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篇(1)

1.1電路的組成該多路數(shù)字信號(hào)發(fā)生器主要由四個(gè)部分組成：（1）電源電路。（2）輸入選擇電路。（3）輸出驅(qū)動(dòng)電路。（4）主機(jī)電路。

1.2電源電路其中電源電路主要是給整機(jī)電路提供穩(wěn)定的電壓和電流的，能夠讓電路工作在抗干擾能力強(qiáng)的電源電路環(huán)境下；該工作電路的電壓通常給單片機(jī)能夠提供正常工作的+5V電壓（TTL電路電平），并且能夠提供18V（CMOS電路電平）電壓，考慮到整機(jī)的用電電壓、電流以及單片機(jī)的抗干擾要求，采用一般的三端穩(wěn)壓器組成電源電路，再外加濾波措施，這種電路更能保證電路穩(wěn)定、長(zhǎng)時(shí)間工作。

1.3輸入選擇電路輸入電路選擇和控制信號(hào)來自于工作參數(shù)設(shè)置開關(guān)和工作狀態(tài)控制開關(guān)。輸入信號(hào)為直流電平，幅度為5V。根據(jù)所需的選擇控制方式和數(shù)量，擬采用獨(dú)立式非編碼的鍵盤電路實(shí)現(xiàn)輸入信號(hào)的選擇；具體選擇和控制開關(guān)設(shè)計(jì)如下：（1）工作狀態(tài)控制開關(guān)K0；（2）信號(hào)序列選擇開關(guān)K1、K2；其中K1—代表窮舉測(cè)試序列的選擇開關(guān)。其中K2—代表走步測(cè)試序列的選擇開關(guān)。（3）輸出頻率選擇開關(guān)KF（在主機(jī)電路中）分別為100KHZ、10KHZ、1KHZ三個(gè)檔位。（4）輸出信號(hào)幅度選擇開關(guān)Ku(在輸出驅(qū)動(dòng)電路中)分別為5V、18V兩檔。

1.4輸出驅(qū)動(dòng)電路輸出驅(qū)動(dòng)電路首先要把單片機(jī)給出的兩個(gè)8位的信號(hào)組合成16位電路信號(hào)輸出，再根據(jù)輸出信號(hào)幅度選擇開關(guān)的設(shè)置輸出相應(yīng)的信號(hào)電平。其中，根據(jù)輸出信號(hào)的電平變化和驅(qū)動(dòng)能力要求，輸出的兩個(gè)8位信號(hào)通過鎖存器實(shí)現(xiàn)8到16的組合，用高壓輸出驅(qū)動(dòng)器完成電平變化和驅(qū)動(dòng)要求。

1.5主機(jī)部分主機(jī)電路根據(jù)信號(hào)序列和頻率變化的要求，擬采用單片機(jī)AT89C51實(shí)現(xiàn)所需的控制處理功能，通過軟件編程的方法實(shí)現(xiàn)電路所要達(dá)到的功能。

2電路的主要實(shí)現(xiàn)原理

多路數(shù)字信號(hào)發(fā)生器是一個(gè)能夠輸出16位的數(shù)字信號(hào)源，它能夠產(chǎn)生滿足數(shù)字電路檢測(cè)用的多路數(shù)字序列信號(hào)。通過AT89C51單片機(jī)為核心部分，通過單片機(jī)控制電路輸出的序列，本電路可以產(chǎn)生兩種序列，一種是‘窮舉’測(cè)試信號(hào)序列，這種序列即為216個(gè)16路信號(hào)；一種是‘走步’測(cè)試信號(hào)序列，即為每路逐個(gè)輸出“0”,與每路逐個(gè)輸出“1”組合。這些序列通過單片機(jī)I/O口輸出，在經(jīng)過地址鎖存器將所輸出的信號(hào)進(jìn)行鎖存輸出，就得到想要的16位數(shù)字信號(hào)。如果我們需要模擬信號(hào)，可經(jīng)過將正弦波，三角波波形數(shù)據(jù)做成波形表，用查表法來輸出波形數(shù)據(jù)。經(jīng)D/A（DAC0832）轉(zhuǎn)換輸出波形。AT89C51有4KB的程序內(nèi)存可以用來存儲(chǔ)運(yùn)行程序,而128B的RAM則可用來保存波形參數(shù)及用戶自定的外部波形的數(shù)據(jù)。由于是數(shù)字合成技術(shù),因此該信號(hào)源可以產(chǎn)生多種波形。在頻率的選擇上多路數(shù)字信號(hào)發(fā)生器通過AT89C51單片機(jī)和電路，通過軟件編程的方法控制頻率的輸出，輸出的頻率分別為1KHz、10KHz、100KHz三個(gè)檔位。

3總結(jié)

篇(2)

1.1基準(zhǔn)相位信號(hào)用30Hz(F)的低頻信號(hào)對(duì)9960Hz(fs)進(jìn)行調(diào)頻。

1.2可變相位信號(hào)30Hz信號(hào)(F)和載波f0經(jīng)邊帶測(cè)角器產(chǎn)生30Hz的調(diào)幅邊帶波信號(hào)。可變相分量以30Hz的速度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，由此可見，當(dāng)點(diǎn)位不同時(shí)，基準(zhǔn)信號(hào)與可變信號(hào)的相位差也不同，相位差與VOR臺(tái)的具置有關(guān)系。通過比較接收機(jī)中的基準(zhǔn)相位信號(hào)和可變相位信號(hào)，確定用戶的方位。

二、接收信號(hào)數(shù)字處理

在甚高頻全向信標(biāo)系統(tǒng)的定向原理中，30Hz信號(hào)比相是其核心。根據(jù)9960副載波可以得出基準(zhǔn)相位信號(hào)，通過相位比較器可以對(duì)相移θ進(jìn)行檢測(cè)，并確定方位。然后將基準(zhǔn)相位30Hz信號(hào)和可變相位30Hz信號(hào)進(jìn)行過0點(diǎn)檢測(cè)，通過計(jì)數(shù)器得出相位差，將計(jì)算結(jié)果處理成數(shù)字方位的格式，并將其送到無線電磁指示器（RMI），通過RMI進(jìn)行全方位顯示。

相位差θ和計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)時(shí)間t的關(guān)系式。以基準(zhǔn)信號(hào)為基準(zhǔn)，若發(fā)現(xiàn)其正向過零點(diǎn)，則利用計(jì)數(shù)器開始計(jì)數(shù)，直到可變信號(hào)正向過0點(diǎn)時(shí)，結(jié)束計(jì)數(shù)，將檢測(cè)到的相差點(diǎn)數(shù)計(jì)算出來，并將計(jì)數(shù)器清零準(zhǔn)備下次計(jì)數(shù)，若系統(tǒng)采樣率為fs，則VOR方位角度分辨率。因?yàn)樯醺哳l通信系統(tǒng)會(huì)被鄰頻或同頻干擾，在信號(hào)處理的過程中會(huì)出現(xiàn)系統(tǒng)誤差的情況，導(dǎo)致比相信號(hào)的不穩(wěn)定和抖動(dòng)，所以，在解算相位差時(shí)，不能只進(jìn)行一次求解就得出，而要經(jīng)過多次的換算取所有結(jié)果的平均值，但這樣又會(huì)引發(fā)其他問題，即當(dāng)兩個(gè)相位基本一致的時(shí)候，相位差會(huì)一致在0度左右擺動(dòng)，這樣角度就可能會(huì)在360度和0度之間轉(zhuǎn)換，那么，經(jīng)過多次計(jì)算得出的角度將會(huì)出現(xiàn)誤差，解決這一問題的主要方法有。式中，Z：最終輸出的相位差。經(jīng)過上述公式處理方式，可以有效避免信號(hào)在0度附近擺動(dòng)形成的計(jì)算誤差是。

三、結(jié)束語

篇(3)

論文摘要：文章介紹了數(shù)字通信系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)，并與傳統(tǒng)的模擬信號(hào)對(duì)比闡述了數(shù)字信號(hào)的優(yōu)勢(shì)，然后對(duì)數(shù)字通信系統(tǒng)的應(yīng)用方法進(jìn)行淺析。

一、數(shù)字通信系統(tǒng)

數(shù)字通信是指用數(shù)字信號(hào)作為載體來傳輸信息，或者用數(shù)字信號(hào)對(duì)載波進(jìn)行數(shù)字調(diào)制后在傳輸?shù)耐ㄐ欧绞健Ｋ闹饕夹g(shù)設(shè)備包括發(fā)射器、接收器以及傳輸介質(zhì)。數(shù)字通信系統(tǒng)的通信模式主要包括數(shù)字頻帶傳輸通信系統(tǒng)、數(shù)字基帶傳輸通信系統(tǒng)以及模擬信號(hào)數(shù)字化傳輸通信系統(tǒng)三種。

數(shù)字信號(hào)與傳統(tǒng)的模擬信號(hào)不同，它是一種無論在時(shí)間上還是幅度上都屬于離散的負(fù)載數(shù)據(jù)信息的信號(hào)。與傳統(tǒng)的模擬通信相比其具以下優(yōu)勢(shì)：首先是數(shù)字信號(hào)有極強(qiáng)的抗干擾能力，由于在信號(hào)傳輸?shù)倪^程中不可避免的會(huì)受到系統(tǒng)外部以及系統(tǒng)內(nèi)部的噪聲干擾，而且噪聲會(huì)跟隨信號(hào)的傳輸而進(jìn)行放大，這無疑會(huì)干擾到通信質(zhì)量。但是數(shù)字通信系統(tǒng)傳輸?shù)氖请x散性的數(shù)字信號(hào)，雖然在整個(gè)過程中也會(huì)受到的噪聲干擾，但只要噪聲絕對(duì)值在一定的范圍內(nèi)就可以消除噪聲干擾。其次是在進(jìn)行遠(yuǎn)距離的信號(hào)傳輸時(shí)，通信質(zhì)量依然能夠得到有效保證。因?yàn)樵跀?shù)字通信系統(tǒng)當(dāng)中利用再生中繼方式，能夠消除長(zhǎng)距離傳輸噪音對(duì)數(shù)字信號(hào)的影響，而且再生的數(shù)字信號(hào)和原來的數(shù)字信號(hào)一樣，可以繼續(xù)進(jìn)行傳輸，這樣一來數(shù)字通信的質(zhì)量就不是因?yàn)榫嚯x的增加而產(chǎn)生強(qiáng)烈的影響，所以它也比傳統(tǒng)的模擬信號(hào)更適合進(jìn)行高質(zhì)量的遠(yuǎn)距離通信。此外數(shù)字信號(hào)要比模擬信號(hào)具有更強(qiáng)的保密性，而且與現(xiàn)代技術(shù)相結(jié)合的形式非常簡(jiǎn)便，目前的終端接口都采用數(shù)字信號(hào)，同時(shí)數(shù)字通信系統(tǒng)還能夠適應(yīng)各種類型的業(yè)務(wù)要求，例如電話、電報(bào)、圖像以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)鹊龋钠占皯?yīng)用也方便實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)，便于采用大規(guī)模集成電路，便于實(shí)現(xiàn)信息傳輸?shù)谋Ｃ芴幚恚阌趯?shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)的管理等優(yōu)點(diǎn)。

要進(jìn)行數(shù)字通信就必須進(jìn)行模數(shù)變換，也就是把由信號(hào)發(fā)射器發(fā)出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。基本的方法包括：首先把連續(xù)形的模擬信號(hào)用相等的時(shí)間間隔抽取出模擬信號(hào)的樣值。然后將這些抽取出來的模擬信號(hào)樣值轉(zhuǎn)變成最接近的數(shù)字值。因?yàn)檫@些抽取出的樣值雖然在時(shí)間進(jìn)行了離散化處理，但是在幅度上仍然保持著連續(xù)性，而量化過程就是將這些樣值在幅度上也進(jìn)行離散化處理。最后是把量化過后的模擬信號(hào)樣值轉(zhuǎn)化為一組二進(jìn)制數(shù)字代碼，并最終實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)數(shù)字化地轉(zhuǎn)變，然后將數(shù)字信號(hào)送入通信網(wǎng)進(jìn)行傳輸。而在接收端則是一個(gè)還原過程，也就是把收到的數(shù)字信號(hào)變?yōu)槟M信號(hào)，通過數(shù)據(jù)模變換再現(xiàn)聲音以及圖像。如果信號(hào)發(fā)射器發(fā)出的信號(hào)本來就是數(shù)字信號(hào)，則不用在進(jìn)行數(shù)據(jù)模變換的過程，可以直接進(jìn)入數(shù)字網(wǎng)進(jìn)行傳輸。

二、數(shù)字通信系統(tǒng)的應(yīng)用

數(shù)字通信系統(tǒng)的關(guān)鍵性技術(shù)包括編碼、調(diào)制、解調(diào)、解碼以及過濾等。其中數(shù)字信號(hào)的調(diào)制以及解調(diào)是整個(gè)系統(tǒng)的核心也是最基本、最重要的技術(shù)。

數(shù)字調(diào)制是通過對(duì)信號(hào)源的編碼進(jìn)行調(diào)制，將其轉(zhuǎn)換成為能夠進(jìn)行信道傳輸?shù)念l帶信號(hào)，即把基帶信號(hào)（調(diào)制信號(hào)）轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)高頻率的帶通信號(hào)（已調(diào)信號(hào)），而且由于在傳輸過程中為了避免信息失真、傳輸損耗以及確保帶內(nèi)特性等因素，在進(jìn)行信號(hào)進(jìn)行長(zhǎng)途傳輸以及大規(guī)模通信活動(dòng)時(shí)必須對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行載波調(diào)制。現(xiàn)階段的數(shù)字信號(hào)調(diào)制主要分為調(diào)幅、調(diào)相以及調(diào)頻三種。調(diào)幅是根據(jù)信號(hào)的不同，通過調(diào)節(jié)正弦波的幅度進(jìn)行信號(hào)調(diào)制，目前最常見的數(shù)字信號(hào)是幅度取值為0和1為代表的波形，即二進(jìn)制信號(hào)；調(diào)相是由于載波的相位受到數(shù)字基帶信號(hào)（調(diào)制信號(hào)）的控制，通常情況下載波相位和基帶信號(hào)是保持一致的，例如二進(jìn)制基帶信號(hào)為0時(shí)，載波相位相應(yīng)也為0；調(diào)頻是利用數(shù)字信號(hào)進(jìn)行載波頻率的調(diào)制。解調(diào)就是講載波信號(hào)提取出來并經(jīng)過還原得到信息的過程，它是調(diào)制的逆過程也被稱為反調(diào)制。目前解調(diào)的類型分為相干解調(diào)和非相干解調(diào)兩大類。數(shù)字通信的質(zhì)量通常用信息傳輸速率、符號(hào)傳輸速率以及消息傳輸速率這三個(gè)指標(biāo)來衡量。對(duì)于數(shù)字通信系統(tǒng)的性能指標(biāo)通常用信息傳輸速率、符號(hào)傳輸速率以及消息傳輸速率這三個(gè)指標(biāo)來衡量。

通信系統(tǒng)向數(shù)字化時(shí)代的轉(zhuǎn)變就是要從有線通信想無線通信，從公用移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)到專用網(wǎng)絡(luò)，從而實(shí)現(xiàn)全球化的數(shù)字通信理念。而且通過現(xiàn)有的綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，通過一個(gè)多用途的用戶網(wǎng)絡(luò)接口就可以輕松實(shí)現(xiàn)信號(hào)發(fā)出端到接收端全程數(shù)字傳輸與交換的新型通信網(wǎng)。利用這種新型技術(shù)可以擴(kuò)充通信業(yè)務(wù)的范圍，而且還具有更加經(jīng)濟(jì)以及靈活的特點(diǎn)，能夠與現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)、多媒體信息網(wǎng)、公共電話網(wǎng)以及分組交換數(shù)字網(wǎng)等進(jìn)行任意轉(zhuǎn)換。隨著數(shù)字通信設(shè)備的發(fā)展和不斷完善，利用微處理技術(shù)對(duì)數(shù)字通信系統(tǒng)的信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)變，還能夠使設(shè)備更加靈活的應(yīng)用到各種長(zhǎng)途以及市話當(dāng)中。由于長(zhǎng)途通信線路的投資遠(yuǎn)大于終端設(shè)備，為了提高長(zhǎng)距離傳輸?shù)慕?jīng)濟(jì)性，未來高度、大容量的數(shù)字通信系統(tǒng)也將成為主流趨勢(shì)，而且隨著數(shù)字集成電路技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字通信系統(tǒng)的設(shè)備制造也越來越容易，成本更低、可靠性也更高。

三、結(jié)束語

數(shù)字通信系統(tǒng)是一種全新的利用數(shù)字信號(hào)進(jìn)行消息傳輸?shù)耐ㄐ拍Ｊ剑殡S著社會(huì)的不斷發(fā)展，數(shù)字通信的應(yīng)用也已經(jīng)越來越廣泛，在我們?nèi)粘Ｉ钪械碾娔X、手機(jī)上網(wǎng)、視頻電話、網(wǎng)絡(luò)會(huì)議以及數(shù)字電視等都是通過數(shù)字通信系統(tǒng)來進(jìn)行信號(hào)傳輸?shù)模矣捎谏鐣?huì)的發(fā)展人們對(duì)各種通信業(yè)務(wù)的需求量也在逐漸增加，在光纖傳輸媒介還沒有完全普及以前，數(shù)字通信系統(tǒng)主要是利用電纜、微波等有限的媒介進(jìn)行傳輸，但目前光纖技術(shù)的發(fā)展無疑將會(huì)推動(dòng)數(shù)字通信的發(fā)展。隨著數(shù)字通信系統(tǒng)也正在向智能化化、高速度以及大容量的方向迅速發(fā)展，相信在未來數(shù)字通信系統(tǒng)將會(huì)取代傳統(tǒng)的模擬通信系統(tǒng)而成為主導(dǎo)。

參考文獻(xiàn)

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[2]張曉林.電視數(shù)字通信[J].圖書館雜志，2005.

[3]王金保.通信基本知識(shí)[J].華北電力技術(shù)，2005.

篇(4)

關(guān)鍵詞：數(shù)字信號(hào)；信號(hào)處理；DSP

1．?dāng)?shù)字信號(hào)處理的概念

數(shù)字信號(hào)處理是用數(shù)字計(jì)算機(jī)對(duì)離散信號(hào)或?qū)⒛M信號(hào)離散化后進(jìn)行處理的現(xiàn)代信號(hào)處理技術(shù)，自身有其獨(dú)特的計(jì)算方法和理論。數(shù)字信號(hào)處理是當(dāng)前發(fā)展相當(dāng)迅速的一種技術(shù)，無線通訊，多媒體技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)等都是基于數(shù)字信號(hào)處理算法的。

數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)是為進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理而設(shè)計(jì)的微處理器。數(shù)字信號(hào)處理器是同數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)一同發(fā)展起來的。它針對(duì)數(shù)字信號(hào)處理的應(yīng)用采用了專用的硬件設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。

微處理器的發(fā)展經(jīng)歷了單板計(jì)算機(jī)、單片計(jì)算機(jī)的歷程，DSP則是一種高性能的片上微計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。它除了利用大量的新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)來大幅度改善芯片性能外，還把內(nèi)存、接口、外設(shè)、事件管理器等集成在一個(gè)芯片上，成為一個(gè)功能強(qiáng)大的片上系統(tǒng)（SOC）。DSP的產(chǎn)生和發(fā)展，得益于數(shù)字信號(hào)處理理論及計(jì)算機(jī)、電子技術(shù)的飛速進(jìn)步。

2．?dāng)?shù)字信號(hào)處理器模擬的實(shí)現(xiàn)

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)本身是一個(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng)，要使用軟件來模擬每個(gè)晶體管或每個(gè)門電路各個(gè)方面的行為特征幾乎是不可能的。人們簡(jiǎn)化系統(tǒng)復(fù)雜程度的常用辦法是對(duì)系統(tǒng)按層次進(jìn)行抽象，體系結(jié)構(gòu)就是對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)層次上的簡(jiǎn)化。然而，體系結(jié)構(gòu)層次上的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)依然很復(fù)雜，開發(fā)其軟件模擬器也因此而十分困難。通常的做法是，在已存在的模擬器基礎(chǔ)上進(jìn)行二次開發(fā)或改進(jìn)，使其適應(yīng)自己的要求。

在任何數(shù)字信號(hào)處理中，當(dāng)涉及硬件實(shí)現(xiàn)時(shí)，都會(huì)遇到一個(gè)很普遍的問題：一般要處理的原始信號(hào)序列長(zhǎng)度是非常長(zhǎng)的，但受物理設(shè)備條件所限，每次(比如一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi))輸入給數(shù)字信號(hào)處理相關(guān)硬件(如DSP)的必定是有限長(zhǎng)度的采樣后的數(shù)字序列，也就是說要對(duì)原有長(zhǎng)序列進(jìn)行一次截?cái)唷ｏ@然，截?cái)嗪蟮亩绦蛄邢啾扔谠形唇財(cái)嗟拈L(zhǎng)序列的信號(hào)屬性必然要發(fā)生變化。比如截取高斯白噪聲的一段，其截?cái)嗪蟮男蛄械木岛头讲畹冉y(tǒng)計(jì)特性相對(duì)于原有白噪聲序列肯定會(huì)有變化。這種由于截?cái)喽鸬男蛄行阅芟陆碉@然會(huì)導(dǎo)致后續(xù)的DSP等硬件設(shè)備中數(shù)字信號(hào)處理性能的下降。

3．DSP硬件結(jié)構(gòu)分析

在當(dāng)前信息化、數(shù)字化進(jìn)程中，信號(hào)作為信息的傳輸和處理對(duì)象，逐漸由模擬信號(hào)變成數(shù)字信號(hào)。信息化的基礎(chǔ)是數(shù)字化，而數(shù)字化的核心技術(shù)之一就是數(shù)字信號(hào)處理。數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)已成為人們?nèi)找骊P(guān)注的并得到迅速發(fā)展的前沿技術(shù)。DSP作為一種特別適合于進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理運(yùn)算的微處理器，憑借其獨(dú)特的硬件結(jié)構(gòu)和出色的數(shù)字信號(hào)處理能力，廣泛應(yīng)用于通訊、語言識(shí)別、圖像處理、自動(dòng)控制等領(lǐng)域。

3.1 DSP的主要特點(diǎn)及其硬件要求

數(shù)字信號(hào)處理是指將模擬信號(hào)通過采樣進(jìn)行數(shù)字化后的信號(hào)進(jìn)行分析、處理、它側(cè)重于理論、算法及軟件實(shí)現(xiàn)。數(shù)字信號(hào)處理算法具有如下一些主要的特點(diǎn)：信號(hào)處理算法運(yùn)算量大，要求速度快；信號(hào)處理算法通常需要執(zhí)行大量的乘累加運(yùn)算；信號(hào)處理算法常具有某些特定模式；信號(hào)處理算法大部分處理時(shí)間花在執(zhí)行相對(duì)小循環(huán)的操作上；信號(hào)處理要求專門的接口。

從一開始，DSP的結(jié)構(gòu)就是針對(duì)DSP算法模型進(jìn)行構(gòu)造的，幾乎所有的DSP都包含有DSP算法的特征。因此，數(shù)字信號(hào)處理的上述特點(diǎn)要求DSP必須是專門設(shè)計(jì)的。

3.2多總線，多處理單元結(jié)構(gòu)

DSP芯片采用了哈佛結(jié)構(gòu)，它分別設(shè)置程序存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間，使用專用的程序總線和地址總線。CPU可以同時(shí)訪問程序和數(shù)據(jù)，大大提高了處理速度。所謂的改進(jìn)哈佛結(jié)構(gòu)，體現(xiàn)在如下幾點(diǎn)：

1）允許數(shù)據(jù)存放在程序存儲(chǔ)器中，并可以被算術(shù)指令直接使用。但程序和數(shù)據(jù)不能同時(shí)讀取，多數(shù)訪問存儲(chǔ)器的指令需要兩個(gè)執(zhí)行周期。

2）將指令存儲(chǔ)在高速緩存中，無須從數(shù)據(jù)/程序存儲(chǔ)器讀取，可以節(jié)約一個(gè)指令周期。

3）改進(jìn)存儲(chǔ)器塊結(jié)構(gòu)，允許在一個(gè)周期內(nèi)同時(shí)讀取一條指令和兩個(gè)操作數(shù)。

使用兩類（程序總線、數(shù)據(jù)總線）六組總線。包括程序地址總線、程序讀總線、數(shù)據(jù)寫地址總線、數(shù)據(jù)讀地址總線、數(shù)據(jù)寫總線、數(shù)據(jù)讀總線。配合哈佛機(jī)構(gòu)，大大提高了系統(tǒng)速度。

DSP內(nèi)部一般都包括多個(gè)處理單元，如ALU、乘法器、輔助算術(shù)單元等。它們都可在單獨(dú)的一個(gè)指令周期內(nèi)執(zhí)行完計(jì)算和操作任務(wù)，而且往往同時(shí)完成。這種結(jié)構(gòu)特別適合于濾波器的設(shè)計(jì)，如FIR和IIR。這種多處理單元結(jié)構(gòu)還表現(xiàn)為在將一些特殊的算法作成硬件，如典型的FFT的位翻轉(zhuǎn)尋址和流水FIR濾波算法的循環(huán)尋址等。而且大部分DSP具有零消耗循環(huán)控制的專門硬件，使得處理器不用花時(shí)間測(cè)試循環(huán)計(jì)數(shù)器的值就能執(zhí)行一組指令的循環(huán)，硬件完成循環(huán)跳轉(zhuǎn)和循環(huán)計(jì)數(shù)器的衰減。

3.4 DSP結(jié)構(gòu)改進(jìn)

過去的DSP結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要是面向計(jì)算密集型的應(yīng)用，而對(duì)控制密集型支持得不夠。而現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中很多場(chǎng)合需要信號(hào)處理和精確控制的有效結(jié)合，如數(shù)字蜂窩電話，它要有監(jiān)控和語言音處理的工作。現(xiàn)代的DSP將采用DSP／MCU的混合結(jié)構(gòu)，在保證計(jì)算能力優(yōu)先的前提下，通過快速的現(xiàn)場(chǎng)切換、多執(zhí)行部件并行執(zhí)行等方式，加強(qiáng)控制類操作的處理能力。將MCU核集成到DSP核中，或者從整體上對(duì)DSP進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，使之兼有DSP和MCU的功能。

另外，為解決速度、功耗、可編程之間的矛盾，我們提出了一種新型的計(jì)算方式，它結(jié)合了現(xiàn)有微處理器和DSP的時(shí)間計(jì)算方式以及ASIC、FPGA解決方案的空間計(jì)算方式。這種可重構(gòu)DSP處理器的關(guān)鍵是它能同時(shí)進(jìn)行時(shí)間和空間計(jì)算。它由一個(gè)計(jì)算元件互相連接的二維陣列構(gòu)成，每個(gè)陣列都有各自的邏輯單元和本地寄存器。連接這些計(jì)算元件的可編程連線借以對(duì)陣列的數(shù)據(jù)流架構(gòu)動(dòng)態(tài)重構(gòu)，從而可根據(jù)運(yùn)行的具體任務(wù)而對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化。

參考文獻(xiàn)：

篇(5)

【關(guān)鍵詞】混沌加密；光學(xué)通信；應(yīng)用

二十世紀(jì)六十年代，人們發(fā)現(xiàn)了混沌理論。混沌理論即一個(gè)給出混亂、隨機(jī)的分周期性結(jié)果的模型，卻是由確定的非線性微分方程構(gòu)成。混沌是一種形式非常復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)，看似雜亂無章的隨機(jī)運(yùn)動(dòng)軌跡，卻是由一個(gè)確定方程模型得出。混沌對(duì)初始條件的敏感度非常高。密碼技術(shù)是一種研究使用密碼進(jìn)行加密的技術(shù)，而隨著信息技術(shù)的發(fā)展，竊取加密密碼的方法越來越多，并且隨著傳統(tǒng)密碼技術(shù)的不斷使用和技術(shù)公開，傳統(tǒng)密碼技術(shù)的保密性已經(jīng)降低，所以一些新的密碼技術(shù)開始出現(xiàn)，其中包括混沌加密、量子密碼以及零知識(shí)證明等。本文首先介紹混沌加密密碼技術(shù)，然后介紹光學(xué)通信，最后重點(diǎn)探討混沌加密在光學(xué)通信中的應(yīng)用。

1.混沌加密

我們首先對(duì)混沌加密的相關(guān)內(nèi)容做一下簡(jiǎn)單介紹，主要包括：混沌的特征、混沌加密的定義以及混沌加密的常用方法。混沌的特征主要有：混沌運(yùn)動(dòng)軌跡符合分?jǐn)?shù)維理論，混沌軌跡是有序與無序的結(jié)合、并且是有界的偽隨機(jī)軌跡，混沌運(yùn)動(dòng)具有遍歷性，所有的混沌系統(tǒng)都具有幾個(gè)相同的常數(shù)、并且符合利亞普諾夫指數(shù)特性，混沌運(yùn)動(dòng)的功率譜為連續(xù)譜線以及混沌系統(tǒng)具有正K熵等。混沌加密是一種新的密碼技術(shù)，是將混沌技術(shù)與加密方法相結(jié)合的一種密碼加密技術(shù)。混沌加密的方法有很多種，根據(jù)不同的通信模式，可以選擇不同的加密方式與混沌技術(shù)結(jié)合，以實(shí)現(xiàn)信息的加密傳輸。混沌加密的常用方法主要包括：數(shù)字流混沌加密、數(shù)字信號(hào)混沌加密以及連續(xù)流混沌加密等。

2.光學(xué)通信

之所以將混沌加密應(yīng)用在光學(xué)通信中，是因?yàn)楣鈱W(xué)中存在混沌現(xiàn)象，這種混沌現(xiàn)象既包括時(shí)間混沌現(xiàn)象也包括空間混沌現(xiàn)象。光學(xué)通信是一種利用光波載波進(jìn)行通信的方式，其優(yōu)點(diǎn)是信息容量大、適應(yīng)性好、施工方便靈活、、保密性好、中繼距離長(zhǎng)以及原材料來源廣等，光纖通信是光學(xué)通信中最重要的一種通信方式，已成為現(xiàn)代通信的重要支柱和發(fā)展趨勢(shì)。光纖通信系統(tǒng)的組成主要包括：數(shù)據(jù)信號(hào)源、光數(shù)據(jù)傳輸端、光學(xué)通道以及光數(shù)據(jù)接收端等。數(shù)據(jù)信號(hào)源包括所有的數(shù)據(jù)信號(hào)，具體體現(xiàn)為圖像、文字、語音以及其他數(shù)據(jù)等經(jīng)過編碼后所形成的的信號(hào)。光數(shù)據(jù)傳輸端主要包括調(diào)制解調(diào)器以及計(jì)算機(jī)等數(shù)據(jù)發(fā)送設(shè)備。光學(xué)通道主要包括光纖和中繼放大器等。光數(shù)據(jù)接收端主要包括計(jì)算機(jī)等數(shù)據(jù)接收設(shè)備以及信號(hào)轉(zhuǎn)換器等。

3.探討混沌加密在光學(xué)通信中的應(yīng)用

在光學(xué)通信中，應(yīng)用混沌加密技術(shù)對(duì)明文進(jìn)行加密處理，以保證明文傳遞過程中的安全性和保密性。本文重點(diǎn)對(duì)混沌加密在光學(xué)通信中的應(yīng)用進(jìn)行了探討。其內(nèi)容主要包括：混沌加密常用方法、光學(xué)通信中混沌加密通信常用方案以及光學(xué)通信中兩級(jí)加密的混沌加密通信方案。其中混沌加密常用方法主要包括：數(shù)字流混沌加密、數(shù)字信號(hào)混沌加密以及連續(xù)流混沌加密等。光學(xué)通信中混沌加密通信常用方案主要包括：混沌掩蓋加密方案、混沌鍵控加密方案、混沌參數(shù)加密方案以及混沌擴(kuò)頻加密方案等。

3.1混沌加密常用方法

連續(xù)流混沌加密方法：連續(xù)流混沌加密利用的加密處理方式是利用混沌信號(hào)來掩蓋明文，即使用混沌信號(hào)對(duì)明文進(jìn)行加密處理。連續(xù)流混沌加密方法常應(yīng)用在混沌掩蓋加密方案以及混沌參數(shù)加密方案中。其加密后的通信模式是模到模的形式。

數(shù)字流混沌加密方法：其加密后的通信模式是模到數(shù)再到模的形式。

數(shù)字信號(hào)混沌加密方法：其加密后的通信方式是數(shù)到數(shù)的形式。主要包括混沌時(shí)間序列調(diào)頻加密技術(shù)以及混沌時(shí)間編碼加密技術(shù)。主要是利用混沌數(shù)據(jù)信號(hào)對(duì)明文進(jìn)行加密。

3.2光學(xué)通信中混沌加密通信常用方案

在光學(xué)通信中，利用混沌加密技術(shù)進(jìn)行通信方案的步驟主要包括：先利用混沌加密方法對(duì)明文進(jìn)行加密（可以使用加密系統(tǒng)進(jìn)行這一過程），然后通過光釬進(jìn)行傳輸，接收端接收后，按照一定解密步驟進(jìn)行解密，恢復(fù)明文內(nèi)容。

混沌掩蓋加密方案：其掩蓋的方式主要有三種：一種是明文乘以密鑰，一種是明文加密鑰，一種是明文與密鑰進(jìn)行加法與乘法的結(jié)合。

混沌鍵控加密方案：其利用的加密方法主要為FM-DCSK數(shù)字信號(hào)加密方法。該方案具有良好的抗噪音能力，并且能夠不受系統(tǒng)參數(shù)不匹配的影響。

混沌參數(shù)加密方案：就是將明文與混沌系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行混合傳送的一種方案。這種方案增加了通信對(duì)參數(shù)的敏感程度。

混沌擴(kuò)頻加密方案：該方案中，擴(kuò)頻序列號(hào)一般是使用混沌時(shí)間序列，其加密方法是利用數(shù)字信號(hào)，該方案的抗噪音能力特別好。

3.3光學(xué)通信中兩級(jí)加密的混沌加密通信方案

為了進(jìn)一步保證傳輸信息的安全保密性，需要對(duì)明文進(jìn)行二次加密。其步驟是：首先先對(duì)明文進(jìn)行第一次加密（主要利用雙反饋混沌驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生密鑰1，然后將明文與密鑰1組合起來形成密文1），第二步是通過加密超混沌系統(tǒng)產(chǎn)生的密鑰2對(duì)密文1進(jìn)行二次加密，形成密文2，第三步將密文2通過光纖進(jìn)行傳遞，同時(shí)將加密超混沌系統(tǒng)一起傳遞到接收端。第四步，接收端接收到密文2以及加密超混沌系統(tǒng)后，對(duì)密文2進(jìn)行解密，形成密文1，然后將密文1傳送到雙反饋混沌驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生密鑰1，然后將密文1進(jìn)行解密，通過濾波器破譯出明文。此外，還可以對(duì)二級(jí)加密通信進(jìn)行優(yōu)化，即使用EDFA（雙環(huán)摻餌光纖激光器）產(chǎn)生密鑰進(jìn)行加密。

4.結(jié)論

本文首先對(duì)混沌加密的相關(guān)內(nèi)容做一下簡(jiǎn)單介紹，主要包括：混沌的特征、混沌加密的定義以及混沌加密的常用方法。然后我們簡(jiǎn)單介紹了一下光學(xué)通信以及光纖通信，并且介紹了光纖通信的組成結(jié)構(gòu)。并且由于光學(xué)中存在混沌現(xiàn)象，所以我們?cè)诠鈱W(xué)通信中應(yīng)用混沌加密技術(shù)進(jìn)行保密工作。最后本文重點(diǎn)探討了混沌加密在光學(xué)通信中的應(yīng)用，其內(nèi)容主要包括：混沌加密常用方法、光學(xué)通信中混沌加密通信常用方案以及光學(xué)通信中兩級(jí)加密的混沌加密通信方案。其中混沌加密常用方法主要包括：數(shù)字流混沌加密、數(shù)字信號(hào)混沌加密以及連續(xù)流混沌加密等。光學(xué)通信中混沌加密通信常用方案主要包括：混沌掩蓋加密方案、混沌鍵控加密方案、混沌參數(shù)加密方案以及混沌擴(kuò)頻加密方案等。

【參考文獻(xiàn)】

[1]馬瑞敏，陳繼紅，朱燕瓊.一種基于混沌加密的關(guān)系數(shù)據(jù)庫水印算法[J].南通大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2012，11（1）：13-27.

[2]徐寧，陳雪蓮，楊庚.基于改進(jìn)后多維數(shù)據(jù)加密系統(tǒng)的多圖像光學(xué)加密算法的研究[J].物理學(xué)報(bào)，2013，62（8）：842021-842025.

篇(6)

[關(guān)鍵字]提升系統(tǒng) 可移動(dòng)無線雙頻監(jiān)測(cè)監(jiān)控技術(shù)

[中圖分類號(hào)] X924.3 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號(hào)] 1000-405X（2013）-2-278-1

1提升系統(tǒng)

提升系統(tǒng)是礦山生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對(duì)安全生產(chǎn)起著決定性的作用，根據(jù)集團(tuán)要求，井筒設(shè)施由原來的月檢提升到每周例檢一次。以往每次檢測(cè)、檢修都是檢修人員站在罐籠上作業(yè)，由于井筒狹小，且存在淋水、上部落物、高空作業(yè)、井上下難以聯(lián)系等安全隱患，作業(yè)過程安全系數(shù)低、勞動(dòng)強(qiáng)度大、檢測(cè)效率低，致使安全隱患排查不細(xì)，影響正常生產(chǎn)。

為解決檢修過程中存在的安全隱患、降低檢修勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率，沂南金礦組織開發(fā)應(yīng)用了可移動(dòng)無線雙頻監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)把現(xiàn)場(chǎng)情況用數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)降孛骐娔X，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)多方位檢測(cè)，可疑檢測(cè)點(diǎn)可局部放大，給檢修人員提供準(zhǔn)確信息，從而對(duì)可疑檢測(cè)點(diǎn)有針對(duì)性的進(jìn)行檢修。該系統(tǒng)可提高檢測(cè)速度，節(jié)省檢修時(shí)間，確保檢修人員安全，提高生產(chǎn)效率。

2可移動(dòng)無線雙頻監(jiān)測(cè)監(jiān)控技術(shù)：

可移動(dòng)無線雙頻監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)是由音視頻采集系統(tǒng)、信號(hào)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、音視頻接收系統(tǒng)三部分組成。

（1）音視頻采集系統(tǒng)。聲音由采集器輸入音頻放大器，經(jīng)信號(hào)壓縮放大輸入發(fā)射模塊；視頻采集器由4臺(tái)6毫米攝像頭組成，形成多方位視頻采集信號(hào)，輸入發(fā)射模塊；

（2）信號(hào)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。信號(hào)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)采用2.4GHZ國(guó)際通用頻率，使用RF CMOS集成IC，整合功率放大器（ PA ）和壓控振蕩器（ VCO ）集雙聲道音頻視頻于一體調(diào)制，后經(jīng)功率放大器（采用德國(guó)西門子公司GaAs芯片）作功率放大，形成圖像清晰、音頻穩(wěn)定的信號(hào)。在長(zhǎng)距離傳輸中，通過中繼器放大來保證數(shù)字信號(hào)的完整；

（3）音視頻接收系統(tǒng)。音視頻接收系統(tǒng)由信號(hào)接收模塊和顯示終端組成，信號(hào)接收模塊接收到數(shù)字信號(hào)后輸入電腦顯示終端形成視頻圖像及聲音。

全系統(tǒng)采用DC12V電源；保證使用安全。

3技術(shù)應(yīng)用

方案確定后，經(jīng)調(diào)試組裝，在銅井分礦進(jìn)行了試應(yīng)用。經(jīng)驗(yàn)證，該系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)良好，安全性能可靠，較好地解決了生產(chǎn)難題，目前該系統(tǒng)在本礦進(jìn)行了推廣使用。

設(shè)備組成：音視頻采集傳輸系統(tǒng)是由攝像頭、拾音器、發(fā)射模塊、音頻放大器、平板放大器、防水機(jī)箱、DC12V電源組成。信號(hào)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)由RF CMOS集成IC，整合功率放大器（ PA ）和壓控振蕩器（ VCO ）、功率放大器（采用德國(guó)西門子公司GaAs芯片）組成。音視頻接收系統(tǒng)是由DC12V電源、信號(hào)接收模塊、電腦組成。

調(diào)制方式：FM /FSK 頻率范圍：CH 1= 2414MHZ；CH 2= 2432MHZ；CH 3= 2450MHZ；CH 4= 2468MHZ（可選一拖七套設(shè)備即七個(gè)發(fā)射配七個(gè)接收）。

技術(shù)參數(shù)視頻輸入（ 1 路 ）雙聲道伴音輸入 （ 2 路 ）（ 6.0MHZ NTSC；6.5MHZ PAL ）

發(fā)射功率 ：34dBM最大消耗電流：700mA；輸入電壓：12V接收機(jī)頻率：CH 1=2414MHZ；CH 2=2432MHZ；CH 3=2450MHZ；CH 4=2468MHZ

接收靈敏度：-90dBm；接收機(jī)最大消耗電流：160mA；輸入電壓：12V，視頻輸出 （ 1 路 ）；雙聲道伴音輸出（ 2 路 ）（6.0MHZ NTSC；6.5MHZ PAL ）發(fā)射接收模塊工作溫度：-10-120度，根據(jù)礦井的深度采用平板接受放大模塊，增加接收數(shù)字信號(hào)數(shù)據(jù)的強(qiáng)度。

使用方法：把音視頻采集傳輸系統(tǒng)固定在罐籠上面，根據(jù)井筒設(shè)施調(diào)整安裝攝像頭采集信號(hào)，卷揚(yáng)機(jī)以每秒0.5米的速度運(yùn)行，檢修人員在井口接收終端檢測(cè)豎井井筒內(nèi)各種設(shè)施安全隱患。

可移動(dòng)無線雙頻監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)方案示意圖（圖1）：

可移動(dòng)無線雙頻監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)音視頻采集器外觀圖（圖2）：

通過使用可移動(dòng)無線雙頻監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)徹底改變了以往檢測(cè)井筒需要多人站在罐籠上作業(yè)的弊端，實(shí)現(xiàn)了全程音頻和視頻的監(jiān)控，降低了安全事故的發(fā)生，有力的保證了提升系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1]劉鵬.基于無線網(wǎng)絡(luò)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].浙江大學(xué)碩士論文，2006年.

篇(7)

【關(guān)鍵詞】數(shù)字信號(hào)處理 教學(xué)改革 學(xué)習(xí)興趣 探索性實(shí)驗(yàn)

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

“數(shù)字信號(hào)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(shí)面廣泛，如信號(hào)與系統(tǒng)、信號(hào)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(dòng)性是數(shù)字信號(hào)處理課程教學(xué)中需要面對(duì)的一個(gè)重要問題。因此對(duì)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(dòng)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(duì)抽象的概念和復(fù)雜的過程的講解，而且，數(shù)字信號(hào)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(hào)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(dòng)，尤其是有的復(fù)雜過程可采用動(dòng)畫形式展現(xiàn)，學(xué)生容易理解，且傳遞的信息量豐富。但長(zhǎng)久的盯著亮的屏幕容易造成視覺疲勞，快速的翻頁也會(huì)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(dòng)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(zhǎng)信號(hào)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(gè)長(zhǎng)度相當(dāng)?shù)男盘?hào)的線性卷積可以利用FFT進(jìn)行快速卷積，但若一個(gè)信號(hào)很長(zhǎng)甚至是無限長(zhǎng)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(zhǎng)信號(hào)的分段卷積式，對(duì)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(zhǎng)信號(hào)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(dòng)起來，原本復(fù)雜的過程變得簡(jiǎn)單而容易接受，有利于知識(shí)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(hào)處理”理論知識(shí)多，學(xué)習(xí)起來枯燥。但是，如果學(xué)生認(rèn)識(shí)到所學(xué)的知識(shí)有用會(huì)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(dòng)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(shí)，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(lì)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(duì)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(shí)，這些知識(shí)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(shí)、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(hào)的頻譜分析”，要求綜合運(yùn)用數(shù)字信號(hào)處理的理論知識(shí)對(duì)語音信號(hào)進(jìn)行頻譜分析并對(duì)語音信號(hào)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(hào)采集方法，掌握用 MATLAB對(duì)信號(hào)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(duì)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(hào)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(shí)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(hào)卷積的實(shí)現(xiàn)、圖像信號(hào)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(hào)處理的課程設(shè)計(jì)，加深了對(duì)“數(shù)字信號(hào)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(hào)處理的基礎(chǔ)知識(shí)，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(dòng)。它對(duì)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(hào)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(duì)所學(xué)知識(shí)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(duì)教材或?qū)嶒?yàn)指導(dǎo)書上的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)論也是驗(yàn)證與所學(xué)的知識(shí)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(hào)去噪處理中的應(yīng)用，就可以采用高斯模板對(duì)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(dòng)了學(xué)生的主動(dòng)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(shí)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(duì)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(jī)，設(shè)計(jì)一套好的評(píng)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(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)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(shí)，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(shí)與解決問題的能力，同時(shí)鼓勵(lì)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(hào)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(gè)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。

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