《处理技术的数字信号论文精选9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，为大家精心整理了处理技术的数字信号论文精选9篇，希望大家可以喜欢并分享出去。

数字信号处理论文 篇1

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2

关键词：数字信号处理；精品课程；三本院校；独立学院

中图分类号：G642.0 文献标志码：A文章编号：1674-9324（2014）37-0042-02

“数字信号处理”是利用计算机或DSP专用处理设备，对信号采用数值计算的方法进行采集、变换、综合、估值与识别等处理，达到提取信号特征和利于应用的目的。“数字信号处理”是国内许多高校电子信息类、通信类和自动控制类的专业技术基础课，具有基础性强和应用性广的特点，是应用DSP（数字信号处理）芯片、嵌入式技术、EDA技术解决实际问题的基础。但是传统的教学模式无论在教授内容还是教学方式上都比较偏重理论教学，其教学方式单一。课堂教学多以教师中文讲课为主，缺乏必要的师生交流互动和实验练习环节。滇池学院是教育部确认的独立学院，学院先后被有关部门、机构和协会授予“社会满意学校”、“民办教育百强学校”、“全国百佳特色学校”、“2008年全国最佳独立学院”。“数字信号处理”经过多年的课程建设，2010年被列为滇池学院的院级精品课程建设项目，该课程介绍数字信号处理的基本概念和基本理论，讲授各种常用算法的计算机实现方法。在精品课程建设中，我们努力寻找新的教学方式和方法，在MATLAB实践教学平台上尽量做到深入浅出的教学；着重培养学生对数字处理技术的运用能力。通过学习该课程，让学生掌握在上述技术中继续学习和科研的必要工具。在课程建设过程中，我们应用新的教学手段，研究并实践如何提高“数字信号处理”课程的教学水平，在对该课程的精品课程建设中，实现了教学形式的多样化、加强了教学互动，这些手段有效地提高了数字信号处理课程的教学效果[1]。

一、确立教学目标、改革教学内容

“数字信号处理”是滇池学院“电子信息工程”专业的专业基础课。目前，该课程中的一些主要内容，例如：离散时间傅立叶变换（DTFT）、离散傅立叶变换（DFT）、变换域中的线性时不变离散时间系统（LTI）、数字滤波器的设计等，是本课程的教学重点和难点。尤其是DFT是本课程的重点教学内容。学好这部分内容，将有助于借助计算机或DSP芯片，用数值计算的方法分析信号的频谱。若讲授只停留在理论和公式推导上，学生得到的还是较为抽象的概念。现在多数三本院校的教学方式为传统的黑板式教学方式，大多数用的还是中文版教材，若能借助于当今先进的软、硬件技术，相信教学效果会更好。随着现代社会科技水平的发展，视频教学和多媒体教学的出现，社会对三本院校学生应用能力的需求提高及学生学习目的的多样性等原因，我们将对本课程的教学目标和内容进行改革和探索。因此，我们将从以下几个的方面进行探索。

1.在教学内容方面改革：以培养学生应用知识能力和设计创新能力为目标，根据近年来数字信号处理在信号分析方面应用的热点，以及电子信息专业对该课程的要求，结合课程特点，参照国内外知名大学的教学计划体现实践性、先进性和前沿性[1]。

2.在使用教材方面改革：选用《Digital Signal Processing――A Computer-Based Approach》，作者是SanjitK. Mitra。该教材是清华大学出版社引进的国际知名大学――美国加州大学圣・巴巴拉分校的原版（英文）教材，且作者Sanjit K. Mitra教授是国际著名的信号处理专家。

3.在教研结合方面改革：通过本课程的建设，能成立一支由专家领头，普通教师参与，教学水平高，教研相互促进的教师梯队，并要求担任本课程建设的教师能积极参与教学改革、及时掌握国内外在本学科领域的先进教学理念，从而形成一流的教学成果。鼓励学生参加电子设计大赛，将“数字信号处理”的专业知识与其他电子信息领域的知识相结合，并能参与实际项目研发和相关论文写作；鼓励学生参加课外科技活动小组，将所学的数字信号处理的知识应用到解决实际问题中，既提高了学习积极性，又锻炼了学生。

4.在成绩评定方面改革：除本课程基础理论采用闭卷考试外，把MATLAB实践教学平台上DSP应用和数字滤波器设计实验计入到实验考试成绩中，以鼓励学生提高应用知识能力和创新能力。

二、创新教学手段，完善教学方法

现在“数字信号处理”课堂教学方式多数是传统的教师讲、学生听的模式，这样的教学手段有利于培养学生的推理能力和解题能力，但是不利于学生的自主学习能力和创新能力的提高[2]。因此，教学方法上我们积极推动现代化教学手段在该课程中的应用，实施多媒体教学与板书相结合的创新教学模式。针对应用型人才培养目标，增加课堂讨论、MATLAB编程、项目训练等教学环节，加强学生对数字信号处理理论的理解，从而提高其实践应用的能力。通过该课程教学建设，我们将实现以下目标。

1.多媒体技术与传统板书相结合的教学方式。我们制作与教材配套的多媒体课件，增加视频和动画，调动学生学习的积极性，挖掘学生的学习潜力，使学生由填鸭式接受变为主动学习探究。

2.双语互动的教学模式。为使三本院校学生掌握“数字信号处理”学科国际最前沿知识，提高学生在该课程及电子信息相关领域方面的英语水平，我们逐步推动对该课程进行双语教学，采用全英文教材和课件。在实际教学过程中以英语教学为主，对于重点知识点的讲授增加中文解释。适当补充“数字信号处理”学科中专业词汇的英语解释，让大部分学生能顺利地使用原版教材进行学习，能用英语回答提问，完成用英语出的练习题、考试题，以及让80%的学生在完成练习与考试中能全用英语答题。

3.理论教学与实验教学结合，创建实践教学平台。实验教学是课堂教学的重要补充，能促进学生将课堂上的理论知识与实际问题相结合，既锻炼了学生的应用能力又提高了学生的兴趣。在“数字信号处理”课程的实验教学中，MATLAB的引入很受学生的欢迎。由于其丰富的函数库、强大的计算功能及高度的可视化，将抽象和复杂的问题变得直观和容易理解，再加上多媒体教学手段的应用，大大方便了学生对本课程理论的学习，有效地提高了学生的学习效率。根据三本院校的特点，我们把实验题目分为：基本型（必须完成），选做型（有一定难度，鼓励选做），以及设计型（综合实验，较难，具有挑战性，需要花较多的精力和时间来考虑）三类。三种类型的“数字信号处理”实验题目，满足了不同层次学生的要求。其中，综合实验通常还作为实验考核的内容。大部分的学生都能完成“基本型”的题；约1/3的学生能完成“选作型”的题；不少学生不再满足“验证性”的实验，而希望能做具有挑战性的研究设计型题，尤其是应用性和实用性强的题目。

在滇池学院“数字信号处理”精品课程的建设过程中，我们将努力提高教学理念和完善教学方式，加强课程的中英双语教学，建立MATLAB实践教学实验室，争取在精品课程验收前建立数字信号处理课程的网络教学的平台。我们在课程建设中总结出许多成功的经验，同时，也存在的一些不足。为确保课程建设顺利完成，我们逐步实现教学手段多样化，加强教研互动，增进师生交流，强化师资队伍等目标。

参考文献：

[1]陈建华，李海燕，张榆锋，施心陵。“随机过程”精品课程建设与教学改革探索[J].中国科技信息，2010，（18）：1.

[2]杨鉴，张榆锋。研究生“现代信号处理”教学改革与建设[A].中国电子高等教育学会2005年学术年会论文集[C].2007，（5）：2-3.

数字信号处理论文 篇3

【关键词】数字信号处理 DSP Builder 教学实践环节

【基金项目】论文由“上海理工大学‘精品本科’系列研究项目”专项资助。

【中图分类号】G642.0 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）35-0231-01

数字信号处理是一门的重要专业基础课，由于理论性很强、比较抽象，对于听课的学生和授课的教师均是一个难点。为了能让学生深入的体会和学好数字信号处理的理论知识，教学实践环节是必不可少的。

1.数字信号处理教学实践环节的现状

目前在数字信号处理课程的教学实践环节中，较为普遍的是采用MathWorks公司的数学分析软件Matlab，学生通过Matlab软件编程对数字信号处理的理论知识进行仿真和验证，这种通过纯粹软件编程进行仿真验证的实践方法仍然是比较抽象的，不利于学生对所学知识的深入理解，也不利于理论联系实践。

国内一些高校开始采用Matlab编程与可编程逻辑器件相结合的方法来进行该课程的实践教学，这种将软、硬件平台相结合的方法是一个很好的尝试，但它需要学生在熟悉可编程逻辑器件的基础上，熟练进行硬件描述语言（HDL，hardware description language）的编程，这样就容易使学生在掌握软件使用和熟悉硬件平台等方面花费过多的时间，从而忽视了对数字信号处理课程本身一些重要理论和概念的理解与掌握，达不到教学实践目的。因此，需要对本课程教学实践的方法进行探索和改革。

2.教学实践方法的改革

2.1教学实践方法的思路探索

需要找到一种简单易行的方法，使得数字信号处理的理论算法可以在硬件上得以实现，并且可以通过嵌入式测量软件（如：QuartusII中的SignalTapII Logic Analyzer）对信号的处理结果进行实时在线观测，那么学生必然会对所学的理论知识能有更生动的体会和更深刻的理解，增强学生的学习兴趣，提高学生理论联系实践的能力。

鉴于学生在前期课程中已学习过可编程逻辑器件FPGA的相关知识，而FPGA是一种实现数字信号处理的通用硬件器件，如果能够通过一种简单的操作将数字信号处理的理论算法在FPGA器件中得以直接实现，那么就能起到事半功倍的学习效果。

2.2 DSP Builder工具软件的特点

在数字信号处理中Matlab是用作算法开发和仿真的软件，而DSP Builder通过Matlab中的Simulink模块将Matlab的算法开发和仿真与硬件描述语言（HDL）的综合、仿真和Altera开发工具整合在一起，实现了这些工具软件的集成，从而使学生在进行系统级设计、算法设计和硬件设计时共享同一个开发平台，并且不需要过多关注硬件设计方面的知识和硬件描述语言的编程，同时，DSP Builder是作为Matlab中Simulink模块的一个工具箱出现[1]，使得学生可以通过Simulink图形界面调用DSP Builder工具箱中的提供Altera知识产权核（IP core， intellectual propert core）MegaCore进行DSP系统设计，因此学生只需要掌握Simulink的使用即可，并不需要花过多的精力熟悉DSP Builder的使用。

2.3 DSP Builder应用于教学实践

应用DSP Builder在教学实践中进行基于FPGA的DSP系统开发，整个设计流程是基于Matlab的Simulink模块，DSP Builder和QuartusII的，包括从系统描述到硬件实现都可以在一个完整的设计环境中完成，构成了一个自顶向下的设计流程。它主要分为以下几步[2， 3]：

（1）利用Simulink模块、DSP Builder模块以及IP核模块Matlab的Simulink模块中对DSP系统进行建模，只需双击系统中的模块就可以对该模块进行参数设置，同时可以基于Simulink平台仿真验证所搭建DSP系统的功能。

（2）利用DSP Builder具箱中的Signal Compiler模块，将Simulink模块文件（.mdl）转换成RTL级的VHDL硬件描述语言代码描述以及用于综合、仿真、编译的TCL脚本。

（3）在得到VHDL文件后，设计者仍然可以通过Signal Com？鄄piler自动调用综合工具和编译工具。目前DSP Builder自动流程中支持的综合器有QuartusII， Synplify和Leonardo Spectrum。综合后产生的网表文件送到QuartusII中进行编译优化，最后生成编程文件和仿真文件，即利用生成的POF和SOF配置文件对目标器件进行编程配置和硬件实现，同时生成可分别用于QuartusII的门级仿真文件和Modelsim的VHDL时序仿真文件以及配套的VHDL仿真激励文件，可用于实时测试DSP系统的工作性能。另外，设计者也可以在Simulink外手动调用其他C合工具和编译工具。

（4）针对第二步中生成的VHDL，利用自动生成的Modelsim的TCL脚本和仿真激励文件所做的仿真为功能仿真，而当由QuartusII编译后生成的VHDL仿真激励文件和Modelsim的TCL脚本进行的仿真为时序仿真。

（5）最后将QuartusII生成的配置文件下载到目标器件中，形成DSP硬件系统。

2.4教学实践的实施步骤

（1）教授学生使用DSP Builder进行基于FPGA的DSP系统开发的过程。

（2）设计出利用DSP Builder进行数字信号处理教学实践的典型题目。

（3）让学生将Matlab中编写的数字信号处理算法，直接在FPGA器件中得以实现。

（4）对信号的处理结果进行实时测试，解决数字信号处理中的实际问题，切实做到理论联系实践。

3.教学实践的效果

在数字信号处理的教学实践中，应用DSP Builder在FPGA器件上实现数字信号处理的算法，使学生在设计过程中摆脱了繁琐的具体硬件设计，将更多的精力关注在数字信号处理算法设计的实现上，对所学数字信号处理的理论知识能有一个更生动的体会和更深刻的理解，增强学生的学习兴趣，提高学生理论联系实践的能力，取得了良好的教学效果。

参考文献：

[1]杨守良。 Matlab/simulink在FPGA设计中的应用[J]. 微计算机信息，2005（8）：[98].

[2]王前，李韬。 基于DSP Builder实《现数字信号处理》实验教学新方法[J].实验技术与管理，2005（9）：[75].

数字信号处理论文 篇4

1数字信号处理的发展历程概述

数字信号处理技术是通过数字计算方式以及相应的数字信号芯片在信号中对有用性信息进行一定的提取，数字信号处理需要研究的对象包含了数字方式对具体信号的变化、压缩以及识别等。数字信号处理的因为简称具有两层含义，第一是数字信号处理，第二是数字信号处理器。在现阶段中基本上不区分这两种意思，主要是因为二者之间具有高度的密切性，数字信号处理器主要就是为了能够实现数字信号处理的数字运算。到目前为止，数字信号处理芯片的生产厂家包含了美洲、西欧等一些国家的半导体制造公司，其中主要以美国为最大的生产厂家，对产品的快速规模的生产，占据了世界市场的大半。

2数字信号处理的具体应用分析

2.1网络数字化信息产品的发展

信息产品包含了网络数字化产品领域，网络数字化产品是信息产品在信息化时代环境中衍生的一种新型发展形式。除此之外数字化信息产品是独立存在的，能够与信息载体相脱离，主要是通过数字信号的形式利用电磁波实现传播，对不同的个体之间能够全面的实现信息共享[3]。产品范围十分宽广，本文主要是对一些家庭化的信息产后进行介绍，例如电脑电视就是数字信号处理技术的产物，该电视的主要配置还是电脑，具有普通电视的播放功能同时还能够通过鼠标进行操控，将电视与电脑自身的优点实现有效的融合。

2.2仪器仪表的产生与进一步发展

数字信号处理技术的全面深入与发展，在仪器仪表领域得到了有效的应用，一般传统的测量仪器以及测试仪器使用的高档的单片机，但很快就被数字信号处理技术所取代。数字信号处理技术对于测量仪器以及测试仪器的开发过程来说，极大的提升了产品的质量与档次。数字信号处理技术自身具有丰富的资源，由于这个特征使得数字信号处理技术在测量测试仪器中的应用能够较好的简化其中的相应硬件电路。因为对测量测试仪器的工作速度与精度进行全面的判断，是整个仪器工作水平中一项关键的指标。因此积极的应用数字信号处理技术开发新产品，能够实现对新产品各项工作指标的提高。

3数字信号处理的未来发展趋势论述

3.1数字信号处理的未来发展总体发展趋势分析

目前在全球范围内数字信号处理技术都拥有着十分广阔的市场需求，美国是数字信号处理技术应用的最关键客户，在工厂生产、汽车制造领域以及家庭生活方面美国都应用了数字信号处理技术，我国也是数字信号处理技术应用的主要国家，在我国经济市场中数字信号处理技术也有十分巨大的发展空间。新时期人们对智能手机、数码数字产品、汽车等增加了巨大的购买量，极大的刺激了经济市场对数字信号处理技术应用的需求，就目前情况来说，数字信号处理技术的市场已经逐渐成熟，但是不是说就没有继续发展得到空间。相反的，未来发展过程中数字信号处理技术仍然具有极大的潜能。未来的数字信号处理技术发展趋势主要表现在三个主要方面：（1）结合MCU技术，全面创造双核运行平台；（2）全面有效的对数字信号处理技术内核中的结构进行完善与改进；（3）积极提高运行速率，降低功能消耗。

3.2SFMD技术在数字信号处理技术中的应用

从目前我国数字信号处理技术的具体时间发展上得出，数字信号处理技术的发展趋于高性能及耗能低，整个发展领域也更加宽广。除此之外，数字信号处理技术自身拥有的独特特征驱使它在很多的电子产品中都得到了广泛应用，逐渐发展成为电子产品研发与生产的关键技术。由于该领域的研究还存在一些不足与缺陷，数字信号处理技术还有很大的发展与进步空间。在数字信号处理技术完善与不断更新的前提下，涉及了更加广泛的领域，在现存的数字信号处理技术应用实际上来看，运算速度得到了很大提升，并且逐渐实现低能耗与尺寸小的应用。目前我国数字信号处理技术还没有得到全面的开发，研发中产生的具体问题应当引起研究人员的高度关注与重视。在数字信号处理技术的应用上，该技术会成为应用领域中的主导性技术，并且在该技术中SFMD技术得到了广泛应用，在这个过程中代码兼容性展现了自身的积极作用。在我国进入到新时期之后，互补性金属氧化物半导体技术与第二代的数字信号处理技术实现了有效合理的融合发展，在很大程度上提升了数字信号处理的准确度与速率。

4结语

综上所述，在我国科学技术与经济快速发展的大环境下，社会对数字信号处理技术有了越来越大的需求。本文围绕着数字信号处理的发展历程、数字信号处理的具体应用以及数字信号处理的未来发展趋势三个重要的方面展开了论述，希望能够加强数字信号处理实现进一步的发展与广泛应用，推动人们生活水平的全面提高与经济社会的良好运行与发展。

作者：梁高翔 单位：卓望数码技术（深圳）有限公司

参考文献

[1]张炜，魏永旺，郝婧。浅谈数字信号处理的发展及其在图像处理中的应用[J].科技信息，2008(29):417+434.

[2]张乔。关于数字信号处理技术在测控系统中的发展与应用的探究[J].中国新通信，2016(07):42.

[3]曹洪，王作英。数字信号处理单片机的发展及其在数字信号处理中的应用[J].信号处理，1988(03):148-156+173.

数字信号论文 篇5

【关键词】太阳能；光学仿真；随动

1引言

作为新能源之一的太阳能，其与传统能源相比较具有四大优势：储量巨大、应用便利、供应持久、清洁无害。中国地区的太阳能资源丰富，且开发利用前景也较为广阔[1]。本文设计了一套基于太阳能光传导屋内的系统，利用收集组件收集太阳光，通过随动装置和光传导组件将太阳光传导到屋内，达到节能的目的。

2智能照明系统

2.1智能照明系统组成及工作原理

如图1所示，太阳光通过汇聚组件将光汇聚于中心小区域处，进入小区域的光经过导光光路进入屋内，这样实现了节能的目的。为了保证较强的光进入屋内，通过随动系统带动光汇聚组件跟随太阳转动，最大可能的利用太阳光。系统由光路系统和控制电路组成。光学系统包括太阳光汇聚组件和太阳光导光组件。太阳随动系统控制电路通过判断太阳的位置，驱动电机进行转动相应的角度[2]。

2.2控制电路组成及工作原理

电路设计总体设框图如图2所示，由主控制器（MCU）、光强探测模块、电机驱动模块构成。本系统主要包括硬件设计和软件处理两个部分：硬件部分：首先整体应用了双轴结构，使系统可以在水平角方向和高度角方向自由移动，达到全方位追踪的目的。系统总体由信号采集部分、信号计算处理部分和调整角度转动的执行机构组成。传感器把检测到的信号经AD转换电路处理发送到MCU部分，再由MCU处理后将得到的信号传给电机的驱动电路，从而控制步进电机转动相应的角度，以达到跟踪太阳光的目的。软件部分：将传感器送到MCU的四个不同的电压值，分成两组并且做差得到两个差值，用这两个差值分别控制两个步进电机的转动，当差值等于零或者差值在某一范围内时，控制电机停止转动。综上所述，本系统具体可实施方案是：当光照到传感器上，使光信号转化成电信号再经过转换电路转换后得到电压信号，电压信号经过AD转换电路后得到数字信号，然后将数字信号输入MCU中经计算处理后得到驱动芯片所需的脉冲信号，最终由驱动芯片驱动电机转动从而使系统的感光面与太阳光保持垂直状态。

2.3结构设计

2.3.1反射式结构的设计

反射式结构是指利用反射装置将太阳光汇聚，然后运用光纤将其导入室内进行照明。在该结构的聚光环节我们采用了聚光效果好的抛物面结构，导入光线环节我们采用传输损耗低的亚克力光纤。为了更加真实的反映导光效果，我们引入了接受面。同时，加入了点光源（点光源出射光平行且可根据导光结构来设置大小）来仿真太阳光源。

2.3.2透射式结构的设计

透射式结构是指利用透射装置将太阳光汇聚，然后运用光纤将其导入室内进行照明。在该结构的聚光环节我们采用了聚光效果好的菲涅尔透镜，导入光线环节我们采用传输损耗低的亚克力光纤。和反射式结构类似，为了更加真实的反映导光效果，我们引入了接受面。同时，加入了点光源（点光源出射光平行且可根据导光结构来设置大小）来仿真太阳光源。菲涅尔透镜作为透射式系统的核心部分，其功能和特性比起同样有聚光效果的凸透镜更加优良。

2.4智能照明系统光学性能仿真

太阳光收集组件选用透射式与反射式光学系统，太阳光导入系统采用菲涅尔透镜、反光杯、亚克力光纤作为聚光和导光材料，系统的结构参数如表1和表2所示。利用TracePro软件仿真太阳光光路，接收面的照度分布如图3所示。利用TracePro软件仿真太阳光光路，接收面的照度分布如图4所示。由反射式照度图分析可知，总的光通量为5.2599W，光通量与发射通量的比值为0.86522，即在所照射的太阳光中，有86.522%的光被汇聚到了接收面。由透射式照度图分析可知，总的光通量为2276.8W，光通量与发射通量的比值为0.86522，即在所照射的太阳光中，有84.014%的光被汇聚到了接收面。我们通过运用软件TracePro对所设计结构进行了模拟，并且加入光源对其进行光学仿真。根据仿真的最终结果可知，相比于反射式结构，透射式效果更好，使用更加方便。经分析，在投射式结构中7.29W的光经过系统聚集到了接收面，而选用的光源功率为10W，因此本系统收集到了72.9%的太阳光，能量利用率较高。

3结论

本课题设计的太阳能智能照明系统导入太阳光进行照明，绿色环保，做到了节能减排。其中的太阳光导入系统采用的这些材料，经济成本低，结构简单，性价比高

【参考文献】

【1】岑幻霞。太阳能利用[M].北京：北学工业版社，2005.

【2】魏光谱。太阳能与阳光经济[J].上海电力，2008(4):337-342.

数字信号论文 篇6

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

数字信号论文 篇7

关键词：信号处理课程群；建设实践；新工科

在新工科背景之下，课程建设应该与我国社会学科进行交叉与渗透，利用课程群之间的关联对课程体系进行优化，从而使课程群结构的整体功能与效益得到发挥，培养创新型的高素质人才。通信工程专业信号处理类课程内容之间的联系非常紧密，学校设置五门课程的信号处理课程群，并对其进行优化建设，这五门课程分别是语音信号处理、信号与线性系统、DSP原理与应用以及图像处理。

一、建设课程群的目标

具备高超教学水平特色的示范性课程就叫作精品课程。相较于单门课程建设而言，课程群建设涉及的面比较广，在此基础上建设精品课程能促进课程群的建设，并为其他课程的改革作示范，起到引领整体教学效果的作用。因此，将建设数字信号处理作为课程群建设过程中的主要目标，在此过程中协调好课程之间的关系，并将不同课程之间关联起来，在对整体优化的体系化结构进行构建的同时，确保其符合“互联网+”和人工智能时代对学生知识结构和能力结构的需要。

二、建设课程群的具体做法

1.建立交织模块化课程体系并融入CDIO理念

将课程与课程的内容进行紧密的联系，确保其中逻辑性较强并属于同一培养能力范围内的整体才是课程群。信息处理课程群的五门课程中数字信号处理和信号与线性系统之间有着非常紧密的联系，并且这两门课程作为通信工程专业的核心课程，同时也是信号处理课程群的基础部分，必须对这两门课程组成基础模块的建设引起高度重视。数字信号处理课程理论要实现其硬件就必须运用DSP原理，所以这两门课程组合在一起就是实践模块。而数字图像处理和语音信号处理这两门课程的组合就是应用模块。这样，这三个模块之间互相交叠且互补，就组成了交织模块化的课程体系。

2.结合课程群特点对教学方法进行改革

（1）通过创新形象化的教学方法在课堂中引入仿真研究。像信号与线性系统这种理论性较强的课程必须将Matlab仿真研究加入课程教学中，在学习过程中为学生展示重难点问题的仿真结果，使学生真正掌握其中的概念和原理，并且能够激发学生对于课程的学习兴趣。（2）结合板书、多媒体和网络三者进行教学。通过课堂板书的方式为学生讲述其中的基本理论知识，这样方便学生紧跟老师的思路。利用多媒体教学方式对需要学生理解的知识进行讲解，并且通过多媒体技术可以形成互动教学的课堂，而课后复习以及相关背景知识学习的内容就要通过网络课程的利用进行学习，网络课程可以为学生提供讨论相关资源的空间。（3）让学生参与课程讲授，将学生积极性调动起来。老师可以让学生到讲台上讲述习题，在这个过程中老师只需要对学生的讲授做出点评，对于学生讲授习题过程中出现的问题进行重点强调。老师可以通过一定的奖励措施来增加学生讲授习题的积极性，比如说愿意到讲台上讲授习题的学生加平时分等。正是因为学生自己上台进行习题的讲解，而老师负责将学生讲解过程中的问题解决，这样一来学生会更加主动地学习知识。（4）让学生学会探究式学习。将学生分为几个小组对课外作业展开探究式学习，在探究过程中学生必须围绕一个主题进行，并且将小组需要探究的方向以及其中的问题提出，最后通过搜集资料以及软件调试等方式得出最后的结论。比如说数字信号处理课程结束之后，老师要求每一位学生讲一份Matlab软件仿真的探究性报告交上来，或者是当学生结束DSP原理与应用课程后需要交将一份硬件仿真实现的论文交给老师。（5）建立多元化综合评定考核模式。不仅要对学生的课程出勤率以及平时作业进行重视，老师还要对学生的理论分析以及其动手实践能力等综合能力引起高度重视。比如说数字信号处理课程的老师一直以来都是以6∶2∶2的考试模式来要求学生，学生最终的考试成绩就是由其笔试成绩以及其上机考试成绩还有探究式学习课外作业与平时综合评定的方式这几部分组成，其中学生的理论知识考试为一百分满分，折合到学生总成绩中占百分之六十的比例，而上机考试的成绩为二十分，占到学生这门课程全部成绩的百分之二十，探究式学习加平时分总共二十分，是学生这门课程全部成绩的百分之二十。理论知识考试只要是对学生的基本概念以及原理的掌握情况进行检测，而上机考试是为了对学生的实验情况和解决实际编程问题的能力进行考核，而探究式学习课外作业就是为了考察学生的团队协作精神以及创新实践能力。

3.构建三平台、多层面的阶梯式实践教学模式

利用电工电子实验教学示范中心良好的实验教学条件，帮助学生将其探究创新的能力培养出来，在这个过程中加入CDIO工程教育模式理念，在改革过程中以实验室建设、实验教学体系以及实验教学方法当作主要的内容并结合设计性以及验证性和综合研究性实验，只有这样才能将单门的课程实验变成课外参与科研课题，从而达到构建三平台、多层面的阶梯式实践教学模式的目的，三个平台就是指专业综合实验平台、基础实验平台以及创新实验平台，这种教学模式能够将培养学生的能力与知识分为几个小目标，并且每一目标之间的关系都是从简单到复杂，这样一来学生从完成一个个的小目标开始，最终就会完成一个比较大的目标，同时这个过程也是帮助学生将知识转化为技能的一个过程。Matlab语言基础实验在数字信号处理和信号与线性系统两门课程中出现次数非常多，而且在课程结束之后学生还需要根据Matlab软件进行探究式学习。学生在学习DSP原理与应用课程时，不仅要将DSP汇编语言实现算法仿真的软件实验完成，而且还必须将DSP教学系统的硬件实验完成。图像处理课程和语音信号处理课程需要学生完成的是软件实验在学生大四的第一个学期中为学生设置了综合性实验。

4.建设与课程体系相符的教材

教材不仅是对教学方法和教学经验的总结，同时还是教学思想与教学内容的重要载体，教材与教学质量有着非常紧密的联系。如果只有精品课程却没有精品教材是无法满足精品课程本身的要求的，所以建设精品课程与精品教材是非常重要的。（1）编制具有特色的主教材。信号处理课程群教材建设对精品课程的建设非常重要。首先教材应针对通信工程专业的学生进行编写，并且教材中对于基本概念和原理应进行重点编写，在确保完整的课程知识体系的同时对算法也非常重视。再有教材从头到尾都与Matlab软件进行结合对重要的概念及原理进行阐述，以通俗易懂的方式来讲解知识点，每一章节最后都有综合性的例题。另外，教材中包含实验章节，再加上实现练习和上机考试复习的习题，学生就能将理论知识和实践紧密地结合在一起。最后精品教材中还包含相匹配的电子教案以及网络课程等等。（2）编制其他的教材。信号与线性系统课程教材在编写过程中包含了8章的内容，其中对连续信号与系统分子进行了重点编写，从而实现与数字信号处理教材衔接的目的。另外，在DSP原理与应用课程中按照其课程群的内容进行优化，将语音信号处理等内容进行开发，对相应的实验教材讲义进行重新编制。

5.将全方位的信号处理课程群教学网站建立起来

建设课程网站资源在改革课程教学中占有非常重要的位置，而且建设课程网站资源能够使现代教育思想与理念得到实现，近几年这五门课程都有属于自己的网站资源，在此基础之上整合这些网站，并将电子信息类专业信号处理课程群教学网站建立起来，首先所建立的课程群教学网站必须相互独立，但是每个课程网站之间还要有所关联，只有这样课程与课程之间才能进行资源共享，另外课程群要与这五门课程各自的特点进行结合，在制作网站过程中将本身的特色突出。

三、建设课程群的成效

融入CDIO理念的同时还要构建交织模块化的信号处理课程群体系，只有这样才能优化课程的内容并使知识模块更加综合与系统，除此之外，还要探索一些教学方法，以实验教学示范中心为标准将三平台、多层面的阶梯式实践教学模式构建出来，对学生的探究能力进行培养。再有与课程群建设相结合将相关的教学研究出来，并对出版教材和讲义进行编写。这样一来学生才会更加认可教材，并且学生给教材作为评价就是能够利用通俗易懂的方式来讲解知识点。另外将优质信号处理课程群教学网站建立起来，在网站中包含了很多丰富的课程内容，从而达到共享资源的目的，学生有了进行自主学习的平台。学生使用教学网站之后说到其中包含的学习资源非常丰富，平时上课没有挺明白的地方，课后可以利用教学网站进行学习，而且教学网站中对重难点知识进行了详细的解释。比如说课后习题以及测试题在教学网站中都有非常详细的解题过程中，学生经过这种方式的学习知识得到进一步的巩固。最后学校应该将一支具备高素质的教师队伍培养出来，只有这样学校的专业建设才能获得更好的发展，同时学生的实践能力也会得到增强。

四、结束语

本文在新工科背景之下分析了通信工程专业信号处理课程群改革的具体方案，在教学内容中增加新的核心技术，从而将教学效果提高上去，同时还达到教学的目的，帮助学生对信号处理技术进行详细的了解，这样一来学生才能与我国经济发展的需求相符。

参考文献：

[1]韩建，牟海维，姜晓岚，吕秀丽，邢志方。新工科背景下数字信号处理课程教学方法探讨[J].教育教学论坛，2019

[2]杨吉斌，曹铁勇，赵斐。全信息视角下的信号和信息处理类课程教学[J].电气电子教学学报，2019

[3]郭秀梅，王成义，张萍。“双一流”战略背景下电子信息类课程体系群建设初探[J].高教学刊，2018

[4]陈纯锴，关雪梅，汤春明，吴骏。电子信息科学与技术专业信号类课群体系改革与建设[J].高师理科学刊，2018

[5]张小美。专业认证背景下信号处理课程群建设研究[J].教育教学论坛，2017

[6]金恩淑。电子信息工程专业课程群规划与建设研究[J].吉林化工学院学报，2017

数字信号处理论文 篇8

【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.

数字信号处理论文 篇9

关键词： 《数字信号处理》 教学方法 教学优化

1.引言

随着电子技术及计算机技术的飞速发展，数字信号处理的新理论和新技术层出不穷，目前它已成为应用最快、成效最显著的学科之一。《数字信号处理》已经成为我校通信工程专业的一门专业基础课，它是多门课程相互连接的桥梁和纽带，实现了从理论到实践的相互过渡，对于培养学生理论分析和综合应用能力有非常重要的作用。但是该课程理论性比较强，概念抽象，［1］对数学基础要求也比较高，容易使学生感到乏味，学生对该课程普遍有畏难情绪。因此笔者结合江苏大学通信学院的教学特点，对数字信号处理教学方法作了深层的探讨，在传统教学手段的基础上，开发了多媒体教学辅助系统，充分发挥了现代教学手段的优势；并将Matlab软件用于教学，将抽象的概念感性化，以形象生动的手段来展示理论内涵；采用实验和教学相结合的形象教学，培养学生的学习兴趣，充分调动学生的学习积极性。

2.教材和教学内容的选择

2.1教材选择

目前“数字信号处理”的教材很多，笔者选用了东南大学吴镇扬教授编写的《数字信号处理》第二版。［2］该书对信号处理的基础理论和基本算法进行了充分的论述与讨论，条理清楚，深入浅出，有利于学生更牢固地掌握，是一本很实用的教材。该书还很好地处理了和“信号与线性系统”的关系，在保持课程完整性的同时压缩重复内容。在内容取舍上，结合数字信号处理技术的发展做了精心的安排。

2.2教学内容

“数字信号处理”课程理论性较强，对数学基础要求较高，学生普遍反映抽象、难学。［3］针对这种情况，为在60学时（含实验10学时）内有效完成数字信号处理的知识点的讲授，笔者对内容做了合理安排，讲授沿两条主线进行，精简部分内容，如表1所示。

一条是信号与系统的时、频域分析，包括离散系统的时域分析、z域分析、傅氏变换，FFT及利用FFT进行频谱分析；另一条是数字滤波器的设计与实现，包括IIR数字滤波器的设计、FIR数字滤波器的设计，以及这两类数字滤波器的实现结构和各种滤波器结构的误差分析。对教材中关于DSP应用方面，如芯片介绍这一节的内容，将并入到另一门课“DSP芯片原理及应用”这门课中讲授。

3.教学方法优化

“数字信号处理”是一门数学理论较强的课程，其特点是公式多，概念比较抽象，比较枯燥，难度大。要获得较好的教学效果，我们需要采取一些技巧和方法。

3.1多媒体教学手段和传统教学手段的并用

基于本课程的特点，在教学过程中教师可以采用板书和多媒体教学相结合的讲课方式，以板书为主，多媒体为辅。板书主要是针对一些课程中的基本原理和方法推导证明，这样可以使讲课方式更灵活、师生互动性更强，使学生跟随教师的思路来领会学习的要点和难点，学起来比较容易。而对于一些需要形象理解、图形举例演示的部分，教师可以采用多媒体教学方法，利用图像、视频等多种形式进行互动教学。［4］比如介绍采样定理的时候，在推导采样定理的同时，采用动画的方式，演示一个模拟信号经过采样前后，时域和频域的变换关系，使学生更深刻地理解采样定理，实现对该知识点的融会贯通。

在设计幻灯片格式时我们应注意以下几点：

（1）选择容易看清的字体和字号。PowerPoint默认的中文字体为宋体、英文字体为Times New Roman，为保证坐在教室最后一排(尤其角落处)的学生看清演示，中文选用加粗黑体，英文选用加粗Arial，字号在18 points和28 points之间。

（2）选用深蓝色背景，字体颜色采用对比度较高的颜色。为了便于学生使用，将演示文稿制作成适于打印的。pdf文件。

（3）由于学生同时听讲和看幻灯片，注意力容易分散，会感觉跟不上讲课思路或对于幻灯片内容印象不深。为解决这个问题，既可以利用动画效果逐步展示内容，又可以制作内容精练、布局合理、便于识记的幻灯片。

3.2在教学中应用Matlab软件

Matlab是DSP教学中的标准仿真软件，它能轻松完成系统分析、信号处理中的大量计算和绘图工作，并可生成教学所需的多媒体素材。［5］例：已知一连续正弦信号的频率为150Hz，取时间长度为0.1s，采样频率分别取为500Hz，1000Hz，5000Hz，20000Hz，仿真结果分别如图1―4所示。

3.3课堂讨论与练习

课堂目前是本科生进行理论学习的主要场所，课堂教学方法的改革应放在重要位置。笔者采取“启发式教学和研究型学习”的教学方法，从研究问题入手，将数字信号处理的一些重要理论构建过程展现出来，同时提出新的问题，以便让学生进行思考和研究。比如介绍滤波器理论时，笔者首先提出在通信系统构建的主要模块，在系统最前端，其次为了选择有效信号，引入滤波的概念，提出滤波器理论。

在课程的理论教学中，笔者针对教学难点和重点提出问题，定期和不定期地在课堂中进行讨论，请学生事先准备好，上讲台发表见解。

4.结语

《数字信号处理》是一门非常重要的课程，因此在适应素质教育对电子信息专业人才培养的要求下，笔者结合我校实际情况对该课程进行优化改革。实践证明，随着通信技术、电子技术和计算机技术的飞速发展，实现对《数字信号处理》的教学优化，有利于提高课时效率，有利于拓宽专业知识面，有利于培养和加强自身系统设计能力和实践能力，有利于加强自身素质教育的课程改革。

但是，如何在学习过程中发挥自身的主动性，将更多方案应用于学习， 使学生的学习效果达到最优，还有待进一步探索和实践。采用Matlab仿真软件来优化课堂教学，不仅丰富了教学内容，而且加深了学生对理论的理解；使公式的推导不再枯燥，且算法易于实现；使理论与实际紧密结合，更锻炼了学生的实践能力。

参考文献：

［1］陈嘉。《数字信号处理》的优化设计探讨［J］.信息技术与课程整合。

［2］吴镇扬。数字信号处理［M］.北京：高等教育出版社，2004.

［3］刘会衡，田玲。 数字信号处理课程教学方法改革与实践［J］.教学研究，2008，31，（3）.