数字信号论文篇(1)

数字信号是科技发展的产物，与传统的模拟信号比较，其抗干扰能力较强。在传统的模拟信号传输工程当中，噪声的因素对其影响尤为致命，在传输过程当中，噪声的产生极易影响通信质量。反而观察数字信号在传输过程当中的反应，其在接收未超过本身信号频率所能控制的限值时，对于信号的传输轻易不会产生影响，在信号的接收上能够更加具有可靠性。再而，数字信号本身所具有的传送特性，致使其在远距离传输信号时能够完好的保持信号质量，保证通讯质量不受距离的影响，高质量的完成远程信号的传输工作。以上两种情况均表明了数字电视信号更加适合于当今的社会生活需求。

2数字电视信号质量监测过程中会发生的问题

2.1数字电视未能正常播放

在数字电视出现以来，我国的播放设施快速的进行了更新换代的工作。与原有的模拟信号相比较，在观看电视时，屏幕出现雪花和不能同步的问题得到了极大的改善。与传统模拟信号比较，数字电视信号在一般情况下对于电平值的接受要求下降，该情况的发生致使数字电视的抗干扰能力更强，在正常接收信号后电视即可出现清晰画面。但与此同时，数字信号的接收将会出现更多的信号信息，该过程中由于相关人员或者技术的不成熟，电视将无法正常播放。

2.2无法及时对数字电视信号进行处理

数字信号的传输和正常工作对于设备的要求更高，在运行过程当中，任何一个元部件或者是程序的错误都将导致无法接收正确信号。在设备劳损度达到一定程度后，想要在众多部件中找到损毁元件极为不易。该种情况导致工作人员和技术人员无法及时对数字电视信号进行正规的处理，在经过较长的时间后才能查出问题的关键所在。数字化电视更加复杂和多样化，在电视正常工作期间，数字信号会由远端接收器进行传送以及处理。该过程中，数字信号会经历更多的不确定因素，如果无法及时对该过程中的信号进行监测，可能导致信号传输无法预知的中断甚至消失。

3数字电视信号监测手段的建议

在监测数字电视信号过程当中，工作人员的管理应按照有效益性、选择性和相辅相成作为监测原则。由于数字电视信号具有自身特有的性质，在各种环境下的问题不尽相同，因此，面对数字电视信号发生故障时，应该综合多种因素，认真对待每一种可能出现的情况。而对于数字电视信号的质量监测方式通常可划分为三种形式：故障模式监测、故障树监测和部件模型监测。在三种方式运用过程当中，全方位的保持信号的稳定性是所有因素的大前提。

3.1故障模式监测

故障模式监测技术是维护和监测数字电视系统最为常见的一种方式，也被称为FMEA方式，该种模式对于处理系统本身的复杂信号具有明显效果。故障模式监测技术的应用在对数字电视信号监测过程中需要将数字信号的逻辑性重新理顺，将所有部件引起的信号失效状况全部找出，加以分析其失效后会发生的状况，进行归纳和推理，得出任一部件失效后所会产生的故障结果，以此确定由于元部件导致的电视信号受损原因，确定失效部件。并且及时给出相应的改善措施与修复手段。

3.2故障树监测

故障树的监测技术主要是针对于数字电视信号系统在发生错误后，通过发生错误的多种现象来对问题进行分析和总结，检测出整个系统运作是否可靠。在数字电视系统进行工作过程中，可以通过该种方法对系统进行监测和检查，用以协助更好的对系统进行维护。故障树监测技术需要利用图形来进行模拟工作，大体将数字电视信号的故障现象通过图像来进行直观的显示。通过找出信号故障时发生的种种现象，来对故障进行分级。该种分级将数字信号系统设置为第一级，在以下将会如树结构般分支出多种问题，直到问题不能再次进行分支为止。此时说明问题已经找到，利用图表方式来直观找出问题的根本原因。该类方式对于监控工作有着协助作用，能够完善工作内容。

3.3模拟部件监测

在数字电视工作出现问题时，由于其多变、复杂的特性很难从直观上发现其问题所在，且其元件数量极多，期间某个部件发生故障时可能会导致所有流程都失效。但是经过对这些组成元件的可靠性的逻辑关系分析，采用部件模拟的监测方式能够看出不同组成部件之间的模型处于何种关系。利用模型与其工作效果对比，快速找出问题所在，该类型为部件模型监测技术。

4结语

数字信号论文篇(2)

全桥逆变器采用的是绝缘栅双极晶体管，控制方式为有限双极性控制[4]，如图2所示。全桥逆变器的工作原理为：接通任一桥臂的两个绝缘栅双极晶体管，如IGBT1和IGBT3，接通时间ton，其值为DTs/2，（D为占空比，Ts为交替接通周期）。另一桥臂的晶体管IGBT2和IGBT4依次接通Ts/2。除IGBT1与IGBT4同时接通或IGBT2与IGBT3同时接通外，高频变压器的一次电压和输出电压均为零。受负载电感的影响，负载处在一个交替接通周期内可以形成稳定的恒定电流。脉宽调制脉冲的宽度和负载的性质共同决定了负载电流的大小。在晶体管IGBT2和IGBT4的脉宽调制波形设置一个死区时间，以防所有开关管同时接通而产生短路。输出电流的调节通过IGBT1和IGBT3驱动信号的脉宽调节。

2数字脉宽调制

作为逆变电路的核心，输入信号经脉宽调制器与给定值比较后，转变为具有一定占空比的脉冲信号输出并驱动电路，进而对整个逆变电源的输出进行调整和控制。数字信号处理器中自带有脉宽调制模块，该模块中具有8个I/O引脚，组成编号为PWM1H/PWM1L、PWM2H/PWM2L、PWM3H/PWM3L、PWM4H/PWM4L的4个高/低端引脚对，并分别由4个占空比发生器控制。I/O引脚对低端与高端的状态在负载互补时恰好相反。脉宽调制模块具有4种工作模式，能够实现有限双极性控制。数字脉宽调制流程如图3所示，其工作模式由脉宽调制时基控制寄存器设定。引脚对PWM1H/PWM1L设置为递增/递减模式时，可以控制全桥逆变器中的晶体管IGBT2和IGBT4；引脚对PWM2H/PWM2L设置为双更新模式时，可以控制全桥逆变器中的晶体管IGBT1和IGBT3。无论何种工作模式，脉宽调制的定时周期均通过控制寄存器实现。IGBT2和IGBT4的占空比由占空比寄存器1设定，并在有限双极性控制模式下设置为1；IGBT1和IGBT3的占空比由占空比寄存器2设定，并在有限双极性控制模式下不断更新，其更新数据由PI控制模块根据反馈电流或电压计算得到。脉宽调制时基控制寄存器的值在实时控制过程中不断增加，并不断与占空比寄存器的值进行比较，直至两者相等时输出脉宽调制信号，并通过设置置位比较控制寄存器将输出信号分为低有效和高有效。通过设置脉宽调制模块自带死区时间发生器的控制位，可以为PWM1H/PWM1L的死区时间设置插入位置和大小。2.3PI调节对于对象为惯性环节或滞后环节的连续控制系统，理想的控制方法是比例+积分（PI）控制，以保证系统稳定后不会出现稳态误差。由于高频逆变电源的对象为二阶惯性环节，因此适于采用增量式PI控制[5]。在由数字信号处理器控制的逆变电路中，采用软件得到的高频方波信号具有精准的占空比和频率，如图4所示。图中Ig和If分别为基准电流和实测电流，e为两者的差值，即电流偏差，Ig为数字信号处理器产生的方波电流。PI调节的执行机构和控制对象分别为脉宽调制模块和全桥逆变电路。即将电流偏差e输入PI控制器，由脉宽调制模块输出脉冲信号，以调节逆变电路的交替接通，进而控制电流。

3实验研究

数字信号论文篇(3)

关键词：TS码流；QAM；监测；码流分析仪

一、传输网络技术参数

经过MPEG-2信源编码和MPEG-2TS传输流复用后生成的MPEG-2传输复用包经过扰码、RS编码及卷积交织后，进行64QAM调制形成中频调制信号，中频调制信号经过上变频转为射频信号然后送入HFC网传送到用户。

数字电视和模拟电视的频谱结构及能量分布完全不同。由于QAM中的调幅是平衡调幅，抑制了载波，因而从频谱分析仪上看，一个数字频道的已调信号，像一个抬高了的噪声平台，均匀地平铺于整个限定带宽内。伴音信号在MPEG-2编码时，已经与图像信号以包的形式复用到了一起，因而，一个数字电视频道，不但没有所谓图像载波，也没有伴音载波。

1.1数字电视的信号电平

数字电视信号没有图像载波电平可取，整个限定的带宽内是平顶的，无峰值可言。所以，QAM数字频道的电平是用被测频道信号的平均功率来表达的，称为数字频道平均功率。在用户端电缆信号系统出口处要求：信号电平为47dBμV-67dBμV(比模拟电视信号的要求低10dB)，数字相邻频道间最大电平差为≤3dB，数字频道与相邻模拟频道间最大电平差为≤13dB。

1.2数字电视的噪声电平

测量模拟频道噪声时，在模拟频道取噪声测试点，只要偏离图像载频即可。但是数字电视的频谱分布决定了测量数字频道噪声不能使用模拟频道的测量方法。数字频道内有用能量也像噪声，没有什么特点把它们分开，所以测量噪声，要到被测频道的邻频道去取样，并且这个邻频道应当是空闲的。

1.3误码率

数字电视信号是离散的信号，接收到的数字电视信号要么是稳定、清晰的图像，要么就是中断(包括马赛克、静帧)，具有“断崖效应”的特点。信号的这种变化，只与传输的误码率有关，所以把误码率作为衡量系统信号质量劣变程度的最重要的指标。

1.4信噪比

信噪比(S/N)指传输信号的平均功率与噪声的平均功率之比。载噪比(C/N)指已调制信号的平均功率与噪声的平均功率之比，载噪比中的已调制信号的功率包括了传输信号的功率和调制载波的功率。在调制传输系统中，一般采用载噪比指标；而在基带传输系统中，一般采用信噪比指标。

数字调制信号对网络参数的要求主要反映在载噪比上，载噪比越大，信号质量越好，反之信号质量就差，模拟电视会出现“雪花干扰”，数字电视会出现马赛克，严重时会造成图像不连续甚至不能对图像解码。在有线网中，用户端电缆信号出口处数字频道载噪比达到31dB以上，就可传送64QAM信号。

1.5调制误差比

数字调制信号的损伤通常用星座图来观察。在星座图中，噪声呈云状，差拍干扰呈环状，IQ不平衡的星座图不是正方形。调制误差比(MER)包含了信号的所有类型的损伤，如各种噪声、载波泄漏、IQ幅度不平衡、IQ相位误差、相位噪声等。MER的测试结果反映了数字接收机还原二进制数码的能力，它近似于基带信号的信噪比S/N。在用户端电缆信号出口处调制误差比MER要求达到30dB以上。

二、数字信号的监测

数字电视平台节目监测系统拟视音频及数字矩阵系统、数字测试仪器及电视墙三个大的部分构成。数字TS码流经过数字ASI矩阵系统切换，送入解码器解码还原成模拟视音频后，送入电视墙，进行主观效果监测，同时可进行与一般模拟视音频信号相同的测试，经ASI矩阵切换的数字TS码流也可直接送入数字码流分析仪进行实时分析，或者经过录制后，离线分析等。数字码流经QAM调制后输出的RF射频信号经混合器混合，送入大网播出，同时分出1路至机顶盒接收，机顶盒输出电视信号或者音频广播信号至视音频矩阵，然后送入电视墙。同时也可进行模拟指标测试。从混合器再分出l路射频信号经数字电视测试接收机处理后输出TS流至码流分析仪，实现对QAM调制后的数字信号的测试。

数字码流监测可以根据其来源分为：编码器输出TS流、数字卫星接收机输出TS流、多协议适配器输出TS流、复用器输出TS流、独立加扰器输出TS流、其它TS流及QAM调制后经解调恢复的TS流。在本监测系统中，QAM调制后经数字电视测试接收机解调后恢复出的TS流可直接送入数字码流分析仪进行数字分析；其余各种来源的TS流须经数字矩阵的切换处理后再进行测试。

在本系统中，有编码器输出的TS流、数字卫星接收机输出的TS流、适配器和解密器输出的TS流、其它输出的TS流、复用器输出的TS流以及独立加扰器输出的TS流，其中复用器、独立加扰器、解密器以及部分数字卫星接收机输出为MPTS，而独立加扰器输出为经过加扰加密的TS流。具体监测方式如下：编码器、数字卫星接收机、多协议适配器、音频编码器、复用器、独立加扰器等设备的TS流送入数字ASI切换矩阵切选输出。矩阵的输出可切选至数字码流分析仪分析，也可直接接入解码器，用作还原AV，送至电视墙做主观测试等；对于独立加扰器的输出需切换到码流分析仪进行分析。

对比测试原则采用溯源法，跟踪对比测试的原则，主要体现在电视墙的主观效果上。

(1)对编码器、接收机的信号根据处理过程分成源AV信号或直接输出AV信号、初步处理TS流信号(包括编码输出及数字接收机输出TS信号)、复用器复用后TS流信号和QAM调制混合后信号四种，对节目同时段对比跟踪测试。即为源AV信号或直接输出AV信号与后面的信号经过还原的视音频信号进行对比测试，体现在每一环节信号质量的比较、变化、跟踪监测。

(2)对多协议适配器和解密器处理的节目，则是适配器直接TS信号解码恢复AV信号、复用后解码恢复AV信号以及机顶盒解码AV信号对比监测。

数字信号论文篇(4)

关键词：数字信号处理 微信平台 智慧课堂

中图分类号：G4 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）07（a）-0153-02

目前，几乎所有的工程技术领域都会涉及到信号处理问题，而数字信号处理由于具有精度高、可靠性强以及便于大规模集成等特点，已成为发展最快、应用最广泛的学科之一[1]。《数字信号处理》作为通信、电子类专业的一门重要专业课程，目前已广泛应用于语音、图像、雷达、通信、控制、声纳、航空航天、故障检测、遥感遥测、生物医学、地质勘探、自动化仪表等领域[2]。但是，《数字信号处理》课程目前的教学模式仍侧重于理论讲授，不能充分体现工程应用性，不利于应用型人才的培养。因此，《数字信号处理》课程的改革与实践势在必行。

《数字信号处理》课程以《高等数学》《线性代数》《信号与系统》等课程为基础，同时又作为《随机信号处理》《图像处理》《自适应信号处理》等后续课程的基础，具有承上启下的作用[3]。该课程具有较强的理论性，涉及到的公式推导繁多，对学生的数学基础有一定要求[4]。因此，应结合应用型地方本科院校的特点和需求，对《数字信号处理》课程进行教学改革与实践。

1 数字信号处理课程传统教学存在的问题

1.1 传统课堂缺乏师生间的有效互动，不利于学生自主学习

传统课堂以教师讲、学生听为主，这种满堂灌的教学过程缺乏师生间的有效交流和沟通，无法持续激发学生的自主学习动机，亦不能将学生学习过程中存在的问题及时反馈给教师，从而导致教师无法掌握学生对授课知识的理解和应用程度，学生的学习积极性也不高，缺乏自主学习的动力。

1.2 授课偏重理论，缺乏应用性

《数字信号处理》课程的理论性较强，公式推导多，需要具备一定的数学基础和《信号与系统》课程基础。目前的教学体系偏重理论知识的讲解，而忽视了理论结果的物理意义以及在工程实践中的应用，导致学生感到抽象和枯燥。部分同学由于前期基础课程学得不够好，缺乏自信心，对《数字信号处理》课程产生畏难情绪，从而缺乏学习热情和学习动力，学习积极性不高。

1.3 目前的教学模式多为自底向上，学生对课程的整体把握不足

当前的教学模式主要采用自底向上的方法授课，即将整门课程的知识点分解细化，分块讲述各部分知识点，此教学模式容易使学生只见树木、不见森林，即只掌握单独的知识点，却不能从整体上把握课程的核心思想。

1.4 授课方式单一，学生理解困难

目前的授课方式要不采用传统的黑板板书的形式，要不完全采用多媒体课件讲授，板书授课方式容易使学生陷入仅重视理论推导而不重视应用的误区，完全采用多媒体课件授课的方式则忽略了重要结论的理论推导，不利于基础知识的掌握[5]。

2 基于微信公众平台的数字信号处理智慧课堂建设

针对传统课堂师生间缺乏有效互动的问题，通过开发微信公众号，以微信公众平台为载体，微信用户可以利用微社区进行互动，并设定固定时间进行教师在线答疑。针对学生反馈的共性问题和重点难点知识点录制微课视频，并将录制好的微课视频上传至腾讯视频，在微信公众平台制作关键词回复，通过回复关键词就可以观看相应的微课视频，从而使学生随时随地打开微信公众号，即可实现在线答疑解惑。一方面可以增加学生的参与性，从而激发学生的学习热情，提高学生的学习积极性和自主学习的能力；另一方面教师可以通过后台数据，掌握学生反馈的问题和学习情况，从而以问题为导向开展课堂教学，实现智慧课堂平台建设。

针对《数字信号处理》课程理论性较强、不易理解的问题，通过开发MATLAB图形用户界面，将典型的数字信号处理算法和实际案例通过MATLAB图形用户界面演示给学生，使学生通过工程案例加深对数学概念和物理概念的理解和掌握；并将开发好的MATLAB图形用户界面加载到微信平台，使学生亲自参与到数字信号处理算法的验证和实际工程案例的应用中，从而将理论与工程应用联系起来，真正做到物理概念、数学概念和工程概念的有机统一。

针对自底向上的教学模式导致学生对课程整体把握不足的问题，在课堂上，结合学科发展的最前沿，以具体工程实例导入，引出所涉及的理论知识，让学生从整体上把握理论知识。在课后，布置结合前沿科技的思考题，让学生了解最新研究成果，追踪学科前沿动态，并对整体内容进行归纳总结，帮助学生对所学知识进行整体把握。在制作配套教材的多媒体课件时，采用自顶向下的设计思路，从实际应用问题出发梳理课程的整体构架和知识体系，将涉及到的知识点以“知识链”或“知识树”的形式进行层层分解演示，将知识点串接起来，使学生对课程有一个整体把握，并将制作好的多媒体课件，加载到微信公众平台，供学生参考学习，从而使学生对课程整体构架和知识体系有更好把握。

单一的授课方式要么过于重视理论知识的讲解，要么缺乏对重要结论的理论推导，容易陷入极端，不利于学生综合素质的提高。因此，有必要研究能提升教学效果的多元化授课方式。对于重要公式的推导，采用板书，板书能够帮助学生跟随教师的思路领悟具体的推导过程，从而加深对公式的理解和掌握。对于不易理解的内容和具体案例的讲解，采用多媒体，通过图像、动画的演示，将抽象的概念形象化、具体化，以加深对理论的理解，并启发学生的思维。同时，将MATLAB软件应用于教学，淡化理论教学与工程实践的界限，通过编写程序可以简化繁琐的计算过程，并直观观察各种参数对结果的影响，进一步理解工程算法的应用，达到事半功倍的教学效果。

通过搭建微信公众平台，将在线辅导答疑、MATLAB图形用户界面演示、微课视频、多媒体课件整合起来，实现数字信号处理移动智慧课堂的建设。基于微信公众平台可以实现师生间的实时反馈，不仅有利于教师及时修正完善教学方式和教学内容，而且增加了学生的参与性，提高了学习的积极性，实现了师生教与学的双赢。

3 结语

通过将现代教育资源整合到微信公众平台，实现《数字信号处理》课程的智慧课堂建设，是“互联网+教育”的一个重要应用。该文的研究成果扩展性强，可以根据教学需要，灵活添加教学资源，使传统的封闭课堂走向开放，利用开放的互联网平台，可以将该文的研究成果更便捷推广到其他专业的教学中。

参考文献

[1] 高西全，丁玉美.数字信号处理[M].西安：西安电子科技大学出版社，2008.

[2] 王恩亮，张丽华.应用型高校“数字信号处理”课程教学改革与实践[J].科技经济市场，2012（12）：98-99.

[3] 曹林.通信工程专业数字信号处理课程改革与思考[J].科技创新导报，2014（10）：133-134.

数字信号论文篇(5)

关键词 单通道数字接收机 多通道并行数字接收机 信道化数字接收机

中图分类号：TN959.1 文献标识码：A

数字接收机在设计时，一般都遵循这样的设计思路：即尽可能将宽带模数或数模转换模块靠近天线，即尽早将模拟信号转化为数字信号，再进行后续的多速率滤波与调制解调等。这一点也是软件无线电理论的基本思想，即能够通过软件对系统进行定义，硬件结构较为简单、易于改装与服用且性能较为稳定。

1单通道数字接收机

单通道数字接收机是指在只允许同一时刻接收并解调特定信道上的信号，而不具备同时处理多个信号的能力，其基本类型分为窄带和宽带两种。

基带信号的处理是为了便于提取载频为的有效信号。对任何一类调制信号式中，同相分量为；正交分量为；为幅度调制分量；为相位调制分量。由于载频不含任何信息，所以信号特征完全能用和完整表示。因此，信号解调的实质就是提取和分量，通常采用基于多相滤波的正交法或者数字混频的方法来提取信息量。

窄带信号具有较高的载频，但所携带信号的带宽却很窄，若仍按照奈奎斯特采样原理的话，虽然不存在频谱混叠的现象，但是在频率较高时会明显存在频谱的浪费现象，欠采样理论就是根据这点来降低采样后的数据流。因此，单通道窄带数字接收机的基本原理就是采用基于欠采样的多相滤波正交解调原理完成信号的解调，在将两路信号用数字滤波器上校正相位后，使输出的两路信号在时域上“对齐”，保证了基带信号的最终输出。

瓮ǖ揽泶数字接收机在实际操作过程中，必须先将采集的频带信号集体接收，选中相应频率后在进行处理，但其接收的信号已变成了宽带信号，欠采样的理论已不在适用。

2 多通道并行数字接收机

当多个信号同时到达时，单通道数字接收机并不能同时进行处理，因此必须考虑使用多通道并行数字接收机来解决多信号问题，实现对多个信号的数字下变频、滤波和软件调节等。多通道并行数字接收机的基本原理是将D个单通道的数字接收机并联，分别对D个信号进行并行同时处理，如图2所示。思路较为简单，在工程实现中也并不特别复杂。同样采用多个正交采样的单通道接收机来实现并行多通道的数字接收机，但在这类建模中需要D（D为信道个数）个本振，各个本振分别实现相应载频信号的正交采样。因此，系统的结构实现起来相对较复杂一些。

3 信道化数字接收机

我们分别讨论了单通道与多通道并行数字接收机，但接收机的工作前提均为一直信号在所有通道内的分布，即哪些通道有信号是已知的，在具体过程实现中则需要使用监测或侦察设备对指定的频带进行探测，锁定目标信道并提取出信道基本信息。而在面对一些特殊信号，如调频信号、自适应信号等，搜索监视设备的处理速率无法同时进行处理，易出现漏警的现象，很难对待。因此，随着电磁环境越趋复杂，在通信侦察的过程中需要既能对多个信道同时到达的信号进行同时处理，又能实现信号100%接收的数字接收机，提高接收机的利用率。

信道化接收机的基本思想是使用多个带通滤波器接收信号，每个滤波器的通带分别接收对应监视频带内的频率分量，即先将接收信号通过均匀数字滤波器组将信号分离，再经降速抽取处理，最后可以输出低速的并行子频带信号，克服速度上的瓶颈问题。

本文详细分析了典型的数字接收机模型，这些模型的可为超短波侦察系统的分析处理模块与信道化接收模块的设计与实现提供理论依据。

参考文献

[1] Ze Li，Xianmin Zhang，Hao Chi，Shilie Zheng，Xiaofeng Jin，Jianping Yao. A Reconfigurable Microwave Photonic Channelized Receiver Based on Dense Wavelength Division Multiplexing Using an Optical Comb[J].Optics Communications，2012，2311-2315.

[2] 龚仕仙，魏玺章，黎湘.宽带数字信道化接收机综述[J].电子学报，2013：949-959.

[3] A.P.Vinod，E.M-K.Lai and A.B.Premkumar etc.ow-complexity filter bank channelizer for wideband receivers using minimum adder multiplier blocks[J].IEEE，2004：982-995.

数字信号论文篇(6)

关键词：数字信号处理；教学改革；探索

作者简介：蔡超峰（1980-），男，河南长葛人，郑州轻工业学院电气信息工程学院，讲师；姜利英（1981-），女，河南郾城人，郑州轻工业学院电气信息工程学院，副教授。（河南 郑州 450002）

基金项目：本文系2010年郑州轻工业学院研究生教育教学改革项目“《数字信号处理》课程教学改革与实践”（项目编号：01005）的研究成果。

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）02-0102-02

“数字信号处理”主要研究用数字方式进行信号处理，即利用计算机或专用数字处理设备对信号进行分析、变换、综合、滤波、估计与识别等处理。随着电子技术及计算机技术日新月异的发展，数字信号处理的新理论和新方法层出不穷，地位和作用也越来越突出。然而，“数字信号处理”这门课程具有概念抽象、理论性和实践性强等特点，教与学均有一定难度。在长期的“数字信号处理”教学工作经验总结的基础上，笔者提出一些对该课程的改革措施：重视基本概念、基本理论的教学，利用多媒体技术和Matlab软件将抽象的理论以易于理解的形式加以演示，从而激发学生的学习热情和积极性，最后，通过课后练习题、实验、课程设计等方式引导学生利用Matlab软件实现对数字信号的处理，使他们更加深入地理解数字信号处理的基本理论，提高他们分析、解决实际问题的能力。

一、教学内容的优化

在课时有限的条件下，精选教学内容就显的尤为重要。在理论教学方面，傅里叶变换是本课程的核心内容，然而学生在先修课程“信号与系统”中已经学习过傅立叶变换，因此他们会认为该部分内容不是新内容，反倒容易忽视对该部分内容的学习。因此该部分内容的教学应当受到足够的重视。傅里叶变换包含了连续信号和离散信号的傅里叶变换，内容非常丰富。教师在重点讲述离散时间傅里叶变换的同时，也把连续傅里叶变换、连续傅里叶级数以及离散傅里叶级数的内容综合进来，并把离散傅里叶变换作为离散傅里叶级数的一个拓展来看。这样会使学生更加深刻地理解时域周期与频域离散、时域非周期与频域连续之间的对应关系。在讲述傅里叶变换性质的时候，教师把各种变换的性质融合在一起对照着介绍，并通过大量的例题着重强调这些性质的应用，从而为后面有关章节做铺垫。在讲述快速傅里叶变换（FFT）时，笔者着重讲述FFT算法的原理和依据，即第一是充分利用WN因子的周期性、对称性和可约性，第二是任何N点DFT运算都可以分解为两组N/2点DFT运算。对于具体的FFT算法，授课时不做讲授而是让学生自学掌握，节省了宝贵的学时。

在实验教学方面，精选了4个实验：序列的相关与卷积、基于FFT的频谱分析、IIR、FIR数字滤波器的设计。其中前两个实验属于验证性实验，后两个实验属于设计性实验。对于第一个实验，不但要求学生编程计算两个序列的互相关和卷积，还要求学生知道互相关与卷积之间的关系并进行验证，从而加深对这两种运算的理解。对于第二个实验，重点要求学生知道理利用FFT计算序列频谱的方法并正确绘制频谱图。对于第三、第四个实验，不但要求学生按照给定的技术指标正确设计滤波器，还要求他们利用所设计的滤波器对给定的音频信号进行滤波，通过比较滤波前后的音频信号检验所设计滤波器的实际性能。这几个实验难度逐渐增大，基本上覆盖了本课程的主要内容，符合学生学习掌握知识的一般规律，有助于加深学生对课堂获得的理论知识的理解。

二、教学方法的改进

教师在教学过程中一定要重视和学生的互动，不能采用过分偏重讲授的教学方法。只有这样才能充分调动学生的积极性、主动性和创造性，实现讨论式、启发式、研究式的教学方法。本校对教学方法的改进主要体现在以下三个方面：

第一，上好绪论课。绪论课主要介绍数字信号处理的概念、数字信号处理系统的一般模型以及数字信号处理的发展历史、应用和实现方法，绪论课授课效果的好坏直接影响学生对课程的直观感受、兴趣和学习积极性。在讲述绪论课时首先对课程内容做一个总体的概述，然后以脑电信号分析为例，介绍脑电信号的采集、滤波、变换、特征提取、识别等处理过程，最后重点介绍基于脑电信号分析的脑机接口系统设计及其应用前景，做到内容充实生动活泼，从而吸引学生的注意力。

第二，着重讲述概念、原理及工程应用，淡化公式推导。对于一些非常重要的概念和定理，比如抽样定理，会通过公式推导的方式让学生深入理解该定理的来龙去脉。在讲述相关函数时，重点介绍如何利用相关函数解决实际问题，比如利用自相关函数检测信号中隐含的周期性以及利用互相关函数检测不同电极上EEG信号的相关性。对于一般性的内容，比如傅里叶变换的各种性质，其证明过程则交给学生在课下进行。这样既可以把授课时间集中在课程最重要的内容上，同时又锻炼了学生的自主学习能力。

第三，把课堂讲授、课堂讨论、课外答疑和实验研究紧密结合起来，做到知识传授与能力培养并重。在讲述傅里叶变换时，引导学生讨论连续傅里叶变换、连续傅里叶级数、离散时间傅里叶变换、离散傅里叶级数、离散傅里叶变换的异同，最后由老师进行总结。在讲述滤波器的设计时，一方面引导学生从理论上理解IIR和FIR这两类滤波器各自的优缺点，一方面指导学生通过实验自主设计滤波器并对实际信号进行滤波处理。

三、教学手段的丰富

对教学手段的丰富体现在两个方面：

第一，重视多媒体教学。“数字信号处理”这门课程包含大量的公式和图谱。如果仅靠板书往往令老师疲惫不堪，而且还浪费了大量宝贵的时间。此外，板书内容很难做到精确和生动，还容易使得学生产生厌烦心理，导致教学目的难以达到，教学质量难以保证。多媒体技术作为一种新型的教学手段，既能够节省时间增加课堂容量，使教学内容更充实，又能够提高老师和学生之间的互动性，因此得到了越来越广发的应用。在制作多媒体课件时以公式和图表为主，尽量避免在课件里罗列大段的文字，以免令学生产生厌烦情绪。在授课过程中，不能忽视老师和学生之间的交流，可以通过提问的方式和学生进行互动，决不能让多媒体课件取代了老师的作用，以致挫伤了学生的学习积极性和主动性。在教学中最好将多媒体教学和板书教学有机结合起来，针对不同的教学内容加以区分。例如，对于抽样定理的讲述，既进行板书推导，又利用课件对抽样过程、过抽样及欠抽样进行动态演示。

第二，引入Matlab软件。Matlab是美国MathWorks公司开发的一款功能强大的科学计算软件，学习和使用非常方便。该软件把广泛应用于各个学科领域的数值分析、矩阵计算、函数生成、信号处理、图形及图像处理，建模与仿真等诸多功能集成在一起，为使用者提供了一个高效的编程工具及丰富的算法资源，其软件的开放性也为学生进行理论学习、习题演算、算法推导提供了一个强有力的工具。Matlab软件中的信号处理工具箱是一个内容丰富的信号处理软件库，本课程中的大部分理论和算法都可以在该工具箱中找到对应的文件，是学习、应用数字信号处理工具箱的一个非常好的工具。

Matlab软件在教学中的应用主要体现在两个方面。在课堂上，老师可以利用Matlab软件对课程中的理论和算法进行验证演示，这样能够更加生动直观地揭示出这些理论和算法的本质。例如，在讲授应用离散傅里叶变换对连续信号进行频谱分析时，理解计算过程中所出现的各种现象及相应的解决办法尤为重要。在课堂上利用利用Matlab软件演示了混叠现象、截断效应和栅栏效应等现象，并详解这些现象出现的原因及相应的解决的办法，起到了事半功倍的效果。在课下，老师可以通过作业和实验引导学生利用Matlab软件，让学生针对某一专题进行自主研究，从而提高他们的学习兴趣和解决实际问题的能力。例如，把一个频率固定的正弦信号作为噪声加入到一段音频信号中，要求学生自行制定技术指标并设计滤波器滤除其中的噪声信号，并通过对比滤波前后的音频信号检验所设计的滤波器是否符合要求。实践表明，这种方式能极大地调动学生的学习积极性和主动性，效果非常好。

四、结论

在“数字信号处理”课程的教学过程中，优化教学内容，突出关于傅里叶变换的内容，着重讲授基本概念和基本理论，淡化公式推导，做到知识传授与能力培养并重。借助于多媒体技术和Matlab软件，将课程中的相关理论和算法以易于理解的可视化形式加以演示，从而激发学生的学习热情和学习兴趣，使他们更加深入地理解数字信号处理的基本理论，取得了比较好的教学效果。

参考文献：

[1]胡学友，王颖，胡云龙.“数字信号处理”教学改革与实践[J].高教论坛，2007，（3）：67-69.

[2]张赛男.《数字信号处理》课程教学研究[J].科技信息，2010，（5）：195-196.

[3]胡广书.数字信号处理理论、算法与实践[M].第二版.北京：清华大学出版社，2009.

数字信号论文篇(7)

一、论文篇幅：3000—4500字，论文必须包含200字左右的中、英文摘要及3-4个关键词。

二、论文格式：

(一)题目、署名及层次格式、文字、字数要求：

1、文稿采用A4幅面word文档；中文标题为三号宋体，正文为小四号仿宋体；英文字体为TimesNewRoman，标题字号为三号，字母全部大写；如有副标题，另起一行，首字母大写，正文为小四号字体；文稿应加注页码。

2、题目居中，署名及单位标在题目下，例如：数字城市化进程王赵(大学系，北京100001)(设计院，天津300001)需作叙述时，可在当页下方划一条横线，在横线下加说明。

3、摘要和关键词，写在题目下、正文前。

4、论文的层次，统一要求采用：11.1(占一行或接排。当接排时，标题后要加标点)1.1.1*1.1.1.1

(二)文稿和图稿其它要求：

1、正确阐述技术内容。名词术语应符合国家有关标准、规范。如所采用的名词术语尚未编定时，可采用各业务部门和科研单位常用的名词术语，不要任意用简称、方言。

2、准确使用标点符号，注意：(1)标题、图题、表名后及公式后不用标点；(2)阿拉伯数字的起止(范围)号用“~”，如：“20~30”，“8%~10%”，“0~10oC”

3、对正文中的某些问题需加以说明时，可用“呼应注”(也叫脚注)，即在所要加注处的右上角标注“①、②……”，同时在本页末留出位置，划一横线与正文隔开，在横线下注明“①、②……”。

4、计量单位采用国务院颁发的《中华人民共和国法定计量单位》，一律用拉丁文书写。

5、外文字母写成印刷体，同时注意将正斜体、大小写分清楚。

6、数字的书写(统计数、各种计量及图表编号等各种顺序号)均用阿拉伯数字，世纪、年代、月、日和时刻均用阿拉伯数字，并一概用全称。

7、表格、公式、样图均要编号，每篇论文加注流水号，例如：图1、图2，表1、表2，公式⑴、公式⑵。

8、照片要求清晰、层次分明，非彩印书尽量用黑白照片。墨线图要大小适当，图线要规整。照片、图稿等电子文件需备份一份随稿件一并提交。

9、参考文献的项目要列全，例如：[1]主编.结构力学.北京：出版社，2003[2]主编.城市规划.上海：出版社，2001

(三)文稿最后应有附件页，注明作者个人信息，内容见下表：作者基本情况表姓名性别职称工作单位职务联系电话(固定电话请注明本地区号)传真通信地址邮编E-mail

知识扩展：英语论文的标准格式

英文论文格式均以美国土木工程师协会出版社的标准格式为准。

英语论文用激光打印机打印，打印稿为黑白稿，彩色打印件会影响出版效果。版心：A4纸，上、下页边距3.5cm，左、右页边距均为3.25mm。论文内容宽不得超过14.5cm，长不得超过22.5cm。

字体和字号：正文，标题，作者联络信息和图表中的文字均为TimesNewRoman12号字。可以跟据需要使用同类字体中的粗体，斜体。

行距：单倍行距。

页码：论文正文和文后所附图例都需添加页码。页码为阿拉伯数字，位于页面下方居中。

文体：文章应语法正确，技术用词准确。标题应该以最简洁的语言概括文章内容。如果标题较长，请采用Title：Subtitle的形式。

数学公式：文中的数学公式不得手写，必须打印。公式如果在文中多次被引用，应该编号。公式之间，公式和正文之间都应该空一行。单位：文中所用的度量衡单位应为国际单位。可在括号内，单位对应表中列出其他单位。有关国际单位的使用(StandardPracticeforUseofTheInternationalSystemofUnits)可以通过电话1-800-548-2723向ASCE索取。其他相关使用参考文献，如ANMCMetricEditorialGuide，5thed，1992可向美国国家公制协会索取(AmericanNationalMetricCouncil，1735N.LynnStreet，Suite950，Arlington，VA22209-2022)

图表：

标题说明和图例：插入的图表应该以出现顺序编号(Figure1，Figure2，Table1，Table2)。图的说明和标题，包括图的序号应该位于图的下方。表的说明和标题，包括表的序号应该位于表格上方。

位置：图可以插入到正文中，或者集中放在文章最后。如果在正文中插入图，尽量放在页面的顶部或尾部。不要选择文字环绕图形的对齐方式，可选择上下环绕方式。

底纹：插图中不要选择带阴影或底纹，否则会影响印刷效果。

照片：如果文中需要附上照片，在文中出现照片的地方贴上其黑白光面冲洗照片，标题说明位于照片下方。照片将和正文一起缩印，请不要提供彩色照片，以免影响印刷效果。

扫描图：印刷后的扫描图不如原件清晰。如果文中有扫描图，请提供灰色色标扫描图。