数字信号论文范例（优秀6篇）

在学习和工作中，大家对论文都再熟悉不过了吧，借助论文可以达到探讨问题进行学术研究的目的。相信写论文是一个让许多人都头痛的问题，这次漂亮的小编为亲带来了6篇《数字信号论文范例》，可以帮助到您，就是差异网小编最大的乐趣哦。

数字信号处理论文 篇一

【关键词】数字信号处理；发展；应用

前言

数字信号处理的简称是DSP，是一种通过数字信号芯片，将图片、声音、视频等模拟信息转化为数字信息的一个过程。在这一过程中，采用数字方式对模拟信号进行压缩、变化、过滤、识别，最终转化为实实在在的数字信号。21世纪是一个数字化的时代，数字信号处理技术得到广泛应用，为人类生活提供了方便快捷，同时为提高国家综合国力奠定了基础。

1、数字信号处理

数字信号处理的原理其实就是利用数字芯片对信号进行分析和处理。数字信号处理技术被广泛应用的原因不仅是其具备处理速度快和运行灵活的优点，而且具备极强的抗干扰能力，不受乱码影响。因此，人们要开始重视起数字信号处理技术的发展，利用数字信号处理技术来达到方便生活的目的。

相比一般信号处理技术，数字信号处理技术无论在设备还是技术方面，都具有高效率传播、造价成本低廉、运行方式精确灵活、抗干扰能力强等特点。对于一些模拟信号来说，数字信号的这些特点是无法超越的。数字信号处理技术得以快速发展的前提是具有一套完整的数字处理理论，在某种程度上具有提高和促进数字信号处理技术发展的作用。如果把数字信号处理技术比作一棵树，那么数字理论就是肥沃的土壤，数字信号处理实践就是新鲜的空气。树木离开了土壤和氧气都不能存活。只有将数字信号处理的理论与实践结合起来，才能从根本上提高数字信号处理的可靠性和稳定性。另外，数字信号处理技术能将各种参数存储起来，并且通过微机控制和数字设定对参数进行调整。这样一来不仅减少了调节量、调节点和调节电位器，而且能够长时间使得参数保持不变，大大提升了系统稳定性。综合数字信号处理的各种优点，人们要对其给予足够重视，造福人类生活。

2、数字信号处理在生活中的应用

在各种高新技术发展的今天，数字信号处理在生活中得到了广泛应用。数字信号处理得到不断发展的原因主要有两个：市场需求的发展和集成电路的发展。下文就针对数字信号处理在生活中的各种应用做了具体分析。

2.1在音响设备上的应用

在以前，人们主要是利用磁片和唱带等方法进行音乐娱乐活动。唱片的主要原理是对声音进行模拟震动，以此来在唱片上刻出槽纹路径来记录声音。录音机磁带的工作原理是利用磁头在磁带上震动对声音进行模拟信号记录，最终记录下声音。自从数字信号处理技术的问世，人们对音乐的追求不再仅仅局限在磁带和唱片上，开始向数字化信号处理技术发展。第一张CD硬盘的出现就是数字信号处理技术发展的起源，不再依靠对声音模拟刻录，而是利用数字技术对声音进行了重现，极大丰富了人们业余生活。

2.2数字化摄像的出现

在1991年的时候，柯达公司推出了世界上第一部照相机，标志着数字信号处理技术正式应用于数码摄像中。早在数字信号处理技术发展前，美国就利用这项技术实现了卫星对太空照片进行传递，后来被普通人民应用。随着数字技术的不断创新，后来数字照相机问世了，打破了原有利用胶带进行照相的模式，开创了一个全新局面。数字照相机相比于传统的光学照相机，能够利用光敏半导体对图像进行数字处理和信号转换，从而以很小的容量存储在照相机内。另外，数字照相机对于图片的处理也比较方便，可以在打印机上打印图片，在电脑上将一些不需要的照片删除。目前，数字信号处理技术逐渐成为了相机制造的核心技术，受到了广大消费者的青睐。

2.3在电视机和接收机上的应用

数字信号处理技术作为数字化信息技术的重要产物，在发展过程中不断成熟，向为客户提供更高质量、功能更强大、操作方式更简便的数字电视服务发展。因此，在这一背景下，数字电视机和接收机被研发出来了。数字电视机的工作原理其实是通过在家中安装电视机顶盒来接受电视台发出的视频信号，从而对视频信号进行调码、解码、编码，最终在用户数字电视机上呈现出视频。对比原有的模拟信号传输，这种数字信号处理技术与传输方法，不仅使客户在家中就能享受到更加安全、便捷的电视机服务，而且又保证了数字电视机画面的清晰度和声音洪亮度，备受数字电视机用户喜爱。另外，数字化电视机的抗干扰能力更强，不易受到天气问题而影响视频信号的接收。

2.4在汽车电子方面的应用

随着城市化的不断发展，汽车已成为了人们日常生活中代步的主要工具。汽车电子应用也逐步发展起来，然而这些发展都离不开数字信号处理技术的帮助。汽车电子系统中的红外线、雷达、监控设备等都需要数字信号处理技术对数据进行分析，才能达到维护汽车电子系统的目的。近几年来，人们对汽车的安全问题给予了高度重视。为此，汽车电子研究将汽车防冲撞功能和与安全行驶相关的内容列为重点研究对象。数字信号处理技术就能为汽车电子研究解决好这一难题。图像进过相机拍摄后，利用数字信号处理技术对图像进行过滤和处理，就能在汽车驾驶电子系统中清晰显示出来，以此为人们安全出行提供可靠保障。

3、对数字信号处理未来前景的展望

为了迎合更多人的消费需求，数字信号处理技术不断发展，向低能耗和个性化发展趋势靠拢。首先，相关数字化处理技术人员可以将几个数字信号处理芯片、电路单元、专用处理单元集中到一个芯片上，最终形成一个数字信号处理系统集成电路。这样一来不仅缩小了体积。而且便于携带。美国作为一个在全球应用数字信号处理技术最广泛的国家，已经将这项技术应用于企业生产、家庭生活和交通行业等方面。

随着各种数字化产品的应用：数码相机、智能手机、平板电脑，大大刺激了市场对数字信号处理技术的需求。从目前发展情况来看，数字信号处理技术主要向这几方面发展：与单片微型计算机相结合，构成双核平台，大大提高数字化产品质量；改进数字信号处理系统内核整体结构；提升数字信号处理运算速率和降低功能损耗。

结束语

通过以上分析可得知：数字信号处理技术对人类生产和生活都具有重要作用，为人们生活带来了极大方便。随着全球化发展进程的加快，数字信号处理技术取得了突飞猛进的进步，实现了多方面领域的目标，为构建富强、民主、文明、和谐的社会主义国家贡献了一份力。但是，数字信号处理技术在发展过程中也存在着不足，需要科研人员不断研究和创新，期待我国的数字信号处理技术在世界的舞台上发光发彩。

参考文献

[1]彭红。数字信号处理的发展与应用[J].改革与开放，2010，12：109.

[2]丽娜。数字信号处理的发展与应用[J].才智，2014，07：287-288.

数字信号论文 篇二

1.1充分了解前期课程情况

首先，授课教师应在课前充分了解《数字信号处理》课程的全部教学内容中有哪些涉及前期的预修课程，并将所有涉及的课程和对应的知识点罗列出来。然后，教师应了解学生是否全部学习过所有的预修课程和所包含的知识点。（1）对于已经学过的预修课程，教师逐一查阅相关教材，摘出本课程中涉及到的知识点所对应的应用条件、关键内容、主要结论以及必要的推导过程等。以《高等数学》为例，本课程涉及到的知识点主要有：反函数和复合函数求导、等比级数求和、欧拉公式、傅里叶级数和微分方程求解等。（2）如果有某一门课程没有学过，例如我校没有开设《积分变换》课程，那教师就应从更基础的《高等数学》课程出发，将本课程所涉及的知识推导出来，以便在课堂授课中补充，或作为参考资料提供给学生自学。（3）有些知识点虽然在预修课程中有所涉及，但可能不是重点或不够系统，那教师就应根据前期所学知识，结合本课程需要，进行必要的归纳总结，以便学生根据个人学习情况参阅。例如本课程中数字滤波器设计是授课的重点内容，其中需要掌握模拟滤波器设计的相关知识，但是预修课程中并没有系统讲述，因此教师就应整理各种模拟滤波器的公式、特点和设计方法并将其融合到授课过程中。由于《数字信号处理》本身就是一个严格的理论体系，其中所有的定理和性质都是可推导或可证明的，而且推导和证明过程也是要求学生掌握的，因此教师在授课中就必须保证所有的推导过程都是学生以自身所掌握的知识可以理解和独立完成的。

1.2建立通畅的师生交流渠道

首先，应转变观念，即使在大学高年级，课程教学也应该是以学生良好掌握本课程的知识和技能为标准，而不应仅仅是完成教学任务。这就要求教师和学生之间具有良好、通畅的交流渠道，以便教师能及时了解学生的学习进展情况、学习过程中存在的疑问以及对课程学习的建议和意见等。同时，也便于教师及时通知学生应预先复习的知识和应准备的材料、对学生提问的答复以及对后续课程教学的调整等。因此，建立通畅的师生交流渠道非常必要。我们认为师生的交流渠道应是多方面的，为此我们采用了多种的交流形式。（1）师生见面会：一般在课程开始之前或前期进行，所有参与授课的教师和全体学生面对面座谈，从而实现初步的了解。（2）课代表制：在学生中选择一名同学作为本课程的代表，负责收集学生中的问题、意见等并及时反馈给教师，同时将教师的通知及时传达给所有学生。（3）公布教师的办公室地址、电话和E-mail：让每一名学生都能找到教师，以便提出问题并得到教师的辅导。（4）《数字信号处理》网络课程平台：本课程已经构建了较为完善的网络课程，其中包括课程授课幻灯、教案、典型习题、课程电子公告片率系统（bulletinboardsystem，BBS）、其他参考资料等。（5）最新的即时通讯工具：例如QQ、微信等。（6）晚自习答疑：每周安排一个晚自习由1名授课教师到学生自习的教室进行答疑，学生如有课程学习中的疑问可以自由提问。通过上述措施，在教师和学生之间构建全方位、全覆盖的交流渠道，既包含了传统的见面辅导形式，也引入了学生中流行的即时通信工具，从而可以保证学生面对面或不见面地提出学习中的疑难问题，便于教师了解和掌握学生的学习状态。

1.3在作业批改和实验过程中深层次了解

前面的师生交流，更注重学生主动提出问题，以寻求教师的答复。不过在我们的教学经历中，有些学生不擅长或者不习惯主动提问题，而喜欢等待接受教师讲解的课程内容。这样，教师就不容易把握学生的个人学习情况，也就难以进行个性化教学。《数字信号处理》课程注重理论知识的学习，因此教师每讲授一部分内容都会给学生布置一些习题作业。我们的要求是学生在作业中要写出完整的解题步骤，提倡学生抛弃草稿纸，将所有的中间过程都写到作业本上。通过对作业的批改，教师就能从中发现每个学生对课程内容的掌握情况，及时发现问题。《数字信号处理》课程也强调理论知识的运用，因此安排了接近1/3的学时用于上机编程实验。学生利用课堂所学理论知识在计算机上编程实现，并将结果显示出来。但是这个过程并不一定是一个顺理成章的事情，大部分学生都不能够一次完成。因此，教师应不停地巡视每个学生的编程过程，及时发现问题并给出建议。

2个性化教学方法

开展个性化教学，并不是进行个别教学，也不是要否定传统的课堂授课。我们认为个性化教学是对课堂授课的补充和完善。另外，个性化包含2层含义：一是不同年级的学生之间存在差异，教师需要针对性地调整或强调授课内容；二是不同学生之间知识背景存在差异，教师应进行个别辅导。

2.1课堂上重点讲解共性难点

通过前期多种形式的师生互动，教师对学生的知识背景应该有较全面的了解，特别是要掌握可能缺失的知识点。在课程备课和幻灯制作过程中，教师就应有针对性地对存在的共性问题进行重点准备，例如对涉及前期预修课程中的知识点进行提示或回顾，对学生缺失的知识进行补充，对前期不系统的知识进行归纳和整理。在课堂授课过程中，不断观察学生的学习状态，发现多数人有疑问时应反复讲解，必要时辅以板书推导。同时，鼓励学生在上课过程中主动提问，并在每次课结束前预留3~5min进行简短答疑。另外，对后续课程学习中可能涉及的预修知识应要求学生进行复习。

2.2合理布置作业并认真批改

教师布置给学生课后完成的作业应涵盖主要的授课内容，应有一定的题量，期望学生通过做作业复习重点知识，特别是综合运用已学过的知识分析和解决问题。教师应重视对学生作业的批改，逐步审阅，并明确指出出错或遗漏之处，如有需要可给出修改思路的提示。曾出现过某一道并不难的作业却有很多学生做错的情况，对此种情况，教师要不怕麻烦对每一个学生都给予纠正，避免疏漏。而且《数字信号处理》课程习题的突出特点是一题多问，后面的问题需要前面问题正确的结果作条件，常常出现第一问解题错误，导致后面几问即使方法得当也无法得到正确的结果。对此种情况，教师不仅要指出第一次出错的地方，而且还应对后续求解的方法予以评价，便于学生自己改错。教师对所有学生作业中存在的问题还应及时归纳。由于学生做作业和教师批改作业都需要一定的时间，一般会有2周的延时，因此教师应注意利用后续授课中的点滴空闲时间或少量的课后时间，进行作业情况的分析。这一做法往往颇受学生的喜爱。

2.3利用课间进行个别辅导

一般每次授课是2个学时连在一起上，学时之间有10min的休息时间。教师应注意在课间主动走到学生中间，这样会无形之中鼓励学生主动提问。我们在教学中发现，当教师站在讲台上时，学生要提问可能需要更多的勇气；而如果教师走到学生身边时，学生会感觉与教师的距离缩短了，从而可能较随意地提问。这样，教师才能有针对性地对学生进行个别辅导。同时，几次之后就有助于树立一种主动提问的良好氛围，有利于教师更好地把握教学效果，节省了猜测和估计的时间。

2.4在线响应学生提问

除了鼓励学生在课堂上提问外，教师应接受并适应学生通过他们熟悉和感兴趣的交流方式提问，并及时作出响应。上述2种提问方式类似于实时和非实时的关系，这本就是数字信号处理技术的突出优点，而且新的交流工具实际上也是数字信号处理技术进步的体现。作为教授本课程的教师也应紧跟时代的步伐，让学生感觉与教师之间没有代沟，更重要的是让学生对本课程产生更浓厚的兴趣，激发主动学习的热情。

2.5让学生独立完成编程实验

计算机编程实验是《数字信号处理》课程教学的重要组成部分，我们要求给学生提供单人单机的实验条件，虽然实验内容相同，但强调每个学生独立完成。教师不仅仅应关注最终的实验结果，还应在学生进行实验的过程中不断巡视，及时回答学生提问，或发现学生有疑难主动给予帮助。每个学生对课程教学内容的掌握程度不同，存在的难点也可能有差别，而且实验的进度更是差别明显，因此集中讲解并不必要，个别辅导才是更佳的选择。

2.6确立每周一次晚自习答疑

由于本课程教学内容多，而学时有限，在制定教学进度时无法留出完整的学时进行答疑。为此，我们尝试每周安排1名授课教师在学生晚自习时到教室答疑。通常教师不站在讲台上，而是在教室后面等待学生个别提问并解答。没有问题的学生则正常自习。经过一个学期的试验，这种方法效果较好，我们将其固定为一种辅助的教学手段。

3结语

数字信号处理论文 篇三

关键词：双语教学；数字信号处理课程；课程改革

随着信息化的进程，半个世纪以来，尤其是最近的30年里，作为理论性和工程性都很强的学科，数字信号处理（DSP）的理论、方法和应用实现了飞跃式的发展，其地位和作用也变得越来越重要。社会对既掌握DSP理论和方法，又掌握DSP工程技术的人才的需求，也越来越大。在这样的背景下，国内外各大学的电子信息类学科和专业，纷纷将数字信号处理列为必修课程，并加强了课程的建设与改革。

数字信号处理课程是我校电子信息类专业的必修课程，是一门集理论性、实践性、综合性于一体的主干专业基础课程。课程包括理论教学、课程实验及课程设计教学环节，教学计划大致安排在大学三年级的上或下学期。其目的是使学生获得数字信号分析与处理方面的基础理论、基本知识和基本技能，培养学生的综合素质和创新能力，使学生在基础理论、工程实践、运用现代化技术的创新能力等方面得到全面锻炼，为培养能解决挑战性问题的新一代工程师和学习后续课程打下坚实的基础。

一、以双语教学推进数字信号处理课程改革的必要性

为适应专业发展的需要，也是为不断提高教学水平，同时全面推进以培养创新精神、创新能力和实践能力为重点的素质教育的需要，我校2008年也将数字信号处理课程作为专业主干课程。然而，时代不断发展，技术日新月异，需要对这门专业主干课程进一步优化，以寻求教学质量的提高。作为培养人才的高等院校，采用经典的英文专业教材，开展双语教学成为一种共识和发展趋势。教育部在《关于加强高等学校本科教学工作提高教学质量的若干意见》中提出：“为适应经济全球化和科技革命的挑战，本科教育要创造条件使用英语等外语进行公共课和专业课教学。”教育部已将双语教学列为考核高校教学水平的一项内容，双语教学是当前我国教学改革的研究热点。

“以双语教学推进数字信号处理课程改革”课题的研究，旨在通过双语教学的研究与实践，提高学生阅读和理解英文专业文献的水平，有利于培养应用型人才，满足社会对复合型人才的需求，还有利于挖掘电子信息专业教学的发展潜能，使专业基础教育和市场需求更好地结合，更有利于提高毕业生的就业适应能力，同时也有助于实现学校“技术为先、应用为本”的教育理念。

二、以双语教学推进数字信号处理课程改革的研究思路

课题研究的思路是从电子信息学科的基本任务出发，以信号分析为基础，以系统分析为桥梁，以处理技术为手段，以综合实现为目的，通过突出课程的内在联系和方法的变革来理顺课程双语教学体系。推行数字信号处理双语教学的目标是，将英语学习和专业课学习融为一体，使学生能够用英文熟练地检索、阅读、理解有关的理论、方法以及各种数据手册，并能用英文娴熟地撰写比较好的学术论文、技术报告和文档，掌握最新的专业知识和国际先进科技，逐步实现教学内容与国际接轨，打好扎实的工程基础，从而全面提升学生的综合能力和素质，增强学生的竞争力。

三、以双语教学推进数字信号处理课程改革的主要内容

数字信号处理课程是一门工程背景很强的课程。为使学生能更好地学好本门课程，适应科技界和产业界发展的要求，项目组认真研究分析该课程在人才培养和本学科中的地位、作用以及教学实践的现状，在此基础上收集、参考国内外其他重点大学该课程的双语教学方案，结合我校的具体情况，探索专业课双语教学规律和方法，尝试建立一套适应我院学生实际情况的、较为完整的数字信号处理课程双语教学体系，包括教学大纲、配套的教材和教学团队，形成相应的双语教学模式和教学方法，使学生除了了解和掌握本课程知识体系外，同时通过双语教学，提高学生阅读和理解英文专业文献的水平，有利于应用型人才的培养，满足社会对复合型人才的需求。此次项目改革具体包括以下几个方面：

（1）对我校数字信号处理双语教学进行可行性调研。（2）双语教学体系研究。在教学方法和手段上，要充分激发学生学习的主动性和积极性，并与教学内容相适应，尝试建立与我校学生水平一致的双语教学方案与体系。（3）选择与引导式、启发式、互动式的研究型教学相一致的原版教材与教学内容。（4）尝试挑选部分课时进行双语内容教学，研究教学效果及学生对双语教学的适应性。

以上教学改革内容存在以下难点：（1）数字信号处理是电子信息专业的主干课程，还未有过双语教学的实践，所以建立较完整的双语教学体系是一项新的尝试。（2）数字信号处理课程教学目前仍然普遍采用满堂灌输的教学方式，与引导式、启发式、互动的研究型教学理念和方法之间存在较大的差距。（3）双语教学模式中英语学习与课程学习定位的研究。

四、以双语教学推进数字信号处理课程改革的具体措施与办法

针对上面提到的难点，笔者经过这几个月的多方面调研，总结出以下几点具体措施与方法。

双语教学的可行性方面，这部分的工作由于过去进行过信号系统（双语）课程的重点课程建设，为数字信号处理（双语）理论教学提供较好的基础，特别是信号系统中的离散时间部分的分析方法与数字信号处理的基础部分是重合的。再通过精心的内容筛选与总结，双语教学资料准备是比较充分的。本学期通过试讲，学生反映因为有了信号系统课程基础，数字信号处理理论部分的内容理解比较好，实验部分因为有Matlab的内容，所以采用双语教学适应性更佳。对两个班级76人次进行的问卷调查表明，41%的学生认为双语教学十分必要，28%的学生选择可以尝试，另有20%的学生认为可有可无，11%的学生认为完全没必要。由以上问卷结果可以看出大部分学生对数字信号处理双语教学是支持的。

针对学生学习积极性的问题，笔者选取了部分内容以学生专题报告的形式来进行讲解与阐述，并要求学生查阅一定量的外文文献。对第三章后的滤波器设计等内容以课程设计环节为依托进行资料的梳理及准备，其他学生及教师进行点评或补充，以分组讨论的方式来学习。这方面的工作将在本学期逐步开展。

关于英语学习与专业课学习定位的问题，从专业教师的角度，笔者认为还是要以专业知识为主，从强化文献资料的应用方面入手，对于讨论式及分析报告式的教学方法更强调应用文献的能力。所以，可以督促学生从双语教材及电子资源两方面入手准备汇报时的PPT并进行讲述及总结，而不是单把课本上的条条框框硬塞给学生，这样既提高了学生的兴趣又能取得较好的课程学习效果。

五、结语

数字信号处理是电子信息工程及通信工程的主干课程。对当今国际化人才的培养目标来说，进行双语教学势在必行。通过双语教学推进数字信号处理课程改革是一项艰巨的任务，需要教师和学生的共同努力。下一阶段，笔者将循序渐进地将具体措施应用到教学实际中去，进一步提高课程的教学质量，提高学生的综合素质。

参考文献：

[1]尹霄丽，张健明，李宁，俎云霄，周利清。“数字信号处理”双语教学课程建设[J].北京大学学报（哲学社会科学版），2007，（S2）.

[2]邹连英，杨述斌。以双语教学推动“数字信号处理”教学的科学发展[J].中国电力教育，2009，（09）.

[3]宋耀良，徐天成，谷亚林。《数字信号处理》课程双语教学的研究与实践[J].高教探索，2007，（S1）.

[4]何培宇，孙明义。“数字信号处理”课程多媒体双语教学的探索与体会[J].高等理科教育，2006，（01）.

[5]李勇朝，高新波，石光明。数字信号处理双语教学的探索与实践[J].北京大学学报（哲学社会科学版），2007，（S2）.

[6]余义斌，甘俊英。“数字信号处理”双语教学初探[J].中国电力教育，2010，（32）.

[7]王长清，张素娟。“数字信号处理”双语教学实践与探索[J].中国电力教育，2011，（08）.

数字信号处理论文 篇四

一、引言

随着现代计算机和信息技术的不断发展，数字信号处理在当今高科技领域有着极为重要的地位和广泛的用途[1]。然而它的基础课程却处于教难、学更难的境况中，并且，学生即使掌握了理论知识，也很难灵活应用至实践中[2]。调研国内外数字信号处理课程教学，上述问题主要归因于两个方面：一方面是传统的教学形式单一，仅依赖文字帮助理解基本理论[3-5]；数字信号处理课程不同于其他课程，它是基于“高等数学”、“大学物理”等公式和推导较多的学科，理论性强，极具抽象性，有大量的算法和晦涩难懂的基本理论[6]。在课堂教学中教师仅采用Powerpoint软件编制的课件不够直观，许多内容学生很难透彻理解。其次，数字信号处理是适应高速数字集成电路的面市应运而生的，其大量的计算算法适于在计算机上实现，对于人来说则运算量大且烦琐，学生们难以亲手验证，因而经常得不到形象化的结果，使得对理论的理解难以透彻，实际应用中总有一层障碍。另一方面是受限于传统实验室的模式和格局，数字信号处理课程的实验教学环节严重缺失[7-9]；信息类专业课程有很强的实用性，其受众广，且信息量大，然而因实验场地、设备、资金等因素，目前单一的传统实验室已完全不能满足学校完成教学任务，很难开展实验教学，很多院校根本没有配套开设实验教学。然而，实验教学是高等院校培养高素质合格人才的重要实践性环节，在培养学生的实践能力、研究能力、创新能力和综合素质等方面有着其他教学环节所不能替代的独特作用。若学生们缺乏实验教学环节，在实际应用时则会显得有些束手无策，实际动手能力和创新能力也亟待增强。若不能在教学中突破以上两个瓶颈问题――单一的教学形式和传统的实验室建设模式及格局，数字信号处理课程的教学质量和教学效果将大打折扣。

二、虚拟仪器技术在教学应用中的优势

伴随着虚拟仪器技术的发展及其在国内的普及，它可为数字信号处理课程的教学提供新的思路和巨大变化。突破传统教学手段，深入融合虚拟仪器技术，全面创新数字信号处理课程教学方法应运而生[10-11]。虚拟仪器是将现有的计算机技术、软件技术和高性能模块化的硬件结合在一起而建立的功能强大又灵活易变的仪器，其强调硬件是基础，软件是核心，使用者可通过修改软件，方便地修改和增加仪器的功能和规模，性价比高[12]。模块化硬件体积小，便于携带，可“装入”计算机，即能与计算机互联互通。软件开发平台可选择图形化编程语言LabVIEW，它具有功能强大的数据分析函数，可以非常灵活地为教学中的理论知识设计各种虚拟仪器。同时，它也将使用者从复杂的文本编程语言中解脱出来，将重心专注于软件的功能。这使得教师可在很短的时间内开发出虚拟仪器课堂应用，把书本上理论性较强的知识转换成直观性很强的动态图形，加深对理论知识的理解。由于虚拟仪器使用的硬件大多是通用的，各种专业仪器的功能主要依靠软件实现，将虚拟仪器引入至实验教学中，必将大量减少设备经费的支出和节省实验场地的空间，学生们也能感受和应用先进的科学技术和手段，积极主动地学习。因此，根据数字信号处理课程的特点，基于虚拟仪器技术开发虚拟辅助教学软件和构建虚拟实验教学平台，全面创新数字信号处理课程教学方法和体系。这对活跃课堂气氛，增强学生学习兴趣，提升学生基本技能，提高教学质量，巩固教学效果等将具有非常重要的意义。

三、创新课程教学形式，开发虚拟辅助教学软件

虚拟辅助教学软件是基于虚拟仪器技术开发的教学演示子系统。针对数字信号处理课程中许多难以理解的抽象概念与性质，对应每一章的内容相应制作多个精致的演示程序，用丰富而具有动感的彩色图形把课程中疑难之处用生动形象的形式展现出来，使学生加深理解。下面以“窗函数”为例，具体阐述虚拟辅助教学软件如何进行辅助教学。在数字信号处理课程中，为了减少频谱能量泄漏，可采用不同的截取函数对信号进行截短，截断函数称为窗函数，简称为窗。在教学演示子系统中，基于虚拟仪器技术开发出窗函数比较动态演示程序，其前面板和程序框图分别如图1和图2所示。针对同一个信号施加不同的窗函数，让学生观察频域波形的变化，从而体会窗函数的性质和特性。这样动态形象的演示让学生能感性地认识到窗函数之间的不同，加深对窗函数的理解。

从以上应用实例可发现，通过利用虚拟辅助教学软件，不仅能够采用文字和静态图形直观地展示教学内容，还能通过动态图形生动形象地阐述教学内容，更易于学生理解所学内容。采用PPT课件和虚拟辅助教学软件结合授课，教学形式新颖，教学内容生动，教学效果更好。

四、完善课程教学体系，构建虚拟实验教学平台

虚拟仪器使用的硬件大都是通用的，各种专业仪器的差异主要靠软件实现。依托虚拟仪器技术、计算机技术、电子技术和通信技术等，融合多种模块化硬件设备构建高校虚拟实验教学平台，具有无可替代的优势和广阔的发展前景。图3为虚拟实验教学平台架构，由n台计算机及相关硬件如采集卡、信号调理箱、电工实验箱等组成，形成一个局域网，并与校园网连接，方便学生随时随地接入进行实验。

虚拟实验教学平台充分利用虚拟仪器技术和计算机高速计算的优势，给学生提供实用的信号仿真、分析处理、设计等工具，不仅可以快速便捷地得到所需的信号数据或计算结果，而且能把这些结果绘制成图形，给学生以非常形象化的感性认识。数字化的实验结果存储，加上网络传输能力，使实现远程实验教学成为可能，虚拟实验教学平台让实验随时随地进行。整个实验也许只需要一套硬件设备，其他是由软件来实现的，这样可以大大节省实验设备和场地的资金投入，即共享教学设施，节约现实教学资源。虚拟实验教学平台具有灵活、成本低、网络化等特点，在高校的教学乃至科研中将发挥极大的作用。与传统的实验室相比，虚拟实验教学平台的优势主要体现在：（1）传统仪器的功能仅由厂家定义，虚拟仪器在很大程度上功能可由使用者自行定义和设计，便于开展研究性或设计型的实验。（2）各种测量仪器不应当再是彼此相互孤立的，能够与计算机相联，组成一个以一台计算机为中心的测量环境（系统）。（3）计算机进一步组成网络，因而形成一个网络化的仪器与测量环境（系统）。虚拟实验教学平台能够为学生提供高性价比的实验教学条件，让教学环节从课本延伸到实验，加深对理论教学的深入理解，巩固教学成果，培养学生实践动手和创新能力，提高学生技能水平，让学生今后无论是直接就业还是继续深造都更具竞争力。

数字信号论文 篇五

在我国一些偏远山区和农村，信息化建设明显滞后与社会经济发展脚步，到时农村经济和文化发展受到巨大影响，村村通工程正是在这一背景下诞生的。本文根据我国当前广播电视村村通工程开展的基本情况，对其中一些关键性工程技术进行了分析，以期对村村通工程的进一步开展有所帮助。

关键字：

村村通；广播电视；工程技术

1村村通工程所面临的问题

卫星技术的不断发展为村村通工程建设提供了重要的支撑，初步解决了广播电视节目的覆盖问题，但是随着20户以上的自然村已经基本上实现了通广播电视的目标，其余更加偏远的农村如何实现通广播电视成为亟待解决的问题，虽然说通过安装卫星接收设备的方式来解决这些地区的广播电视信号问题，但是无论是政策、资金还是管理都是不现实的，难以从根本上解决偏于农村广播电视的信号覆盖问题。因此在实践中我们要灵活的采用有线数字电视联网、数字电视无线覆盖、数字卫星接收等技术方式，确保村村通工程的顺利完成。而这都是建立在对相关技术的分析基础之上的。

2数字广播电视工程技术

2.1无线数字电视覆盖技术

无线数字电视覆盖技术主要有无线数字前端和无线数字传输系统两个部分组成。其中无线数字前端主要包括MOEG-2数字压缩编码就似乎、PEC前向纠错编码技术、多路复用技术、QAM调制技术，以此来保证模拟电视频道宽带内可以顺利的将6套以上的标清电视节目输出到接收端上。当然，考虑到农村文化需求的多样化倾向，也可以通过使用三个频点的方式来提高电视节目的传输数量。而当前比较常见的无线数字传输主要有微波传输和光电缆传输两种方式，微波传输主要是将调制后的数字中频信号上变频到与模拟微波频段相一致的数字电视视频信号，然后在进行传送，例如可以利用现有的8GHz模拟微波电路的天馈线系统进行传输等。光电缆传输则是将中频数字信号上变频到分米波电视频道，然后在于模拟节目一起进行传输。值得注意的是，为了保证光电缆网的正常运行，要尽可能安排在550兆以上。无线数字前端和无线数字传输系统共同构成了无线数字电视，而在具体的覆盖上，笔者认为可以根据农村环境的不同选择不同的覆盖方式，例如对于那些处于山区的农村，在周围有海拔较高地带的情况下可以采用直接覆盖的方式，即在高山台上将数字射频信号上变频到分米波频率，然后通过全向发射的方式供用户接受。而在一般地区，考虑到周围地形环境所带来的影响，可以采用中继覆盖的方式。

2.2有线电视数字化整体转换后联网延伸方法

正如上文中所论述那样，虽然说在数字卫星技术的支撑下，采用无线数字电视覆盖技术是一种最为理想的选择，但是介于政策、资金、管理等因素的限制，无线数字电视覆盖技术的应用范围是十分有限的。对此一个比较好的选择就是有线电视数字化整体转换后联网延伸。即已数字化整体平移的网络，光结点后直接采用无线宽带方式发射，将基木节目包用无线数字方式很容易解决了数字电视人户的问题，满足村村通要求。在未数字化的网络，叮在前端按卜述方法建一个“村村通”数字平台，光结点后采用数字无线接人；发射功率视覆盖范围而定，一般数字功率在1-2W，覆盖半径可达3-5千米，该方法可以说是管理、资金和政策限制的情况下的最佳选择。能够基本上实现无线用户，同时也极大的降低了施工难度，减少了建设费用，方便了后期维护。

2.3小前端小片网扩容方法

卫星天线作为数字广播电视技术的必要设备，在实施村村通过程中是必不可少的，但是当前急需解决的一个问题就是如果让村民单独的安装卫星天线那么对于村民来说毫无疑问是一个极大的负担，不安装的话则会导致农村文化需求无法得到满足。对此笔者认为可以通过采用多户村民共用一副卫星天线的方式来保证村民能够收看到更多的广播电视节目。当然对于卫星天线共用中存在的信号难题，笔者认为可以通过利用小片网的方式来降低天线所接收到的中频信号至500MHz范围以内，然后在通过有线电视干线放大器送入到卫星接收机中，进而保证村民能够享受到更多的广播电视节目。此外，该方法还能够充分的搭配使用不同的设施来达到特定的目的，例如可以使用滤波器来将杂波滤除，也可以将一些不受村民欢迎的境外节目滤除等，从而保证了村村通广播电视对农村文化需求满足的针对性。

参考文献

[1]黄学华。农村广播电视村村通覆盖实用技术[C].提高全民科学素质、建设创新型国家——2006中国科协年会论文集（下册）.2006.09

数字信号处理论文 篇六

关键词：数字信号处理；教学辅助；CDIO；工程实践

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）20-0058-02

一、引言

随着计算机和信息技术的飞速发展，数字信号处理[1-2]在现代科技中的地位越来越重要，在电子信息、通信等各个领域，都具有广泛的应用。《数字信号处理》已成为国内外高校为电子信息、通信等专业学生开设的专业基础课。通过该课程的学习旨在让学生正确的掌握数字信号处理的基本原理及分析方法，为今后从事信号处理工作打下良好的基础。

该课程理论性较强，原理抽象，公式及推导烦琐，学生普遍反映较难理解且无法很好地将所学知识进行灵活的实际运用。我院将该课程理论教学与实践教学有机结合，并进一步深化CDIO工程教育理念[3]，对数字信号处理课程进行优化改革。数字信号处理课程与工程应用实践联系紧密，让学生从工程应用角度理解相关知识更有意义。针对不同阶段、不同知识点灵活运用引导式、启发式和讨论式教学方法，利用专题讲解的形式介绍数字信号处理学科领域的具体应用和前沿知识，激发学生的求知欲。通过一系列的实践教学及课程改革，促进学生实践能力和创新能力的提高。

二、课堂教学

1.辅助教学软件的开发与应用。数字信号课程大量运用数学公式、系统理论，抽象难懂。数字信号处理的一些基本概念和方法往往被众多烦琐的数学公式推导所掩盖。传统的教学方式大多采用板书的形式将数学公式和定理证明进行分析与推导。大量的板书只会让学生觉得枯燥乏味，注意力往往无法集中。然而，采用课件演示方法进行讲解也只是简单的将书本知识进行搬移，课件演示使得课堂节奏过快，一些重要的理论知识无法深入理解，不会灵活变通。可见，课件演示结合板书的教学模式，很难达到预期的教学目的。应用辅助教学软件[4]，增强教学过程中的互动性，引发学生的学习积极性和创造性显得十分有必要。辅助教学软件的应用可形象地以图形化方法将一些烦琐、复杂、抽象的公式和定理演示给学生，使得枯燥的理论更加容易地被学生接受和理解。

Matlab软件为我们提供了强大的数值分析和计算结果可视化功能等工具箱，十分适合在《数字信号处理》课程中的应用。例如，在IIR滤波器的设计教学过程中，利用辅助教学软件演示滤波器设计的幅频或相频特性（如图1所示），并结合滤波器的应用实例（巴特沃斯滤波器应用――图像增强[4]），展示最终处理效果，如图2所示。这种教学方式不仅可以生动形象的阐述理论知识，还能借鉴实例讲解理论知识的运用，在增强学生的学习兴趣的同时还能引导学生积极地参与到课程的实践教学活动中去。

2.实践案例引入教学。《数字信号处理》课程与工程应用联系紧密，传授如何在工程中运用相关知识显得更为重要。目前，很多高校对专业基础课程的教学还停留在大量灌输理论知识阶段，不注重培养学生的实践经验，根本无法做到学以致用。针对这种现象，在教学过程中，应注重对重要的理论知识、信号处理方法的应用的讲解与介绍。例如，讲解离散傅里叶变换（DFT）时，介绍频谱分析在语音信号识别中的应用；学习数字滤波器的设计过程中，介绍图像信号的滤波处理的应用等。

在对某一知识体系讲授时，可以采用图片和音频或视频等形式有针对性地介绍不同技术在数字信号处理领域的相关应用，使得学生可以将基础学科所学知识和工程应用研究成果联系起来，有助于调动他们学习的积极性和主动性。在课程的中后期可采用专题介绍的形式将最新的有关数字信号处理的研究成果介绍给学生。鼓励学生积极参与相关课题的探讨，利用我院的实践平台（CDIO创新实验室），在教师的指导下完成一些创新项目的开发，锻炼学生的实践与创新能力。通过自学、讨论、查阅资料，并在教师指导下，参与教师承担的相关项目和科研活动，锻炼学生运用知识解决问题和创新能力。鼓励学生在整个教学中，力求通过各种手段将理论知识和实践相结合，让学生切实地体会到学以致用。

三、实践教学

为了更好的让学生掌握数字信号处理相关知识及方法，实践教学环节的设置必不可少。目前，大多数高校都存在实践课程与理论课程严重脱节的现象，学生很难将实践内容与理论课程结合在一起。我院采取理论教学与实践教学教师统一的方式，理论教师直接指导实践教学，使得理论教学和实践教学紧密结合，相辅相成。实验教学中，尽可能地做到课堂与实验室相互穿插，甚至可将课堂转移至实验室。当讲授某些重点知识后，马上进行相应地实验练习，加深对该知识理论的理解与掌握。

教师要对实验内容精心设计与安排，可根据学生的能力水平和兴趣因材施教，设置简单的验证性实验和应用性较强的综合设计性实验。对于验证性实验主要侧重理论知识的验证与深入理解，这部分实验可主要由教师讲解，学生独立完成；综合设计性实验主要锻炼学生对整个课程的全面理解与掌握以及如何利用课程内容解决实际问题的能力。结合数字信号处理在工程上的应用实例精心编排综合设计性实验[6-7]，教师给出与本课程相关的综合设计性题目供学生自主选择。学生要根据设计的要求，进行一定的自学与调研，通过查阅相关资料并与教师探讨自行设计方案，并进行方案验证完成设计实验的要求。在制定综合设计题目的同时尽量鼓励学生参与到教学活动中，调动其学习积极性。

例如，传统的IIR滤波器设计实验通常是教师给出数字滤波器的技术指标，学生按照设计滤波器步骤直接进行设计。这种实验的教学方式仅仅只是强化学生对数字滤波器设计步骤的记忆，无法让学生深入地理解到数字滤波器在数字信号处理领域如何运用，如何根据具体应用背景设定指标参数。因此，综合设计实验的选题一定要以实际的工程应用为前提。可以考虑以语音、图像或心电图信号的滤波（去噪）为应用背景，根据不同信号的特点及要求进行滤波器的设计。在设计的过程中，学生首先要学会各类信息的采集方法，接着，要求学生要熟悉各类信号的频谱分布状况，根据频谱分析确定滤波器的指标参数并进行滤波器的选型，最终还要对滤波器的滤波效果进行主客观评价。这种实践教学模式可以引导学生运用数字信号处理的知识来分析、解决问题，在研究中加深对基础知识的理解，提高利用理论知识解决问题的能力。

四、结束语

《数字信号处理》课程已成为各大高校电子、通信专业的基础课程，在各个领域应用广泛。该课程的理论性过强、公式复杂，传统的教学模式很难让学生理解数字信号处理的意义何在。数字信号处理课程的教学改革需要教师用心思考、精心设计。教学辅助软件的合理使用，将抽象的理论知识形象生动化，有助于加深对信号处理相关知识的理解，教学中贯穿实践案例，能够更好地帮助学生理解基础课程的实际意义，合理安排实验内容可有效地将理论与实践结合，大大增强学生的学习兴趣与积极性，从而达到提高教学质量的目的。

参考文献：

[1]杨毅明。数字信号处理[M].北京：机械工业出版社，2011.

[2]高西全，丁玉美。数字信号处理[M].第三版。西安电子科技大学出版社，2008.

[3]顾佩华，陆小华。CDIO工作坊手册[M].汕头大学出版社，2008.

[4]潘伟。Matlab在数字信号处理辅助教学中的应用[J].绵阳师范学院学报，2010，29（3）：99-103.

[5]闫敬文。数字图像处理MTLAB版（第二版）[M].国防工业出版社，2011.

[6]张峰，石现峰，张学智。数字信号处理原理及应用[M].北京：电子工业出版社，2012.

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