緒論：寫作既是個人情感的抒發(fā)，也是對學(xué)術(shù)真理的探索，歡迎閱讀由發(fā)表云整理的11篇數(shù)字信號處理論文范文，希望它們能為您的寫作提供參考和啟發(fā)。

篇（1）

一、隨著集成電路的運(yùn)算速度更快，集成度更高，就有可能耐復(fù)雜目益增加均一些多維數(shù)字信號處理。

所它在最近才開始出現(xiàn)的一個新領(lǐng)域。盡管如此，多維信號處埋仍然對以下一些間提了解決的辦法，這些問題是：計(jì)算機(jī)輔動斷層成術(shù)(CAT)，即綜合來自不同方向的X射線的投影，以重建人體某一部分的三維圖，源聲納陣列的設(shè)計(jì)及通過人造衛(wèi)星地球資源。多維數(shù)字信號處理除具有許多引人注目和淺顯易行的應(yīng)用之外，它還具有堅(jiān)賣的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，這不僅使我們能了解它的實(shí)現(xiàn)情況，而且當(dāng)新問題出現(xiàn)時(shí)，也當(dāng)及時(shí)解決。

典型的信號處理任務(wù)就是把信息從一種信號傳遞到另一種信號上，例如，可將一張照片加以掃描、抽樣，并將共存儲在計(jì)算機(jī)的存儲器中，在這種情況下，信息是從可變的銀粒密度轉(zhuǎn)換戌可見光束，再變成電的波形，最后變戍數(shù)字的序列，隨后該數(shù)字序列用。磁盤上磁疇的排列來表示CAT掃描器是一個比較復(fù)雜，經(jīng)過處理，最后顯赤射線管(CRT)的熒光屏上或膠片上。數(shù)字處理能增加信息，但可以重新排列信息，使觀察者能更方便地理解它.觀察者不必觀看多個不同測面的投影而可直接觀察截面圖。

人們感興趣的是信號所包含的信息，而不管信號本身是什么形式。也許可以概括地說，信號處理涉及兩個基本任務(wù)一一信息的重新排列和信息的壓縮。

二、數(shù)字信號處理涉及到用數(shù)的序列表示的信號的處理，而多維數(shù)字信號處理則涉罰用多維陣列表示的信號的處理，例如對同時(shí)從幾個傳感器所接收的抽樣圖像和抽樣的時(shí)間波形的處理。由于信號是因而它可以用數(shù)字硬件處理，同時(shí)可以將信號處理的運(yùn)算規(guī)定為算法。

促使人們采用數(shù)字方法的是不言而喻的。數(shù)字方法既有效靈活。我們可以用數(shù)字系統(tǒng)使其有自適應(yīng)性并易于重新組合。可以很方便地把數(shù)字算法由一個廠商的設(shè)備上轉(zhuǎn)換到另一個廠商的設(shè)備上去，或者把專用數(shù)字硬件來實(shí)現(xiàn)。同樣，數(shù)字算法也可用來處理作為時(shí)間函數(shù)或空間信號，數(shù)字算法自然地和邏輯算符如模式分類相聯(lián)系。數(shù)字信號能夠長時(shí)間無差錯地存儲。對很多種應(yīng)用而言，數(shù)字方法Ⅸ其它方法更為簡單，對另外一些應(yīng)用，則可能根本不存在其他方法。多維信號處理是不同于一維信號處理，想在多維序列上實(shí)現(xiàn)的多運(yùn)算，例如抽樣、濾波和交換等，用于一維序列，然而，嚴(yán)格芯說，我們不得不說多終信號處理與一維信弓有很大差別的。

信號處理與一維信號處理還是有很大差別的，這是由三個因素造成的；(l)二維通常比一維問題包含的數(shù)據(jù)量大得多；(2)處理多維系統(tǒng)在數(shù)些上不如處理一維系統(tǒng)那樣完備；(3)多維信號處理有更多的自由度，這給系統(tǒng)設(shè)計(jì)音以一維情況中無法比擬的靈活性。雖然所有遞歸數(shù)字濾波器都是用差分方程實(shí)現(xiàn)的，一維情況下差分方程是全有序的，而在多維情況下差分方程僅是部分有序的，岡而就存在著靈活性，在一維情況小，離散傳里旰變換CDET)可以用快速傅里葉變換CEPT)算法來計(jì)算，而在多維情況下，有多且每一個OFT又可用多種AFT算法來計(jì)算。在一維情況下，我們可以調(diào)整速率。而且也可以調(diào)整抽排列。從另一方面來說，多維多項(xiàng)式不能進(jìn)行因式分解，而一維多項(xiàng)式是可以進(jìn)行因式分解的。因而在多維情況下，我們不能論及孤立的極，氣、孤立的零點(diǎn)及孤立的根。所以，多維信號處理與一維信號處理有相當(dāng)大的差別。在20世紀(jì)60年代初期，用數(shù)字系統(tǒng)來模仿模擬系統(tǒng)的想法，使得一維數(shù)字信號處毫的各種方法得到了發(fā)展。這樣，仿照模擬系統(tǒng)理論，創(chuàng)立了許多離散系統(tǒng)理論。隨后，當(dāng)數(shù)字系統(tǒng)可以很好地模仿模擬系統(tǒng)時(shí)，人們認(rèn)識到數(shù)字系統(tǒng)同時(shí)也可以完成更多的功能。由丁這種認(rèn)識及數(shù)字硬件工藝的有力推動，數(shù)字信號處理得到了發(fā)展，而且現(xiàn)今很多通用的方法，已成為數(shù)字方法所特有的，沒有與其等效的模擬方法，在發(fā)展多維數(shù)字信號處理時(shí)，可觀察到同一發(fā)展趨向。因?yàn)闆]有連續(xù)時(shí)間的(或模擬的)二維系統(tǒng)理論可以仿效，因而最初的二維系統(tǒng)是以一維系統(tǒng)為基礎(chǔ)的，80年代后期，多數(shù)二維信號處理都是用可分的二維系統(tǒng)。可分的二維系統(tǒng)與用于二維數(shù)據(jù)的一維系統(tǒng)幾乎沒有差別。隨后，發(fā)展了獨(dú)特的多維算法，該算法相當(dāng)于一維算法的邏輯推理。這是一段失敗的時(shí)期，由干許多二維應(yīng)用要求數(shù)據(jù)量很大，且IT缺少二維多項(xiàng)式太分解理論，很多一維方法不能很好地推廣到二維上來。我們現(xiàn)在正處于認(rèn)識的萌芽時(shí)代。計(jì)算機(jī)工業(yè)以其部件的小型化和價(jià)格日趨低廉而有助于我們解決數(shù)據(jù)量問題。盡管我們總是受限于數(shù)學(xué)問題，但仍然認(rèn)識到，多維系統(tǒng)也給了我們新的自由度。以上這些，使得該領(lǐng)域既富于挑戰(zhàn)性又無窮樂趣，電子信息技術(shù)的結(jié)合之軟件結(jié)臺，傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)中可用電產(chǎn)信息技術(shù)的地方，仍然可以在生產(chǎn)或很低的條件下使用人力或傳統(tǒng)機(jī)械。電予信息技術(shù)應(yīng)到限制，在不同領(lǐng)域和不同水平有各種原因，但爛有一個共大原因是缺乏認(rèn)識。沒有認(rèn)識，便沒有應(yīng)層。

事實(shí)上，在一維和二維信號處理理論之間有實(shí)質(zhì)性的差別，而在二維和更高維之間，除了計(jì)算上的復(fù)雜世方耐差異之外，似乎差別較小。

參考文獻(xiàn)：

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篇（2）

作者簡介：李磊（1981-），男，河南南陽人，鄭州大學(xué)物理工程學(xué)院，講師；楊潔（1983-），女，河南商丘人，鄭州大學(xué)物理工程學(xué)院，講師。（河南 鄭州 450001）

基金項(xiàng)目：本文系2012年度教育部大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃課題（項(xiàng)目編號：1210459084）的研究成果。

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）23-0056-02

“數(shù)字信號處理”課程是電子信息、通信工程、自動化工程及相近專業(yè)必修的專業(yè)課，在電氣工程、測控技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。[1]當(dāng)前國家越來越重視大學(xué)生的創(chuàng)新意識和實(shí)踐能力的培養(yǎng)。通過實(shí)施教育部大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃和卓越工程師計(jì)劃，促進(jìn)高等學(xué)校轉(zhuǎn)變教育思想觀念，改革人才培養(yǎng)模式，強(qiáng)化創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力訓(xùn)練，增強(qiáng)高校學(xué)生的創(chuàng)新能力和在創(chuàng)新基礎(chǔ)上的工程實(shí)踐能力，培養(yǎng)適應(yīng)創(chuàng)新型國家建設(shè)需要的高水平創(chuàng)新人才。為了提高學(xué)生的創(chuàng)新意識和應(yīng)用知識解決實(shí)際問題的工程實(shí)踐能力，需要調(diào)整“數(shù)字信號處理”課程的教學(xué)內(nèi)容，引入新的教學(xué)手段和教學(xué)方法來提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，這是專業(yè)基礎(chǔ)課教師所面臨的重要課題。筆者介紹了一種針對本科生教學(xué)的分層教學(xué)模式，突破單一的理論灌輸?shù)慕虒W(xué)弊端，顯著提高學(xué)生們學(xué)以致用的能力，并運(yùn)用實(shí)例介紹了這種分層教學(xué)模式。

一、“數(shù)字信號處理”課程教學(xué)現(xiàn)狀

數(shù)字信號處理是一門理論性很強(qiáng)的課程，內(nèi)容抽象，公式繁多，課程內(nèi)容涉及很多數(shù)學(xué)推導(dǎo)與計(jì)算。目前，傳統(tǒng)的教學(xué)模式主要存在以下問題：[2，3]

1.教學(xué)內(nèi)容過度重視理論推導(dǎo)，不注重理論和實(shí)踐相結(jié)合

國內(nèi)大學(xué)的很多任課老師往往注重講授公式性質(zhì)、定理的由來，注重理論的嚴(yán)謹(jǐn)與正確性，這勢必大大占據(jù)有限的授課時(shí)間。這種教學(xué)思路使課程陷于數(shù)學(xué)推導(dǎo)和計(jì)算，而使學(xué)生感到枯燥乏味，抓不住重點(diǎn)，教學(xué)效果大打折扣。

2.課程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容單一，與工程實(shí)踐還有距離

課程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容一般都以MATLAB軟件作為仿真平臺，對課程中的時(shí)域離散信號、系統(tǒng)的時(shí)頻域理論和數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)理論進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。誠然，MATLAB仿真軟件作為信號處理的實(shí)驗(yàn)手段，具有信息量大、形象直觀的特點(diǎn)，在很大程度上補(bǔ)充了單一的理論教學(xué)模式。但是仿真手段畢竟是理論的數(shù)學(xué)編程，還是脫離了工程應(yīng)用的實(shí)際背景。仿真不能完全取代本課程的實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐內(nèi)容。算法仿真內(nèi)容過于形式化、過于簡單，只能作為工程實(shí)踐的前期階段設(shè)計(jì)內(nèi)容。

二、分層教學(xué)法原則與內(nèi)容

傳統(tǒng)的數(shù)字信號處理課程大多只討論算法的理論及其推導(dǎo)，較少涉及工程實(shí)現(xiàn)方法及相應(yīng)的軟硬件技術(shù)。大學(xué)的教學(xué)應(yīng)是理論教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)和科學(xué)研究為一體的，實(shí)踐教學(xué)作為理論和科學(xué)研究的橋梁，是現(xiàn)有理論的源頭，也是未來科研開拓的基礎(chǔ)。理論課程應(yīng)實(shí)現(xiàn)教學(xué)形式的多樣化，包括多種實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、科技競賽和創(chuàng)新活動等。數(shù)字信號處理課程可以分為理論學(xué)習(xí)，算法仿真，數(shù)字信號處理工程應(yīng)用平臺實(shí)驗(yàn)，課題為導(dǎo)向的數(shù)字信號處理課程工程實(shí)踐拓展訓(xùn)練四個層次。[4]

1.第1層：理論學(xué)習(xí)

廣義來說，數(shù)字信號處理是研究用數(shù)字方法對信號進(jìn)行分析、變換、濾波、檢測、調(diào)制、解調(diào)以及快速算法的一門技術(shù)學(xué)科。目前本科生只是學(xué)習(xí)經(jīng)典的數(shù)字信號處理理論，主要包括有關(guān)數(shù)字濾波技術(shù)、離散變換快速算法和譜分析方法。因?yàn)榻虒W(xué)時(shí)間有限，現(xiàn)代信號處理或者數(shù)字圖像處理的內(nèi)容只能根據(jù)項(xiàng)目需求有針對性進(jìn)行學(xué)習(xí)和研究。教師可以鼓勵學(xué)生去搜索相關(guān)文獻(xiàn)，查找資料，激發(fā)他們的自學(xué)熱情和能力。

2.第2層：算法仿真

算法仿真往往是電子信息工程實(shí)施以前必經(jīng)的重要階段。MATLAB語言具有強(qiáng)大的科學(xué)計(jì)算和可視化功能。它作為數(shù)字信號處理的有力助手，成為教學(xué)的重要部分。其以矩陣運(yùn)算為基礎(chǔ)，具有豐富的數(shù)值計(jì)算功能，強(qiáng)大的繪圖功能，更重要的是具有完備的數(shù)字信號處理函數(shù)工具箱。比如FIR濾波器的設(shè)計(jì)，包含三種方法：程序設(shè)計(jì)法、FDATool設(shè)計(jì)法和SPTool設(shè)計(jì)法。其中FDATool（Filter Design & Analysis Tool）是MATLAB信號處理工具箱專用的濾波器設(shè)計(jì)分析工具，操作簡單、靈活，可以采用多種方法設(shè)計(jì)FIR和IIR濾波器。在MATLAB命令窗口輸入FDATool后回車就會彈出FDATool界面。SPTool是MATLAB信號處理工具箱中自帶的交互式圖形用戶界面工具，它包含了信號處理工具箱中的大部分函數(shù)，可以方便快捷地對信號、濾波器及頻譜進(jìn)行分析、設(shè)計(jì)和瀏覽。學(xué)生可以采用MATLAB進(jìn)行電子工程中算法的前期仿真，然后將MATLAB程序轉(zhuǎn)換成C語言移植到硬件平臺上。

3.第3層：數(shù)字信號處理工程應(yīng)用平臺實(shí)驗(yàn)

數(shù)字信號處理算法需要借助特有的硬件平臺實(shí)現(xiàn)工程應(yīng)用，采用的編程語言一般是C語言。目前數(shù)字信號處理系統(tǒng)的硬件實(shí)現(xiàn)方式一般有三種：（1）利用通用可編程DSP芯片進(jìn)行開發(fā)的方式。由于是采用基于C語言進(jìn)行編程，算法實(shí)現(xiàn)過程簡單，但資源受到限制，并行度差。（2）采用專用集成電路ASIC方式進(jìn)行開發(fā)。雖然效率高，但開發(fā)流程長，成本高，開發(fā)出來的系統(tǒng)不能更改。（3）采用FPGA芯片進(jìn)行開發(fā)。可以提供高效率和高質(zhì)量的數(shù)字系統(tǒng)。在實(shí)際硬件平臺選型中，使學(xué)生能夠?qū)纹瑱C(jī)、ARM、DSP、FPGA的應(yīng)用領(lǐng)域加以區(qū)分，從而更加深刻認(rèn)識到DSP和FPGA實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號處理的巨大優(yōu)勢。

4.第4層：課題為導(dǎo)向的“數(shù)字信號處理”課程工程實(shí)踐拓展訓(xùn)練

課題為導(dǎo)向的教學(xué)模式是提高學(xué)生實(shí)踐能力的新型教學(xué)模式。它以大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為平臺，以基于案例為教學(xué)模式，以科學(xué)研究的方式組織和引導(dǎo)學(xué)生獲取和運(yùn)用知識，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新性思維和分析解決問題的能力。這種方式克服了教學(xué)和實(shí)驗(yàn)中單純模仿的弊端，發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，拓展學(xué)生的眼界，引導(dǎo)學(xué)生解決開放性問題，促使學(xué)生不斷提出新問題、發(fā)現(xiàn)新問題和解決新問題。

以上這四個層次并不是單一的順序遞進(jìn)關(guān)系，而是不斷交互的關(guān)系。比如工程實(shí)際問題的解決過程往往促使學(xué)生回歸理論學(xué)習(xí)層次去深入研究，反過來能夠更好地去解決工程實(shí)踐中遇到的技術(shù)難題。算法仿真采用的MATLAB語言需要轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號處理工程應(yīng)用平臺實(shí)驗(yàn)使用的C語言進(jìn)行移植，這也需要第二層和第三層內(nèi)容的不斷交互。

三、教學(xué)實(shí)例

為了實(shí)現(xiàn)對學(xué)生實(shí)踐能力的綜合培養(yǎng)、潛力開發(fā)和工程創(chuàng)新精神的激勵，學(xué)校積極為學(xué)生們搭建工程實(shí)驗(yàn)平臺，為學(xué)生參加“全國電子設(shè)計(jì)競賽”、全國挑戰(zhàn)杯、大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目等活動奠定基礎(chǔ)。下面基于教育部大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)課題“基于麥克風(fēng)陣列聲源定位的動態(tài)視頻跟蹤系統(tǒng)”來例證“數(shù)字信號處理”課程的分層教學(xué)模式。[5]

首先，學(xué)生們經(jīng)過調(diào)研確定項(xiàng)目需求，選取合適的算法模型進(jìn)行研究。基于課題驅(qū)動的教學(xué)模式促使學(xué)生從需求這個工程項(xiàng)目源頭進(jìn)行考慮。經(jīng)過廣泛的調(diào)研，學(xué)生們發(fā)現(xiàn)在日常生活中，常規(guī)的攝像頭監(jiān)控系統(tǒng)的攝像頭安裝是固定的，監(jiān)控方位是靜態(tài)的，只能監(jiān)控有限的方位區(qū)間。這樣的監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控方位區(qū)間狹窄，難免存在很大的監(jiān)控盲區(qū)，無法很好地實(shí)現(xiàn)監(jiān)控功能。由人類的耳朵和眼睛協(xié)調(diào)工作的仿生原理得到啟發(fā)，人類的耳朵相當(dāng)于一個二元聲音傳感器陣列，捕捉到聲源信息，通過大腦判斷，得到聲源的方位信息。然后驅(qū)動我們的脖子扭轉(zhuǎn)到聲源方向，我們的眼睛就可以實(shí)時(shí)看到聲源目標(biāo)，做出視覺的判斷。為此，學(xué)生們用微型麥克風(fēng)陣列來代替人耳，用一個步進(jìn)電機(jī)來代替脖子，用攝像頭代替眼睛，用DSP處理器來代替人腦實(shí)現(xiàn)信號的運(yùn)算處理和控制功能，從而實(shí)現(xiàn)一個基于麥克風(fēng)陣列聲源定位的動態(tài)視頻跟蹤系統(tǒng)，如圖1所示。這樣，該視頻監(jiān)控系統(tǒng)通過麥克風(fēng)陣列進(jìn)行多傳感器聯(lián)合信號處理，可以首先根據(jù)聲源的聲音有無來判斷是否啟動監(jiān)控，再通過聲源的方位可以驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)，自動轉(zhuǎn)動攝像頭跟蹤實(shí)時(shí)運(yùn)動的目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)無盲區(qū)、全角度實(shí)時(shí)自動監(jiān)控。

算法模型的確定促使學(xué)生廣泛閱讀文獻(xiàn)，最終找到了陣列信號處理理論作為麥克風(fēng)陣列數(shù)學(xué)建模的理論基礎(chǔ)。通過MATLAB仿真分別分析了仿真的寬帶音頻信號和實(shí)驗(yàn)采集的音頻信號，驗(yàn)證理論模型和實(shí)驗(yàn)結(jié)果能夠很好地匹配。該本科生研發(fā)團(tuán)隊(duì)把寬頻聲音信號的特點(diǎn)和傳統(tǒng)的遠(yuǎn)場聲源方位估計(jì)算法相結(jié)合，依據(jù)到達(dá)時(shí)間差的聲源定位原理，提出了一種頻域波束形成算法，系統(tǒng)框圖如圖2所示。系統(tǒng)上電后，多路麥克風(fēng)分別接收音頻信號，并進(jìn)行采樣緩存，送入DSP處理器中進(jìn)行端點(diǎn)檢測，如當(dāng)前信號為噪聲或無用信號，則丟掉已采集的信號幀數(shù)據(jù)；如檢測到有用信號，則對其進(jìn)行頻域波束形成和進(jìn)一步處理，最后采用基于能量值的譜搜索算法計(jì)算出聲源的方位，從而控制步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動攝像頭轉(zhuǎn)向聲源所在方位，使聲源出現(xiàn)在攝像頭視野范圍內(nèi)。該課題針對當(dāng)前智能視頻監(jiān)控存在的監(jiān)控盲區(qū)的問題，提出并實(shí)現(xiàn)了一種基于麥克風(fēng)陣列的寬頻聲源定位系統(tǒng)。通過采用頻域波束形成和基于能量值的譜搜索算法，實(shí)現(xiàn)了二維空間聲源的快速準(zhǔn)確定位。經(jīng)驗(yàn)證該系統(tǒng)在室內(nèi)及室外對各種聲源的實(shí)時(shí)響應(yīng)表現(xiàn)良好，在現(xiàn)代視頻監(jiān)控中具有一定的工程實(shí)用意義。通過該課題學(xué)生們申請了實(shí)用新型專利和發(fā)明專利各一項(xiàng)，學(xué)術(shù)期刊論文2篇，了解了電子信息工程設(shè)計(jì)的步驟和培養(yǎng)了科學(xué)研究的基本素養(yǎng)。

四、結(jié)語

按照上述的分層次遞進(jìn)教學(xué)模式，使學(xué)生按照基礎(chǔ)理論實(shí)驗(yàn)、仿真實(shí)驗(yàn)和DSP工程實(shí)現(xiàn)理論和實(shí)踐的交互學(xué)習(xí)。這一體系從簡單到復(fù)雜，從理論到實(shí)踐，循序漸進(jìn)，逐步提高。經(jīng)過工程實(shí)踐的訓(xùn)練，激發(fā)了學(xué)生們學(xué)習(xí)“數(shù)字信號處理”課程的熱情，鞏固了課本上的知識，拓展了工程實(shí)踐的視野。同時(shí)，大大提高了學(xué)生們獨(dú)立解決問題的能力和工程實(shí)踐創(chuàng)新能力。學(xué)生在專利申請和論文撰寫的訓(xùn)練中，實(shí)踐了科學(xué)研究的方法，為將來的科學(xué)研究奠定基礎(chǔ)。通過上述的教學(xué)實(shí)踐，取得了良好的教學(xué)效果，得到了廣大師生的認(rèn)可。

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篇（3）

【Abstract】The view of comprehension and application of digital signal processing techniques vary with different major. Some discussion is apposed in the paper about the consummation and innovation of digital signal processing teaching contents and methods under the characteristic and demand of the major of measurement & control techniques and instruments.

【Keywords】measurement & control techniques and instruments， digital signal processing， teaching contents and methods

數(shù)字化和信息化的迅速發(fā)展，使得數(shù)字信號處理技術(shù)與應(yīng)用在日常生活中的地位越來越突出，新的算法（或改進(jìn)算法）層出不窮，新的器件頻繁更替。對于儀器科學(xué)與技術(shù)學(xué)科下的測控技術(shù)與儀器專業(yè)，“數(shù)字信號處理”是一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，該課程不僅理論性強(qiáng)，工程應(yīng)用背景也十分明確。作為一門涉及面廣的學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)課程，如何與學(xué)科的應(yīng)用需求接軌、與學(xué)生的知識體系融合，改革教學(xué)內(nèi)容與授課方法，全面提高教學(xué)質(zhì)量與效果，與時(shí)俱進(jìn)、科學(xué)發(fā)展，創(chuàng)建有專業(yè)特色的示范性課程是課程組面臨的問題。

論文以學(xué)校課程體系建設(shè)的目標(biāo)與要求為出發(fā)點(diǎn)，結(jié)合國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)測控技術(shù)與儀器本科專業(yè)的特點(diǎn)和建設(shè)需求，在“數(shù)字信號處理”課程教學(xué)內(nèi)容的完善、教學(xué)方法的革新等方面進(jìn)行了探討，提出了一些觀點(diǎn)和看法。

1 學(xué)科與專業(yè)對數(shù)字信號處理的專門需求

儀器是信息獲取、處理與應(yīng)用的工具，而儀器學(xué)科與技術(shù)則是研究以獲取信息為目的的信息轉(zhuǎn)換、處理、傳輸、存貯、顯示與應(yīng)用等技術(shù)與裝置的應(yīng)用科學(xué)，其核心內(nèi)容可以用四個關(guān)鍵詞概括，即：計(jì)量、測量、儀器和傳感器[1]。沒有測量就沒有科學(xué)，儀器科學(xué)與技術(shù)的領(lǐng)先程度決定了科研和生產(chǎn)的先進(jìn)程度和競爭能力[2]。從這個角度來看，測控技術(shù)與儀器專業(yè)更加強(qiáng)調(diào)數(shù)字信號處理的物理意義，也就是信號對象的物理屬性，包括：時(shí)間屬性、頻率熟悉、誤差范圍、測量精度等。

目前該校儀器科學(xué)與技術(shù)學(xué)科逐漸形成了以現(xiàn)代傳感技術(shù)及系統(tǒng)、空間儀器工程、無線電測量理論及應(yīng)用為主要方向，以信息獲取與處理為主要內(nèi)涵的省重點(diǎn)特色學(xué)科，本科專業(yè)為測控技術(shù)與儀器，要求學(xué)生掌握信號采集、分析與處理等方面的基礎(chǔ)理論與技術(shù)，在測控、測量及測試等方面具有良好的理論素養(yǎng)和技術(shù)基礎(chǔ)。開設(shè)了“電工與電路基礎(chǔ)”、“信號系統(tǒng)與控制”、“數(shù)字信號處理”、“現(xiàn)代測試系統(tǒng)”等一系列專業(yè)課程。主要課程見表1。

表1：測控技術(shù)與儀器主要專業(yè)課程情況

從表中可見“數(shù)字信號處理”首當(dāng)其沖成為一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，并且為測控技術(shù)與儀器專業(yè)服務(wù)，有著明顯的信號采集、測量、微弱信號檢測、儀器系統(tǒng)設(shè)計(jì)等方面的應(yīng)用需求。在本專業(yè)知識體系中，“數(shù)字信號處理”緊密連接傳感器的信號調(diào)理，與信息轉(zhuǎn)換、處理甚至是傳輸和存儲等有密切的關(guān)系，其內(nèi)涵更加偏向于真實(shí)信號物理量的采樣與處理，目標(biāo)更加注重于數(shù)字信號的物理意義和應(yīng)用方向。課程內(nèi)容包括：采樣過程及誤差分析、離散時(shí)間信號與系統(tǒng)、離散變換及其快速算法、數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)、數(shù)字信號處理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)、多采樣率信號處理等。課程將通過講授、練習(xí)、實(shí)驗(yàn)使學(xué)生掌握數(shù)字信號處理的基本理論和方法，并能使用軟硬件工具進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)字信號處理工作。

2 依據(jù)學(xué)科專業(yè)特點(diǎn)改革教學(xué)內(nèi)容與方法

根據(jù)課程體系建設(shè)的需求，在教學(xué)內(nèi)容與方法方面嘗試提出了如下建設(shè)目標(biāo)：

2.1 結(jié)合學(xué)科專業(yè)特點(diǎn)，吸收國外先進(jìn)教學(xué)理念，與國際著名院校課程內(nèi)容設(shè)置充分融合，以經(jīng)典“數(shù)字信號處理”課程體系為基礎(chǔ)，以現(xiàn)代測量系統(tǒng)中備受關(guān)注的信號處理方法和技術(shù)為導(dǎo)向，緊扣真實(shí)信號物理量采樣與處理的學(xué)科背景，結(jié)合國外相關(guān)專業(yè)知名教材，在專業(yè)課程體系內(nèi)將教學(xué)的內(nèi)容、課程間的關(guān)系與教學(xué)實(shí)踐緊密配合一起，積極梳理課程體系之間的關(guān)聯(lián)，根據(jù)學(xué)科和理論技術(shù)的發(fā)展，科學(xué)地完善教學(xué)內(nèi)容。

2.2 開拓國際化視野，充分采用啟發(fā)式、交互式、研討式的教學(xué)方法和課堂、網(wǎng)絡(luò)和實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)手段；嘗試通過引進(jìn)國外教學(xué)名師開展課外專題講座，提高學(xué)生的興趣、拓展學(xué)生的專業(yè)思路，提升授課效果；用儀器科學(xué)與技術(shù)大專業(yè)的通識教育理念，建立典型案例素材庫，完善學(xué)生的專業(yè)知識體系及應(yīng)用能力；結(jié)合科研條件，采用軟件仿真和硬件驗(yàn)證相結(jié)合實(shí)踐教學(xué)系統(tǒng)，實(shí)踐環(huán)節(jié)的比重達(dá)到30%以上；網(wǎng)絡(luò)教學(xué)突出互動性，答疑和研討環(huán)節(jié)能夠通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平成。

3 開拓思路積極探索改革舉措

測控技術(shù)與儀器專業(yè)學(xué)生有著明顯的工程技術(shù)培養(yǎng)需求，“數(shù)字信號處理”課程是專業(yè)理論和實(shí)踐相結(jié)合的橋梁，必須結(jié)合學(xué)科特點(diǎn)，與國際化教學(xué)內(nèi)容融合，與電工技術(shù)、信號系統(tǒng)與控制等課程密切配合、融合[3，4]，充分體現(xiàn)測控技術(shù)、儀器、傳感器對信號處理的更高要求和需求、拓展數(shù)字信號處理的廣度和深度，在無線電測量、精密儀器信號處理和微弱信號處理等方面突出授課重點(diǎn)，為學(xué)科專業(yè)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。舉措如下：

3.1 結(jié)合學(xué)科專業(yè)特點(diǎn)，與國際著名院校類似專業(yè)課程內(nèi)容設(shè)置充分融合，將教學(xué)的內(nèi)容、課程間的關(guān)系與教學(xué)實(shí)踐緊密配合一起，充分提升授課效果，結(jié)合學(xué)科需求，將“數(shù)字信號處理”教學(xué)內(nèi)容與國際接軌，并能根據(jù)學(xué)科和理論技術(shù)的發(fā)展而動態(tài)適應(yīng)。

優(yōu)秀教材與普通教材的區(qū)別，并不在于內(nèi)容及其先進(jìn)性，也不僅僅在于語言，主要在于教學(xué)的理念和方法[5]，對于本專業(yè)的“數(shù)字信號處理”課程更是如此。因此必須融合國外教材和國內(nèi)教材的特點(diǎn)，合理安排教學(xué)內(nèi)容的講授方式、時(shí)機(jī)與深度，引入概念方法時(shí)，注重啟發(fā)性、直觀性，可使學(xué)生先知其然，而后再知其所以然。在敘述方式上，同一內(nèi)容由淺入深，在不同章節(jié)，從不同層次加以闡述，力圖體現(xiàn)各部分間有機(jī)聯(lián)系；同時(shí)注意結(jié)合自上而下和自下而上的方式，注重啟發(fā)、實(shí)用的同時(shí)，多幫助同學(xué)拎出主線和脈絡(luò)[6]，如表2所示。必要時(shí)做一些知識補(bǔ)充，以使學(xué)生不僅掌握一些具體的原理、實(shí)用的方法，還建立起比較系統(tǒng)的認(rèn)識，以供進(jìn)一步深造之需。

表2：數(shù)字信號處理課程內(nèi)容分類

3.2 結(jié)合“電工與電路技術(shù)基礎(chǔ)”、“信號系統(tǒng)與控制”課程內(nèi)容，與之優(yōu)化整合，使“數(shù)字信號處理”課程內(nèi)容與專業(yè)課程體系融會貫通。用儀器科學(xué)的通識教育理念，優(yōu)化“數(shù)字信號處理”課程的授課內(nèi)容、提升授課效果，完善學(xué)生的專業(yè)知識體系及應(yīng)用能力。

“電工與電路技術(shù)基礎(chǔ)”、“信號系統(tǒng)與控制”和“數(shù)字信號處理”三門課程構(gòu)成了專業(yè)體系中重要的“電路、系統(tǒng)、信號分析與處理”基礎(chǔ)課程體系。“電工與電路技術(shù)基礎(chǔ)”課程主要學(xué)習(xí)電路基本理論與分析方法相關(guān)的經(jīng)典理論；“信號系統(tǒng)與控制”課程主要學(xué)習(xí)確定性信號的時(shí)頻域分析方法，線性時(shí)不變系統(tǒng)的描述方法與特性，以及線性時(shí)不變系統(tǒng)的變換域分析方法；“電工與電路技術(shù)基礎(chǔ)”和“信號系統(tǒng)與控制”是“數(shù)字信號處理”的理論基礎(chǔ)，“數(shù)字信號處理”是“電工與電路技術(shù)基礎(chǔ)”和“信號系統(tǒng)與控制”在離散域中的深入擴(kuò)展與應(yīng)用。

然而，傳統(tǒng)情況下“電工與電路技術(shù)基礎(chǔ)”、“信號系統(tǒng)與控制”和“數(shù)字信號處理”課程各自施教，在一定程度上存在授課內(nèi)容重復(fù)、銜接不合理、綜合不夠等諸多問題，這些問題隨著教學(xué)計(jì)劃的修改和課時(shí)的減少顯得更加突出。如，在 “電工與電路技術(shù)基礎(chǔ)”課程中，已涵蓋了許多“信號與系統(tǒng)”課程中連續(xù)信號與系統(tǒng)分析的相關(guān)內(nèi)容，而“數(shù)字信號處理”課程中也存在“信號與系統(tǒng)”課程中大量離散信號與系統(tǒng)分析內(nèi)容的重復(fù)[3]。各門課程自身內(nèi)容體系的最優(yōu)不一定是整個教學(xué)計(jì)劃的最優(yōu)，因此，有必要結(jié)合“電工與電路技術(shù)基礎(chǔ)”、“信號系統(tǒng)與控制”課程內(nèi)容，與之優(yōu)化整合，使“數(shù)字信號處理”課程內(nèi)容與專業(yè)課程體系融會貫通，如此才能更好地完善學(xué)生的專業(yè)知識體系及應(yīng)用能力。

3.3 儀器科學(xué)與技術(shù)是一個應(yīng)用性較強(qiáng)的學(xué)科，“數(shù)字信號處理”是應(yīng)用性很強(qiáng)的課程，因此該課程的教學(xué)應(yīng)該是理論、實(shí)踐和科學(xué)研究的三元一體。

理論教學(xué)主要是通過課堂教學(xué)環(huán)節(jié)完成的。在教學(xué)過程中，應(yīng)強(qiáng)調(diào)基本概念的建立和基本內(nèi)容的深刻理解，淡化公式的推導(dǎo)和解題技巧，強(qiáng)化所學(xué)知識的綜合應(yīng)用能力與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。加大教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革，建設(shè)形式上理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)獨(dú)立設(shè)課，內(nèi)容上互相交叉和融合，分層次按需設(shè)置的完整的理論和實(shí)踐教學(xué)體系[7]，通過實(shí)踐教學(xué)和簡單的科學(xué)研究思路，增強(qiáng)學(xué)生對基礎(chǔ)理論的認(rèn)識，強(qiáng)化學(xué)生理解能力，深刻了解“數(shù)字信號處理”與專業(yè)相關(guān)課程的聯(lián)系。

配合課程教學(xué)預(yù)先安排了4 個教學(xué)實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生用Matlab進(jìn)行原理仿真，通過之后并在采樣信號處理綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)上進(jìn)行調(diào)試和運(yùn)行，從而鍛煉學(xué)生對理論知識的掌握與應(yīng)用能力，以及簡單的科研能力。如表3所示。

表3：數(shù)字信號處理課程的教學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

3.4 將授課效果作為第一評判標(biāo)準(zhǔn)，采用啟發(fā)式、交互式教學(xué)方法、通過多媒體、網(wǎng)絡(luò)、專題討論課等方法，提高學(xué)生對課程的掌握程度；在支撐學(xué)科發(fā)展的大視野下，根據(jù)課程在學(xué)科課程體系中的地位和作用，改革傳統(tǒng)教學(xué)手段，理論聯(lián)系實(shí)際，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力，加強(qiáng)梳理與其他課程或競賽之間的相互關(guān)聯(lián)，全面提高學(xué)生專業(yè)應(yīng)用素質(zhì)。

下面以文獻(xiàn)[6]中的實(shí)例為例，說明教學(xué)方法和教學(xué)手段的效果。在講授序列的傅里葉變換（DTFT）和離散傅里葉變換（DFT）時(shí)，學(xué)生很難理解這兩種形式傅里葉變換的區(qū)別。實(shí)際上，DTFT和DFT都是從頻譜分析的角度來分析一個序列。對于DTFT，只要該序列滿足絕對可和的條件，則它的傅里葉變換一定存在且連續(xù)，由于其一個域是連續(xù)的，因而不適合在計(jì)算機(jī)上運(yùn)算。而DFT是專門針對序列“有限長”的特點(diǎn)而提出的，其頻譜也是離散的，因而適于在計(jì)算機(jī)上運(yùn)算，同時(shí)也可以通過快速傅里葉變換（FFT）實(shí)現(xiàn)。為了讓學(xué)生不產(chǎn)生混淆，在教學(xué)過程中，可以利用MATLAB進(jìn)行現(xiàn)場仿真，讓學(xué)生通過仿真結(jié)果直觀掌握二者的關(guān)系和區(qū)別。實(shí)驗(yàn)中，采用矩形序列x（n）=R5（n），N=32。其中圖a是序列的波形圖及其DTFT變換的連續(xù)譜，周期為2π，圖中顯示的為主值區(qū)間（[0，2π]）頻譜。圖b是通過16點(diǎn)和32點(diǎn)FFT來實(shí)現(xiàn)的序列DFT變換，其中圖線的包絡(luò)即為信號的DTFT連續(xù)譜，從中明顯可以看出，DFT實(shí)際上是對主值區(qū)間上的DTFT連續(xù)譜在頻域進(jìn)行抽樣，抽樣點(diǎn)數(shù)即變換的點(diǎn)數(shù)。通過這樣的現(xiàn)場仿真分析，學(xué)生很容易掌握和理解DTFT和DFT的關(guān)系和區(qū)別。

圖1：一種啟發(fā)式多媒體教學(xué)手段實(shí)例[6]

3.5 教師回歸“師者”的本位——傳道、授業(yè)、解惑，加強(qiáng)疏導(dǎo)，發(fā)揮學(xué)生主動性。所謂傳道就是傳授其中的基本規(guī)律和變化趨勢，引領(lǐng)學(xué)生入門；授業(yè)是傳授解決問題的方法和技能，發(fā)揮學(xué)生主動性；解惑就是答疑，持續(xù)發(fā)現(xiàn)并消除學(xué)生心中的疑惑。通過深入淺出、抓重點(diǎn)、理脈絡(luò)的方式解答學(xué)生在課程學(xué)習(xí)過程中的疑惑，提高其提出問題、分析問題、解決問題的能力。“授人以魚，不如授人以漁”。

4 結(jié)束語

“數(shù)字信號處理”是一個理論實(shí)踐性都很強(qiáng)的課程，每個學(xué)科對其應(yīng)用和理解都可能會有所偏重，因此在教學(xué)內(nèi)容與方法探索上應(yīng)該認(rèn)真分析本專業(yè)課程建設(shè)需求與現(xiàn)狀，不斷研究解決教學(xué)內(nèi)容與方法建設(shè)中存在的問題，全面歸納、總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，在充分研討的基礎(chǔ)上對教學(xué)內(nèi)容與方法進(jìn)行詳細(xì)地規(guī)劃，才持續(xù)地推進(jìn)“數(shù)字信號處理”課程建設(shè)水平和授課效果，優(yōu)化學(xué)生知識體系結(jié)構(gòu)，滿足學(xué)科專業(yè)對本課程的需求。參考文獻(xiàn)

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篇（4）

【中圖分類號】G642 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】1006－9682（2011）05－0016－02

【Abstract】According to the characteristic of the course of digital signal processing, the innovation of the teaching, such as the contents, the methods, and the exam of teaching, network construction and improvement are presented in this paper. Facts have shown that this method has achieved a better teaching effect, it not only stimulate students to explore, but also and enhance the enthusiasm of the students’ comprehensive quality and designed.

【Key words】Digital signal processing Practice The exam of teaching Network construction

一、引 言

隨著計(jì)算機(jī)和信息學(xué)科的飛速發(fā)展，“數(shù)字信號處理”已成為一門重要的高新技術(shù)學(xué)科，是理論與實(shí)踐、原理與應(yīng)用緊密結(jié)合的課程。目前數(shù)字信號處理課程已成為大多數(shù)電子、計(jì)算機(jī)、通信等相關(guān)專業(yè)的主干課程。但是該課程內(nèi)容多、學(xué)時(shí)少，偏重理論與公式的推導(dǎo)，缺乏可視化的直觀表現(xiàn)，學(xué)生從純數(shù)學(xué)的角度學(xué)習(xí)，理解抽象，普遍反映課程難學(xué)、內(nèi)容枯燥、不會應(yīng)用。如何在有限的時(shí)間內(nèi)提高教學(xué)質(zhì)量，使實(shí)踐和理論兩個方面的教學(xué)和諧統(tǒng)一，是值得探索的。因此，為了提高教學(xué)質(zhì)量，我們注重對其物理意義和實(shí)際應(yīng)用的講解，并適當(dāng)使用多媒體與具有計(jì)算功能和繪圖功能的Matlab相結(jié)合的教學(xué)方式，將抽象的數(shù)學(xué)以可視化的形式展示給學(xué)生，讓學(xué)生更易理解抽象的概念。

二、教學(xué)方法與實(shí)踐改革的探討

針對數(shù)字信號處理的學(xué)科特點(diǎn)和教學(xué)現(xiàn)狀，在現(xiàn)有教學(xué)工作的基礎(chǔ)上，提出以下教學(xué)方案：

1．合理選擇教材，嘗試雙語教學(xué)。

選擇一本內(nèi)容和形式都好的教材是進(jìn)行課程改革的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。我們采用清華大學(xué)程佩青編著的《數(shù)字信號處理教程》。在教授過程中，嘗試采用雙語教學(xué)模式，以幫助學(xué)生更多的了解英語專業(yè)詞匯，為閱讀英文資料奠定基礎(chǔ)。

2．合理安排教學(xué)內(nèi)容

該課程經(jīng)過多次修訂教學(xué)大綱，逐步完善教學(xué)內(nèi)容體系，加強(qiáng)基礎(chǔ)能力和實(shí)踐動手能力的培養(yǎng)，把與該課程相關(guān)的新技術(shù)及熱點(diǎn)研究課程及時(shí)充實(shí)到教學(xué)中，同時(shí)加強(qiáng)教學(xué)內(nèi)容與工程實(shí)際的聯(lián)系，使學(xué)生更好地掌握技術(shù)原理，提高自主學(xué)習(xí)的熱情。

深入研究符合現(xiàn)代教育理念的教學(xué)方法，采用多元化的教學(xué)手段，豐富教學(xué)過程。注重以學(xué)生為主體的參與式教學(xué)，結(jié)合多媒體教學(xué)圖像對感官的刺激，運(yùn)動互動式、討論式等多種教學(xué)方式，充分調(diào)動學(xué)生參與課堂教學(xué)活動的熱情。引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行研究式學(xué)習(xí)，培養(yǎng)創(chuàng)新意識和能力。利用網(wǎng)絡(luò)電子資源、網(wǎng)上答疑等信息化教學(xué)手段，提高學(xué)習(xí)效率。

3．實(shí)踐環(huán)節(jié)改革

數(shù)字信號處理課程與實(shí)踐密切相關(guān)，只通過理論教學(xué)難以使學(xué)生理解數(shù)字信號處理的原理。實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)可以彌補(bǔ)學(xué)生對理論知識的感性認(rèn)識不足的缺陷，建立理論聯(lián)系實(shí)際的概念，是培養(yǎng)學(xué)生分析解決問題能力、創(chuàng)新意識、實(shí)踐技能和提高綜合素質(zhì)最有效的途徑。通過實(shí)踐教學(xué)，可以鍛煉學(xué)生的動手能力，培養(yǎng)學(xué)生的研究方法和鉆研精神。

Matlab是美國Math Works公司開發(fā)的用于概念設(shè)計(jì)、算法開發(fā)、建模仿真、實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)的理想的集成環(huán)境。特別是它具有數(shù)字信號處理軟件包，可很方便地進(jìn)行數(shù)字信號處理方面的有關(guān)運(yùn)算和系統(tǒng)設(shè)計(jì)、仿真，極大地提高了設(shè)計(jì)的效率。將其用于數(shù)字信號處理課程當(dāng)中，通過加入一些綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，不僅把理論知識與實(shí)際應(yīng)用聯(lián)系起來，更有利于培養(yǎng)獨(dú)立思考、綜合運(yùn)用知識的能力，還可以鍛煉協(xié)作意識。

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)的制定和實(shí)施上，在加強(qiáng)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的同時(shí)，增設(shè)綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目或課程設(shè)計(jì)，用以訓(xùn)練學(xué)生綜合分析問題和解決問題的能力。以信號頻譜分析及IIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)這一綜合實(shí)驗(yàn)為例，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書給出基本步驟：首先采集語音信號，對采集的語音信號進(jìn)行采樣并混進(jìn)加性噪聲，然后用FFT進(jìn)行頻譜分析，根據(jù)含噪信號的頻譜，用雙線性變換法設(shè)計(jì)相應(yīng)的IIR數(shù)字濾波器進(jìn)行濾波，得出濾波前后的頻譜，分析信號的變化。具體實(shí)施和調(diào)試由學(xué)生借助Matlab實(shí)現(xiàn)。

另外，在設(shè)置設(shè)計(jì)內(nèi)容時(shí)，鼓勵學(xué)生自擬設(shè)計(jì)題目。如將數(shù)字信號處理課程中的FIR濾波器設(shè)計(jì)、音頻信號處理課程中的音頻信號采集與回收通過DSP硬件平臺實(shí)現(xiàn)，對軟件實(shí)驗(yàn)利用Matlab語言和DSP匯編語言實(shí)現(xiàn)算法仿真或設(shè)計(jì)，硬件實(shí)驗(yàn)通過實(shí)驗(yàn)平成。這些課程設(shè)計(jì)培養(yǎng)了學(xué)生的工程實(shí)踐能力。總之，在教學(xué)過程強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)踐并重，促進(jìn)理論與實(shí)踐緊密結(jié)合。

4．創(chuàng)新作業(yè)形式、考核方法和手段

目前的考核方式只是對課堂教學(xué)的“檢查”，缺乏實(shí)踐和創(chuàng)造性的內(nèi)容，不能適應(yīng)素質(zhì)教育的要求。我們將卷面考試與實(shí)驗(yàn)情況以及撰寫有關(guān)課程內(nèi)容的小論文相結(jié)合，將傳統(tǒng)的單一考試方式改為多種模式相結(jié)合的形式。考核內(nèi)容除保留原來基本概念和知識點(diǎn)的問答計(jì)算外，增加一些對實(shí)踐問題的分析、判斷及解決方法，加強(qiáng)對實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析的考察，促使學(xué)生深入思考和分析問題。這樣既可以更好的檢驗(yàn)學(xué)生的綜合能力和創(chuàng)新能力，又能將學(xué)生的學(xué)習(xí)重點(diǎn)從應(yīng)試轉(zhuǎn)移到應(yīng)用上。

5．建立和完善教學(xué)網(wǎng)站

學(xué)校在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)上的投入使得數(shù)字信號處理基礎(chǔ)課程的網(wǎng)絡(luò)資源建設(shè)取得了跨越式的發(fā)展。在學(xué)校的網(wǎng)頁上，提供了本門課程的所有教學(xué)資源，包括教學(xué)大綱、教學(xué)日歷、教案、課件、學(xué)習(xí)指導(dǎo)與習(xí)題解答、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容等，供學(xué)生自主學(xué)習(xí)參考。此外，還設(shè)置網(wǎng)上測試、在線答疑和在線交流等，利于與學(xué)生的互動和溝通。

三、評價(jià)與思考

經(jīng)過近兩年的教改探索，基本已形成理論與實(shí)踐并重的教學(xué)新體系，在提升實(shí)踐教學(xué)地位的同時(shí)，激發(fā)了學(xué)生探索的積極性，學(xué)生的綜合素質(zhì)和專業(yè)應(yīng)用能力得到較大提升。

但是由于受到課時(shí)數(shù)的限制，一些較多的、較大的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容無法實(shí)施，學(xué)生的應(yīng)用能力培養(yǎng)受到一定影響。因此，應(yīng)根據(jù)具體需要，適當(dāng)?shù)脑黾诱n時(shí)數(shù)，以便能更好的達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。

四、結(jié)束語

本文結(jié)合我校應(yīng)用型人才培養(yǎng)的教學(xué)目標(biāo)，依托河南工業(yè)大學(xué)《測控技術(shù)與儀器專業(yè)信號類課程的多元化實(shí)踐教學(xué)改革》項(xiàng)目，針對信號類課程教學(xué)面臨的共性問題，從理論、實(shí)踐與考核方式等方面探討了教學(xué)方法的改革。經(jīng)過幾年的探索，這種教學(xué)模式取得了較好的教學(xué)效果，提升了學(xué)生綜合應(yīng)用素質(zhì)和核心競爭力。

參考文獻(xiàn)

1 金海紅等.“數(shù)字信號處理課程”的改革探索與實(shí)踐［J］.科技資訊，2010（33）

2 李燈熬、張海燕、王華奎.“數(shù)字信號處理”課程教學(xué)改革與實(shí)踐［J］.研究與探討，2010（8）

篇（5）

“數(shù)字信號處理”課程是工科信息類專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，我院電子信息科學(xué)技術(shù)專業(yè)和電子信息工程專業(yè)以及特色試驗(yàn)班開設(shè)了這門專業(yè)基礎(chǔ)課．我們選用的是丁玉美主編的《數(shù)字信號處理》教材．由于這門課程，理論內(nèi)容比較多，概念比較抽象［1，2］，因此對于學(xué)生來說理解和掌握起來比較困難，此課程是在“信號與系統(tǒng)”課程的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，數(shù)學(xué)概念多，如果學(xué)生在“信號與系統(tǒng)”課程中掌握和理解的知識不牢靠，對本課程的學(xué)習(xí)將會更加吃力，需要我們積極的探索更加有利于學(xué)生的科學(xué)教學(xué)方法和實(shí)踐方法．本文結(jié)合我院電子信息專業(yè)特色實(shí)驗(yàn)班的“數(shù)字信號處理”課程教學(xué)和教改工作，分析了本課程存在的一些問題，探索更加有益于教學(xué)的教學(xué)方法，并通過對比采用本文的教學(xué)方法前后特色試驗(yàn)班學(xué)生的成績，實(shí)踐表明采用本文提出的教學(xué)方法，可以提高特色試驗(yàn)班“數(shù)字信號處理”課程的教學(xué)質(zhì)量，取得了比較好的效果，為其他專業(yè)課程的教學(xué)研究提供了有意義的研究方向．

1“數(shù)字信號處理”課程教學(xué)存在的問題

隨著信息化技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字信號處理的發(fā)展也日新月異，理論和技術(shù)方面不斷創(chuàng)新，成為多學(xué)科相互連接的橋梁和紐帶［3－5］．要使“數(shù)字信號處理”課程的知識內(nèi)容跟上時(shí)代的發(fā)展，必須克服在當(dāng)前的教學(xué)教改中存在的一些問題．根據(jù)當(dāng)前教學(xué)實(shí)際，我校特色試驗(yàn)班主要存在以下一些基本的問題，急需探索新方法進(jìn)行解決．（1）數(shù)學(xué)知識的基礎(chǔ)不牢靠影響學(xué)生對本課程的學(xué)習(xí)和運(yùn)用，需要學(xué)生對數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)知識熟練掌握．由于本課程的許多內(nèi)容和實(shí)際的工程應(yīng)用直接相關(guān)，充分運(yùn)用好信號處理的知識，需要使用數(shù)學(xué)工具對實(shí)際工程中的一些采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理．（2）特色試驗(yàn)班學(xué)生許多是從其他的非電子類專業(yè)中招收的學(xué)生，甚至是招收其他學(xué)院的學(xué)生，因此特色實(shí)驗(yàn)班中的學(xué)生對電子信息方面的基礎(chǔ)專業(yè)課程的基礎(chǔ)知識掌握參差不齊，比如“信號與系統(tǒng)”，這門課程是“數(shù)字信號處理”的前置課程，使“數(shù)字信號處理”課程的教學(xué)難度加大．（3）“數(shù)字信號處理”課程的部分內(nèi)容和其他課程的內(nèi)容有一定的重復(fù)，比如“信號與系統(tǒng)”課程等，存在重復(fù)浪費(fèi)教學(xué)資源以及教師之間缺乏溝通等問題，需要對特色實(shí)驗(yàn)班的課程進(jìn)行整合優(yōu)化，提高不同專業(yè)背景的特色實(shí)驗(yàn)班學(xué)生的學(xué)習(xí)效率．（4）“數(shù)字信號處理”課程的概念抽象，難于理解，需要探索比較形象化的教學(xué)方法來提高教學(xué)質(zhì)量．（5）“數(shù)字信號處理”的教學(xué)內(nèi)容比較多，但是特色實(shí)驗(yàn)班安排的課時(shí)有限，需要探索合理的進(jìn)行主要教學(xué)內(nèi)容的教學(xué)方法．

2“數(shù)字信號處理”課程教學(xué)方法研究

針對我校特色試驗(yàn)班學(xué)生存在的一些基本問題，本文探索了一些教學(xué)方法，并在特色試驗(yàn)班中進(jìn)行了相關(guān)的教學(xué)，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：（1）加強(qiáng)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識的引導(dǎo)，采用形象化的教學(xué)方法．針對特色試驗(yàn)班學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)參差不齊的問題，我們在教學(xué)的過程中，進(jìn)行相關(guān)基礎(chǔ)知識的引導(dǎo)，補(bǔ)充了相關(guān)的知識點(diǎn)，給學(xué)生提醒一些參考內(nèi)容，使這部分學(xué)生能夠課前學(xué)習(xí)相關(guān)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，不至于使學(xué)生因本課程涉及的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識不足而不能掌握本課程的內(nèi)容．同時(shí)，我們針對課程中的數(shù)學(xué)公式多而且概念抽象的特征，提出了采用形象化的教學(xué)方法，將復(fù)雜的數(shù)學(xué)公式形象化，將抽象的概念形象化，我們通常考慮運(yùn)用波形圖或者框圖的方法來實(shí)現(xiàn)形象化．例如在涉及到數(shù)學(xué)公式：f1（t）＝a0＋∑∞n＝1（ancosw1t＋bnsinw1t）的講解過程中，就采用框圖標(biāo)定其中的分量的方法來加強(qiáng)理解，如圖1所示．又比如我們在“數(shù)字信號處理”課程教學(xué)過程中由于FFT變換的理解比較困難，可運(yùn)用相關(guān)軟件，演示將一正弦信號進(jìn)行FFT變換前后的波形圖進(jìn)行對比，讓學(xué)生更加清晰的理解FFT變換的內(nèi)涵和物理意義．（2）整合優(yōu)化兩課程的教學(xué)內(nèi)容，避免重復(fù)教學(xué)，優(yōu)化教學(xué)資源．對于特色實(shí)驗(yàn)班學(xué)生的這兩門課程可考慮合并為一門課程，安排好教學(xué)內(nèi)容，提高教學(xué)質(zhì)量．由于兩課程之間存在一定的重復(fù)，不僅理論教學(xué)方面存在重復(fù)，而且實(shí)踐教學(xué)也存在相關(guān)問題，本文提出了優(yōu)化兩課程的整合方案，節(jié)約了大量的教學(xué)時(shí)間．優(yōu)化整合兩課程后的教學(xué)內(nèi)容如表1所示．（3）注重理論聯(lián)系實(shí)踐，結(jié)合科研，注重電信專業(yè)的專業(yè)需求．“數(shù)字信號處理”課程的內(nèi)容學(xué)習(xí)，要充分考慮特色試驗(yàn)班學(xué)生專業(yè)的知識結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，重點(diǎn)講授在電子信息領(lǐng)域?qū)嵱眯詮?qiáng)的內(nèi)容．著重培養(yǎng)特色試驗(yàn)班學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)踐的動手能力和創(chuàng)新能力．我們在針對特色試驗(yàn)班的教學(xué)過程中加入了適當(dāng)?shù)膶?shí)踐環(huán)節(jié)，主要運(yùn)用Matlab軟件以及origin軟件進(jìn)行相關(guān)信號的處理與分析．比如我們在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)加入了橫向項(xiàng)目：中石化武漢分公司水力除焦監(jiān)測系統(tǒng)研究的內(nèi)容，對采集信號進(jìn)行分析處理，可以用MAT－LAB編寫相關(guān)程序進(jìn)行FFT變換，提取信號的特征，分析信號的頻譜特性，如圖2所示，通過運(yùn)用MATLAB得到的采集的聲信號頻譜圖．通過實(shí)際項(xiàng)目，讓學(xué)生深刻體會本課程的工程應(yīng)用，加深對理論知識的理解，也可培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，從而提高教學(xué)質(zhì)量．（4）加強(qiáng)對“數(shù)字信號處理”課程虛擬網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)，充分利用網(wǎng)絡(luò)資源．為提高特色試驗(yàn)班學(xué)生的數(shù)字信號處理課程的教學(xué)質(zhì)量，充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，建立了數(shù)字信號處理網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)室．了數(shù)字信號處理課程虛擬實(shí)驗(yàn)室主要由身份驗(yàn)證、網(wǎng)絡(luò)課堂、網(wǎng)絡(luò)測試以及實(shí)驗(yàn)方案幾個模塊構(gòu)成，提供登陸管理、作業(yè)管理、作業(yè)提交、遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)范例、實(shí)驗(yàn)論壇等欄目和功能，供學(xué)生網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)使用．（5）加強(qiáng)我校特色試驗(yàn)班“數(shù)字信號處理”課程的雙語教學(xué)，提高學(xué)生綜合競爭力．

3結(jié)語

我校特色試驗(yàn)班的“數(shù)字信號處理”課程雖然存在一些問題，但是運(yùn)用本文探索和研究的教學(xué)方法，極大提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，提高了學(xué)生實(shí)踐分析能力，培養(yǎng)了創(chuàng)新能力，使“數(shù)字信號處理”課程的教學(xué)質(zhì)量明顯得到提高．

作者:鐘東 陳春 單位:湖北科技學(xué)院電子與信息工程學(xué)院 湖北科技學(xué)院體育學(xué)院

參考文獻(xiàn)：

［1］OppenheimAV，SchaferRW，BuckJR．Discrete－TimeSignalProcessing［M］．SecondEdition．Prentice－Hall，Inc，1999．

［2］SanjitKMitra．DigitalSignalProcessing－AComputer－BasedApproach［M］．ThirdEdition．TheMcGraw－HillCompanies，Inc，2005．

篇（6）

人們感興趣的是信號所包含的信息，而不管信號本身是什么形式。也許可以概括地說，信號處理涉及兩個基本任務(wù)一一信息的重新排列和信息的壓縮。

數(shù)字信號處理涉及到用數(shù)的序列表示的信號的處理，而多維數(shù)字信號處理則涉罰用多維陣列表示的信號的處理，例如對同時(shí)從幾個傳感器所接收的抽樣圖像和抽樣的時(shí)間波形的處理。由于信號是因而它可以用數(shù)字硬件處理，同時(shí)可以將信號處理的運(yùn)算規(guī)定為算法。

篇（7）

【中圖分類號】G642 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2015）06-0023-02

“數(shù)字信號處理”課程是電子類學(xué)科和專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課，涉及知識面廣泛，如信號與系統(tǒng)、信號處理、通信等，課程內(nèi)容抽象，理論性強(qiáng)，概念多，學(xué)習(xí)難度較大，加上先修課程的學(xué)習(xí)的好壞也影響到本課程的學(xué)習(xí)。這些因素導(dǎo)致學(xué)生難以在有限的教學(xué)時(shí)間內(nèi)掌握好本門課程的內(nèi)容，學(xué)習(xí)的畏難情緒增加，學(xué)習(xí)效果隨之下降，導(dǎo)致逐漸喪失學(xué)習(xí)信心和學(xué)習(xí)熱情[2]。如何培養(yǎng)并保持學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，充分發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性是數(shù)字信號處理課程教學(xué)中需要面對的一個重要問題。因此對傳統(tǒng)的教學(xué)方法進(jìn)行改進(jìn)，采用多種教學(xué)方式激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，取得了較好的教學(xué)效果。

一、多種教學(xué)手段結(jié)合激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

傳統(tǒng)的課堂教學(xué)方式采用黑板板書方式，其優(yōu)點(diǎn)是師生互動直接，可以自由控制時(shí)間，學(xué)生在老師板書的過程中有足夠的時(shí)間理解和思考，跟進(jìn)老師思路的壓力較小，適合公式推導(dǎo)、例題講解等內(nèi)容的教學(xué)。但是板書方式形式單調(diào)，不適合對抽象的概念和復(fù)雜的過程的講解，而且，數(shù)字信號處理課程本來每堂課內(nèi)容多，全采用板書講授方式將很難完成教學(xué)任務(wù)，加快速度則有些重要難以講到，久之影響教學(xué)效果。同時(shí)，本課程涉及信號流圖（如FFT流程圖等）、濾波器設(shè)計(jì)內(nèi)容中的頻譜圖及設(shè)計(jì)的結(jié)果，如果板書出來將占用珍貴的課堂時(shí)間。因此僅用黑板板書的方式顯然并不合適。投影教學(xué)方式的優(yōu)點(diǎn)是形象生動，尤其是有的復(fù)雜過程可采用動畫形式展現(xiàn)，學(xué)生容易理解，且傳遞的信息量豐富。但長久的盯著亮的屏幕容易造成視覺疲勞，快速的翻頁也會造成部分學(xué)生跟不上進(jìn)度，一堂課下來感覺很累。因此，在課堂教學(xué)中，宜采用板書、多媒體教學(xué)相結(jié)合的授課方式，充分發(fā)揮各自教學(xué)方式的優(yōu)點(diǎn)。公式推導(dǎo)、例題講解等可采用板書方式，抽象的概念和理論、復(fù)雜的處理過程等則采用MATLAB仿真進(jìn)行演示或采用動畫形式展現(xiàn)。多媒體課件宜做得精煉，防止出現(xiàn)大幅的內(nèi)容敘述。由于抽象概念的形象解釋有助于學(xué)生的理解，學(xué)習(xí)興趣也隨之提高。比如在講解長信號的線性卷積時(shí)，牽涉到重疊相加法、重疊保留法兩種方法，可采用板書和投影教學(xué)相結(jié)合的方式進(jìn)行講解。先提出問題：兩個長度相當(dāng)?shù)男盘柕木€性卷積可以利用FFT進(jìn)行快速卷積，但若一個信號很長甚至是無限長時(shí)如何實(shí)現(xiàn)快速卷積？讓學(xué)生進(jìn)行討論。再使用板書方式推導(dǎo)出長信號的分段卷積式，對分段卷積結(jié)果如何處理則采用MATLAB仿真來演示和驗(yàn)證這一過程。通過MATLAB仿真，長信號的快速卷積就形象的展現(xiàn)出來，學(xué)生易于理解了，枯燥的定義和概念也變得生動起來，原本復(fù)雜的過程變得簡單而容易接受，有利于知識的理解和掌握，也激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

二、改進(jìn)教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

“數(shù)字信號處理”理論知識多，學(xué)習(xí)起來枯燥。但是，如果學(xué)生認(rèn)識到所學(xué)的知識有用會激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣。因此，應(yīng)加大應(yīng)用性內(nèi)容的教學(xué)，讓學(xué)生參與到相關(guān)的實(shí)踐活動中有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

1.課程設(shè)計(jì)提升學(xué)習(xí)興趣

課程設(shè)計(jì)是綜合性實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，完成課程設(shè)計(jì)需要綜合應(yīng)用所學(xué)知識，包括查閱資料、方案設(shè)計(jì)、方案實(shí)施、結(jié)果分析、方案改進(jìn)等。實(shí)施計(jì)劃過程中遇到的困難和障礙構(gòu)成了學(xué)生渴望以挑戰(zhàn)的問題，正是這些問題激勵學(xué)生積極思考并尋找解決問題的辦法，在此過程中學(xué)習(xí)的積極性得以充分發(fā)揮。一般而言，學(xué)生在接到課程設(shè)計(jì)的任務(wù)后，需要對設(shè)計(jì)課題進(jìn)行分析，確定完成此設(shè)計(jì)需要用到的知識，這些知識可能是已經(jīng)學(xué)習(xí)過的，也有未學(xué)習(xí)過的。學(xué)生通過查閱相關(guān)資料后，綜合所學(xué)的知識、技能，明確需解決的問題和達(dá)到的目標(biāo)，并形成解決問題的技術(shù)方法。

比如在FFT的教學(xué)中，給定課程設(shè)計(jì)要求“語音信號的頻譜分析”，要求綜合運(yùn)用數(shù)字信號處理的理論知識對語音信號進(jìn)行頻譜分析并對語音信號進(jìn)行處理。在此課程設(shè)計(jì)中，要求學(xué)生掌握Windows 環(huán)境下語音信號采集方法，掌握用 MATLAB對信號進(jìn)行分析和處理的編程方法，設(shè)計(jì)算法和應(yīng)用程序，對結(jié)果進(jìn)行分析，撰寫總結(jié)和報(bào)告等。學(xué)生通過理論推導(dǎo)得出相應(yīng)結(jié)論，利用MATLAB作為編程工具實(shí)現(xiàn)語音信號的譜分析和濾波。在設(shè)計(jì)的完成過程中互相交流學(xué)習(xí)心得，共同探討出現(xiàn)的新問題，培養(yǎng)獲取知識與解決問題的能力。與此同時(shí)，學(xué)習(xí)過程中獲得的成就感激發(fā)了他們的學(xué)習(xí)熱情，并培養(yǎng)了勇于探索開拓進(jìn)取的學(xué)習(xí)精神。

在教學(xué)中，課程設(shè)計(jì)的題目可以由教師指定，由學(xué)生選擇，如語音信號卷積的實(shí)現(xiàn)、圖像信號的濾波等；也可以在教師指導(dǎo)下學(xué)生自己選擇。學(xué)生通過參與數(shù)字信號處理的課程設(shè)計(jì)，加深了對“數(shù)字信號處理”理論的理解，提高了學(xué)習(xí)的熱情，鞏固了學(xué)生數(shù)字信號處理的基礎(chǔ)知識，增強(qiáng)了學(xué)習(xí)興趣。

2.探索性實(shí)驗(yàn)激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

探索性實(shí)驗(yàn)是指人們從事開創(chuàng)性的研究工作時(shí)，為探尋未知事物或現(xiàn)象的性質(zhì)以及規(guī)律所進(jìn)行的實(shí)踐活動。它對培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、思維能力、探索精神以及良好的學(xué)習(xí)方法具有重要意義。

目前數(shù)字信號處理課程配備的實(shí)驗(yàn)大多是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，旨在對所學(xué)知識進(jìn)行驗(yàn)證，如快速傅里葉變換（FFT）、RIR濾波器設(shè)計(jì)、IIR濾波器設(shè)計(jì)等，學(xué)生只是使用MATLAB 對教材或?qū)嶒?yàn)指導(dǎo)書上的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，對實(shí)驗(yàn)結(jié)論也是驗(yàn)證與所學(xué)的知識是否一致，遇到不一致的往往知其然不知其所以然，難以結(jié)合教材內(nèi)容進(jìn)行深入分析。實(shí)驗(yàn)過程中遇到的問題也很難獨(dú)立思考和解決。因此，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)僅讓學(xué)生懂得實(shí)驗(yàn)的基本過程及僅僅驗(yàn)證教材上的內(nèi)容是不夠的，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生的分析和思考問題能力。探索性實(shí)驗(yàn)將使得學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中通過自己的觀察、思考得出結(jié)論，不僅能啟迪思維，培養(yǎng)科學(xué)精神和創(chuàng)新能力，更能激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。探索性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容可由教師提出，學(xué)生依據(jù)實(shí)驗(yàn)課題內(nèi)容查閱資料，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，最終完成實(shí)驗(yàn)并撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。如卷積在信號去噪處理中的應(yīng)用，就可以采用高斯模板對被污染的圖像進(jìn)行卷積以去除噪聲（二維卷積），或?qū)σ欢伪辉肼曃廴镜母枨M(jìn)行卷積運(yùn)算去除噪聲（一維卷積）。通過探索性實(shí)驗(yàn)的開展，改變了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的單調(diào)性，調(diào)動了學(xué)生的主動性，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。將驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)與探索性相結(jié)合，不僅有助于知識的掌握和能力的培養(yǎng)，還培養(yǎng)了學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)，對激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣具有積極意義。

3.建立有利于激發(fā)學(xué)習(xí)熱情的考核方法

作為一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，學(xué)生很在乎自己學(xué)習(xí)成績，設(shè)計(jì)一套好的評價(jià)考核方法能最大限度的激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)。為全面考查學(xué)生課堂學(xué)習(xí)、課外學(xué)習(xí)、課程設(shè)計(jì)及探索性實(shí)驗(yàn)效果，需設(shè)計(jì)閉卷考試、實(shí)驗(yàn)考核、課程設(shè)計(jì)考核及平時(shí)綜合考核的全面考核方式。閉卷考試主要考核基本概念、基本原理等理論知識，實(shí)驗(yàn)考核主要考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能及分析和解決問題的能力；課程設(shè)計(jì)考核主要考察獲取知識與解決問題的能力，同時(shí)鼓勵學(xué)生依據(jù)學(xué)習(xí)內(nèi)容撰寫小論文，并建立相應(yīng)的加分制度。

三、結(jié)語

“數(shù)字信號處理”的特點(diǎn)是理論性強(qiáng)，公式多，比較枯燥難學(xué)，學(xué)生容易提不起興趣。興趣是最好的老師，是構(gòu)成學(xué)習(xí)心理的最活躍的因素。為了達(dá)到較好的教學(xué)效果，教學(xué)實(shí)踐中，我們改進(jìn)傳統(tǒng)的教學(xué)方法，在課堂教學(xué)中采用多種教學(xué)手段結(jié)合激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，并從課程設(shè)計(jì)、探索性實(shí)驗(yàn)及建立有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情的考核方法幾個方面著手， 激發(fā)學(xué)習(xí)熱情，促進(jìn)學(xué)生以研究的態(tài)度進(jìn)行學(xué)習(xí)，在學(xué)習(xí)中獲得的成就感激發(fā)了學(xué)生求知欲和學(xué)習(xí)興趣，這些措施的實(shí)施取得了良好的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

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[4]馬永奎，高玉龍，張佳巖，張中兆.“數(shù)字信號處理”課程設(shè)計(jì)導(dǎo)向型教學(xué)初探[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2012，34（4）：96-97.

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篇（8）

數(shù)字信號處理是一門面向各大專院校電子信息學(xué)科的專業(yè)基礎(chǔ)課，它的基本概念、基本分析方法已經(jīng)滲透到了信息與通信工程，生物醫(yī)學(xué)工程，導(dǎo)航、制導(dǎo)與控制，動力工程，航空工程等領(lǐng)域。學(xué)生應(yīng)采取主動的方式獲取本課程所講述的基本概念和基本分析方法，并可利用其分析、解釋和計(jì)算信號、系統(tǒng)及其相互之間約束關(guān)系的問題。但多年來，我們的課程教學(xué)中仍然普遍采用教師主動、學(xué)生被動的滿堂灌輸?shù)慕虒W(xué)理念和方法，看似傳遞給學(xué)生的信息容量大，實(shí)質(zhì)上學(xué)生接受質(zhì)量和效率并不高。鑒于此，本課題組從理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)入手[1]，經(jīng)過多年的研究、實(shí)踐和探索，對該課程的教學(xué)進(jìn)行了改革，并取得了較好的成效。

二、課程現(xiàn)狀分析

當(dāng)前的課堂教學(xué)存在著以下弊端。

1.學(xué)生缺乏對本學(xué)科整個課程體系的全貌了解，各門專業(yè)課程之間缺乏整體聯(lián)系。這使得學(xué)生對該課程的前續(xù)知識準(zhǔn)備不夠，對后續(xù)知識認(rèn)識不足。

2.數(shù)字信號處理課程理論性強(qiáng)，內(nèi)容抽象，涉及的數(shù)學(xué)知識較多，學(xué)習(xí)難度較大。傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，學(xué)生會感到內(nèi)容枯燥難懂，學(xué)習(xí)興趣不足，學(xué)習(xí)的積極性、主動性不高。

3.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容中設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)偏少，驗(yàn)證性內(nèi)容偏多，缺乏綜合性課程設(shè)計(jì)內(nèi)容。致使很多學(xué)生沒有興趣在課前搜集整理相關(guān)資料，了解相關(guān)內(nèi)容，還是依賴教師課堂講授，被動等待教師解惑。

4.隨著高校不斷擴(kuò)招，學(xué)生人數(shù)不斷增加，導(dǎo)致學(xué)生整體平均水平相對下降，大班授課教學(xué)效果不佳。

三、課程改革思路

課程改革是指教師教學(xué)方式及學(xué)生學(xué)習(xí)方式的改變，是教師和學(xué)生雙向的改變，是教與學(xué)的相互溝通[2]。對于教師來說，要與時(shí)俱進(jìn)，不斷更新教學(xué)觀念、教學(xué)思想、教學(xué)模式，變灌輸式、單向式為啟發(fā)式、討論式、研究式教學(xué)；對于學(xué)生來說，要形成積極主動的學(xué)習(xí)態(tài)度，使獲得知識與技能的過程成為學(xué)會學(xué)習(xí)和形成正確價(jià)值觀的過程，由傳統(tǒng)學(xué)習(xí)方式的被動性、依賴性、統(tǒng)一性、虛擬性、認(rèn)同性轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)代學(xué)習(xí)方式的主動性、獨(dú)立性、獨(dú)特性、體驗(yàn)性與問題性。針對當(dāng)前國內(nèi)高等教育中教師過分主動、學(xué)生過分被動，理論學(xué)習(xí)相對過多、實(shí)踐動手機(jī)會相對太少的特點(diǎn)，應(yīng)該想辦法調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)主動性、積極性，鼓勵學(xué)生充分發(fā)揮自己的個性和特長，不斷自主學(xué)習(xí)、獨(dú)立思考、自由創(chuàng)新，努力增加學(xué)生動手實(shí)踐機(jī)會，提高他們的綜合素質(zhì)和解決實(shí)際問題的能力。針對課程現(xiàn)狀，提出以下具體改革措施。

1.針對課程內(nèi)容之間的聯(lián)系問題，學(xué)院即將在各專業(yè)新生中課程中開設(shè)專業(yè)導(dǎo)論課程。在這門課中，會粗略講解本專業(yè)各課程內(nèi)容之間的聯(lián)系。要想透徹理解數(shù)字信號處理課程內(nèi)容，尤其要先深入理解前續(xù)課程信號與系統(tǒng)的精髓內(nèi)容，即信號的三大變換以及線性時(shí)不變系統(tǒng)常用的各種表征方式之間相互聯(lián)系。由于信號與系統(tǒng)的內(nèi)容較之?dāng)?shù)字信號處理更加抽象難懂，數(shù)學(xué)公式較多，使很多同學(xué)產(chǎn)生畏難情緒，學(xué)得一知半解，囫圇吞棗。這導(dǎo)致了相對容易的數(shù)字信號處理學(xué)起來也有些晦澀難懂了。因此在講述信號與系統(tǒng)課程時(shí)就要告知學(xué)生課程的重要性及與數(shù)字信號處理課程之間的聯(lián)系，而在講解數(shù)字信號處理課程時(shí)則要講述清楚和后續(xù)課程之間的聯(lián)系及對后續(xù)課程學(xué)習(xí)的影響。

2.針對數(shù)字信號處理課程理論性強(qiáng)、內(nèi)容較為抽象的問題，教師應(yīng)注重基本概念及其物理意義的講解，加強(qiáng)課程內(nèi)容與學(xué)生生活及現(xiàn)代社會科技發(fā)展的聯(lián)系，教師應(yīng)時(shí)刻關(guān)注本學(xué)科前沿動態(tài)，提升自身理論水平，將和本門課程有關(guān)的先進(jìn)技術(shù)知識引入課堂，將學(xué)生感興趣的內(nèi)容引入課堂，比如數(shù)字信號處理在短波通信、數(shù)字圖像處理、儀器儀表、汽車系統(tǒng)等領(lǐng)域的最新應(yīng)用介紹給學(xué)生，可大大激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也可讓學(xué)生初步了解自己畢業(yè)以后可能的就業(yè)方向。另外，教師應(yīng)精選終身學(xué)習(xí)必備的基礎(chǔ)知識和技能，重點(diǎn)讓學(xué)生掌握核心理論、初步信號仿真能力及工程應(yīng)用，適當(dāng)減少復(fù)雜公式的計(jì)算和推導(dǎo)，避免學(xué)生陷入到復(fù)雜的計(jì)算中去。

針對學(xué)生學(xué)習(xí)主動性、積極性不強(qiáng)的問題，教師應(yīng)改變課程實(shí)施過于強(qiáng)調(diào)接受學(xué)習(xí)、死記硬背、機(jī)械訓(xùn)練的現(xiàn)狀，積極引導(dǎo)學(xué)生，善于提問學(xué)生，善于培養(yǎng)學(xué)生提問，倡導(dǎo)學(xué)生主動參與、樂于探究、勤于動手，培養(yǎng)學(xué)生搜集和處理信息的能力、獲取新知識的能力、交流與合作的能力。采取翻轉(zhuǎn)課堂的形式，讓學(xué)生到講臺上講解，還可適當(dāng)給予學(xué)分獎勵，這樣既提高了學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，又鍛煉了學(xué)生的思考及演講能力。本人在課程教學(xué)中采用課堂互動、討論、學(xué)生講授、分組論文寫作等新的教學(xué)方法和教學(xué)手段，取得了比較滿意的教學(xué)效果。

3.針對缺乏設(shè)計(jì)性及綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的問題，由于課時(shí)較少，本課程只有4次8個小時(shí)的實(shí)驗(yàn)，這種現(xiàn)狀下，課內(nèi)設(shè)置50%的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，一些綜合性的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)只能作為學(xué)生的課后大作業(yè)來完成。將學(xué)生分為3―5人一組，每組選一個課題完成，課題內(nèi)容盡可能接近實(shí)際項(xiàng)目。每個小組成員根據(jù)自身特點(diǎn)領(lǐng)取相應(yīng)任務(wù)和資源，這樣既可鍛煉自身能力，又可培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)意識。在課題實(shí)施過程中，教師起引導(dǎo)作用，可以幫助學(xué)生分析所遇到的問題，鼓勵學(xué)生自己探索、思考解決問題的方法，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力。

4.針對班型較大問題，在師資力量允許的情況下盡量小班授課，以保證授課質(zhì)量。若師資力量薄弱，則采取理論課大班授課，而實(shí)驗(yàn)課小班教學(xué)的方式，便于教師及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，學(xué)生能及時(shí)得到指?А2捎?MOOC教學(xué)也是不錯的解決辦法，MOOC教學(xué)突破了傳統(tǒng)課程時(shí)間、空間的限制，突破了傳統(tǒng)課程人數(shù)限制，便于學(xué)生學(xué)習(xí)，也便于和學(xué)生互動。我們已經(jīng)著手錄制教學(xué)視頻，放到網(wǎng)絡(luò)平臺，作為課堂教學(xué)的有力補(bǔ)充，進(jìn)一步提升學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量和學(xué)習(xí)效率。

四、?n程考核

篇（9）

作者簡介：盧迪（1971-），女，天津人，哈爾濱理工大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院，教授；蘭朝鳳（1981-），女，黑龍江哈爾濱人，哈爾濱理工大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院，講師。（黑龍江 哈爾濱 150080）

基金項(xiàng)目：本文系黑龍江省新世紀(jì)高等教育教學(xué)改革工程項(xiàng)目（項(xiàng)目編號：66996）、哈爾濱理工大學(xué)教育教學(xué)研究項(xiàng)目（項(xiàng)目編號：C201200011）的研究成果。

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）16-0086-02

自大學(xué)擴(kuò)招以來，各高校普遍存在學(xué)生多教師少現(xiàn)象，因此本科生的公共課、專業(yè)課的講授常采用大班額配課制度，學(xué)生數(shù)在百名左右。大班教學(xué)帶來的問題主要有兩個方面：一方面是大班教學(xué)對學(xué)生學(xué)習(xí)積極性的影響。在大班教學(xué)中，師生之間的交流較小班教學(xué)減少，學(xué)生的個性差異和獨(dú)特性被忽視，學(xué)生往往學(xué)習(xí)動機(jī)較低、學(xué)習(xí)積極性較差、學(xué)習(xí)被動、注意力不集中，師生之間和生生之間互不認(rèn)識、互動很少。[1-3]另一方面，從教師的角度來說，由于大班教學(xué)導(dǎo)致學(xué)生發(fā)言、表達(dá)自己的意見機(jī)會大大減少，課堂氣氛比較沉悶，教師往往采用“一言堂”的教授模式，教學(xué)方法單一，而且由于課堂教學(xué)時(shí)間有限、學(xué)生數(shù)多，教師很難從學(xué)生那里得到有效反饋，不能全面了解學(xué)生對課程內(nèi)容的接受、理解程度。

針對這些問題，越來越多的高校教師關(guān)注于大班教學(xué)方法的研究，從中國知網(wǎng)的統(tǒng)計(jì)來看，2010年發(fā)表的相關(guān)研究論文有123篇，2011年有203篇，2012年有155篇。這些論文中，80%左右的研究集中于大學(xué)英語等公共課程，而對專業(yè)課程的大班教學(xué)方法研究較少，因此本文針對“數(shù)字信號處理”這門專業(yè)課的大班教學(xué)方法進(jìn)行了一些探討。“數(shù)字信號處理”課程是通信工程、電子信息工程、信息工程、自動控制、測控儀器等專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課。該課程理論性強(qiáng)、數(shù)學(xué)知識應(yīng)用較多、物理意義不明顯，公式推導(dǎo)多，是學(xué)生普遍認(rèn)為較難學(xué)懂、理解的課程之一。本文針對大班教學(xué)環(huán)境特點(diǎn)，從激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)主動性，構(gòu)建學(xué)習(xí)共同體方面出發(fā)，通過改善課堂效果，提高課堂上的學(xué)習(xí)效率，達(dá)到提升“數(shù)字信號處理”課程大班教學(xué)質(zhì)量的目的。

一、建立“學(xué)習(xí)共同體”教學(xué)模式

“學(xué)習(xí)共同體”是指由學(xué)習(xí)者及助學(xué)者（包括教師、專家、輔導(dǎo)員等）共同構(gòu)成的團(tuán)體。團(tuán)體成員在學(xué)習(xí)過程中經(jīng)常進(jìn)行溝通、交流，并分享各種學(xué)習(xí)資源，共同完成一定學(xué)習(xí)任務(wù)，形成相互影響、相互促進(jìn)的人際聯(lián)系。學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)者主動構(gòu)建內(nèi)部心理表征的過程，學(xué)習(xí)過程需要與物和教材對話、與他人對話、與自己對話。為此，教師要在教學(xué)過程中給學(xué)生“自主學(xué)習(xí)的空間”，使學(xué)生針對任務(wù)或問題去思考、分析、理解、探究，和學(xué)生構(gòu)建“學(xué)習(xí)共同體”，增進(jìn)師生之間、學(xué)生之間的協(xié)作和互動，[4]將學(xué)習(xí)的主動權(quán)歸還給學(xué)習(xí)者，激發(fā)學(xué)生內(nèi)在學(xué)習(xí)動力，將傳統(tǒng)課堂教學(xué)活動中教師負(fù)責(zé)“教”、學(xué)生負(fù)責(zé)“學(xué)”的單向活動回歸到師生互教、互學(xué)的雙向活動，師生關(guān)系不再是“管理者—被管理者”的關(guān)系，而是“民主平等”的關(guān)系。課堂上，教師不再是知識的主講者，而應(yīng)像主持人一樣，是知識的介紹者和串聯(lián)者，學(xué)生應(yīng)作為知識的“主講者”闡述其對知識的理解。只有理解“知識”，而不是死記硬背“知識”，才能應(yīng)用“知識”。譬如在講授傅里葉變換時(shí)，教師在課堂上可以先從周期信號的分解歷史開始介紹，從18世紀(jì)Euler、Lagrange等科學(xué)家對弦振動的分析（此內(nèi)容物理中有相應(yīng)實(shí)驗(yàn)），19世紀(jì)Fourier給出了周期信號級數(shù)的展開和積分、Parseval關(guān)于時(shí)域和變域的能量守恒原理、Dirichlet給出的級數(shù)和積分條件、Gibbs闡述的吉布斯現(xiàn)象，到20世紀(jì)無線電的產(chǎn)生、Nyquist采樣定理、Wiener功率譜、Cooley&Tukey給出的FFT算法等。通過對傅里葉變換演變歷史的介紹，學(xué)生很容易接受將任意信號分解為三角函數(shù)或指數(shù)函數(shù)形式的必然性，進(jìn)而理解傅里葉變換的重要意義，掌握信號從時(shí)域到頻域的轉(zhuǎn)換過程。鼓勵學(xué)生利用強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)資源，對教師介紹的有關(guān)歷史進(jìn)行深一步的挖掘。在這個過程中，學(xué)生會對相關(guān)知識進(jìn)行初步學(xué)習(xí)，當(dāng)課堂上教師講解到相關(guān)知識點(diǎn)時(shí)，學(xué)生可以進(jìn)一步補(bǔ)充自己了解的內(nèi)容和對該知識點(diǎn)的理解。

大學(xué)工科專業(yè)課所講內(nèi)容本質(zhì)上是數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)等基礎(chǔ)知識在工程實(shí)踐中的應(yīng)用，如何將這些基礎(chǔ)知識與工程實(shí)踐相結(jié)合是工程類本科學(xué)生必須掌握的技能，而只有理解這些基礎(chǔ)知識才能很好地應(yīng)用它們。英國著名哲學(xué)家和物理學(xué)家波蘭尼將人類的知識分為顯性知識和默會知識，其中默會知識本質(zhì)就是理解力，是一種領(lǐng)會進(jìn)而把握經(jīng)驗(yàn)、重組經(jīng)驗(yàn)，從而達(dá)到對它的理解和控制能力。相同的教師給同一批學(xué)生授課，但是每個學(xué)生的理解程度不一樣，這就是默會知識掌握程度不同。默會知識的獲得是與特定的問題或任務(wù)情景聯(lián)系在一起的，由于每個學(xué)生的理解方式都受其獨(dú)特的生活和文化環(huán)境影響，因此對相同問題的理解也是不一樣的。掌握默會知識的最好方法就是讓學(xué)生置身于知識所在的日常實(shí)踐情景和科學(xué)實(shí)踐情景中，通過參與專家、同伴的思考和行動過程而獲得那些不能明確表達(dá)的規(guī)范、準(zhǔn)則等。

為加強(qiáng)“數(shù)字信號處理”這門課的實(shí)踐性，嘗試將學(xué)生分為Flash課件制作組、MATLAB課件制作組，DSP程序編寫組等，讓學(xué)生將比較抽象的數(shù)字信號理論知識用自己的方式形象化表達(dá)出來，以判斷其對默會知識的掌握。通過小組合作，學(xué)生可以充分闡述自己的學(xué)術(shù)觀點(diǎn)，在觀點(diǎn)的碰撞中，觸發(fā)靈感，加強(qiáng)批判性思維，提升對所學(xué)知識的理解程度。

二、課堂效果的掌控

“學(xué)習(xí)共同體”的建立是要激發(fā)學(xué)生內(nèi)在的學(xué)習(xí)動力，調(diào)動學(xué)習(xí)主動性，而課堂學(xué)習(xí)效率的提高可以達(dá)到事半功倍的效果。首先要建立統(tǒng)一、規(guī)范的課堂秩序，如上課不遲到、不早退，上課時(shí)不準(zhǔn)許使用手機(jī)、筆記本電腦等電子設(shè)備，不能無故大聲喧嘩，發(fā)言前要舉手示意教師等基本行為準(zhǔn)則。沒有規(guī)矩不成方圓，在確保課堂教學(xué)秩序的前提下，才能保證教學(xué)效果，要使學(xué)生清楚了解、理解這些行為規(guī)范，并自覺遵守執(zhí)行。其次，教師要利用語言表達(dá)能力和肢體語言吸引學(xué)生的注意力。教師的語言要簡潔、準(zhǔn)確、生動、富有邏輯性，可以通過聲調(diào)的變化強(qiáng)調(diào)所講知識點(diǎn)的重要性。由于采用多媒體教學(xué)，教師不用一直站在講臺上，可以到學(xué)生座位附近邊走邊講，這樣，不僅可以縮短師生之間的空間距離，還可以縮短師生之間的心理距離。當(dāng)教師走到學(xué)生身邊時(shí)，學(xué)生必定會將注意力轉(zhuǎn)移到教師身上，提高了其聽課的專注度。教師在教室內(nèi)的走動，還有利于隨時(shí)維護(hù)課堂秩序，并隨時(shí)得到課堂信息的反饋。

課堂秩序的規(guī)范不是要求學(xué)生沉默地聽，而是要保證正常的教學(xué)秩序，學(xué)生如果想要發(fā)表自己的見解，可以隨時(shí)舉手示意教師。教師鼓勵學(xué)生之間進(jìn)行討論，而教師則處于一種裁判的地位，負(fù)責(zé)給出結(jié)論和維持課堂秩序。這樣，在課堂教學(xué)中，教師不再始終處于主講地位，而是將學(xué)習(xí)的主動權(quán)交給學(xué)生，激發(fā)學(xué)生主動學(xué)習(xí)的能力。

三、“數(shù)字信號處理”課程的形象化教學(xué)

在文獻(xiàn)[5]、[6]中都提到了“數(shù)字信號處理”課程形象化教學(xué)方法，目的是更好地幫助學(xué)生建立起數(shù)學(xué)描述與物理概念、物理過程之間的聯(lián)系。因此在課堂上，教師要鼓勵學(xué)生將數(shù)學(xué)描述用圖形的方式表達(dá)出來。譬如在學(xué)完DFT的定義后，可以啟發(fā)學(xué)生將拉氏變換，連續(xù)時(shí)間信號傅里葉變換（FT）、序列傅里葉變換（DTFT）與離散傅里葉變換（DFT）在s平面、z平面上畫出來。雖然教材上有相關(guān)圖形，但是可以讓學(xué)生將這幾個圖形及模擬濾波器的頻率響應(yīng)、數(shù)字濾波器的頻率響應(yīng)繪制在一張紙上，如圖1所示。在圖1（a）中，虛軸上的拉氏變換對應(yīng)連續(xù)時(shí)間非周期信號的FT；當(dāng)時(shí)間信號為非周期序列時(shí)，進(jìn)行DTFT變換，那么z平面上（如圖1（b）所示）的單位圓對應(yīng)的是序列的FT，此時(shí)學(xué)生可以清晰地看出數(shù)字頻率仍然是連續(xù)的，但是具有了周期性質(zhì)，這種頻率連續(xù)的信號仍然不能用數(shù)字處理芯片進(jìn)行處理，因此要在單位圓上進(jìn)一步將連續(xù)的進(jìn)行離散，如圖1（c）所示，將單位圓N等分，即，可清楚表明DFT的概念。在解釋圖1（d）（e）時(shí)，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)模擬濾波器的角頻率范圍是，而數(shù)字濾波器的數(shù)字角頻率是周期性的，只研究這一個周期就可以。

在課堂講授中，多媒體教學(xué)能將抽象、生澀的知識形象化、直觀化，改變了傳統(tǒng)教學(xué)中粉筆加黑板的單一、呆板的表現(xiàn)形式。在多媒體教學(xué)上，可以將PPT、flash和MATLAB綜合在一起應(yīng)用。例如，在講解卷積、圓周卷積等概念時(shí)，由PPT給出相應(yīng)概念與公式，用flash展現(xiàn)2個序列做卷積、圓周卷積的過程。將圓周卷積中的移動序列做成一條貪吃蛇的形狀，學(xué)生們看了之后，對圓周卷積有了一種直觀的認(rèn)識，對其原理的理解也更透徹。此外，多媒體教學(xué)信息量大，可以提高課堂的教學(xué)效率。但是，對于“數(shù)字信號處理”這類理論較強(qiáng)的課程，單純使用多媒體教學(xué)，效果往往不佳，譬如在推導(dǎo)一些定理、公式時(shí)，推導(dǎo)過程直接呈現(xiàn)在PPT上，學(xué)生一眼掃過，導(dǎo)致思路跟不上（或也不愿意思考），理解不透徹，此時(shí)還是傳統(tǒng)的板書效果更佳。在授課中，將知識的重點(diǎn)、難點(diǎn)及重要公式的推導(dǎo)由板書的形式呈現(xiàn)出來，方便學(xué)生記筆記，有利于學(xué)生日后對資料的整理和復(fù)習(xí)工作。

四、小結(jié)

“數(shù)字信號處理”是一門理論強(qiáng)、公式多、難理解的課程，在大班教學(xué)環(huán)境學(xué)下，如果學(xué)生不積極參與到教學(xué)活動中，則教學(xué)效果不佳。通過推行“學(xué)習(xí)共同體”思想，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)在主動性，通過形象化教學(xué)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的外在興趣點(diǎn)，以達(dá)到學(xué)好、學(xué)透“數(shù)字信號處理”這門課的目的。

參考文獻(xiàn)：

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篇（10）

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）22-0212-02

字信號處理是一門基礎(chǔ)性很強(qiáng)的課程，信號與系統(tǒng)是它的先修課程，通信原理是它的拓展課程，該課程集數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)和電子學(xué)為一體，是一門交叉學(xué)科。在數(shù)字信號處理課程中，既涉及基礎(chǔ)理論和算法，還涉及硬件電路，覆蓋面很廣。對該課程的講授也不能僅僅采用理論教學(xué)的方法，尤其是在工程教育的背景下，對學(xué)生的要求越來越高。基于工程教育背景，本論文以創(chuàng)新人才培養(yǎng)為目標(biāo)，探索數(shù)字信號處理有效的教學(xué)方法和教學(xué)手段，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。通過對教學(xué)方法的改革，將教學(xué)的指導(dǎo)思想變?yōu)橐詫W(xué)生為主，改變學(xué)生傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)方式，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高工程設(shè)計(jì)能力，為數(shù)字信號處理及其相關(guān)課程的改革提供參考和借鑒。

1.調(diào)整課程教學(xué)目標(biāo)，強(qiáng)調(diào)工程素養(yǎng)及創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的培養(yǎng)。根據(jù)學(xué)校本科生培目標(biāo)的要求，在教學(xué)中要以加強(qiáng)基礎(chǔ)、重視實(shí)踐、增強(qiáng)能力、提高素質(zhì)為目標(biāo)，課程體系要分層次、多模塊，即涉及基本技能培養(yǎng)有包含創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

2.調(diào)整教學(xué)理念。數(shù)字信號處理課程的教學(xué)理念應(yīng)該是針對不同的教學(xué)內(nèi)容，采用多種教學(xué)方式相結(jié)合，通過啟發(fā)的方式，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和能力，逐步提高學(xué)生獨(dú)立分析、解決問題的能力，為今后的學(xué)習(xí)和工作打下基礎(chǔ)。

3.改革教學(xué)方法。多種教學(xué)手段相融合，構(gòu)建多元化、立體化教學(xué)模式。因?yàn)閿?shù)字信號處理課程內(nèi)容很抽象，理論性很強(qiáng)，傳統(tǒng)的教學(xué)方式是教師的講授式教學(xué)，學(xué)生往往處于被動接受的地位，這樣就抑制了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性。為了改變這一現(xiàn)狀，需要針對不同的教學(xué)內(nèi)容，采用多種教學(xué)方式相結(jié)合的多元式教學(xué)模式，引導(dǎo)學(xué)生參與教學(xué)活動，變學(xué)生的被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)。①講授式教學(xué)，對于課程中那些基礎(chǔ)性較強(qiáng)，理論性較強(qiáng)的內(nèi)容，學(xué)生難以理解，需要老師進(jìn)行透徹的分析和細(xì)致的講解。在教學(xué)過程中，教師要注意啟發(fā)和引導(dǎo)學(xué)生，而不是全盤灌輸，要注意教學(xué)的生動性，用生動的案例來吸引學(xué)生。②研討式教學(xué)，采用研討式教學(xué)方法，教師需要針對不同的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)要求，精心思考，提出難度適中符合邏輯的問題，使學(xué)生能和同伴之間通過積極的討論交流，達(dá)到自主學(xué)習(xí)的目的。研討的內(nèi)容以教材為主，輔以周圍的生活實(shí)際，教學(xué)環(huán)境輕松自由，充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，鼓勵他們自由表達(dá)，提出問題，對問題進(jìn)行探討，讓學(xué)生通過這種研討式的方式將所學(xué)的知識應(yīng)用于解決實(shí)際的問題。③啟發(fā)式教學(xué)，在教師主持下，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)一個良好的學(xué)習(xí)氛圍，調(diào)動其學(xué)習(xí)知識的積極性、主動性和創(chuàng)造性，引導(dǎo)學(xué)生對學(xué)習(xí)能夠舉一反三，激勵學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)學(xué)生的自學(xué)能力、分析和解決問題的能力、創(chuàng)新和組織能力的發(fā)展。④網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的自主學(xué)習(xí)與協(xié)作學(xué)習(xí)，充分利用網(wǎng)絡(luò)的信息開放性，構(gòu)建多媒體化的協(xié)作、自主學(xué)習(xí)情境。數(shù)字信號處理課程網(wǎng)站主要有下面幾個特點(diǎn)：一是較為豐富的教學(xué)資源，選編和收集國內(nèi)外與課程內(nèi)容有關(guān)的多媒體素材等，向?qū)W習(xí)者提供豐富的學(xué)習(xí)資源。二是相對靈活的網(wǎng)絡(luò)交流，網(wǎng)站不僅實(shí)現(xiàn)了本課程的各個方面資源的表達(dá)共享，還通過服務(wù)器端程序的編制，實(shí)現(xiàn)一個的交流平臺BBS。通過在線交流，學(xué)生老師實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程交互，反饋信息。三是靈活的信息呈現(xiàn)，網(wǎng)站綜合運(yùn)用圖片、多格式文本FTP系統(tǒng)等各種技術(shù)，把課程的資料以豐富多彩的形式呈現(xiàn)給學(xué)生。

4.完善教學(xué)文件。在教材建設(shè)方面，密切聯(lián)系本學(xué)科和交叉學(xué)科的國內(nèi)外最新發(fā)展動態(tài)，在參考國內(nèi)外優(yōu)秀教材的基礎(chǔ)上編寫適合本專業(yè)培養(yǎng)方案的《數(shù)字信號處理》教材，輔之以MIT大學(xué)等一些在數(shù)字信號處理教學(xué)中有重要影響的高校教材，并在現(xiàn)代信號處理、MATLAB輔助信號處理、DSP原理與應(yīng)用等方面配合指定了大量教學(xué)參考書，使學(xué)生學(xué)習(xí)目的和發(fā)展方向明確化。同時(shí)提供相應(yīng)的CAI課件、網(wǎng)絡(luò)課程，以逐步形成立體化多媒體化的教材體系。

5.教學(xué)手段改革。教學(xué)手段上改變傳統(tǒng)的粉筆式教學(xué)，逐步輔以圖片、幻燈、錄像、投影、CAI課件等多媒體信息，讓抽象的原理能夠以形象實(shí)用的方式高效地展現(xiàn)。

6.考試改革。啟發(fā)式、探究式、討論式、參與式等多元化教學(xué)的同時(shí)，也要改革考試方式。考試方法從某種意義上來說，是引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)的指揮棒，這根指揮棒的運(yùn)用是否得當(dāng)，對學(xué)生學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)將產(chǎn)生很大的影響。在考核方式上，可以采用開卷、閉卷等多種形式。注重學(xué)生的日常知識積累、檢測學(xué)生的綜合設(shè)計(jì)能力。在考核內(nèi)容上，注重學(xué)生的分析和綜合能力，在強(qiáng)調(diào)考核知識的綜合應(yīng)用、基本概念以及基本內(nèi)容的同時(shí)加大分析與綜合型試題的比重，并有10%的拓展、創(chuàng)新題。這樣，可以在保證試卷適用于大部分學(xué)生的同時(shí)，也拉開了成績的分布，能夠較為客觀地考核學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況。評價(jià)形式多元化，既有分?jǐn)?shù)，也有評語；既有課內(nèi)，也有課外。可以讓學(xué)生參與課程考核的評價(jià)方案，讓他們及時(shí)了解自己在自我構(gòu)建知識體系的過程中取得的成績和進(jìn)展，使考核評價(jià)成為一個繼續(xù)學(xué)習(xí)的過程，充分體現(xiàn)學(xué)生在自主學(xué)習(xí)中的主題地位。

7.提高教師素質(zhì)，打造教學(xué)和科研團(tuán)隊(duì)。多元化教學(xué)方法的改革需要教師有充足的知識儲備，以應(yīng)對學(xué)生可能提出的很多問題，所以教師要加強(qiáng)理論知識學(xué)習(xí)，增加理論知識儲備與應(yīng)用能力，不斷完善自己的知識結(jié)構(gòu)與智力結(jié)構(gòu)。需要建立一支在素質(zhì)上具備良好的職業(yè)道德和高尚的思想境界、具備現(xiàn)代教育理念、掌握現(xiàn)代教育技術(shù)、具備較強(qiáng)創(chuàng)新精神的教學(xué)科研能力的教師隊(duì)伍。

通過工程教育背景下實(shí)施數(shù)字信號處理多元化教學(xué)方法的改革與實(shí)踐，構(gòu)建了新的課程體系，從整體上對“數(shù)字信號處理”課程內(nèi)容進(jìn)行了整合和優(yōu)化，初步建立信號處理多元化教學(xué)新模式，將多種教學(xué)手段和方式相結(jié)合，取得良好的教學(xué)效果。

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中短波電臺在歷史上為保證航行安全做出了重要貢獻(xiàn)，至今仍承擔(dān)海上通信安全、遇險(xiǎn)、救助等任務(wù)。目前在我國沿海有上海、廣州、天津、大連等電臺，它們的工作方式基本上是VHF，SSB，NBDP，Morse，覆蓋的頻段為400KHz到30MHz。由于各種通信技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，中短波通信受到越來越大的沖擊。不但它的應(yīng)用范圍上有很大的局限性，而且更是由于中短波電臺系統(tǒng)大多采用模擬方式，它的抗干擾性差，不穩(wěn)定性而產(chǎn)生的噪聲使它的通信質(zhì)量難以得到保證。目前，通信數(shù)字化技術(shù)已相當(dāng)成熟，基于這個技術(shù)本論文提出了中短波通信數(shù)字化的觀點(diǎn)。數(shù)字系統(tǒng)與模擬系統(tǒng)不同，它的特性不易隨使用條件的變化而變化，數(shù)字信號可以存儲，可以按照理論算法運(yùn)算，可以獲得較高的指標(biāo)。這些特點(diǎn)決定了中短波通信的噪聲可以通過數(shù)字化來解決。

1.2中短波電臺的發(fā)展方向

在我國不同區(qū)域、不同級別、不同用途、不同波段的無線電臺很多，無線電臺的這些特點(diǎn)，不但使相互間的聯(lián)合通信很困難，也給電臺的功能擴(kuò)展增加了難度，同時(shí)更為重要的是，它使電臺無法適應(yīng)新技術(shù)的飛速發(fā)展而及時(shí)更新?lián)Q代。因此采用數(shù)字化技術(shù)，對來自天線射頻的信號直接進(jìn)行采樣，以通用的數(shù)字信號處理器為硬件平臺，用軟件來完成無線電臺的所有功能，是無線電臺的發(fā)展方向。

根據(jù)我國的目前的情況，改造現(xiàn)有的模擬電臺具有非常重要的意義，因?yàn)樗鞘雇ㄐ旁O(shè)備向小型化、模塊化、數(shù)字化和軟件化過度的一種切實(shí)可行的方法。對于短波無線電臺而言，隨著數(shù)字信號處理技術(shù)的發(fā)展和數(shù)字器件越來越多的應(yīng)用到HF收發(fā)信機(jī)設(shè)備中，現(xiàn)有的HF收發(fā)信設(shè)備普遍采用微處理器作為電臺控制，有的采用了數(shù)字式頻率合成器，采用了數(shù)字式天線匹配器，有的還采用了數(shù)字信號處理器以實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)鏈路建立和抗干擾通信。

進(jìn)入九十年代，國外的通信廠家推出的新型HF收發(fā)信設(shè)備，出現(xiàn)了數(shù)字化接收機(jī)，數(shù)字化發(fā)射激勵器、數(shù)字化電臺等設(shè)備。這類設(shè)備同以往設(shè)備的最大區(qū)別是采用數(shù)字信號處理技術(shù)代替了以往設(shè)備中與各種工作方式有關(guān)的模擬器件，這樣可以利用數(shù)字信號處理方面的許多優(yōu)點(diǎn)，例如在模擬設(shè)備中的邊帶濾波器的群遲延特性在通帶范圍內(nèi)是U型的，不是常數(shù)，而在數(shù)字信號處理中用FIR濾波器很容易實(shí)現(xiàn)群遲延特性為常數(shù)。

HF收發(fā)信設(shè)備數(shù)字化的實(shí)質(zhì)是收發(fā)信設(shè)備中信道部分的數(shù)字化，它采用數(shù)字信號處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)音頻與中頻之間的頻潛變換，涉及的內(nèi)容主要有音頻處理，各種工作方式的調(diào)制/解調(diào)，中頻及射頻的自動增益控制/自動電平控制。

HF收發(fā)信設(shè)備信道數(shù)字化后，由于采用了大規(guī)模集成電路取代分立元件，用軟件實(shí)現(xiàn)濾波器等功能，簡化了硬件電路，同時(shí)提高了性能指標(biāo)和可*性，也增加了電臺靈活性，為軟件無線電打下了基礎(chǔ)。

現(xiàn)有的模擬式HF收發(fā)信機(jī)設(shè)備均采用2至3個中頻，否則無法實(shí)現(xiàn)高的性能指標(biāo)。理想的數(shù)字化方案應(yīng)是*近天線的數(shù)字化，考慮到HF波段的特點(diǎn)和現(xiàn)有的技術(shù)，現(xiàn)在取消中頻直接在射頻上數(shù)字化在技術(shù)上是非常困難的，在目前是難以實(shí)現(xiàn)的，較好的數(shù)字化方案是應(yīng)該在較適中的頻率上數(shù)字化。

收發(fā)信機(jī)普遍采用高中頻的方案：第一中頻在40MHz到100MHz之間，受到硬件技術(shù)發(fā)展水平的限制，在一中頻實(shí)現(xiàn)數(shù)字化是非常困難的，因此HF收發(fā)信機(jī)的數(shù)字化主要集中在9MHz、2.5MHz、500KHz、200KHz。

高于200KHz中頻的數(shù)字化通常只采用兩個中頻，而低于200KMz中頻的數(shù)字化往往要采用三個中頻。采用三個中頻的HF收發(fā)信設(shè)備較采用兩個中頻的HF收發(fā)信設(shè)備的硬件電路要復(fù)雜。在較低的中頻上數(shù)字化是采用三個中頻的主要原因，目前的技術(shù)在二中頻上實(shí)現(xiàn)數(shù)字化己經(jīng)成熟，且在三中頻上數(shù)字化也沒有明顯的好處，所以新的數(shù)字化方案中避免在較低的中頻上數(shù)字化。

綜上所述，目前的HF收發(fā)信設(shè)備的數(shù)字化方案應(yīng)采用雙中頻方案，在二中頻上實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，二中頻的頻率應(yīng)高于200KHz。在較高的中頻上實(shí)現(xiàn)數(shù)字化可以獲得較高的處理增益，達(dá)到較高的性能指標(biāo)。

2．多級抽取數(shù)據(jù)處理原理

對于數(shù)字電視廣播信號反射回波的頻譜分布，我們只對其中心頻率附近可能出現(xiàn)的運(yùn)動目標(biāo)的一段頻譜感興趣，例如：由傳輸速率決定的數(shù)字電視廣播信號的頻譜寬度為432MHz，而實(shí)際目標(biāo)可能覆蓋的頻段不會超過20kHz。如果對所有采樣點(diǎn)計(jì)算FFT，計(jì)算量非常大，且這樣的計(jì)算效率很低。如果采用信號抽取方法就可以做局部的譜分析，提高計(jì)算效率。實(shí)現(xiàn)局部頻譜分析的工作原理，如圖1所示。信號經(jīng)過復(fù)調(diào)制，把要進(jìn)行分析的一段頻譜（例如X0附近）搬移到零頻附近，然后進(jìn)行MB1的抽取，這樣在較少的點(diǎn)數(shù)下做信號頻譜分析，達(dá)到細(xì)化頻譜的目的。

但是當(dāng)抽取因子M很大時(shí)，一次抽取對濾波器的特性要求很高，為濾波器的設(shè)計(jì)帶來困難。如果采用多級采樣率變換來實(shí)現(xiàn)抽取，不但可以簡化濾波器的設(shè)計(jì)，而且可以進(jìn)一步減少計(jì)算量和系統(tǒng)的存儲量。

3．多抽樣率數(shù)字信號處理技術(shù)

在一個信號處理系統(tǒng)中有時(shí)需要不同的抽樣率。這樣做的目的有時(shí)是為了系統(tǒng)中各處需要不同的抽樣率，以利于信號的處理、編碼、傳輸和存儲，有時(shí)是為了節(jié)省計(jì)算工作量。使抽樣率降低的抽樣率轉(zhuǎn)換稱為抽取；使抽樣率升高的抽樣率轉(zhuǎn)換稱為內(nèi)插，抽取和內(nèi)插是多抽樣率信號處理的基木環(huán)節(jié)。

3.1多抽樣率數(shù)字信號處理

實(shí)現(xiàn)多抽樣率變換的基本方法包括：整數(shù)抽取、整數(shù)內(nèi)插、抽樣速率的有理數(shù)變換等。

（1）整數(shù)抽取

如圖2所示為整數(shù)抽取器的結(jié)構(gòu)，其中為抗混疊低通濾波器，其理想頻域響應(yīng)為：

（1）

設(shè)輸入信號的頻域響應(yīng)為，通過計(jì)算可得輸出信號的頻域響應(yīng)為

（2）

若滿足（1）式，則有。即整數(shù)抽取序列的數(shù)字譜是M個輸入序列經(jīng)頻譜擴(kuò)展（M倍）和周期移位后的迭加譜，提高了信號的頻域分辨率。

圖2整數(shù)抽取器的結(jié)構(gòu)

（2）整數(shù)內(nèi)插

如圖3所示為整數(shù)內(nèi)插器的結(jié)構(gòu)，其中為平滑低通濾波器，其理想頻域響應(yīng)為：

（3）

圖3整數(shù)內(nèi)插器的結(jié)構(gòu)

設(shè)輸入信號的頻域響應(yīng)為，通過計(jì)算可得輸出信號的頻域響應(yīng)為

（4）

即整數(shù)內(nèi)插序列的數(shù)字譜是輸入序列經(jīng)L倍壓縮后的譜提高了信號的時(shí)域分辨率。

（3）抽樣速率的有理數(shù)變換

以上介紹的整數(shù)內(nèi)插與抽取都屬于采樣速率的整數(shù)變換，將其推廣可得抽樣速率的有理數(shù)變換。有理數(shù)（L/M）倍的速率變換可以這樣來實(shí)現(xiàn)：首先通過L倍內(nèi)插然后進(jìn)行M倍抽取。其中為內(nèi)插低通濾波器與抽取低通濾波器合二為一，滿足下式，式中

（5）

3.2濾波器設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)

在多抽樣率系統(tǒng)中我們總是設(shè)法把乘法運(yùn)算安排在低抽樣率的一側(cè)以使每秒鐘內(nèi)的乘法次數(shù)（MPS）最少。但在抽取器和內(nèi)插器中濾波的卷積運(yùn)算都是在抽樣率較高的一側(cè)，例如實(shí)現(xiàn)抽取器的運(yùn)算，如果先做抗混迭濾波的卷積計(jì)算然后抽取，則必然有很多計(jì)算工作是徒勞的，而且一個卷積運(yùn)算又必須再在輸入信號的抽樣時(shí)間間隔內(nèi)完成，這樣就使得每秒鐘的乘法次數(shù)很高。在實(shí)現(xiàn)多抽樣率系統(tǒng)時(shí)，F(xiàn)IR結(jié)構(gòu)具有很大的優(yōu)越性。一方面它絕對穩(wěn)定的，并具有很容易做成線性相位的優(yōu)點(diǎn)，另一方面也容易實(shí)現(xiàn)高效結(jié)構(gòu)。

多抽樣率系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)一般有3種結(jié)構(gòu)：直接實(shí)現(xiàn)、多相結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)、時(shí)變網(wǎng)絡(luò)的高效實(shí)現(xiàn)。在實(shí)際中應(yīng)用廣泛的是多相結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)，同時(shí)在HSP50215、HSP50214中也主要使用這種方式。多抽樣率系統(tǒng)中的多相表示和整數(shù)倍內(nèi)插器表示兩種方式。其中多相表示又稱為多相分解，是指將數(shù)字濾波器的轉(zhuǎn)移函數(shù)H（z）分解成若干個相位不同的組。通常，對于簡單整系數(shù)濾波器，在抽取系統(tǒng)中，當(dāng)抽取因子D不恰好是2的冪，但包含多個二倍抽取器的級連，我們常常在抽取系統(tǒng)的第一級（或內(nèi)插系統(tǒng)的最后一級）采用運(yùn)算極為簡單的整系數(shù)濾波器，因?yàn)檫@種簡單的整系數(shù)濾波器的的低通濾波性能并不很好，所以它只用于抽取系統(tǒng)的第一級或內(nèi)插系統(tǒng)的最后一級，其余各級則仍使用半帶濾波器。這是HSP502I4中CIC濾波器和半帶濾波器級連這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的依據(jù)。

（1）數(shù)字高通濾波器的設(shè)計(jì)

設(shè)采樣頻率為F=250Hz，為了減少孔徑誤差，其頻率穩(wěn)定度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于電網(wǎng)頻率穩(wěn)定度（由需要的處理精度確定）。其中對于孔徑誤差，它指因采樣頻率不穩(wěn)定造成采樣脈沖未在預(yù)定時(shí)刻t0出現(xiàn)，而是在t0之前或之后出現(xiàn)，所采樣的值與實(shí)際t0時(shí)刻的值之差。其頻率穩(wěn)定度為max[|f－f0|]/f0，式中f0為標(biāo)準(zhǔn)頻率，f為實(shí)際出現(xiàn)或允許出現(xiàn)的頻率，且N=125，其中：

|Gd（k）|=[0，a1，a2，1，…，1，a2，a1]（6）

Gd（k）=exp（－jkpi（N－1）/N）k=0，1，2，…，N－1（7）

式中N為Gd（k）的長度，在計(jì)算機(jī)上調(diào)整a1和a2，可改變高通濾波器的頻率特性。由傅里葉反變換可求得其N點(diǎn)單位抽樣響應(yīng)g（n）=IDFT（Gd（k）），且g（n）對稱。

（2）由數(shù)字高通濾波器到多帶阻帶通濾波器

根據(jù)多抽樣率思想，對g（n）進(jìn)行插值，每一個g（n）后面插入K－1個0，令h（n）=g（n/K），n=0，K，2K，3K，…，（N－1）K；h（n）=0，n=其他。并取h（n）的長度為KN，K=F/50=5。

由多抽樣率理論很容易推導(dǎo)出h（n）的頻譜將是g（n）的頻譜的K倍壓縮。在matlab上仿真，由h（n）的頻譜圖可以看出，其阻帶中心頻率在0Hz，50Hz，100Hz，150Hz，200Hz處。

調(diào)整a1和a2的值，可達(dá)到阻帶寬度為0.36Hz時(shí)，衰減超過60dB；阻帶寬度為0.4Hz時(shí)，衰減超過52dB；通帶下限頻率（或上限頻率）與阻帶中心頻率的差為2（F/N）/（F/50）=2×50/N=0.8Hz，通帶減不超過3dB。在直流附近，低于0.18Hz的信號將被濾掉，衰減大于60dB，大于0.8Hz的信號將得到保留，其衰減不超過3dB，在通帶內(nèi)的紋波系數(shù)小于1.2%。

參考文獻(xiàn)：

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2．玉美、高西全、彭學(xué)愚，《數(shù)字信號處理》，西安電子科技大學(xué)出版社，2006

3．姚天任、孫洪，《現(xiàn)代數(shù)字信號處理》，華中科技大學(xué)出版社，2005