信号分析与处理综合设计实践指导书

信号分析与处理综合设计实践指导书（通用9篇）

篇1：信号分析与处理综合设计实践指导书

信号分析与处理综合设计实践

一、设计实践目的：

综合运用本课程的理论知识进行频谱分析以及滤波器设计，通过理论推导得出相应结论，并利用MATLAB作为工具进行实现，从而复习巩固课堂所学的理论知识，提高对所学知识的综合应用能力，并从实践上初步实现对数字信号的处理。

二、课程设计时间安排：

第一天：布置设计任务，讲解设计要求，提示设计要点。

第二～四天：查阅资料（在图书馆或上网），弄清题目要求，提出解决方案。)第五～十一天：根据题目要求，将理论推导与编程实现相结合，写出设计报告。

第十二天：答辩。

三、设计内容：

1.设计题目一: 语音信号的处理与滤波（难度系数：0.8）

1．熟悉并掌握MATLAB中有关声音（wave）录制、播放、存储和读取的函数。

2．在MATLAB环境中，使用声音相关函数录制2秒左右自己的声音，抽样率是8000Hz/s。（考虑如何解决一个实际问题：录制刚开始时，常会出现实际发出声音落后录制动作半拍的现象，如何排除对这些无效点的采样？）

3．分别取8000个和16000个数据进行频谱分析，得到幅度和相位谱，比较二者异同并分析原因。

4．针对电话信道（最高3500Hz），设计一个FIR或IIR滤波器进行滤波，把抽样率转变为7000Hz/s，并进行频谱分析，得到幅度和相位谱。

5．把处理后的所有数据储存为声音文件，与原始声音进行比较。

2.设计题目二：编程实现任意确定信号的频谱分析算法。（难度系数：0.9）

（1）对给定的CEG和弦音音频文件取合适长度的采样记录点，然后进行 频谱分析（信号的时域及幅频特性曲线要画出）。

（2）分析CEG和弦音频谱特点，对该信号频谱能量相对较为集中的频带（分低、中、高频）实现滤波（分别使用低通，带通及高通），显示滤波后信号的时域和频域曲线，并对滤波后的信号与原信号的音频进行声音回放比较。

（3）在低、中、高三个频带中，各滤出三个能量最集中的频簇，显示滤波后信号的时域和频域曲线。

（4）任意选择几个滤出的频带（或频簇）进行时域信号重建（合成），与原信号的音频进行声音回放比较。

讨论：根据上述结果，分析什么是和弦音。

3.设计题目三：设计并实现FIR数字滤波器的窗口设计算法（难度系数：0.7）要求：输入数字滤波器指标，包括滤波器类型（低通、带通、带阻或高通等），通带截止频率，通带最大波动，阻带开始频率，阻带衰减，设计得到FIR滤波器，并画出设计得到的滤波器的增益曲线图（要有坐标标度）。为了使编制的程序操作方便，设计处理系统的用户界面：在所设计的系统界面上可以选择滤波器的类型，输入滤波器的参数，显示滤波器的频率响应，选择输入信号并显示相应的输出信号等。

讨论：对多种窗口、不同阶数设计结果进行比较。

4.设计题目四：语音信号的处理与滤波（难度系数：1）

内容：录制一段个人自己的语音信号，并对录制的信号进行采样；画出采样后语音信号的时域波形和频谱图；给定滤波器的性能指标，采用窗函数法和双线性变换法设计滤波器，并画出滤波器的频率响应；然后用自己设计的滤波器对采集的信号进行滤波，画出滤波后信号的时域波形和频谱，并对滤波前后的信号进行对比，分析信号的变化；回放语音信号；换一个与你性别相异的人录制同样一段语音内容，分析两段内容相同的语音信号频谱之间有什么特点；再录制一段同样长时间的背景噪声叠加到你的语音信号中，分析叠加前后信号频谱的变化，设计一个合适的滤波器，能够把该噪声滤除；最后，设计一个信号处理系统界面。

基本步骤：

1．语音信号的采集

熟悉并掌握MATLAB中有关声音（wave）录制、播放、存储和读取的函数，在MATLAB环境中，使用声音相关函数录制3秒左右自己的声音。（考虑如何解决一个实际问题：录制刚开始时，常会出现实际发出声音落后录制动作半拍的现象，如何排除对这些无效点的采样？）

2．语音信号的频谱分析

要求首先画出语音信号的时域波形；然后对语音号进行快速傅里叶变换，得到信号的频谱特性，从而加深对频谱特性的理解。

3．设计数字滤波器并画出其频率响应

给出各滤波器的性能指标：

(1)低通滤波器性能指标：fb＝1000 Hz，fc＝1200 Hz，As＝100dB，Ap＝1dB。

(2)高通滤波器性能指标：fc＝4800 Hz，fb＝5000 Hz As＝100dB，Ap＝1dB。

(3)带通滤波器性能指标：fp1＝1200 Hz，fp2＝3000 Hz，fsc1＝1000 Hz，fsc2＝3200Hz，As＝100dB，Ap＝1dB。

要求用窗函数法和双线性变换法设计上面要求的3种滤波器。在Matlab中，使用函数butter，cheby1等函数设计IIR滤波器；利用Matlab中的函数freqz画出各滤波器的频率响应。

4．用滤波器对信号进行滤波

要求用自己设计的各种滤波器分别对采集的信号进行滤波，在Matlab中，FIR滤波器利用函数fftfilt对信号进行滤波，IIR滤波器利用函数filter对信号进行滤波。

5．比较滤波前后语音信号的波形及频谱

要求在一个窗口同时画出滤波前后的波形及频谱。

6．回放语音信号

在Matlab中，使用相关声音函数对声音进行回放。辨别滤波前后的声音有何变化。

7．男女声语音信号频谱特点分析

换一个与你性别相异的人录制同样一段语音内容，分析两段内容相同的语音

信号频谱之间有什么特点。

8.背景噪声滤除

再录制一段同样长时间的背景噪声（频谱能量集中在某个小范围内）叠加到你的语音信号中，分析叠加前后信号频谱的变化，设计一个合适的滤波器，能够把该噪声滤除。

9．设计系统界面（用MATLAB中GUIDE工具，要求自学）

为了使编制的程序操作方便，要求有能力的同学，设计处理系统的用户界面。在所设计的系统界面上可以选择滤波器的类型，输入滤波器的参数，显示滤波器的频率响应，选择信号等。

四、课程设计要求：

1．设计说明书（约3000～4000字），按照毕设范文格式来撰写，包括：

（1）封面；

（2）目录；

（3）摘要；

（4）正文。

①设计内容（简述本设计的任务和要求，可参照任务书和指导书）； ②设计原理（简述设计过程中涉及到的基本理论知识）；

③设计过程（按设计步骤详细介绍设计过程，即任务书和指导书中指定的各项任务）

I．程序源代码：给出完整源程序清单；程序流程图：用VISIO绘制； II．调试分析过程描述：包括测试数据、测试输出结果，以及对程

序调试过程中存在问题的思考（列出主要问题的出错现象、出错

原因、解决方法及效果等）；

III．结果分析：对程序结果进行分析，并与理论分析进行比较。

（5）结论：包括课程设计过程中的学习体会与收获、对Matlab语言和本次

课程设计的认识以及自己的建议等内容；

（6）参考文献。

2．附件：（可以将设计中得出的波形图和频谱图作为附件，在说明书中涉及

相应图形时，注明相应图形在附件中位置即可；也可不要附件，所有内容全部包含在设计说明书中。所有的实验结果图形都必须有横纵坐标标注，必须有图序和图题。）

3．设计报告提交电子版和打印版各一份。

注意：

鼓励互相讨论交流，但不得抄袭他人的报告（或给他人抄袭），一旦发现，抄袭者和被抄袭者成绩均为零分！！

篇2：信号分析与处理综合设计实践指导书

作业一：信号分析与处理在某一方面的应用综述

要求：

1、查阅学校图书馆的纸质和电子图书与期刊，撰写一篇信号分析与处理在某一方面的应用的小论文，要求至少查阅5篇以上的论文；

2、论文的格式要按照期刊论文发表的格式，由以下几个部分组成；

题目，中文摘要，英文摘要，中文关键词，英文关键词，前言，正文，结论，参考文献；

3、论文中引用的部分要注明；

4、论文字数不少于1500字，要求手写，不能打印。

作业二：声音信号的分析与处理

1、利用windows里的录音机等工具，记录声音“专业班级姓名”，如“勘查083班张三”，最好存储为wav的单声道格式；

2、在公用邮箱中下载地震数据文件和测井数据文件；

3、对上述信号的频谱进行分析，写出其频谱特征；

4、对上述信号进行时域简单处理，如反褶，尺度变换，试听处理后的结果；；

5、分别设计低通，高通和带通滤波器对此信号进行处理，试听处理后的结果；

6、（选做）对此信号进行纯相位滤波或其他的处理；

7、写出相应的分析与处理的报告，报告中要插入有关的图件（要有分析）和分析与处理的程序；

篇3：信号分析与处理综合设计实践指导书

航空电子系统在飞机的整体中占有重要的地位,它是飞机的“大脑”并承载着飞机的大多数功能,因此,一定要保持航空电子系统的先进性。只有不断地提升航空电子系统的科学性和先进性,才能保证整个航空事业的稳定发展。综合化的信号处理和信息处理系统是当前航空体系中的研究的重要部分,它能真正地实现信号处理和信息处理的综合化运用。

1体系结构概述

体现代军事电子设备集成正在由传统的设备集合逐渐地向综合化的集成方向转变。传统的系统中,每个处理器之间的共享需要通过总线来得以实现,但由于总线的设置上有着一定的缺陷,因此,导致了总线的信息传输速度比较慢,同时规模也比较小[1]。只有解决了这些瓶颈问题,才能使我国的数字信号处理得以提升。系结构是系统中的的基本组织关系,在体系结构中展现出了构成系统的组件和组件之间的关系,还体现出了组件与环境之间的关系。在体系结构总主要包括了组件、接口、标准和框架这四个部分。事实上体系结构是一个比较抽象的系统,根据一些抽象的组件和其他属性组件之间的关系来展现出系统的内容。当中组件有着完成系统的实体功能,接口和标准则规定了组件之间的关联关系。

2信息传输的主要功能

随着我国信息化建设速度的不断加快,各种信息处理平台也在不同的领域中发挥着各自的作用。虽然在不同的行业中所采取的编程等都会有所不同,但其在功能上有着相同的地方。下面将对信息传输的主要功能进行分析和论述。

(1)传输信息

信息的传输主要通过一系列的端口监听程序,实现用户和用户之间的自动接收图像和文件等功能。当中依照密语解释协议来接收密语代码,这样的方式能有效地提升信息传递的安全性能,同时也可以实现大文件的传输。

(2)信息采集

根据任务的规定和要求,来进行信息的采集功能。通过平台的有线或者无线端口将所收集到的信息进行打包处理,然后通过客户的需要来进行数据的更新或者文件的更改等。

(3)信息查询

信息查询可以划分为重点信息查询和综合性信息查询,通过预先设定的参数,来跟踪数据,进行实时的变化观察,对一些超出规定范围之外的要素,应按照参数要求来进行警报提示, 并对一些最新更新的数据进行最先显示。

(4)智能数据

建立起智能功能模型数据库,对平常工作中一些比较常用的公文选择并建立模板,根据格式的设置参数来选择,对一些无法进行预设的采取手工的方式进行预设。根据自身工作热任务需要,能够短时间内快速地找到相关的数据,并生成数据文档。

(5)数据分析

将数据按照不同的方式进行分类,然后进行图表分析。每一种数据都可以按照不同的方式来进行分类和统计。综合饼状图、条形图和点状图等图形,为数据信息提供更加准确并且更加直观的图示信息。

(6)平台维护

平台管理维护中主要包括了重点数据维护、综合数据维护和专业系统搭载等管理功能。平台中可以搭载意外的相关专业系统,从而实现资源快速整合。通过快速的数据信息处理, 在遇到突发事件或者一些无法预知的情况下,能够保证数据的完整性和有效性。

3ASSAC体系结构

为了有效地解决内部航空电子系统的不标准问题,北约组织为此成立了一个联合性的航电系统架构委员会,也就是ASAAC结构[2]。当前ASAAC标准已经相继发表了5个标准,这些标准分别应用与软件、通信、通用功能模块等几个结构对IMA系统进行规定。同时还制定了相关的非强制性系统实现指导方针。此外,ASAAC标准,还分别从硬件、软件和通信等四个方面进行了IMA核心系统的设计需求,下面将对这几个方面进行详细的论述:

(1)硬件方面

从硬件方面来看,ASAAC共定义了6种通用功能模块,包括了:通用数据处理模块、大容量内存的处理模块、电源转换模块、 通用信号处理模块、通用图像处理模块以及网络支持模块[3]。

(2)软件方面

从软件方面来说,ASAAC利用层次化的结构模式,将软件系统划分成为几个部分。主要有应用程序层、操作系统层和模块支持层。每个层次之间都有着其专业的标准接口,以此来进行交互,从而以隐藏具体实现。

(3)通信技术

从通信技术以及网络的角度来看,ASAAC软件主要出现在网络的平台处理中,利用相关的功能软件来进行软件与软件之间的相互联系。通过几个不同的构建,分别的留在不同的GFM模块当中,实现不同构建之间的相互联系。从系统方面来说,ASAAC对系统做出了不同的抽象管理,主要有航空的平台、集成区域和资源,这三层抽象管理。在这里航空平台层面是系统管理的重要部分,它负责掌控整个IMA的核心系统。其次,集成区域这个层面与航空平台层相同,也是系统管理功能的实体,但集成区域层主要负责监管一个集成区。而资源层则是这些管理结构当中的基础部分,只用来负责每一个单元的管理。

(4)ASAAC标准在应用中容易出现的问题

ASAAC标准中规范定义了一个IMA系统,在系统中同时又包含了多个组合,可以说集中了大多数的资源,所有的传感器计算都有望在该系统内得以实现。这个系统的出现可以说对ASAAC系统提出了更高的要求,不仅在网络方面要求有较快的网速和接口,同时也要有超高的实时性等优质的特点[4]。 而将这种系统应用与军用的航空传感系统中当前仍然有着一定的困难。因此,需要使用分布式式的结构,使用不同的网络在一个机架内部进行互连,从而实现机构设计目的。

4信息处理平台设计

在硬件设计方面,为了达到运算和安装的要求,在综合化信号和信息处理机中,机架可以使用上下结构,并在每层中做10个插槽。机架布局和模块配置图如下:

在软件设计方面为了实现与硬件更多无关的软件开发, 可以利用“虚通道”机制当中的Rapid IO通信来进行软件的设计[5]。分层思想中主要包括了系统控制、框架控制和通信中间件等部分。在同一节点利用不同的软件层来实现每个接口的信息互换。如图所示:

关于网络拓扑设计,ISIP机架的内部告诉交换网络中所采用的是双星型拓扑结构。在这个结构中主交换模块和备用交换模块互相作为对方的备份,当当中的一条物理通信线路出现了故障时,另外一条将会作为补充,以此来实现数据的正常传输。

结语:

综合化信号与信息处理系统与其他传统系统相比较有着明显的优势,首先综合化信号与处理机的规模更加大,性能也比较好,可以根据所需来进行硬件和软件等方面的配置, 真正地实现了芯片之间的互连,有效地提升了航空电子模块的技术。此外,综合化信号与信息处理具有低抖动、多节点和可重构性等诸多的优点,使我国的数字信号处理系统迈向了一个更高的台阶。

摘要：随着现代科学技术的快速发展,军事电子装备系统集成设备也在逐渐地发生转变。传统的嵌入式系统中,在对处理器和处理器外设之间的互连是由分级共享总线来进行实现的。这些总线的瓶颈在系统中互连规模比较小,数据的传输速度也比较慢。而综合化信号处理与信息处理机则能真正地实现芯片级互连、多阶段等航空电子综合化应用。下面将对此进行详细的论述。

篇4：信号分析与处理综合设计实践指导书

关键词 信号与系统；数字信号处理；课程体系

中图分类号：G642.4 文献标识码：B 文章编号：1671-489X（2013）12-0083-02

周口师范学院电子与信息工程、自动化专业均把信号与系统、数字信号处理两门课程（以下简称“两门课程”）列入新专业教学计划中的两门主干专业基础课。如何教好和学好这两门课对学生能力和素质的培养具有至关重要而且深远的影响[1]。改革前，两门课存在内容重复量大，内容配合不好以及衔接不合理等问题，这些问题随着教学计划的完善造成的课时减少被进一步的激化。本文针对两门课程设置的现状和存在的问题，提出对原有课程体系教学内容进行优化整合的新思路，教学实践表明此方案缩短了教学时间，提高了教学质量，激发了学生的学习兴趣。

1 现阶段两门课程的教学内容和设置存在的主要问题

信号与系统主要介绍的是信号与系统分析的基本理论和分析方法、连续信号和离散信号的描述和线性时不变性和时域与变换域分析方法，它以工程数学和电路分析为基础，同时又是后续专业课如数字信号处理、自动控制原理等课程的基础。在周口师范学院最新的教学计划中，该课理论教学为68学时，实验教学为17学时。数字信号处理是通过对各种不同信号的分析，应用数字的方法，实现对不同信号的处理，达到所希望得到的信号，可见数字信号处理又是信号与系统在离散时域中的深入扩展。该课在学校最新的教学计划中的教学为63学时和45学时不等。

两门课在教学上主要存在下面几个问题。

1）理论教学的内容上存在内容重复和学时数的浪费，从而造成授课学时紧张。

2）两门课程的实验课程内容的安排没有考虑到相关课程的前后衔接，没有用一个系统的观念来设计实践环节。

3）学生对专业基础课和专业课的关系认识不到位，两门课程有一个共同的特点就是理论性很强，突出数学分析，工程概念薄弱[2]，学生感到内容枯燥。

4）教学模式上存在偏颇，更偏向于理论，理论联系实际不够。

5）毕业设计时反映出所学的知识面偏窄，各学科知识的综合应用能力较为欠缺。

2 教学的改革实践

原来的课程设置严重影响学生对专业的兴趣和学习的效果。各门课程自身内容体系的最优不一定是整个教学计划的最优[3]，因此，必须对两门课程进行改革与创新。为此，结合实际，从理论教学的内容与模式、实践教学的模式以及考核评价体系等几个方面进行有益的探索和改革。

2.1 理论教学内容的改革

针对两门课程内容重复和衔接的问题，提出理论教学内容的改革。具体处理：在讲授数字信号处理前，对离散信号和系统的时域与z域分析采用约10学时的时间来复习。在信号与系统中，对于离散时域分析和z变换两部分内容按计划用16～20学时来讲授。在这一部分的复习过程中，尝试采用优秀学生代替教师讲解部分内容的方法，教师进行适当的补充和小结。

2.2 理论教学模式的改革

针对传统课堂教学手段单调和两门课程公式推导繁杂等特点，提出利用MATLAB软件精心制作多媒体演示，把抽象的频谱、卷积、滤波、调制等概念形象化，激发学生学习兴趣，而习题、推导还采用传统的粉笔教学，多媒体和粉笔教学有机结合，使课堂教学达到最佳的教学效果。

2.3 实践教学模式的改革

目前，信号与系统实验课的内容是纯粹的硬件实验，学生对单一实验内容感到厌倦和没有兴趣，而数字信号处理没有开设实验课程。针对实验环节存在的主要问题，提出实验内容分为课内必修和课外选作两个系列，以及上机实验、综合实验和课程设计实验3个层次。以MATLAB为工具，从上机实验（安排在信号与系统实验的前半阶段）、综合实验（信号与系统实验的后半阶段和数字信号处理实验的前半阶段）、课程设计（数字信号处理实验的后半阶段）[4]等方面加强学生的实践，通过以上各实践环节，拓展传统意义上的实验的深度和广度。

2.4 考核评价体系的改革

改革后两门课程的成绩计算公式为：总成绩=实验成绩*30%+70%*（10%*平时成绩+20%*课程设计+70%*考试成绩）。课程改革后加大平时成绩的比重。

3 结束语

对两门课程进行整合和优化表明：改革后两门课程体系清晰完整，内容更趋科学，结构更趋合理，便于教学组织实施。提高了教学质量。

参考文献

[1]陈戈珩，王宏志.“信号与系统”和“数字信号处理”课程优化整合的探索与实践[J].长春工程学院学报：社会科学版，

2008，9（2）：83-86.

[2]陈华丽，程耕国.“信号与系统”和“数字信号处理”两课优化整合的探讨[J].中国电子教育，2009（3）：48-51.

[3]李俊生，张立臣，蒋小燕.“电路分析”、“信号与系统”和“数字信号处理”课程的优化整合[J].常州工学院学报，

2009，22（6）：89-92.

[4]张学敏，倪虹霞，吕晓丽，等.电子信息工程专业信号类课程教学改革实践探索[J].长春工程学院学报：社会科学版，

篇5：信号分析与处理综合设计实践指导书

指导课设计

课前谈话：同学们，你们能告诉老师你们家乡有哪些特产吗？以便老师回去的时候带一些，你们帮老师参谋参谋。

那你们想如何让更多人的知道你们家乡的特产？

一、创设情境，生成主题： 1．谈话引入

师：同学们，课前老师和大家进行了交流，你们都知道我来自嘉兴，那你们知道嘉兴吗？比如嘉兴的名胜、特产。（预设：嘉兴南湖――党的诞生地，五芳斋粽子――老字号，香香糯糯走俏全国，钱江大潮――壮观天下无，海宁皮衣――皮都，引领时尚潮流，乌镇――江南水乡，茅盾故乡，杭州湾跨海大桥――世界最长的桥，秦山核电――中国自主建设的第一座核电城）是呀，同学们知道的可真多，你们是通过什么途径知道的？（书上看来的，电视里看到的，去过的，报道上看到的）是的，途径有很多，除了这些还有就是通过广告。生活中，我们每天都看到大量的广告，通过广告能够人们更多地了解产品、传递信息。

2．看录象，谈感受

（1）师：今天老师也带来了一份广告的小礼物，想知道是什么吗？那就睁大你们的眼睛吧。看看给你传递了什么样的信息？

（2）观看（课件：乌镇风光）（3）交流所看到的信息。师：看了这个广告，你想说什么？（预设：

1、乌镇真美，我想去乌镇；

2、好的广告看上去真舒服！广告可以宣传产品）

（1）师：说得真好！我们再来看一个广告你又有什么想法呢？（2）观看（课件：虚假广告）

（3）交流虚假广告还给我们带来了哪些危害？ 3．生成主题

（1）师：对啊，广告可以宣传产品，无论是一处名胜也好，还是一个产品也好。我们每天接触那么多的广告，有货真价实的好广告，也有诱人上当虚假广告。这就让老师产生了想好好研究一下广告的想法，你们有这样的感觉吗？那你们想研究广告的什么呢？先小组内讨论一下吧。（师下去指导）

（2）学生一一提出想知道的或感兴趣的问题。（生说，师一一板书）刚才同学们提出了一些问题，老师也准备了一些，同学们看是不是有你感兴趣的？

（投影预设：广告怎么产生的？广告的历史有多长？广告是怎么发展起来的？广告有哪些形式？广告有哪些特点？广告对我们的生活有哪些有利的地方？哪些不利的地方？小广告有哪些危害？怎样治理小广告？国家对广告有哪些规定？广告对购买商品的影响，怎样制作广告？广告对我们生活有哪些影响？广告是谁发明的？什么时候开始有广告？怎样辨别广告真假？古代广告与现代广告有什么不同？怎样为校园设计广告？怎样为家乡的特产设计广告？）

（3）学生再次说感兴趣的问题，师再板书。

（4）师：同学们提出了那么多感兴趣的问题，真不错！，今天我们就来研究《广告与我们的生活》，好吗？

二、围绕主题进行讨论，生成子课题并指导研究内容。1．提出将问题归纳成若干小课题的要求

引言：同学们刚才提出的想研究的问题有很多，但是你们有没有发现这些问题有的是可以放在一起研究，我们能不能从刚才这些问题中整理、归纳出一些值得研究的子课题呢？

2．全班汇报并交流，教师在黑板上写出学生想要研究的子课题。3． 老师做了一些归纳，同学们可以参考一下。投影预设：

Ａ、广告的历史与发展：发明者、什么时候开始有广告、古代广告与现代广告的异同、广告怎么产生的、广告的历史有多长、广告是怎么发展的……

Ｂ、广告的作用与影响：广告有什么作用、广告对购买商品的影响、广告对我们生活有哪些影响？……

Ｃ、广告的种类与特点：广告有哪些形式？广告有哪些特点？…… Ｄ、小广告的危害与治理：小广告有哪些危害？怎样治理小广告？国家对广告有哪些规定？……

Ｅ、广告的利与弊：广告对我们的生活有哪些有利的地方？哪些不利的地方？……

Ｆ、广告的设计：怎样制作广告？我为校园设计广告，我为家乡的特产设计广告……

……

三、以小组为单位设计小课题研究方案 1．引导各小组自主确定本小组研究的课题。

同学们，我们刚才已经根据提出的问题归纳成了子课题，下面小组内快速讨论一下选好想研究的子课题。2．出示活动计划表，布置活动要求。

（1）引言：为了让活动开展得更加顺利，我们还需要在活动前制定一份计划。

（2）展示活动的计划表并让学生观察（课件：研究方案表格）（3）布置相关要求。

接下来请我们同学一起讨论并且填写表格的这么几项内容，其中最主要的是活动内容和方法，也就是说我们要开展这个小课题从哪些方面着手研究，用什么方法？清楚了吗？老师这里还有几点小小的温馨提示。

3以小组为单位，根据要求制订本小组研究计划（播放音乐，小组初步拟订方案，教师指导，切换投影仪）

四、交流课题方案，指导完善。

1、以小组为单位，向全班交流汇报本小组的活动计划。

（1）引言：哪个组先向大家介绍一下你们的研究计划？其他同学看看他们的方案对自己有什么启发或者你们有什么好的建议和补充。

（2）组织别的小组同学进行对该小组的活动计划提出建议和质凝。（引导学生可以争论，发言同学留在上面应答同学的提问，重点对研究方法的指导，访问对象的指导。如访问专家也可以是询问老师，强调老师的作用等等。）

2、其他小组对本小组一一交流。

3、完善本小组活动计划。

引言：同学帮助大家提了这么多的好建议，请各个研究小组认真参考，课余时间可以互相交流一下，进一步完善自己小组的研究方案。

五、活动小结

1、同学们，你们真了不起，完全有能力把研究活动开展的很好，今天我们只是确定了研究方向，下一步我们将根据方案对活动的具体实施作进一步的讨论，把表格填完整，为活动的开展打好基础。

这是我们下阶段的要求，（1）进一步完善自己的活动计划。

（2）讨论有关调查等实践活动有关方法方面的问题。（3）讨论实践活动应准备的有关事项。

2、通过本节课学习，同学们有什么收获？

（预设：我知道小课题要选择自己合适的，有能力的来研究。我知道如何把问题归纳成小课题，我知道了活动前有制订一个计划……）

篇6：信号分析与处理综合设计实践指导书

随着科学研究和工程技术等领域广泛的应用信号处理，其对信号处理要求也逐渐提高，但在实际应用的过程中，模拟信号处理存在诸多的问题，故现在开始采用数字的方法对信号进行处理。随着经济的发展，数字信号处理也成为信号与信息处理学科中的重要部分，且也得到了快速的发展。

一、数字信号处理课程教学中存在的问题

随着数字化和信息化的快速发展，数字信号处理课程在电子信息类专业的地位越来越重要。目前，我国数字信号处理课程教学中存在以下的诸多问题：首先，课程教学的过程中主要是以系统分析为主的，重视对原理与方法的讲解，忽略了信号分析的重要性，这满足不了现代市场对人才的需要。其次，忽视了数字信号处理的应用。在教学的过程中，一味的强调理论课程的学习，忽视了学生对实践知识的需求，造成了其教学内容与应用的脱节，最后，由于数字信号处理课程本身的繁杂性无法调动学生的学习兴趣，在学生学习的过程中，经常会遇到各种各样的问题，阻碍了学生在大学阶段能全面学习数字信号处理课程的专业知识。

二、数字信号处理课程教学实践与探索

2.1考核方式的改革

改变考核方式，是当前高等院校数字信号处理课程改革的一项重要内容。数字信号处理课程的考核应该理论与实践相结合，既要检查学生的理论知识，又要考查学生的实践能力，从而提高学生的综合能力。教学评价在学校教学中占有重要的地位，高等院校数字信号处理课程也不例外。在高等院校数字信号处理课堂教学过程中，教师应当给予学生科学评价。教师可根据学生完成的程度的个体差异、显性指标及隐性指标等进行评价。或按照学生在学习过程中与别人的合作程度及学习的努力程度进行学生间的互评，促进高等院校数字信号处理教学有效地开展。考核的评价方式应全面衡量学生自身的综合学习情况，重视学生的努力程度等个体差异情况。评价还用重视学生的参与度，重视学生在学习过程中的自我评价、收获及经验。

2.2学生动脑动手，创新思维的锻炼现代的教育理念

逐步由注重学生的认知到注重学生的成长发展与变化，即从重视继承向重视创新的转变。一些研究型课程和拓展型课程的开设也是很有必要的。让学生拥有自主学习的能力，经过专业课程训练，能够使学生适应不断变化的专业领域的各种趋势，使本科生形成初步的科学研究态度和认识。

2.3进行双向互动式研究型学习

双向互动式研究型学习是在教学过程中突出了学生的主体地位，教师的指导作用，这种教学模式主要是鼓励学生进行自我的学习，积极的参与到数字信号处理课程的自主发现式学习中，通过自身掌握的相关知识，将学习的知识通过学生演讲、讨论和教师总结补充的方式，在学习课程内容之余，鼓励学生做超越数字信号处理课程内容的创新应用设计，进而激发学生对数学信号处理课程的学习兴趣。

2.4提高学校教学管理水平

管理工作的科学化和现代化是社会进步的重要动力。但教学管理是一项综合性较强的工作，教学是一个动态系统。随着数字信号处理教育的需求，可适当的将封闭式教学转化为开放式教学，改变教师包办一切的教育形式，用主动式的管教方法，为数字信号处理提供更多的教学空间和教学时间。

2.5提高数字信号处理教师的综合素养

随着现代市场对人才的需求，为适应素质教育发展的需求，促进数字信号处理人格的健康发展，需要数字信号处理教师的专业化发展有较高的水平。数字信号处理教师应不断的进行继续教育，使知识得到不断的补充和发展，不仅具有专业的知识外，还应掌握相关的教育心理学知识等。数字信号处理师资力量是保证教学的重要因素，直接影响着教学的质量。

三、结语

随着高校师范专业课程教学论针对高校课程的探究式教学实践研究的展开，工科专业课程的教学方法和教学内容是否能够适应改革，是当前高等教育课程改革的重要内容。在数字信号处理教学中，教师要综合利用多种教学手段,在教学过程中要注意理论联系实际,激发学生的学习兴趣。

参考文献

篇7：信号分析与处理综合设计实践指导书

关键词：数字信号处理,双语教学,实践

按照“教育面向现代化、面向世界、面向未来”的要求, 在高校推行双语教学, 顺应了教学改革的需要, 根据国家教育部《关于加强本科教学工作提高教学质量的若干意见》 (教高[2001]8号) 文件精神, 黑龙江八一农垦大学从2005年起在本校相继组织多期双语教学经验交流报告会, 以提高我校双语教学水平。《数字信号处理》是黑龙江八一农垦大学电子信息类专业一门重要的专业基础课程, 该理论一些新的算法和新的器件, 主要来自国外, 有关的文献和器件手册, 基本上都是用英文撰写, 而且很少有翻译版本。这就要求在本领域从事教育、研究、开发的工作人员, 能够用英文熟练地检索、阅读、理解有关的理论、方法、算法以及各种使用手册。本文就《数字信号处理》双语教学实践中的一些有成效的措施和经验加以总结, 以及对课程实践中的相关问题进行分析研究。

一、规划与实践

1. 教学内容和措施。

笔者承担的《数字信号处理》双语课程, 是一门2.5学分的专业必修课, 理论学时为50, 周学时为4。目前已经完成六轮教学。教学内容方面:重点教学章节包括信号的分析部分 (第二章Discrete-time Signals and Systems、第三章The Discrete-time Fourier Analysis、第四章The Z-Transform、第五章The Discrete Fourier Transform) 和数字滤波器的设计部分 (第六章Digital Filter Structures、第七章FIR Filter Design、第八章IIR Filter Design) 。另外在第一章Introduction中讲解了数字信号处理的发展历史、应用以及数字信号处理器的优点等。第九章中对数字信号处理器TMSTMS320VC5402做了简单的介绍。授课方面: (1) 全面采用英语电子教案、讲稿、教学进度、教学大纲; (2) 授课方式:英文授课辅助中文解释。采用多媒体英文幻灯片和黑板同时授课。 (3) 作业:我们采用全英文作业题目, 要求学生尽量用英文解答。 (4) 考试:全部试题为英文, 闭卷考试, 希望学生用英文答卷, 但用中文答卷者不扣分。

2. 教学对象的选择。

最初的双语教学对象是通过学生报名, 老师择选的双向方式来选择的。所选同学大部分已通过了大学英语四级考试, 并且在先修课程“信号与系统”中, 成绩约在70分以上, 这样就减少了学生学习新课程时中英文专业术语间的转换困难。随后在对2004级通信工程专业学生的调查中得知:很多同学对双语教学非常感兴趣, 所以在对2004级同学的双语教学中初次尝试了全面双语教学, 这种教学得到了大部分同学、教师和教学督导员的认可。之后的双语教学对本科生一直是全面展开的, 甚至包括了通信专升本的同学, 该部分同学专业基础和英语水平稍差一些, 但是学习认真程度不亚于本科生。所以经过多轮双语教学对象的教学之后, 作者认为:在“数字信号处理”双语教学对象的选取上, 除了要考虑学生的专业知识和英语水平之外, 更多的应该考虑学生学习的积极性和认真程度, 这样才能去除掉由于教学对象本身知识的一些区别而带来教学效果不同的问题。

3. 教材选取。

教材作为教学内容的载体, 在保证教学效果方面起到至关重要的作用。在2003级通信工程专业本科生的教学中, 通过检索和比较, 并且参考一些其他院校该门课程双语教材, 最后选定由科学出版社2003年3月出版的国外高校电子信息类优秀教材 (英文影印版) 《数字信号处理―应用MATLAB》。该教材涵盖了《数字信号处理》课程的核心内容, 语言浅易、难度适当, 注重DSP应用及MATLAB实现算法, 教材中给了大量的实例。但从2003级通信专业本科生双语教学之后的反馈来看, 外文原版教材内容过多, 学生预复习比较困难, 从2004级通信工程专业本科生及2006、2007级通信专升本学生开始, 在学校教务处和教学督导员配合下, 教材不再采用英文影印版, 而给学生印发全英文讲义, 该讲义结合了很多国外教材以及国内教学讲义的内容, 涵盖了数字信号处理的基础理论及应用, 使得学生在完成预复习的情况下, 完全吸收双语教学内容。

4. 多媒体课件及教学演示系统。

在利用多媒体进行课堂教学时, 必须考虑紧张和松弛的有机结合。结合教材, 我们制作完整的电子教案和教学演示系统, 电子教案采用全英文方式, 充分利用多媒体幻灯片的优势。这样可大大增加课堂的生动性和交互性。我们开发了“基于MATLAB的数字信号处理教学演示系统”, 该系统是基于MATLAB下的GUI进行设计的, 多媒体课件辅以教学演示系统充分地将数字信号处理中的一些复杂的概念及原理生动地演示出来, 进一步提高了学生对该门课程的理解和掌握程度。

5. 实践教学。

为了配合好课堂的理论教学, 我们另外安排了10个学时的实验, 其中包括8个学时的MATLAB仿真实验和2学时的DSP硬件实验。MATLAB仿真的一些基础实验已经在前导课程“MATLAB通信仿真”中完成, 此次实验包括使用MATLAB对FIR滤波器的设计和滤波特性分析和IIR滤波器的设计和滤波特性的分析。这些实验可以加强学生对理论的理解。

二、教学效果评价及问题分析

授课过程中由学校教务处学校督导员组织的多次问卷调查对该门双语教学课程进行评教。以下为评教结果:

1. 双语教学必要性:

认为“有必要”的学生占96%, 认为“必要性不大”的占3%, 认为“没有必要”的占1%。问题分析:这反映了多数学生认识到双语教学的必要性, 希望通过它提高自身素质。

2. 教材:

认为“有必要使用原版教材”的学生占2%, 认为“没有必要使用原版教材”的占82%。问题分析:这项调查时在2003级本科生之后展开的, 学生所使用的前文中提到的讲义, 该调查显示了部分学生阅读和理解原版教材的能力尚待提高, 而大部分对现在所使用的讲义比较满意。

3. 电子教案:

认为“使用全英文教案”的学生占63%, 认为“使用中英文教案”的占33%, 认为“使用全中文教案”的学生占4%。问题分析:此项的分歧比较大, 原因是学生的英语水平不一样, 这要求我们加强电子教案的改进, 适当地增加一些学术名词的解释。

4. 授课方式:

认为“电子教案加板书的方式”的学生占86%, 认为“完全用板书”的占12%, 认为“完全用电子教案”的学生占2%。问题分析:该门课程公式比较多, 还有很多理论性的推导, 因此大部分学生认为目前电子教案加板书的方式还是值得采用的。

5. 授课进度:

认为“节奏合适”的学生占84%, 认为“节奏太快”的占10%, 认为“节奏太慢”的学生占6%。问题分析:认为节奏太快的学生也占了不少的比例, 这和学生的英语水平以及前导课程“信号与系统”的学习好坏有很大关系。这要求我们今后在授课过程中适当减少公式推导, 多增加一些练习以及应用知识的介绍。

6. 授课语言:

认为“中英文结合”的学生占88%, 认为“完全使用英文”的占6%, 认为“完全使用中文”的学生占6%。问题分析:此项要求我们教师要继续加强口语练习, 不断营造语言氛围。

我们已经深刻地意识到《数字信号处理》的双语教学对于通信电子类的学生的发展具有越来越重要的意义。在双语教学实践中所遇到的突出问题使我们深刻地感受到, 双语教学尝试是一项长期且艰巨的任务。撰写此文的目的是和兄弟院校的老师们一起讨论, 希望有助于《数字信号处理》双语教学的健康发展。

参考文献

[1]中华人民共和国教育部办公厅.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[Z].2001, (8) .

[2]彭启琮.“数字信号处理”课程双语教学的初步实践与探讨[J].电气电子教学学报, 2003, 8 (4) .

篇8：信号分析与处理综合设计实践指导书

随着科学技术特别是微电子与计算机技术的不断发展, 电子技术已经渗透到了各个领域中。不仅无线电技术专业需要信号处理与分析方面的知识, 电子类、电力类以及一些非电专业也迫切需要这方面的知识。这方面知识主要包括:连续信号与系统分析、离散信号与系统分析、模拟滤波器和数字滤波器设计、随机信号分析与处理等, 内容抽象, 具有相当的难度。LabVIEW作为目前最流行的虚拟仪器软件开发工具, 具有强大的信号处理与分析功能, 利用它作为软件开发平台, 能高效、经济地构建各种各样的信号处理与分析系统。

1、LabVIEW[3,4]

虚拟仪器技术就是用户在通用计算机平台上, 在必要的数据采集硬件的支持下, 根据测试任务的需要, 通过软件设计来实现和扩展传统仪器的功能, 体现了"软件就是仪器"这一新概念。

LabVIEW (Laboratory Virtual Instrument Engineering Work-bench, 实验室虚拟仪器工作平台) 是美国NI公司推出的一种基于G语言 (Graphics Language, 图形化编辑语言) 的, 具有革命性的、图形化虚拟仪器开发环境, 是世界领先的测试、测量和控制系统的开发工具。

LabVIEW采用图形模式的结构框图构建程序代码, LabVIEW程序又称为虚拟仪器 (简称:VI) 。VI是由图标、连线以及框图构成的应用程序, 由前面板和后面板两部分组成。前面板是应用程序的界面, 是人机交互的窗口, 主要由控制量 (Controils) 和显示量 (Indicators) 构成。当程序运行时, 用户通过控制量输入数据和控制程序的运行, 显示量则主要用于显示程序运行的结果。后面板是VI的代码部分, 又称代码窗口或流程图, 是VI的核心, 主要包括框图程序和图标/连接器。

2、系统实现

2.1 前面板设计[5]

本文设计的信号处理与分析系统的分为两个部分:

一是信号产生部分, 通过在信号中参杂均匀白噪声来模拟混叠原始信号, 显示信号的波形、幅值和频率, 并以均方根 (RMS) 的形式显示其频谱。在面板上设有信号类型选择控件和幅值、频率及噪声幅值设置控件, 用户可以根据需要设置各种混杂信号。

二是信号处理与分析部分, 为信号产生模块中生成的混杂信号提供各种常用处理与分析方法, 用图形显示其处理分析结果。用户可以通过各种输入控件选择不同的滤波器与滤波方式, 并对滤波器的各项参数进行设置。

2.2 程序框图设计

本系统的程序框图如图1所示, 采用while循环程序结构, 主要分为信号产生、信号处理与分析、结果显示三个部分。

信号产生部分主要运用"仿真信号"模块 (Functions选板>>Express子选板>>输入子选板>>信号仿真) , 采用条件结构语句, 根据"选择信号"这个文本下拉框的输入为条件, 仿真不同波形分别参杂均匀白噪声后的混叠信号。该混叠信号则作为下一步信号处理与分析的原始信号。

信号处理与分析部分主要运用多种滤波器 (Functions选板>>Signal Processing子选板>>Filters子选板) 、单频测量和频率测量 (Functions选板>>Express子选板>>信号分析子选板) 等VI, 一方面对参杂信号进行滤波, 滤波过程也采用条件结构语句, 根据"选择滤波器"的文本框输入为条件选择不同种类的滤波器进行滤波。另一方面分别对参杂信号和滤波后信号进行幅值、频率和频谱的测量。

结果显示模部分主要是利用图形和文本显示控件显示测量的结果。本例中频谱测量的结果是以均方根 (RMS) 的形式显示。

2.3 设计实例

仿真一个正弦波+白噪声的模拟混叠信号, 设置正弦波幅值为1, 频率为10.1, 噪声幅值为0.6。该混叠信号的波形和频谱如图2 (a) 所示。

在图2 (b) 中选择滤波器的种类, 设置滤波器的相关参数, 通过两个波形图分别观察滤波后的波形及其频谱。对于上述产生的混叠信号分别采用巴特沃斯滤波、切必雪夫滤波、反-切必雪夫滤波、贝塞尔滤波, 并均采用Lowpass, 设置采样频率为1000Hz, 低截止频率为1000Hz, 阶数为3。运行后经比较发现采用反-切必雪夫滤波后的信号更符合正弦信号的规律, 滤波后信号的波形和频谱如图2 (b) 所示

3、结束语

通过本例, 我们可以体会到, 进行信号的分析与处理是LabVIEW的强项。用户可以很轻松地在LabVIEW平台上构建各种复杂的信号处理与分析系统, 将虚拟仪器处理的结果理论分析进行比较, 完全一致, 这说明运用虚拟仪器来完成来实现信号处理和分析是完全可行的。虚拟仪器技术的运用使信号处理与分析系统的设备简化, 操作简便, 大大提高了处理与分析的能力、精度和效率。因此基于LabVIEW平台的信号处理与分析系统的设计, 具有一定的实际应用价值。

摘要：LabVIEW作为著名的虚拟仪器开发平台, 数据采集、信号处理与分析是其强项与优势, 本文以混合了白噪声的信号的处理与分析为例, 构建了一个基于LabVIEW的信号处理与分析系统。

关键词：LabVIEW,信号处理与分析

参考文献

[1].王磊等.精通LabVIEW 8.X.北京:电子工业出版社.2008

[2].毕晓普[美].LabVIEW8实用教程[M].北京:电子工业出版社.2008.

[3].芮坤生, 潘孟贤, 丁志中.信号分析与处理.北京:高等教育出版社.2003.

[4].张毅, 周绍磊等.虚拟仪器技术分析与应用[M].北京:机械工业出版社.2004.2.

[5].唐东炜, 章敏, 王宇华.基于LabVIEW的信号分析与处理实验系统的开发[J].中山大学学报论丛, 2006.

篇9：信号分析与处理综合设计实践指导书

近年来, 由于大规模集成电路、计算机技术、电子技术的飞速发展, 信号的数字处理技术已成为科学研究和工程技术中的一个重要环节, 代替了传统的模拟信号处理技术, 广泛应用于通信、雷达、航空航天、控制、物理、天文、生物医学等各种领域。与此同时, “数字信号处理”课程已被确定为电子信息工程、通信工程、测控仪器类等相关本科专业的专业基础课程, 并成为了以上各专业或学科研究生入学考试的课程, 是一门理论性和技术性都很强的课程[1,2,3]。目前, “数字信号处理”课程是我校的精品课程, 是“信号处理”课程群的核心课程, 该课程群是广西特色专业及课程一体化建设项目电子信息工程专业的两个核心课程群之一。我们开展课程建设与改革, 有助于建构学生合理的知识结构、能力结构, 也是保证和提高教学质量最重要的基础性建设。

“数字信号处理”课程解决从模拟信号到数字化处理过程的信号变换和系统设计。为了跟踪国际技术前沿, 我们采用外文教材, 由电子工业出版社出版的英文改编版《数字信号处理-基于计算机的方法》[4], 美国著名专家Sanjit K.Mitra著。该教材理论和实践并重, 通过五届学生的使用, 在理论教学、实践教学上日渐成熟, 构建了围绕2个定理和2个系统的理论和实践教学主线。在教学方法上, 采用问题探究式、比较学习等教学方法, 将MATLAB软件融入教学各个环节, 提高课程的生动性、形象性和趣味性。

2 教学主线

数字信号处理本质上是利用数字系统来实现对信号的处理, 课程内容围绕着信号的数字化处理课程。2个定理为时域抽样定理和频域抽样定理, 对应于三个傅里叶变换, 即连续时间傅里叶变换CTFT、离散时间傅里叶变换DTFT、离散傅里叶变换, 2个系统是指有限长冲激响应FIR滤波器和无限长冲激响应IIR滤波器。在授课过程以此为据, 将前后知识进行链接, 将整本教材内容串接, 使得学生不仅能熟练掌握基础理论知识的本质, 同时还能系统掌握各种变换, 及其之间的联系。

数字信号处理需要将连续时间信号离散化, 也就是将时域连续信号抽样为时域离散信号, 通过数字处理后, 再恢复为连续时间信号。在这个时域抽样过程中, 需要满足1个定理, 那就是人们通常所称的奈奎斯特时域抽样定理, 抽样频率要大于或等于信号最高频率的2倍。这个结论是从时频域结合分析中得到的。在分析过程, 抽样前的连续时间傅里叶变换CTFT和抽样后的离散时间傅里叶变换DTFT满足一定的关系, 如图1所示。在时域上的离散, 就造成了频域的周期化, 这与离散时间傅里叶变换具有周期性的结论完全一致。

离散时间信号的频谱X (ejω) 仍然为连续信号, 不便于计算处理。对其进行频域抽样, 得到离散频谱X (k) , 对应于离散傅里叶正变换过程, 这个抽样点数必须满足一定的条件, 才能从离散频谱的逆变换中恢复原始信号x (n) , 那就是要求抽样的点数N要大于或等于原信号的长度, 这就是频域抽样定理。这个结论也是从时频域结合分析得到的, 同样可以得到在频域里离散, 造成时域信号的周期化, 如图2所示。

信号处理往往需求系统的响应, 而系统的响应输入信号与系统冲激响应的卷积, 基于这个频域抽样定理, 可以利用离散傅里叶正反变换DFT和IDFT实现系统响应的求解。整个过程完全数字化, 可利用计算机、数字信号处理器DSP和各种专用集成芯片ASIC实现, 并已经应用于各个领域。

数字滤波器是数字信号处理课程的重要内容, 涉及有限长冲激响应FIR滤波器和无限长冲激响应IIR滤波器的结构和设计方法, 这两种滤波的设计方法均采用逼近理想滤波器的路线, 设计过程均依据给出的指标, 求出理想滤波器的系统函数或冲激响应, 再利用变化得到响应的数字滤波的系统函数。由于数字滤波器不像模拟滤波器那样由电子元器件构成, 有实物, 学生能亲身感受, 而数字滤波器由冲激响应或系统传输函数表示, 均是抽象的数字符号, 学生掌握起来, 有一定的难度。

3 教学方法探索

3.1 中英文结合

我们采用外文教材的目的是使学生能使用中英文开展学习, 掌握专业知识。由于数字信号处理课程是我校信息与通信学院本科生在二年级下学期的专业课程, 是学生首次接触外文教材, 刚开始不知从何下手, 不知道如何学习专业知识, 显得很吃力。针对这种情况, 我们带领学生一起读书, 并用中文解释, 说明重要专业词汇的理解;另外除了采用PPT外, 还尽可能地在黑板上进行公式推导、解释;叮嘱学生做好笔记。通过2-3周的引导, 学生逐渐适应了外文教材, 并能用英文答题, 并树立了自信心。

3.2 问题探究式教学方法

在课堂教学中, 我们首先让学生明白并接受“信号只有离散化后, 才能用计算机等处理器进行处理”这个前提。接着, 我们提出问题: (1) 如何将信号在时域离散化? (2) 如何将信号在频域离散化? (3) 时域离散化后, 频域会发生什么情况? (4) 频域离散化后, 时域会发生什么情况? (4) 什么情况下, 时域和频域都是“离散化的”, 对于用数值计算方法分析信号有何帮助?回答上述问题, 实际上就是教学主线的2个定理。通过提问, 使得学生积极参与课堂教学。让学生先自己考虑这些问题的答案, 使他们带着问题来听讲, 在讲解中并不直接将答案全盘给出, 而是旁敲侧击的引导学生思考答案由来的原因、理解推导过程, 这样会调动学生的参与意识, 主动学习激情, 给学生留下更深刻的影响。

3.3 比较学习教学方法

傅里叶变换变换的定理和性质存在相似之处和不同之处。如对称性质, 在离散时间傅里叶变换DTFT中, 时域复序列的实部的频谱为该序列频谱的共轭对称部分;在离散傅里叶变换DFT中, 时域复序列的实部的离散频谱为该序列频谱的圆周共轭对称部分。从叙述来看, 两者非常近似, 不同的是后者为圆周共轭对称部分, 考虑了有限长序列的周期延拓性质。这样的例子还有很多, 在教学中, 引导学生自己去总结, 并写出读书笔记, 进一步加深理解。

3.4 MATLAB软件辅助教学

在课堂教学上结合MATLAB实例展示, 让学生更能直观了解知识的应用和系统的实现。如实序列的离散频谱具有圆周共轭性, 通过MATLAB演示, 使得学生理解其离散频谱的幅度谱具有圆周偶对称性, 相位谱具有圆周奇对称性, 并能正确分析信号的频谱。又如, 数字滤波器的设计中, 编写MATLAB程序, 验证滤波器的功能, 让学生理解滤波的作用, 并掌握设计过程。

学生通过课堂的学习, 能主动将MATLAB融入到习题解答和课后训练中。再通过实验课程的学习, 不仅掌握了MATLAB这门工具软件, 还能设计一些系统。这些都为课程设计和毕业设计打下了坚实的基础。

3.5 教学形式

在课堂教学中, 要主动走进学生中间, 积极与他们交流, 一方面了解知识的掌握程度, 另一方面, 有助于调节课堂气氛。除了传统的班级授课形式, 我们还增加了分组教学形式和网络教学形式。对于分组形式, 按照教材课后训练分组, 每个小组4～5人, 共同完成一个MATLAB作业, 培养学生的团队协作精神。网络形式又分为网上答疑和网络自主学习, 前者是由教师在网上解答学生的疑问, 后者是发布网络课件, 由学生根据需要进行自学。

4 教学实践和体会

在2007年至2012年的数字信号处理课程教学活动中, 不断总结和探索, 围绕2个定理和2个系统的教学主线, 遵循“注重基础、强调应用、加强实践”的指导思想展开教学, 让学生能把书变薄, 能灵活应用理论知识解决实际问题。上述思路和方法得到了广大学生的认可和有关专家的赞同, 教学效果良好。

5 结论

数字信号处理课程是电子信息类的核心专业基础课程。研究和探索课程的教学内容、教学方法、教学形式等具有重要的实际意义。有助于建构学生合理的知识结构、能力结构, 也是保证和提高教学质量最重要的基础性建设。

参考文献

[1]王球生, 刘颖异, 袁海文, 等.数字滤波器设计的“求同存异”教学方法研究[J], 中国电力教育, 2012, 31:46-47.

[2]彭启琮.“数字信号处理”课程双语教学的初步实践与探讨[J].电气电子教学学报, 2003, 25 (4) :12-14

[3]张晓光, 王艳芬, 王刚, 等.基于Matlab WebServer的数字信号处理远程仿真[J].电气电子教学学报, 2009, 31 (1) :86-107.