个人介绍
数字信号处理

主讲教师:郭歆莹,傅洪亮

教师团队:共4

  • 郭歆莹
  • 傅洪亮
  • 付麦霞
  • 陶华伟
学校: 河南工业大学
开课院系: 信息科学与工程学院
专业大类: 信息与通信工程
开课专业: 电子信息工程
课程英文名称: Digital signal Processing
课程编号: 301041215A
学分: 3
课时: 40
课程介绍
    本课程是电子信息工程专业继信号与系统课程之后有关信号理论方面的一门重要的专业基础必修课,系统地介绍了数字信号处理技术的基本理论与基本方法,具体包括:(1)离散时间傅里叶变换(DTFT)、离散傅里叶变换(DFT):DTFT、DFT的基本理论、基本方法和基本性质,利用圆周卷积计算线性卷积的方法;(2)Z变换及系统传输函数:Z变换及反变换的原理及性质,系统传输函数的分类及特点;(3)数字滤波器的结构:IIR和FIR数字滤波器的直接型、级联型、并联型结构;(4)数字滤波器的设计方法:IIR数字滤波器的冲激响应不变法、阶跃响应不变法、双线性变换法及频率转换法的设计方法,FIR数字滤波器的窗函数方法、频率取样方法的设计方法及相关窗函数的特性。
    通过本课程的教学,使学生初步掌握数字信号处理的基本概念、基本理论、基本分析方法和分析工具,对数字信号处理技术有较全面、系统的了解,培养学生能够从数学概念、物理概念及工程概念去分析问题和解决问题的能力,提高学生的创新思维意识和技术创新能力,满足高等教育改革对注重综合素质培养、能力培养、加强基础、拓宽专业的需要。同时,为学生更进一步地学习后续专业课程打下必要的基础,并为学生参加工作后在创业实践中的“可持续发展”提供必要的知识储备。
教师团队

郭歆莹

职称:副教授

单位:河南工业大学

部门:信息科学与工程学院

傅洪亮

职称:教授

单位:河南工业大学

部门:信息科学与工程学院

付麦霞

职称:副教授

单位:河南工业大学

部门:信息科学与工程学院

陶华伟

职称:讲师

单位:河南工业大学

部门:信息科学与工程学院

课程目标

课程目标1.掌握数字信号处理的基础理论、分析和实现方法,能对电子信息工程复杂工程问题的解决方案进行分析,并尝试改进;

课程目标2.能根据数字信号处理领域的复杂工程问题,分析文献寻求可替代的解决方案;

课程目标3.能运用数字信号处理中的基本原理,分析数字信号处理过程中的影响因素,证实解决方案的合理性;

课程目标4.能够对数字信号处理实验中的结果进行分析和解释,并通过信息综合得到合理有效的结论。

课程目标支撑毕业要求


解决复杂工程问题能力的培养

该课程可用于数字通信系统中离散信号的复杂特征分析和该系统中滤波电路中各类数字滤波器的设计。为此,该课程主要通过课堂讲授、课前课后任务和课程实验等培养学生掌握解决信号处理领域复杂工程问题所需的基本理论、分析和实现方法。在课程理论知识讲授环节,使学生初步掌握解决信号处理领域复杂工程问题所需的基本理论及分析计算方法;在一个实际复杂电子信息处理系统中,培养学生如何应用傅里叶变换、Z变换等手段分析离散信号的复杂特征,从而根据实际需求,选择合适的滤波器模型设计出符合要求的数字滤波器系统,并能评价所设计滤波器的性能。在实验教学环节,以培养学生解决复杂工程问题的能力为目的,围绕课程目标安排实验项目,设计实验内容,利用Matlab平台编程分析离散信号及系统复杂特征、设计滤波器,与同学有效沟通和交流并进行合理评估。在课程考核环节,根据课程目标选择合适的考核方式,考题设计充分体现学生对解决复杂工程问题所需的信号处理中的基础知识和能力。总之,本课程通过在理论讲授、课前课后任务、课内实验、课程考核等环节培养学生解决信号处理领域复杂工程问题所需的基础知识及技能,实现本课程目标。

教学方法

本课程将采用混合式教学的方法,包括线上(课前)、课堂(线下)、课后三个环节。

   1.线上:学生按照老师布置的任务清单自主进行知识学习(微课视频、指定教材、课前测、阅读文献等)。

   2.课堂:老师引导学生内化知识、应用知识,通过梳理重难点、归纳、检测、反馈、测试、协作、展示等活动使知识转化为能力。

   3.课后:学生自主进行课后总结,完成作业、测试、实验等学习任务,进行成果展示,学生间互相学习与评价,使能力进一步提升。

本课程贯彻“学生主体、教师主导”教学思想,采用“互动、开放”的课堂形式,具体以课堂教学为主,结合自学、课后作业和实验教学,采用启发式、问题式的教学方法,基于项目的实际问题,提高学生解决数字信号处理领域中复杂工程问题的能力,达到课程目标的要求。相关课程目标支撑如下:

课堂教学主要讲解数字信号处理相关的基本理论、分析和实现方法,并将实际工程应用中所遇到的信号分析、处理与实现问题等融入课堂的讲解,使同学们更好地熟悉或掌握数字信号处理理论与应用,提高学生对该课程的兴趣、熟悉数字信号处理的理论体系、思维方式和研究方法。课堂教学尽量引入互动环节,通过问题导入教学,引导学生寻找解决方案,提高教学效果,并通过课后作业,培养学生应用所学知识解决问题的综合能力,达到“课程目标1:掌握数字信号处理的基础理论、分析和实现方法,能对电子信息工程复杂工程问题的解决方案进行分析,并尝试改进”、“课程目标2:能根据数字信号处理领域的复杂工程问题,分析文献寻求可替代的解决方案”和“课程目标3:能运用数字信号处理中的基本原理,分析数字信号处理过程中的影响因素,证实解决方案的合理性”的要求。 

通过实验教学增强学生理解理论知识,动手寻找答案,培养学生解决复杂工程问题的能力,同时能相互沟通、发表见解、评价Matlab平台环境所能解决问题的局限性,达到“课程目标1:掌握数字信号处理的基础理论、分析和实现方法,能对电子信息工程复杂工程问题的解决方案进行分析,并尝试改进”、“课程目标2:能根据数字信号处理领域的复杂工程问题,分析文献寻求可替代的解决方案”、“课程目标3:能运用数字信号处理中的基本原理,分析数字信号处理过程中的影响因素,证实解决方案的合理性”和“课程目标4:能够对数字信号处理实验中的结果进行分析和解释,并通过信息综合得到合理有效的结论”的要求。

参考教材

[1]《Digital Signal Processing:A Computer-Based Approach,Fourth Edition》,[美] Sanjit K.Mitra 著,阔永红改编,电子工业出版社2018年4月出版

[2]《数字信号处理-理论、算法与实现》,第二版,胡广书,清华大学出版社,2003年出版

[3]《数字信号处理实验指导书》,SanjitK.Mitra 著,电子工业出版社,2005年出版

[4]《数字信号处理-基于计算机的方法(第四版)》,[美] Sanjit K.Mitra 著,余翔宇译,电子工业出版社,2016年6月出版

[5]《数字信号处理教程》,程佩青,清华大学出版社, 2001年出版

课程评价

教学资源
课程章节 | 文件类型   | 修改时间 | 大小 | 备注
1.2 课程目标
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2022-09-07 --
1.4 课程内容体系
附件
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附件
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1.5 课程考核体系
附件
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2022-09-07 --
 
附件
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2022-10-08 --
 
附件
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2022-10-08 --
 
附件
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2022-10-08 --
1.7 教材及参考资料
文档
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文档
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2022-09-07 112.96MB
1.8 课程特点及学习建议
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2022-09-07 --
1.9 十分钟说课
视频
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2024-06-19 231.64MB
1.10 课堂实录
视频
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2024-06-19 488.31MB
2.1 1-3班第一章第一次课课前任务
作业
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2022-09-07 --
2.2 4-6班第一章第一次课课前任务
作业
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2022-09-07 --
2.3 Characterization and Classification of Signals
文档
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2022-09-07 646.47KB
 
视频
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2022-09-07 99.80MB
2.4 Examples of Typical Signal, Typical Signal Processing Operations and Applications
文档
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2022-09-07 427.81KB
 
视频
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2022-09-07 99.80MB
2.5 Digital Signal Processing Applications
文档
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2.6 Why Digital Signal Processing
文档
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视频
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2022-09-07 99.80MB
 
视频
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2.7 总结与讨论
附件
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2022-09-07 --
3.1 1-3班第二章第一次课课前任务
作业
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2022-10-09 --
3.2 4-6班第二章第一次课课前任务
作业
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2022-10-09 --
3.3 Time-Domain Representation
文档
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2022-09-07 287.01KB
3.4 Operations on Sequences
文档
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视频
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2022-09-07 84.05MB
3.5 Operations on Finite-Length Sequences
文档
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2022-09-07 407.84KB
 
视频
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2022-09-07 437.36MB
3.6 1-3班第二章第二次课课前任务
作业
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2022-10-09 --
3.7 4-6班第二章第二次课课前任务
作业
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2022-10-09 --
3.8 Typical Sequences and Sequence Representation
文档
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2022-09-07 293.06KB
 
视频
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2022-09-07 152.14MB
3.9 The Sampling Process
文档
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2022-09-07 260.92KB
 
视频
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2022-09-07 114.66MB
3.10 Correlation of Signals
文档
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文档
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3.11 总结与讨论
附件
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2022-09-07 --
 
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2022-09-07 --
4.1 1-3班第三章第一次课课前任务
作业
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2022-10-12 --
4.2 4-6班第三章第一次课课前任务
作业
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2022-10-12 --
4.3 The Continuous-Time Fourier Transform
文档
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2022-10-21 302.21KB
4.4 The Discrete-Time Fourier Transform
视频
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2022-09-07 114.66MB
 
文档
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2022-10-21 1.34MB
4.5 1-3班第三章第二次课课前任务
作业
.work
2022-09-07 --
4.6 4-6班第三章第二次课课前任务
作业
.work
2022-10-12 --
4.7 Discrete-Time Fourier Transform Theorems
视频
.mp4
2022-09-07 171.45MB
 
视频
.mp4
2022-09-07 156.15MB
 
文档
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2022-10-26 908.33KB
4.8 Energy Density Spectrum of a Discrete-Time Sequence
文档
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2022-09-07 188.19KB
4.9 Band-Limited Discrete-Time Signals
文档
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2022-09-07 186.46KB
4.10 1-3班第三章第三次课课前任务
作业
.work
2022-10-19 --
4.11 4-6班第三章第三次课课前任务
作业
.work
2022-10-21 --
4.12 Digital Processing of Continuous-Time Signals
文档
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2022-09-07 1.74MB
 
视频
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2022-09-07 152.14MB
 
视频
.mp4
2022-09-07 108.69MB
 
视频
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2022-09-07 114.66MB
4.13 Sampling of Bandpass Signals
文档
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2022-09-07 233.09KB
4.14 1-3班第三章第四次课课前任务
文档
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2022-09-07 4.93MB
 
作业
.work
2022-10-21 --
4.15 4-6班第三章第四次课课前任务
文档
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2022-09-07 4.93MB
 
作业
.work
2022-10-21 --
4.16 Analog Lowpass Filter Design
文档
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2022-09-07 315.02KB
 
视频
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2022-09-07 395.18MB
 
视频
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2022-09-07 247.92MB
 
文档
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2022-09-07 2.01MB
4.17 Design of Analog Highpass, Bandpass, and Bandstop Filters
文档
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2022-09-07 336.30KB
 
视频
.mp4
2022-09-07 108.87MB
 
视频
.mp4
2022-09-07 198.90MB
 
视频
.mp4
2022-09-07 149.32MB
 
视频
.mp4
2022-09-07 169.43MB
4.18 总结与讨论
附件
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2022-09-07 --
 
附件
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2022-09-07 --
5.1 1-3班第四章第一次课课前任务
作业
.work
2022-09-07 --
5.2 4-6班第四章第一次课课前任务
作业
.work
2022-09-07 --
5.3 Discrete-Time System Examples
文档
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2022-09-07 223.20KB
5.4 Classification of Discrete-Time Systems
文档
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2022-09-07 183.36KB
 
视频
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2022-09-07 283.25MB
5.5 Impulse and Step Responses
文档
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2022-09-07 178.03KB
5.6 Time-Domain Characterization of LTI Discrete-Time Systems
文档
.pdf
2022-09-07 220.02KB
5.7 Simple Interconnection Schemes
文档
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2022-09-07 133.00KB
5.8 1-3班第四章第二次课课前任务
作业
.work
2022-10-25 --
5.9 4-6班第四章第二次课课前任务
作业
.work
2022-10-25 --
5.10 Finite-Dimensional LTI Discrete-Time Systems
文档
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2022-09-07 189.20KB
 
视频
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2022-09-07 277.03MB
5.11 Classification of LTI Discrete-Time Systems
文档
.pdf
2022-09-07 184.45KB
5.12 Frequency-Domain Representations of LTI Discrete-Time Systems
文档
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2022-09-07 228.53KB
5.13 总结与讨论
附件
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2022-09-07 --
6.1 1-3班第五章第一次课课前任务
作业
.work
2022-10-28 --
6.2 4-6班第五章第一次课课前任务
作业
.work
2022-09-07 --
6.3 Orthogonal Transforms
文档
.pdf
2022-09-07 254.98KB
6.4 The Discrete Fourier Transform
文档
.pdf
2022-09-07 203.89KB
 
视频
.mp4
2022-09-07 119.44MB
 
视频
.mp4
2022-09-07 852.70MB
6.5 Relation Between the DTFT and the DFT and Their Inverses
文档
.pdf
2022-10-28 314.19KB
6.6 1-3班第五章第二次课课前任务
作业
.work
2022-10-28 --
6.7 4-6班第五章第二次课课前任务
作业
.work
2022-10-28 --
6.8 Circular Convolution
文档
.pdf
2022-09-07 265.84KB
6.9 Classifications of Finite-Length Sequences
文档
.pdf
2022-09-07 223.48KB
6.10 DFT Symmetry Relations
文档
.pdf
2022-09-07 259.85KB
 
视频
.mp4
2022-09-07 182.35MB
6.11 1-3班第五章第三次课课前任务
作业
.work
2022-10-28 --
6.12 4-6班第五章第三次课课前任务
作业
.work
2022-10-28 --
6.13 Discrete Fourier Transform Theorems
文档
.pdf
2022-09-07 218.93KB
 
视频
.mp4
2022-09-07 437.36MB
6.14 Computation of the DFT of Real Sequences
文档
.pdf
2022-09-07 204.75KB
6.15 Linear Convolution using the DFT
文档
.pdf
2022-09-07 199.66KB
 
视频
.mp4
2022-09-07 733.63MB
6.16 总结与讨论
附件
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2022-09-07 --
 
附件
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2022-09-07 --
 
文档
.pdf
2022-09-07 389.99KB
7.1 1-3班第六章第一次课课前任务
作业
.work
2022-11-05 --
7.2 4-6班第六章第一次课课前任务
作业
.work
2022-11-05 --
7.3 Definition
文档
.pdf
2022-09-07 353.38KB
7.4 Rational z-Transforms
文档
.pdf
2022-09-07 198.14KB
7.5 Region of Convergence of a Rational z-Transform
文档
.pdf
2022-09-07 226.28KB
 
视频
.mp4
2022-09-07 294.78MB
7.6 1-3班第六章第二次课课前任务
作业
.work
2022-11-05 --
7.7 4-6班第六章第二次课课前任务
作业
.work
2022-11-05 --
7.8 The Inverse z-Transform
文档
.pdf
2022-09-07 273.66KB
 
视频
.mp4
2022-09-07 294.78MB
7.9 z-Transform Theorems
文档
.pdf
2022-09-07 276.89KB
 
视频
.mp4
2022-09-07 206.96MB
7.10 The Transfer Function
文档
.pdf
2022-09-07 234.51KB
7.11 1-3班第六章章节测试
作业
.work
2022-11-18 --
7.12 4-6班第六章章节测试
作业
.work
2022-11-18 --
7.13 总结与讨论
附件
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2022-09-07 --
8.1 1-3班第七章第一次课课前任务
作业
.work
2022-11-18 --
8.2 4-6班第七章第一次课课前任务
作业
.work
2022-11-18 --
8.3 Transfer Function Classification Based on Magnitude Characteristics
文档
.pdf
2022-09-07 282.81KB
8.4 Transfer Function Classification Based on Phase Characteristics
文档
.pdf
2022-09-07 279.16KB
 
视频
.mp4
2022-09-07 52.32MB
8.5 1-3班第七章第二次课课前任务
作业
.work
2022-11-18 --
8.6 4-6班第七章第二次课课前任务
作业
.work
2022-11-18 --
8.7 Types of Linear-Phase FIR Transfer Functions
文档
.pdf
2022-09-07 311.38KB
 
视频
.mp4
2022-09-07 296.74MB
8.8 Inverse Systems
文档
.pdf
2022-09-07 189.62KB
8.9 总结与讨论
附件
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2022-09-07 --
9.1 1-3班第八章第一次课课前任务
作业
.work
2022-11-25 --
9.2 4-6班第八章第一次课课前任务
作业
.work
2022-11-25 --
9.3 Block Diagram Representation
文档
.pdf
2022-09-07 432.52KB
 
视频
.mp4
2022-09-07 264.36MB
9.4 Equivalent Structures
文档
.pdf
2022-09-07 104.25KB
9.5 1-3班第八章第二次课课前任务
作业
.work
2022-11-18 --
9.6 4-6班第八章第二次课课前任务
作业
.work
2022-11-29 --
9.7 Basic FIR Digital Filter Structures
文档
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2022-09-07 576.31KB
 
视频
.mp4
2022-09-07 254.73MB
9.8 Basic IIR Digital Filter Structures
文档
.pdf
2022-09-07 454.20KB
 
视频
.mp4
2022-09-07 265.27MB
 
视频
.mp4
2022-09-07 207.21MB
9.9 总结与讨论
附件
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2022-09-07 --
10.1 1-3班第九章第一次课课前任务
作业
.work
2022-09-07 --
10.2 4-6班第九章第一次课课前任务
作业
.work
2022-12-02 --
10.3 Preliminary Considerations
文档
.pdf
2022-09-07 247.52KB
 
视频
.mp4
2022-09-07 304.97MB
10.4 1-3班第九章第二次课课前任务
作业
.work
2022-12-02 --
10.5 4-6班第九章第二次课课前任务
作业
.work
2022-12-02 --
10.6 Methods to Design IIR Digital Filters
文档
.pdf
2022-09-07 462.26KB
 
视频
.mp4
2022-09-07 320.31MB
10.7 总结与讨论
附件
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2022-09-07 --
11.1 1-3班第十章第一次课课前任务
作业
.work
2022-12-02 --
11.2 4-6班第十章第一次课课前任务
作业
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2022-12-02 --
11.3 Preliminary Considerations
文档
.pdf
2022-09-07 191.70KB
11.4 FIR Filter Design Based on Windowed Fourier Series
文档
.pdf
2022-09-07 408.87KB
 
视频
.mp4
2022-09-07 127.56MB
 
视频
.mp4
2022-09-07 205.20MB
11.5 总结与讨论
附件
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2022-09-07 --
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