章 有限脈沖響應(yīng)數(shù)字濾波器的設(shè)計

一、學習目的與要求

通過本章的學習，掌握并應(yīng)用FIR數(shù)字濾波器的設(shè)計方法。深刻理解具有線性相位FIR濾波器的條件和特點；熟練掌握窗函數(shù)法和頻率采樣法。

二、考核知識點與考核要求

7.1 線性相位FIR數(shù)字濾波器的條件和特點（重點）

7.2 利用窗函數(shù)法設(shè)計FIR濾波器

7.2.1 窗函數(shù)法設(shè)計原理（重點）

7.2.2 典型窗函數(shù)介紹（一般）

7.2.3 用窗函數(shù)法設(shè)計FIR濾波器的步驟（重點）

7.2.4 窗函數(shù)法的MATLAB設(shè)計函數(shù)簡介（不做要求）

7.3 利用頻率采樣法設(shè)計FIR濾波器（重點）

7.4 利用等波紋最佳逼近法設(shè)計FIR數(shù)字濾波器（不做要求）

7.5 IIR和FIR數(shù)字濾波器的比較（一般）

7.6 幾種特殊類型濾波器簡介（不做要求）

7.7 濾波器分析設(shè)計工具FDATool（不做要求）

第8章 多采樣率數(shù)字信號處理（不做要求）

第9章 數(shù)字信號處理的實現(xiàn)（不做要求）

第三部分  有關(guān)說明與實施要求

一、教材

1、指定教材  

《數(shù)字信號處理》(第四版)， 高西全、丁玉美編著，西安電子科技大學出版社，2016年版

二、考試內(nèi)容

本課程考試內(nèi)容覆蓋到章，適當突出重點。其中，第八、九章不做要求（各章中不做要求的節(jié)在各章的考核要求中）。

三、自學方法指導(dǎo)

1、考生自學時，應(yīng)仔細閱讀本大綱，明確大綱規(guī)定的課程內(nèi)容和考試范圍及所列各章中考核的知識點及對知識點的能力層次要求和考核要求，以便突出重點，有的放矢地掌握課程內(nèi)容。

2、根據(jù)考核知識點和考核要求，認真閱讀教材時，要逐段細讀，逐句推敲，集中精力，吃透每一個知識點，對基本原理和基本概念必須深刻理解，對基本方法必須牢固掌握，并融會貫通，在頭腦中建立完整的知識體系。

3、在本課程的學習中，不可避免的涉及Z變換、傅里葉變換等數(shù)學問題，因此，在自學過程中應(yīng)對相關(guān)數(shù)學知識進行復(fù)習，以便熟練應(yīng)用。

4、在自學過程中，既要思考問題，也要做好閱讀筆記，把教材中的基本概念、原理、方法等加以整理，這可從中加深對問題的認知、理解和記憶，以利于突出重點，并涵蓋整個內(nèi)容，可以不斷提高自學能力。

5、完成書后作業(yè)和適當?shù)妮o導(dǎo)練習是理解、消化和鞏固所學知識，培養(yǎng)分析問題、解決問題及提高能力的重要環(huán)節(jié)，在做練習之前，應(yīng)認真閱讀教材，理解教材內(nèi)容，在練習過程中對所學知識進行合理的回顧與發(fā)揮，注重理論聯(lián)系實際和具體問題具體分析，解題時應(yīng)注意培養(yǎng)邏輯性，針對問題圍繞相關(guān)知識點進行層次（步驟）分明的論述或推導(dǎo)，明確各層次（步驟）間的邏輯關(guān)系。

四、對社會助學的要求

1、應(yīng)熟知考試大綱對課程提出的總要求和各章的知識點。

2、應(yīng)掌握各知識點要求達到的能力層次，并深刻理解對各知識點的考核要求。

3、輔導(dǎo)時，應(yīng)以考試大綱為依據(jù)，指定的教材為基礎(chǔ)，不要隨意增刪內(nèi)容，以免與大綱脫節(jié)。

4、輔導(dǎo)時，應(yīng)對學習方法進行指導(dǎo)，宜提倡"認真閱讀教材，刻苦鉆研教材，主動爭取幫助，依靠自己學通"的方法。

5、輔導(dǎo)時，要注意突出重點，對考生提出的問題，不要有問即答，要積極啟發(fā)引導(dǎo)。注意對應(yīng)考者能力的培養(yǎng)，特別是自學能力的培養(yǎng)，要引導(dǎo)考生逐步學會獨立學習，在自學過程中善于提出問題，分析問題，做出判斷，解決問題。

6、要使考生了解試題的難易與能力層次高低兩者不完全是一回事，在各個能力層次中會存在著不同難度的試題。

7、助學學時：本課程共4學分，建議總課時72學時，其中助學課時分配如下： 

五、關(guān)于命題的若干規(guī)定

1、 本大綱各章所提到的內(nèi)容和考核要求都是考試內(nèi)容。本課程的考試應(yīng)根據(jù)本大綱規(guī)定的內(nèi)容來確定考試范圍和考核要求。

2、試題難易程度應(yīng)合理：易、較易、較難、難比例為2：3：3：2。

3、每份試卷中，各類考核點所占比例約為：重點占65%，次重點占25%，一般占10%。

4、試題類型一般分為：選擇題、判斷題、填空題、簡答題、計算題。

5、考試采用閉卷筆試，考試時間90分鐘，采用百分制評分，60分合格。

六、題型示例（樣題）

一、單項選擇題

1.時間離散而幅度量化的信號是：

A.數(shù)字信號；  B.連續(xù)信號；  C.離散時間信號；  D.奇異信號；

二、判斷題

1.零初始狀態(tài)下，可以用線性常系數(shù)差分方程表征一個線性時不變的因果系統(tǒng)。（    ）

三、填空題

1.一個因果穩(wěn)定系統(tǒng)的系統(tǒng)函數(shù)H（Z）的全部極點必須在________內(nèi)。

四、簡答題

1.比較FIR與IIR數(shù)字濾波器的優(yōu)缺點。

五、計算題

1.模擬低通濾波器，用脈沖響應(yīng)不變法求數(shù)字濾波器系統(tǒng)函數(shù)。