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第1篇

全橋逆變器采用的是絕緣柵雙極晶體管，控制方式為有限雙極性控制[4]，如圖2所示。全橋逆變器的工作原理為：接通任一橋臂的兩個(gè)絕緣柵雙極晶體管，如IGBT1和IGBT3，接通時(shí)間ton，其值為DTs/2，（D為占空比，Ts為交替接通周期）。另一橋臂的晶體管IGBT2和IGBT4依次接通Ts/2。除IGBT1與IGBT4同時(shí)接通或IGBT2與IGBT3同時(shí)接通外，高頻變壓器的一次電壓和輸出電壓均為零。受負(fù)載電感的影響，負(fù)載處在一個(gè)交替接通周期內(nèi)可以形成穩(wěn)定的恒定電流。脈寬調(diào)制脈沖的寬度和負(fù)載的性質(zhì)共同決定了負(fù)載電流的大小。在晶體管IGBT2和IGBT4的脈寬調(diào)制波形設(shè)置一個(gè)死區(qū)時(shí)間，以防所有開(kāi)關(guān)管同時(shí)接通而產(chǎn)生短路。輸出電流的調(diào)節(jié)通過(guò)IGBT1和IGBT3驅(qū)動(dòng)信號(hào)的脈寬調(diào)節(jié)。

2數(shù)字脈寬調(diào)制

作為逆變電路的核心，輸入信號(hào)經(jīng)脈寬調(diào)制器與給定值比較后，轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂幸欢ㄕ伎毡鹊拿}沖信號(hào)輸出并驅(qū)動(dòng)電路，進(jìn)而對(duì)整個(gè)逆變電源的輸出進(jìn)行調(diào)整和控制。數(shù)字信號(hào)處理器中自帶有脈寬調(diào)制模塊，該模塊中具有8個(gè)I/O引腳，組成編號(hào)為PWM1H/PWM1L、PWM2H/PWM2L、PWM3H/PWM3L、PWM4H/PWM4L的4個(gè)高/低端引腳對(duì)，并分別由4個(gè)占空比發(fā)生器控制。I/O引腳對(duì)低端與高端的狀態(tài)在負(fù)載互補(bǔ)時(shí)恰好相反。脈寬調(diào)制模塊具有4種工作模式，能夠?qū)崿F(xiàn)有限雙極性控制。數(shù)字脈寬調(diào)制流程如圖3所示，其工作模式由脈寬調(diào)制時(shí)基控制寄存器設(shè)定。引腳對(duì)PWM1H/PWM1L設(shè)置為遞增/遞減模式時(shí)，可以控制全橋逆變器中的晶體管IGBT2和IGBT4；引腳對(duì)PWM2H/PWM2L設(shè)置為雙更新模式時(shí)，可以控制全橋逆變器中的晶體管IGBT1和IGBT3。無(wú)論何種工作模式，脈寬調(diào)制的定時(shí)周期均通過(guò)控制寄存器實(shí)現(xiàn)。IGBT2和IGBT4的占空比由占空比寄存器1設(shè)定，并在有限雙極性控制模式下設(shè)置為1；IGBT1和IGBT3的占空比由占空比寄存器2設(shè)定，并在有限雙極性控制模式下不斷更新，其更新數(shù)據(jù)由PI控制模塊根據(jù)反饋電流或電壓計(jì)算得到。脈寬調(diào)制時(shí)基控制寄存器的值在實(shí)時(shí)控制過(guò)程中不斷增加，并不斷與占空比寄存器的值進(jìn)行比較，直至兩者相等時(shí)輸出脈寬調(diào)制信號(hào)，并通過(guò)設(shè)置置位比較控制寄存器將輸出信號(hào)分為低有效和高有效。通過(guò)設(shè)置脈寬調(diào)制模塊自帶死區(qū)時(shí)間發(fā)生器的控制位，可以為PWM1H/PWM1L的死區(qū)時(shí)間設(shè)置插入位置和大小。2.3PI調(diào)節(jié)對(duì)于對(duì)象為慣性環(huán)節(jié)或滯后環(huán)節(jié)的連續(xù)控制系統(tǒng)，理想的控制方法是比例+積分（PI）控制，以保證系統(tǒng)穩(wěn)定后不會(huì)出現(xiàn)穩(wěn)態(tài)誤差。由于高頻逆變電源的對(duì)象為二階慣性環(huán)節(jié)，因此適于采用增量式PI控制[5]。在由數(shù)字信號(hào)處理器控制的逆變電路中，采用軟件得到的高頻方波信號(hào)具有精準(zhǔn)的占空比和頻率，如圖4所示。圖中Ig和If分別為基準(zhǔn)電流和實(shí)測(cè)電流，e為兩者的差值，即電流偏差，Ig為數(shù)字信號(hào)處理器產(chǎn)生的方波電流。PI調(diào)節(jié)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)和控制對(duì)象分別為脈寬調(diào)制模塊和全橋逆變電路。即將電流偏差e輸入PI控制器，由脈寬調(diào)制模塊輸出脈沖信號(hào)，以調(diào)節(jié)逆變電路的交替接通，進(jìn)而控制電流。

3實(shí)驗(yàn)研究

第2篇

另外一類是需要用復(fù)雜算法對(duì)大量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的應(yīng)用，例如聲納探測(cè)和地震探測(cè)等，也需要用DSP器件。該類設(shè)備的批量一般較小、算法要求苛刻、產(chǎn)品很大而且很復(fù)雜。所以設(shè)計(jì)工程師在選擇處理器時(shí)會(huì)盡量選擇性能最佳、易于開(kāi)發(fā)并支持多處理器的DSP器件。有時(shí)，設(shè)計(jì)工程師更喜歡選用現(xiàn)成的開(kāi)發(fā)板來(lái)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)而不是從零開(kāi)始硬件和軟件設(shè)計(jì)，同時(shí)可以采用現(xiàn)成的功能庫(kù)文件開(kāi)發(fā)應(yīng)用軟件。

在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)具體的應(yīng)用選擇合適的DSP。不同的DSP有不同的特點(diǎn)，適用于不同的應(yīng)用，在選擇時(shí)可以遵循以下要點(diǎn)。

算法格式

DSP的算法有多種。絕大多數(shù)的DSP處理器使用定點(diǎn)算法，數(shù)字表示為整數(shù)或-1.0到+1.0之間的小數(shù)形式。有些處理器采用浮點(diǎn)算法，數(shù)據(jù)表示成尾數(shù)加指數(shù)的形式：尾數(shù)×2指數(shù)。

浮點(diǎn)算法是一種較復(fù)雜的常規(guī)算法，利用浮點(diǎn)數(shù)據(jù)可以實(shí)現(xiàn)大的數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)范圍(這個(gè)動(dòng)態(tài)范圍可以用最大和最小數(shù)的比值來(lái)表示)。浮點(diǎn)DSP在應(yīng)用中，設(shè)計(jì)工程師不用關(guān)心動(dòng)態(tài)范圍和精度一類的問(wèn)題。浮點(diǎn)DSP比定點(diǎn)DSP更容易編程，但是成本和功耗高。

由于成本和功耗的原因，一般批量產(chǎn)品選用定點(diǎn)DSP。編程和算法設(shè)計(jì)人員通過(guò)分析或仿真來(lái)確定所需要的動(dòng)態(tài)范圍和精度。如果要求易于開(kāi)發(fā)，而且動(dòng)態(tài)范圍很寬、精度很高，可以考慮采用浮點(diǎn)DSP。

也可以在采用定點(diǎn)DSP的條件下由軟件實(shí)現(xiàn)浮點(diǎn)計(jì)算，但是這樣的軟件程序會(huì)占用大量處理器時(shí)間，因而很少使用。有效的辦法是“塊浮點(diǎn)”，利用該方法將具有相同指數(shù)，而尾數(shù)不同的一組數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)塊進(jìn)行處理。“塊浮點(diǎn)”處理通常用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。

數(shù)據(jù)寬度

所有浮點(diǎn)DSP的字寬為32位，而定點(diǎn)DSP的字寬一般為16位，也有24位和20位的DSP，如摩托羅拉的DSP563XX系列和Zoran公司的ZR3800X系列。由于字寬與DSP的外部尺寸、管腳數(shù)量以及需要的存儲(chǔ)器的大小等有很大的關(guān)系，所以字寬的長(zhǎng)短直接影響到器件的成本。字寬越寬則尺寸越大，管腳越多，存儲(chǔ)器要求也越大，成本相應(yīng)地增大。在滿足設(shè)計(jì)要求的條件下，要盡量選用小字寬的DSP以減小成本。

在關(guān)于定點(diǎn)和浮點(diǎn)的選擇時(shí)，可以權(quán)衡字寬和開(kāi)發(fā)復(fù)雜度之間的關(guān)系。例如，通過(guò)將指令組合連用，一個(gè)16位字寬的DSP器件也可以實(shí)現(xiàn)32位字寬雙精度算法(當(dāng)然雙精度算法比單精度算法慢得多)。如果單精度能滿足絕大多數(shù)的計(jì)算要求，而僅少量代碼需要雙精度，這種方法也可行，但如果大多數(shù)的計(jì)算要求精度很高，則需要選用較大字寬的處理器。

請(qǐng)注意，絕大多數(shù)DSP器件的指令字和數(shù)據(jù)字的寬度一樣，也有一些不一樣，如ADI(模擬器件公司)的ADSP-21XX系列的數(shù)據(jù)字為16位而指令字為24位。

DSP的速度

處理器是否符合設(shè)計(jì)要求,關(guān)鍵在于是否滿足速度要求。測(cè)試處理器的速度有很多方法，最基本的是測(cè)量處理器的指令周期，即處理器執(zhí)行最快指令所需要的時(shí)間。指令周期的倒數(shù)除以一百萬(wàn)，再乘以每個(gè)周期執(zhí)行的指令數(shù)，結(jié)果即為處理器的最高速率，單位為每秒百萬(wàn)條指令MIPS。

但是指令執(zhí)行時(shí)間并不能表明處理器的真正性能，不同的處理器在單個(gè)指令完成的任務(wù)量不一樣，單純地比較指令執(zhí)行時(shí)間并不能公正地區(qū)別性能的差異?，F(xiàn)在一些新的DSP采用超長(zhǎng)指令字(VLIW)架構(gòu)，在這種架構(gòu)中，單個(gè)周期時(shí)間內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)多條指令，而每個(gè)指令所實(shí)現(xiàn)的任務(wù)比傳統(tǒng)DSP少，因此相對(duì)VLIW和通用DSP器件而言，比較MIPS的大小時(shí)會(huì)產(chǎn)生誤導(dǎo)作用。

即使在傳統(tǒng)DSP之間比較MIPS大小也具有一定的片面性。例如，某些處理器允許在單個(gè)指令中同時(shí)對(duì)幾位一起進(jìn)行移位，而有些DSP的一個(gè)指令只能對(duì)單個(gè)數(shù)據(jù)位移位；有些DSP可以進(jìn)行與正在執(zhí)行的ALU指令無(wú)關(guān)的數(shù)據(jù)的并行處理(在執(zhí)行指令的同時(shí)加載操作數(shù))，而另外有些DSP只能支持與正在執(zhí)行的ALU指令有關(guān)的數(shù)據(jù)并行處理；有些新的DSP允許在單個(gè)指令內(nèi)定義兩個(gè)MAC。因此僅僅進(jìn)行MIPS比較并不能準(zhǔn)確得出處理器的性能。

解決上述問(wèn)題的方法之一是采用一個(gè)基本的操作(而不是指令)作為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)比較處理器的性能。常用到的是MAC操作，但是MAC操作時(shí)間不能提供比較DSP性能差異的足夠信息，在絕大多數(shù)DSP中，MAC操作僅在單個(gè)指令周期內(nèi)實(shí)現(xiàn)，其MAC時(shí)間等于指令周期時(shí)間，如上所述，某些DSP在單個(gè)MAC周期內(nèi)處理的任務(wù)比其它DSP多。MAC時(shí)間并不能反映諸如循環(huán)操作等的性能，而這種操作在所有的應(yīng)用中都會(huì)用到。

最通用的辦法是定義一套標(biāo)準(zhǔn)例程，比較在不同DSP上的執(zhí)行速度。這種例程可能是一個(gè)算法的“核心”功能，如FIR或IIR濾波器等，也可以是整個(gè)或部分應(yīng)用程序(如語(yǔ)音編碼器)。圖1為使用BDTI公司的工具測(cè)試的幾款DSP器件性能。

在比較DSP處理器的速度時(shí)要注意其所標(biāo)榜的MOPS(百萬(wàn)次操作每秒)和MFLOPS(百萬(wàn)次浮點(diǎn)操作每秒)參數(shù)，因?yàn)椴煌膹S商對(duì)“操作”的理解不一樣，指標(biāo)的意義也不一樣。例如，某些處理器能同時(shí)進(jìn)行浮點(diǎn)乘法操作和浮點(diǎn)加法操作，因而標(biāo)榜其產(chǎn)品的MFLOPS為MIPS的兩倍。

其次，在比較處理器時(shí)鐘速率時(shí)，DSP的輸入時(shí)鐘可能與其指令速率一樣，也可能是指令速率的兩倍到四倍，不同的處理器可能不一樣。另外，許多DSP具有時(shí)鐘倍頻器或鎖相環(huán)，可以使用外部低頻時(shí)鐘產(chǎn)生片上所需的高頻時(shí)鐘信號(hào)。

存儲(chǔ)器管理

DSP的性能受其對(duì)存儲(chǔ)器子系統(tǒng)的管理能力的影響。如前所述，MAC和其它一些信號(hào)處理功能是DSP器件信號(hào)處理的基本能力，快速M(fèi)AC執(zhí)行能力要求在每個(gè)指令周期從存儲(chǔ)器讀取一個(gè)指令字和兩個(gè)數(shù)據(jù)字。有多種方法實(shí)現(xiàn)這種讀取，包括多接口存儲(chǔ)器(允許在每個(gè)指令周期內(nèi)對(duì)存儲(chǔ)器多次訪問(wèn))、分離指令和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(“哈佛”結(jié)構(gòu)及其派生類)以及指令緩存(允許從緩存讀取指令而不是存儲(chǔ)器，從而將存儲(chǔ)器空閑出來(lái)用作數(shù)據(jù)讀取)。圖2和圖3顯示了哈佛存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)與很多微控制器采用的“馮·諾曼”結(jié)構(gòu)的差別。

另外要注意所支持的存儲(chǔ)器空間的大小。許多定點(diǎn)DSP的主要目標(biāo)市場(chǎng)是嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)，在這種應(yīng)用中存儲(chǔ)器一般較小，所以這種DSP器件具有小到中等片上存儲(chǔ)器(4K到64K字左右)，備有窄的外部數(shù)據(jù)總線。另外，絕大多數(shù)定點(diǎn)DSP的地址總線小于或等于16位，因而可外接的存儲(chǔ)器空間受到限制。一些浮點(diǎn)DSP的片上存儲(chǔ)器很小，甚至沒(méi)有，但外部數(shù)據(jù)總線寬。例如TI公司的TMS320C30只有6K片上存儲(chǔ)器，外部總線為24位，13位外部地址總線。而ADI的ADSP2-21060具有4Mb的片上存儲(chǔ)器，可以多種方式劃分為程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。

選擇DSP時(shí)，需要根據(jù)具體應(yīng)用對(duì)存儲(chǔ)空間大小以及對(duì)外部總線的要求來(lái)選擇。

開(kāi)發(fā)的簡(jiǎn)便性

對(duì)不同的應(yīng)用來(lái)說(shuō)，對(duì)開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)便性的要求不一樣。對(duì)于研究和樣機(jī)的開(kāi)發(fā)，一般要求系統(tǒng)工具能便于開(kāi)發(fā)。而如果公司在開(kāi)發(fā)下一代手機(jī)產(chǎn)品，成本是最重要的因素，只要能降低最終產(chǎn)品的成本，一般他們?cè)敢獬惺芎軣┈嵉拈_(kāi)發(fā)，采用復(fù)雜的開(kāi)發(fā)工具(當(dāng)然如果大大延遲了產(chǎn)品上市的時(shí)間則是另一回事)。

因此選擇DSP時(shí)需要考慮的因素有軟件開(kāi)發(fā)工具(包括匯編、鏈接、仿真、調(diào)試、編譯、代碼庫(kù)以及實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)等部分)、硬件工具(開(kāi)發(fā)板和仿真機(jī))和高級(jí)工具(例如基于框圖的代碼生成環(huán)境)。利用這些工具的設(shè)計(jì)過(guò)程如圖4所示。

選擇DSP器件時(shí)常有如何實(shí)現(xiàn)編程的問(wèn)題。一般設(shè)計(jì)工程師選擇匯編語(yǔ)言或高級(jí)語(yǔ)言(如C或Ada)，或兩者相結(jié)合的辦法?，F(xiàn)在大部分的DSP程序采用匯編語(yǔ)言，由于編譯器產(chǎn)生的匯編代碼一般未經(jīng)最優(yōu)化，需要手動(dòng)進(jìn)行程序優(yōu)化，降低程序代碼大小和使流程更合理，進(jìn)一步加快程序的執(zhí)行速度。這樣的工作對(duì)于消費(fèi)類電子產(chǎn)品很有意義，因?yàn)橥ㄟ^(guò)代碼的優(yōu)化能彌補(bǔ)DSP性能的不足。

使用高級(jí)語(yǔ)言編譯器的設(shè)計(jì)工程師會(huì)發(fā)現(xiàn)，浮點(diǎn)DSP編譯器的執(zhí)行效果比定點(diǎn)DSP好，這有幾個(gè)原因：首先，多數(shù)的高級(jí)語(yǔ)言本身并不支持小數(shù)算法；其次，浮點(diǎn)處理器一般比定點(diǎn)處理器具有更規(guī)則的指令，指令限制少，更適合編譯器處理；第三，由于浮點(diǎn)處理器支持更大的存儲(chǔ)器，能提供足夠的空間。編譯器產(chǎn)生的代碼一般比手動(dòng)生成的代碼更大。

不管是用高級(jí)語(yǔ)言還是匯編語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)編程，都必須注意調(diào)試和硬件仿真工具的使用，因?yàn)楹艽笠徊糠值拈_(kāi)發(fā)時(shí)間會(huì)花在這里。幾乎所有的生產(chǎn)商都提供指令集仿真器，在硬件完成之前，采用指令集仿真器對(duì)軟件調(diào)試很有幫助。如果所用的是高級(jí)語(yǔ)言，對(duì)高級(jí)語(yǔ)言調(diào)試器功能進(jìn)行評(píng)估很重要，包括能否與模擬機(jī)和/或硬件仿真器一起運(yùn)行等性能。

大多數(shù)DSP銷售商提供硬件仿真工具，現(xiàn)在許多處理器具有片上調(diào)試/仿真功能，通過(guò)采用IEEE1149.1JTAG標(biāo)準(zhǔn)的串行接口訪問(wèn)。該串行接口允許基于掃描的仿真，即程序員通過(guò)該接口加載斷點(diǎn)，然后通過(guò)掃描處理器內(nèi)部寄存器來(lái)查看處理器到達(dá)斷點(diǎn)后寄存器的內(nèi)容并進(jìn)行修改。

很多的生產(chǎn)商都可以提供現(xiàn)成的DSP開(kāi)發(fā)系統(tǒng)板。在硬件沒(méi)有開(kāi)發(fā)完成之前可用開(kāi)發(fā)板實(shí)現(xiàn)軟件實(shí)時(shí)運(yùn)行調(diào)試，這樣可以提高最終產(chǎn)品的可制造性。對(duì)于一些小批量系統(tǒng)甚至可以用開(kāi)發(fā)板作為最終產(chǎn)品電路板。

支持多處理器

在某些數(shù)據(jù)計(jì)算量很大的應(yīng)用中，經(jīng)常要求使用多個(gè)DSP處理器。在這種情況下，多處理器互連和互連性能(關(guān)于相互間通信流量、開(kāi)銷和時(shí)間延遲)成為重要的考慮因素。如ADI的ADSP-2106X系列提供了簡(jiǎn)化多處理器系統(tǒng)設(shè)計(jì)的專用硬件。

電源管理和功耗

DSP器件越來(lái)越多地應(yīng)用在便攜式產(chǎn)品中，在這些應(yīng)用中功耗是一個(gè)重要的考慮因素，因而DSP生產(chǎn)商盡量在產(chǎn)品內(nèi)部加入電源管理并降低工作電壓以減小系統(tǒng)的功耗。在某些DSP器件中的電源管理功能包括：a.降低工作電壓：許多生產(chǎn)商提供低電壓DSP版本(3.3V,2.5V,或1.8V)，這種處理器在相同的時(shí)鐘下功耗遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于5V供電的同類產(chǎn)品。

b.“休眠”或“空閑”模式：絕大多數(shù)處理器具有關(guān)斷處理器部分時(shí)鐘的功能，降低功耗。在某些情況下，非屏蔽的中斷信號(hào)可以將處理器從“休眠”模式下恢復(fù)，而在另外一些情況下，只有設(shè)定的幾個(gè)外部中斷才能喚醒處理器。有些處理器可以提供不同省電功能和時(shí)延的多個(gè)“休眠”模式。

c.可編程時(shí)鐘分頻器：某些DSP允許在軟件控制下改變處理器時(shí)鐘，以便在某個(gè)特定任務(wù)時(shí)使用最低時(shí)鐘頻率來(lái)降低功耗。

d.控制：一些DSP器件允許程序停止系統(tǒng)未用到的電路的工作。

不管電源管理特性怎么樣，設(shè)計(jì)工程師要獲得優(yōu)秀的省電設(shè)計(jì)很困難，因?yàn)镈SP的功耗隨所執(zhí)行的指令不同而不同。多數(shù)生產(chǎn)商所提供的功耗指標(biāo)為典型值或最大值，而TI公司給出的指標(biāo)是一個(gè)例外，該公司的應(yīng)用實(shí)例中詳細(xì)地說(shuō)明了在執(zhí)行不同指令和不同配置下的功耗。

成本因素

在滿足設(shè)計(jì)要求條件下要盡量使用低成本DSP，即使這種DSP編程難度很大而且靈活性差。在處理器系列中，越便宜的處理器功能越少，片上存儲(chǔ)器也越小，性能也比價(jià)格高的處理器差。

封裝不同的DSP器件價(jià)格也存在差別。例如，PQFP和TQFP封裝比PGA封裝便宜得多。

在考慮到成本時(shí)要切記兩點(diǎn)。首先，處理器的價(jià)格在持續(xù)下跌；第二點(diǎn)，價(jià)格還依賴于批量，如10,000片的單價(jià)可能會(huì)比1,000片的單價(jià)便宜很多。

第3篇

1．1圖解法圖解法主要是在坐標(biāo)系上，嚴(yán)格按照計(jì)算（1）式的四個(gè)步驟：翻轉(zhuǎn)、移位、相乘和求和，得到線性卷積結(jié)果。采用圖解法比較直觀講解線性卷積的計(jì)算過(guò)程，在數(shù)字信號(hào)處理教材中常采用圖解法為例講解線性卷積的計(jì)算［1，2］。

1．2多項(xiàng)式法多項(xiàng)式法是根據(jù)序列x（n）和h（n）構(gòu)造多項(xiàng)式，序列x（n）和h（n）的元素作為多項(xiàng)式的系數(shù)，例如：根據(jù)序列x（n）＝｛1，3，2｝構(gòu)造多項(xiàng)式x2＋3x＋2，根據(jù)序列h（n）＝｛10，20｝構(gòu)造多項(xiàng)式10x＋20，把兩個(gè)多項(xiàng)式相乘（x2＋3x＋2）＊（10x＋20）＝10x3＋50x2＋80x＋40，相乘所得的多項(xiàng)式的系數(shù)構(gòu)成的序列｛10，50，80，40｝即為線性卷積的結(jié)果。

1．3豎式法豎式法是把序列x（n）和h（n）按照最后一位對(duì)齊，進(jìn)行豎式乘法運(yùn)算［4］，但各個(gè)元素相乘后不進(jìn)位，例如序列x（n）＝｛1，3，2｝和h（n）＝｛10，20｝按照豎式法計(jì)算線性卷積如圖1所示，則線性卷積結(jié)果為｛10，50，80，40｝。

1．4FFT快速算法當(dāng)循環(huán)卷積的長(zhǎng)度L大于或等于線性卷積的長(zhǎng)度N＋M－1時(shí)，循環(huán)卷積的結(jié)果和線性卷積的結(jié)果相等，所以只要FFT快速算法的計(jì)算點(diǎn)數(shù)大于線性卷積的長(zhǎng)度，就可以采用FFT快速算法計(jì)算出線性卷積，在MATLAB軟件中提供了FFT快速算法的函數(shù)，通過(guò)調(diào)用fft函數(shù)和ifft函數(shù)完成線性卷積計(jì)算［5］。上述計(jì)算線性卷積的方法中，圖解法適于講解線性卷積的運(yùn)算規(guī)律，多項(xiàng)式法和豎式法適合于快速計(jì)算出線性卷積的結(jié)果，F(xiàn)FT快速算法適合采用MATLAB軟件編程實(shí)現(xiàn)。

2循環(huán)卷積的計(jì)算方法

2．1圖解法圖解法主要是在坐標(biāo)系上，嚴(yán)格按照計(jì)算（4）式的六個(gè)步驟：補(bǔ)零、周期延拓、翻轉(zhuǎn)、移位、相乘和求和，得到循環(huán)卷積結(jié)果［6］，采用圖解法比較直觀理解循環(huán)卷積的計(jì)算過(guò)程。

2．2矩陣相乘法由于循環(huán)卷積在對(duì)序列x（m）經(jīng)過(guò)補(bǔ)零、周期延拓、翻轉(zhuǎn)得到的序列x［（（－m））L］＝x（L－m）為循環(huán)倒相序列，循環(huán)右移序列x［（（n－m））L］為對(duì)循環(huán)倒相序列進(jìn)行循環(huán)右移n位后得到的循環(huán)移位序列，然后把得到的循環(huán)移位序列與h（m）相乘并求和得到y(tǒng)c（n），由于相乘求和運(yùn)算可由矩陣相乘代替，即由循環(huán)移位序列構(gòu)成L點(diǎn)循環(huán)卷積矩陣，與由h（m）構(gòu)成的L維列向量相乘，得到y(tǒng)c（n）。采用矩陣相乘法計(jì)算循環(huán)卷積簡(jiǎn)單明了，在數(shù)字信號(hào)處理教材中大多采用此方法為例講解循環(huán)卷積的計(jì)算［1］。

2．3線性卷積法由于循環(huán)卷積和線性卷積滿足的關(guān)系如（5）式所示［1］。當(dāng)循環(huán)卷積的長(zhǎng)度L大于或等于線性卷積的長(zhǎng)度N＋M－1時(shí)，線性卷積yl（n）做周期延拓?zé)o重疊，此時(shí)循環(huán)卷積和線性卷積相等，此時(shí)線性卷積的結(jié)果為循環(huán)卷積的前N＋M－1項(xiàng)，循環(huán)卷積的后L－N－M＋1項(xiàng)為零。當(dāng)循環(huán)卷積的長(zhǎng)度L小于線性卷積的長(zhǎng)度N＋M－1時(shí)，線性卷積yl（n）做周期延拓有重疊，循環(huán)卷積的結(jié)果有兩部分組成，一部分是線性卷積不重疊的部分，n的取值區(qū)間為N＋M－1－L≤n≤L－1，此時(shí)循環(huán)卷積和線性卷積相等；另一部分為重疊部分，n的取值區(qū)間為0≤n≤N＋M－L－2，重疊部分的循環(huán)卷積計(jì)算如（6）式所示。上述計(jì)算循環(huán)卷積的方法中，圖形法適于講解循環(huán)卷積的運(yùn)算規(guī)律，矩陣相乘法和線性卷積法適合于快速計(jì)算出循環(huán)卷積的結(jié)果。

3結(jié)論

第4篇

教學(xué)中要注重教學(xué)方法和手段的推陳出新，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和創(chuàng)造性，強(qiáng)調(diào)基本概念和原理的正確理解，教學(xué)中應(yīng)特別注意以下幾個(gè)方面。

(一)優(yōu)化教學(xué)方法上好“緒論”課，以知識(shí)的應(yīng)用提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。目前，有相當(dāng)一部分學(xué)生“信號(hào)與系統(tǒng)”學(xué)得不好，主要原因是學(xué)習(xí)積極性不高，看到滿篇的公式就害怕，由此對(duì)課程學(xué)習(xí)失去信心。針對(duì)這種情況，教師要在提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性方面下功夫。教師需用啟發(fā)式教學(xué)取代以教師、課堂、課本為中心的灌輸式教學(xué)?？衫谩熬w論”課激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情:利用多媒體著重介紹數(shù)字信號(hào)處理在通信、語(yǔ)音和圖像處理等領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)例，如，手機(jī)的DSP芯片、門禁系統(tǒng)、心電信號(hào)濾波、數(shù)字圖像處理、視頻監(jiān)控、微信等，讓學(xué)生明白該課程的重要性及其應(yīng)用領(lǐng)域，提升學(xué)生對(duì)數(shù)字信號(hào)處理的興趣與學(xué)習(xí)積極性。在教學(xué)過(guò)程中靈活設(shè)置教學(xué)情境，增加互動(dòng)環(huán)節(jié)，多做一些設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，拓展思維、增強(qiáng)信心。淡化公式推導(dǎo)，著重強(qiáng)調(diào)概念的物理意義和聯(lián)系。由于教材中大部分定理和結(jié)論是通過(guò)推導(dǎo)得出的，一些學(xué)生過(guò)于注重公式推導(dǎo)或證明。其實(shí)，授課時(shí)只需詳細(xì)推導(dǎo)典型公式，把一些重要的公式講清楚，類似的內(nèi)容可讓學(xué)生課后自學(xué)。課堂上教師要盡可能淡化推導(dǎo)和解題技巧，強(qiáng)調(diào)所得出結(jié)論的物理意義和工程應(yīng)用，將抽樣、頻譜分析、濾波等工程應(yīng)用案例穿插于理論教學(xué)中，讓工程應(yīng)用成為“數(shù)字信號(hào)處理”教學(xué)中的主線，做到數(shù)學(xué)概念、物理意義、工程應(yīng)用三者并重，［4］提高學(xué)生學(xué)習(xí)這門課程的興趣，增強(qiáng)學(xué)習(xí)的目的性和主動(dòng)性。突出重難點(diǎn)，靈活采用多種教學(xué)方法。教學(xué)過(guò)程中分清主次，重難點(diǎn)內(nèi)容重點(diǎn)講、詳細(xì)講，較簡(jiǎn)單的或應(yīng)用不多的內(nèi)容則少講或讓學(xué)生自學(xué)。教師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容靈活選取不同的教學(xué)方法，如案例法、比喻法、對(duì)比法等，［5］通過(guò)分析和歸納總結(jié)的方式優(yōu)化教學(xué)方法，分解復(fù)雜問(wèn)題。如，講授線性卷積時(shí)，將待卷積的兩個(gè)序列看作站成兩排等待領(lǐng)導(dǎo)接見(jiàn)的群眾，而卷積運(yùn)算過(guò)程相當(dāng)于領(lǐng)導(dǎo)和所接見(jiàn)群眾依次握手的過(guò)程。教師要善于運(yùn)用幽默形象的語(yǔ)言和高超的藝術(shù)，把抽象而枯燥無(wú)味的知識(shí)變得生動(dòng)有趣。巧用對(duì)比法。對(duì)比法能潛移默化地引導(dǎo)學(xué)生將相近或相似的概念和方法進(jìn)行小結(jié)、比較和分析，不僅能更好地理解不同內(nèi)容之間的共性和個(gè)性，而且能夠培養(yǎng)發(fā)散思維能力，提高學(xué)習(xí)效率，如圖2，將ZT、DFS、DTFT、DFT幾種變換通過(guò)圖表來(lái)比較，清晰地展現(xiàn)常見(jiàn)變量間的關(guān)系，避免混淆。為了讓學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)之間的聯(lián)系、用途有清晰的認(rèn)識(shí)，可利用“知識(shí)樹(shù)”的形式把每個(gè)章節(jié)的重點(diǎn)層層分解，將所學(xué)知識(shí)點(diǎn)和應(yīng)用聯(lián)系起來(lái)，便于歸納和總結(jié)(如圖2)。講解IIR和FIR濾波器設(shè)計(jì)時(shí)，先向?qū)W生講清為什么要設(shè)計(jì)數(shù)字濾波器、有哪些應(yīng)用、設(shè)計(jì)數(shù)字濾波器需要用到哪些知識(shí)。這樣，學(xué)生會(huì)自然而然地把所學(xué)知識(shí)點(diǎn)聯(lián)系起來(lái)。關(guān)注師生交流和信息反饋，重視因材施教。教師要根據(jù)不同專業(yè)和學(xué)生基礎(chǔ)等方面的差異，在講課方式和側(cè)重點(diǎn)上有所區(qū)別。教師要及時(shí)掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)，調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和方法，幫扶“學(xué)困生”，提升“優(yōu)等生”。

(二)改革課堂教學(xué)模式傳統(tǒng)與現(xiàn)代教學(xué)手段并用。運(yùn)用多媒體教學(xué)能使抽象難懂的教學(xué)內(nèi)容形象化、直觀化，提高教學(xué)效率。［6］但在實(shí)際的“數(shù)字信號(hào)處理”課程教學(xué)中，過(guò)多地采用多媒體教學(xué)，教學(xué)效果并不理想。課堂中靈活運(yùn)用黑板板書(shū)、多媒體課件、Matlab或LabView軟件演示，可增強(qiáng)師生互動(dòng)。［7］難一點(diǎn)的公式推導(dǎo)和證明，仍然采用傳統(tǒng)板書(shū)方式教學(xué)，盡量放慢講課節(jié)奏，留給學(xué)生充裕的思考時(shí)間，達(dá)到深刻理解的目的。對(duì)于比較抽象的概念、原理或結(jié)論，如信號(hào)采樣及恢復(fù)、頻譜分析、循環(huán)卷積等，可借助多媒體技術(shù)將教學(xué)內(nèi)容生動(dòng)、形象、高效地展示在學(xué)生面前，讓學(xué)生更清晰地理解其物理意義。建設(shè)網(wǎng)絡(luò)或視頻資源共享平臺(tái)也可避免多媒體教學(xué)課堂容量大、教學(xué)內(nèi)容難消化的問(wèn)題。課后，讓學(xué)生登陸網(wǎng)絡(luò)課程，彌補(bǔ)大班教學(xué)人數(shù)過(guò)多造成的師生溝通不便、信息反饋通道不暢的問(wèn)題;通過(guò)網(wǎng)絡(luò)答疑、討論和激勵(lì)制度激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)參與性。建立“學(xué)習(xí)共同體”教學(xué)模式?！皩W(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。［8］共同體成員在學(xué)習(xí)過(guò)程中經(jīng)常溝通、交流，分享學(xué)習(xí)資源，共同完成特定學(xué)習(xí)任務(wù)，形成相互影響、相互促進(jìn)的學(xué)習(xí)組織。在大班教學(xué)中建立學(xué)習(xí)共同體，在課堂教學(xué)中形成師生互教、互學(xué)的互動(dòng)關(guān)系，教師在教學(xué)過(guò)程中給學(xué)生自主學(xué)習(xí)的空間，學(xué)生根據(jù)所接受的任務(wù)去發(fā)現(xiàn)、思考和解決問(wèn)題，增進(jìn)協(xié)作和互動(dòng)，激發(fā)學(xué)習(xí)主動(dòng)性，從而改善課堂教學(xué)效果，提高學(xué)習(xí)效率。

(三)強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)，高度重視學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)應(yīng)用型人才培養(yǎng)應(yīng)始終堅(jiān)持理論與實(shí)踐并重的原則。理論教學(xué)只是學(xué)習(xí)該門課程的一部分，將所學(xué)理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐，才能達(dá)到學(xué)以致用的目的。為此，必須加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。運(yùn)用仿真軟件教學(xué)。仿真軟件Matlab和Labview以其編程和調(diào)試簡(jiǎn)單、代碼短、效率高等特點(diǎn)深受廣大教學(xué)和科研人員的歡迎，［9］廣泛應(yīng)用于控制系統(tǒng)、系統(tǒng)仿真等領(lǐng)域。結(jié)合幾年來(lái)“數(shù)字信號(hào)處理”課程的授課經(jīng)驗(yàn)，在課程中引入Matlab和Labview軟件，讓學(xué)生動(dòng)手完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)和仿真，拓展實(shí)驗(yàn)教學(xué)的深度和廣度，有助于增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)成就感，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和設(shè)計(jì)能力。CCS是TI公司推出的DSP軟件集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，它運(yùn)用圖形接口界面，提供工程管理和編輯工具。教師可以用2學(xué)時(shí)介紹DSP結(jié)構(gòu)、開(kāi)發(fā)環(huán)境、DSP系列及其應(yīng)用實(shí)例。通過(guò)了解DSP仿真軟件CCS，為后續(xù)的DSP課程設(shè)計(jì)教學(xué)奠定基礎(chǔ)。優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段，加強(qiáng)教學(xué)內(nèi)容和工程應(yīng)用的融合?！皵?shù)字信號(hào)處理”教學(xué)應(yīng)堅(jiān)持以實(shí)踐性和應(yīng)用性為教學(xué)目的，分層設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，盡量減少驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，增加綜合性、設(shè)計(jì)性、創(chuàng)新性、開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。革除填鴨式教學(xué)，開(kāi)展“項(xiàng)目導(dǎo)向、任務(wù)驅(qū)動(dòng)、案例教學(xué)”的教學(xué)模式，結(jié)合學(xué)生情況，創(chuàng)設(shè)情境，教師提出任務(wù)，學(xué)生邊學(xué)邊練，完成自主學(xué)習(xí)任務(wù)，充分培養(yǎng)學(xué)生的再學(xué)習(xí)和主動(dòng)學(xué)習(xí)的能力。［10］針對(duì)每一章的具體內(nèi)容，在講授理論知識(shí)之前先給學(xué)生一個(gè)具體的工程應(yīng)用例子，提出問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生積極開(kāi)動(dòng)腦筋，督促學(xué)生課后以小組為單位主動(dòng)查找相關(guān)資料，提出解決問(wèn)題的方法和思路。如，在講授數(shù)字濾波器之前，教師可設(shè)計(jì)數(shù)字濾波器對(duì)心電信號(hào)進(jìn)行去噪處理。同時(shí)，教師可以電子設(shè)計(jì)大賽等學(xué)科競(jìng)賽為契機(jī)，以畢業(yè)設(shè)計(jì)為導(dǎo)向，有意識(shí)地引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新性課題的研究，深入掌握信號(hào)處理理論，增強(qiáng)工程應(yīng)用能力和團(tuán)隊(duì)合作精神，做到學(xué)以致用。

二、考核方式的改革

第5篇

1.1圍繞問(wèn)題開(kāi)展教學(xué)PBL教學(xué)模式先提出問(wèn)題，以問(wèn)題為基礎(chǔ)和起點(diǎn)，所有的學(xué)習(xí)均圍繞問(wèn)題展開(kāi)。

1.2強(qiáng)調(diào)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作性PBL教學(xué)模式以學(xué)生小組為單位進(jìn)行，小組成員要積極配合，既有分工又有協(xié)作，通過(guò)調(diào)查和收集資料,疑難問(wèn)題討論和意見(jiàn)綜合等協(xié)作學(xué)習(xí),實(shí)現(xiàn)知識(shí)的共同建構(gòu)。

1.3具有師生交互性PBL教學(xué)模式實(shí)施過(guò)程中，教師通過(guò)設(shè)計(jì)問(wèn)題、并創(chuàng)造合適的學(xué)習(xí)環(huán)境，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)問(wèn)題開(kāi)展學(xué)習(xí)活動(dòng)，師生之間展開(kāi)密切的交流、探討，促進(jìn)和指導(dǎo)學(xué)生有效地學(xué)習(xí)，尋求問(wèn)題的解決。因此，對(duì)于以培養(yǎng)適應(yīng)地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要的應(yīng)用型本科人才為目標(biāo)的高校，為促進(jìn)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的實(shí)踐能力和團(tuán)隊(duì)合作能力，非常適合在電子信息類實(shí)驗(yàn)教學(xué)中引進(jìn)PBL教學(xué)模式。

2PBL模式在數(shù)字信號(hào)處理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

2.1課程情況概述

筆者所在學(xué)院的電子信息工程專業(yè)所開(kāi)設(shè)的《數(shù)字信號(hào)處理》課程，總課時(shí)為64學(xué)時(shí)，包含16學(xué)時(shí)的課內(nèi)實(shí)驗(yàn)。傳統(tǒng)的課內(nèi)實(shí)驗(yàn)均為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，大部分學(xué)生只會(huì)簡(jiǎn)單地照搬實(shí)驗(yàn)講義的詳細(xì)步驟完成固定的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，而對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及結(jié)果所反映的原理并不理解。因此，結(jié)合教學(xué)改革要求，在新的課程實(shí)驗(yàn)設(shè)置中顯著提高了綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的比例，這些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目以問(wèn)題為導(dǎo)向，教師主要給出實(shí)驗(yàn)的要求和技術(shù)指標(biāo)，要求學(xué)生自主選擇并綜合利用學(xué)過(guò)的理論知識(shí)和實(shí)踐技能去實(shí)現(xiàn)一個(gè)比較完整的數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)，體現(xiàn)了典型的PBL教學(xué)法的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

2.2PBL模式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的具體實(shí)施

2.2.1學(xué)生分組與基本培訓(xùn)在實(shí)驗(yàn)課之前，首先對(duì)學(xué)生進(jìn)行PBL教學(xué)模式的基本培訓(xùn)，使學(xué)生明確PBL教學(xué)的目的、方法、要求及評(píng)價(jià)手段等。同時(shí)，在40人的班級(jí)中建立10個(gè)學(xué)習(xí)小組，每組4名學(xué)生。各組分別推選一名組織能力和責(zé)任心較強(qiáng)的同學(xué)擔(dān)任組長(zhǎng)，負(fù)責(zé)本小組成員的組織協(xié)調(diào)和分工。

2.2.2問(wèn)題設(shè)置問(wèn)題設(shè)置是PBL教學(xué)實(shí)施中的核心環(huán)節(jié)。在這一環(huán)節(jié)中，教師根據(jù)教學(xué)大綱和實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，對(duì)實(shí)驗(yàn)課題設(shè)置若干應(yīng)用問(wèn)題。圍繞我校應(yīng)用型人才培養(yǎng)的方針，所設(shè)置問(wèn)題盡量貼近應(yīng)用開(kāi)發(fā)實(shí)際，以培養(yǎng)學(xué)生的工程應(yīng)用開(kāi)發(fā)能力為導(dǎo)向。具體來(lái)說(shuō)，問(wèn)題設(shè)置主要遵循的原則為：(1)問(wèn)題具備真實(shí)的工程背景；(2)問(wèn)題具備開(kāi)放性和劣構(gòu)性；(3)問(wèn)題具有一定的層次性和復(fù)雜度。下面以本實(shí)驗(yàn)課程中的一個(gè)可選的綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)為例，介紹相關(guān)問(wèn)題的設(shè)置。該實(shí)驗(yàn)的基本內(nèi)容為，設(shè)計(jì)數(shù)字心電采集系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)含有噪聲的心電信號(hào)的采集和濾波。實(shí)驗(yàn)前，由教師提供一個(gè)包含心電傳感器和放大電路的實(shí)驗(yàn)板，以及一個(gè)包含單片機(jī)及A/D轉(zhuǎn)換器的接口板。實(shí)驗(yàn)要求分為兩個(gè)階段：第一階段為心電信號(hào)的采集，與學(xué)生正在同時(shí)學(xué)習(xí)的單片機(jī)課程相結(jié)合，要求學(xué)生通過(guò)單片機(jī)編程控制A/D轉(zhuǎn)換器，將放大后的模擬心電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并通過(guò)串口傳送至pc機(jī)。在這一階段，設(shè)置的主要問(wèn)題包括：如何根據(jù)信號(hào)帶寬確定合適的采樣率等。通過(guò)這些問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)踐中深入理解采樣定理。第二階段的工作，則是在PC機(jī)上通過(guò)Matlab對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取和濾波，去除工頻干擾、高頻肌電、基線漂移等。該階段設(shè)置的主要問(wèn)題包括：有效信號(hào)的主要頻率范圍、主要干擾源的頻率范圍、線性相位和非線性相位濾波對(duì)波形的影響、IIR和FIR濾波器的特點(diǎn)等。通過(guò)這些問(wèn)題的設(shè)置，引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)踐中加深對(duì)IIR和FIR等濾波器各自特點(diǎn)的認(rèn)識(shí)，并根據(jù)不同的工作目標(biāo)選擇合適的濾波器類型。

2.2.3分析問(wèn)題與自主學(xué)習(xí)在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目相關(guān)的問(wèn)題后，要求各學(xué)習(xí)小組的學(xué)生開(kāi)展自主學(xué)習(xí)，認(rèn)真閱讀教材，復(fù)習(xí)已學(xué)過(guò)的相關(guān)知識(shí)，同時(shí)，利用圖書(shū)館、互聯(lián)網(wǎng)等渠道查閱相關(guān)參考書(shū)籍和文獻(xiàn)，并通過(guò)組內(nèi)的不斷交流和探討以初步分析問(wèn)題。

2.2.4集中討論與問(wèn)題解決在學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)所設(shè)置的問(wèn)題進(jìn)行初步分析的基礎(chǔ)上，教師在實(shí)驗(yàn)課上組織學(xué)生開(kāi)展問(wèn)題的集中討論，引導(dǎo)各學(xué)習(xí)小組進(jìn)一步深入理解問(wèn)題，研究問(wèn)題的具體解決方法，并明確各人的任務(wù)分工。整個(gè)討論過(guò)程以學(xué)生為主導(dǎo),教師以共同討論者的身份進(jìn)行引導(dǎo)、啟發(fā)。在自主學(xué)習(xí)和集中討論的基礎(chǔ)上，各小組最終形成具體的問(wèn)題解決方案，并通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)對(duì)問(wèn)題的解決，進(jìn)而完成相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

2.2.5總結(jié)與點(diǎn)評(píng)學(xué)習(xí)小組在編寫程序?qū)崿F(xiàn)問(wèn)題解決的過(guò)程中，教師以實(shí)時(shí)巡視、檢查進(jìn)度、隨機(jī)提問(wèn)、驗(yàn)收成果等方式促進(jìn)小組的工作。由于實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及對(duì)應(yīng)問(wèn)題的設(shè)置具有一定的開(kāi)放性，學(xué)生解決問(wèn)題的思路和方法也相應(yīng)具有多樣性，教師對(duì)各小組的問(wèn)題解決方法進(jìn)行歸納總結(jié)，并在下次實(shí)驗(yàn)課做出點(diǎn)評(píng)。

2.3PBL模式下的成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)

為了客觀地評(píng)定學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，需要采用多層次多角度的評(píng)價(jià)方法。最終成績(jī)的評(píng)定并不僅僅由期末的實(shí)驗(yàn)考核所決定，而是突出過(guò)程表現(xiàn)，強(qiáng)調(diào)過(guò)程性評(píng)價(jià)。最終的實(shí)驗(yàn)成績(jī)由以下幾部分組成。

2.3.1自主學(xué)習(xí)表現(xiàn)該部分占總成績(jī)的30%，主要衡量學(xué)生在PBL模式下的學(xué)習(xí)方法、學(xué)習(xí)態(tài)度和學(xué)習(xí)能力。具體評(píng)價(jià)點(diǎn)包括：學(xué)生是否閱讀了相關(guān)教材、參考資料；能否有效利用所學(xué)的知識(shí)分析問(wèn)題；在學(xué)習(xí)小組討論中是否積極發(fā)言，發(fā)言內(nèi)容是否與討論的問(wèn)題有關(guān)且具有一定的深度；小組成員間的互相評(píng)價(jià)。

2.3.2實(shí)驗(yàn)過(guò)程與實(shí)驗(yàn)報(bào)告該部分占總成績(jī)的35%，主要衡量學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中具體解決問(wèn)題的能力和總結(jié)歸納水平。具體評(píng)價(jià)依據(jù)來(lái)自于教師巡視及提問(wèn)的記錄以及學(xué)生提交的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

2.3.3實(shí)驗(yàn)考試該部分占總成績(jī)的35%。主要衡量經(jīng)過(guò)一學(xué)期的PBL訓(xùn)練后學(xué)生個(gè)人的綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。具體評(píng)價(jià)依據(jù)來(lái)自于實(shí)驗(yàn)考試中對(duì)所給實(shí)驗(yàn)題的完成速度與質(zhì)量。

3結(jié)語(yǔ)

第6篇

1．1誤碼監(jiān)測(cè)當(dāng)前誤碼監(jiān)測(cè)主要通過(guò)以下兩種途徑:(1)固定圖形測(cè)試法。將測(cè)試信號(hào)發(fā)生器TSG422產(chǎn)生的一個(gè)固定圖形測(cè)試信號(hào)送給被測(cè)數(shù)字電視通道的輸入端，將該通道輸出的數(shù)字信號(hào)接入WFM601波形監(jiān)視器，波形監(jiān)視器將顯示出每一場(chǎng)有效圖像面積數(shù)字信號(hào)的CRC循環(huán)冗余碼數(shù)據(jù)檢驗(yàn)字，第一場(chǎng)的CRC數(shù)值F1和第二場(chǎng)的CRC數(shù)值F2可以在監(jiān)視器屏幕上顯示出來(lái)。對(duì)于某一固定測(cè)試信號(hào)，CRC檢驗(yàn)字的數(shù)值是恒定不變的，如果CRC數(shù)值發(fā)生變化，就表明產(chǎn)生了誤碼。利用泰克公司生產(chǎn)的數(shù)字分量視頻波形監(jiān)視器WFM601或VM700T的SDI選件都可以方便地進(jìn)行誤碼的測(cè)試，只要將數(shù)字視頻信號(hào)饋入測(cè)試儀器，即可進(jìn)行誤碼的自動(dòng)檢測(cè)。(2)在線EDH誤碼檢測(cè)處理。首先在串行數(shù)字電視信號(hào)源中插入EDH信號(hào)，該信號(hào)主要是利用EDH附件將每一串行視頻信號(hào)進(jìn)行計(jì)算，然后通過(guò)數(shù)字電視通道傳送至測(cè)試接收機(jī)，接收機(jī)的EDH附件對(duì)圖像反復(fù)進(jìn)行相同的計(jì)算，并把計(jì)算結(jié)果與傳送信號(hào)中的EDH信息的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，如果與傳送的數(shù)值不符，即判定發(fā)生了誤碼，屏幕上顯示出節(jié)目的總時(shí)間和誤碼的個(gè)數(shù)。EDH信息是插入在串行數(shù)字電視信號(hào)中，所以能在系統(tǒng)工作期間進(jìn)行測(cè)試，既可以測(cè)量有效圖像的數(shù)據(jù)誤碼也可以測(cè)量全場(chǎng)信號(hào)的數(shù)據(jù)誤碼。含有EDH信息的場(chǎng)圖像的CRC數(shù)據(jù)以及其他輔助數(shù)據(jù)同時(shí)插入到下一場(chǎng)場(chǎng)消隱的開(kāi)始端處。2MPEG協(xié)議分析和監(jiān)測(cè)MPEG系統(tǒng)故障主要分為兩大類:第一類，由于編碼器和解碼器本身的錯(cuò)誤，導(dǎo)致由傳輸系統(tǒng)傳來(lái)的正確信息變成錯(cuò)誤的。第二類，編碼器和解碼器狀態(tài)良好，但是傳輸層破壞了數(shù)據(jù)。

2、1.TS流分析

MPEG傳輸碼流有著極其復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，但是MPEG協(xié)議分析工具可以用邏輯方式解析結(jié)構(gòu)，從而可以對(duì)實(shí)況傳輸碼流進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，觀察任何結(jié)構(gòu)上的細(xì)節(jié)。節(jié)目專用信息插入的頻率分析:用不同的方式給出各個(gè)子表格如PAT、PMT、NIT、SDT、BAT、EIT等的發(fā)送頻率，復(fù)用傳輸碼流的碼率為20Mb/s。第一項(xiàng)(P．inbytes)是以字節(jié)為單位表示的子表格在傳輸流中出現(xiàn)的最大平均周期;第二項(xiàng)(P．insex．)是以秒為單位表示的子表格在傳輸流中出現(xiàn)的最大平均周期;第三項(xiàng)(Tablelength)是用字節(jié)為單位表示的子表格平均長(zhǎng)度;第四項(xiàng)(Rate)表示子表格發(fā)送的碼率。通過(guò)分析PCR節(jié)目時(shí)鐘參考和時(shí)間標(biāo)記數(shù)據(jù)來(lái)檢查定時(shí)是否正常。來(lái)自復(fù)用器輸出的PCR數(shù)據(jù)可能是精確的，在數(shù)據(jù)復(fù)用之后，對(duì)PCR抖動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)顯得很重要。2．2PES分析T－STD緩沖器占有量分析:在MPEG中，一個(gè)給定的基本碼流必須滿足解碼器的緩沖能力，MPEG編碼器不能超出T－STD的緩沖能力而使數(shù)據(jù)上溢或下溢。傳輸流中包含有VBV(視頻緩沖校驗(yàn))的系數(shù)，該系數(shù)規(guī)定了一個(gè)基本數(shù)據(jù)流需要的緩沖量。T－STD分析以圖形方式顯示緩沖占有量，可以觀察到各個(gè)緩沖器的占有率和占用字節(jié)的多少，這樣可以很方便地從曲線圖中觀察到數(shù)據(jù)的上溢和下溢。

3、數(shù)字電視信號(hào)質(zhì)量的監(jiān)督和測(cè)量

針對(duì)數(shù)字電視信號(hào)的特點(diǎn)，在ETR101290標(biāo)準(zhǔn)中，按照錯(cuò)誤對(duì)信號(hào)影響的因素，以此為標(biāo)準(zhǔn)把錯(cuò)誤劃分為第一優(yōu)先級(jí)、第二優(yōu)先級(jí)和第三優(yōu)先級(jí)3個(gè)優(yōu)先等級(jí)。第一優(yōu)先等級(jí)錯(cuò)誤通常會(huì)造成解碼器無(wú)法正常解碼的現(xiàn)象，會(huì)出現(xiàn)節(jié)目關(guān)聯(lián)表錯(cuò)誤、同步字節(jié)錯(cuò)誤以及傳輸流同步丟失。第一優(yōu)先級(jí)參數(shù)直接影響節(jié)目圖像和伴音的內(nèi)容。出現(xiàn)第二優(yōu)先級(jí)錯(cuò)誤時(shí)會(huì)損傷已解碼圖像，或者引起斷續(xù)解碼，這一優(yōu)先級(jí)參數(shù)包括傳輸錯(cuò)誤、節(jié)目時(shí)鐘基準(zhǔn)錯(cuò)誤等內(nèi)容。第二優(yōu)先級(jí)參數(shù)直接影響傳輸?shù)目煽啃?。第三?yōu)先級(jí)錯(cuò)誤指示編碼器、復(fù)用器的問(wèn)題但不影響可解碼性，對(duì)圖像質(zhì)量影響較小，包括網(wǎng)絡(luò)信息錯(cuò)誤、服務(wù)信息重復(fù)周期錯(cuò)誤、業(yè)務(wù)描述表錯(cuò)誤等參數(shù)。第三優(yōu)先級(jí)參數(shù)影響顯示結(jié)果。目前服務(wù)器是數(shù)字電視信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)工作的主要平臺(tái)，數(shù)字電視信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)硬件基礎(chǔ)為數(shù)字電視信號(hào)采集卡。檢測(cè)主機(jī)除包含服務(wù)器及數(shù)字電視信號(hào)采集卡外還有相關(guān)軟件包，數(shù)字電視信號(hào)通過(guò)DVBPSI接口或DVBASI接口連接到監(jiān)測(cè)主機(jī)。監(jiān)測(cè)工作的首要步驟是基帶數(shù)字電視信號(hào)通過(guò)信道調(diào)節(jié)器解出，然后監(jiān)測(cè)主機(jī)通過(guò)ASI接口對(duì)基帶數(shù)字電視信號(hào)的數(shù)據(jù)流進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析，按照監(jiān)測(cè)規(guī)定，對(duì)數(shù)據(jù)流的監(jiān)測(cè)結(jié)果通過(guò)數(shù)據(jù)報(bào)表、參數(shù)顯示或報(bào)警等顯示。

4、數(shù)字電視射頻信號(hào)監(jiān)測(cè)

第7篇

一取樣過(guò)程產(chǎn)生的信號(hào)損傷

在取樣的過(guò)程中對(duì)信號(hào)造成的損傷主要有：孔闌效應(yīng)、混疊效應(yīng)、過(guò)沖和振鈴。為了說(shuō)明這些損傷所產(chǎn)生的原因，我們?cè)谝韵聰⑹鲋薪o出分析結(jié)果。

取樣是指用每隔一定時(shí)間的信號(hào)樣值序列來(lái)代替原來(lái)在時(shí)間上連續(xù)的信號(hào)，也就是在時(shí)間上將模擬信號(hào)離散化。根據(jù)奈奎斯特取樣定理：對(duì)于最大頻率為fm的信號(hào)f(t)，當(dāng)取樣頻率fs不低于2fm時(shí)，由截止頻率為fm矩形低通濾波器可以從取樣信號(hào)中完全恢復(fù)原信號(hào)。但實(shí)際的物理過(guò)程與數(shù)字模型有不同的工程結(jié)果。

1.孔闌效應(yīng)

在數(shù)學(xué)模型的理想化狀態(tài)下理想的取樣脈沖寬度為無(wú)窮窄，取樣情況及其頻域情況如圖一所示，但在實(shí)際設(shè)備中取樣脈沖只能是有限寬度的脈沖，它的取樣情況及其頻域情況如圖一所示，很顯然具有不等于零的實(shí)際的有限寬度的取樣脈沖所引起的孔闌效應(yīng)會(huì)產(chǎn)生高頻衰落。

由于信號(hào)的高頻部分反映的是視頻圖象的細(xì)節(jié)，因此高頻衰落會(huì)導(dǎo)致視頻畫(huà)面的細(xì)節(jié)模糊。針對(duì)這種情況實(shí)際工程中一般采用在將數(shù)字信號(hào)恢復(fù)成模擬信號(hào)以后通過(guò)提升高頻的辦法對(duì)這種失真進(jìn)行補(bǔ)償和校正。一般來(lái)講,由于取樣信號(hào)的頻率fs必須滿足fs>2fm,而為了減少孔闌效應(yīng)要求取樣脈沖的寬度τ盡量小,因此要滿足τ遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于取樣信號(hào)的周期T,即取樣信號(hào)的脈沖寬度要滿足1/τ>>2fm。

2．混疊效應(yīng)

在實(shí)際應(yīng)用中，為滿足奈奎斯特定理在取樣之前應(yīng)使用截止頻率為取樣頻率一半的濾波器對(duì)原信號(hào)進(jìn)行濾波，濾除可能產(chǎn)生頻譜混疊的高頻成分，以保證新處理的信號(hào)是一個(gè)有限帶寬的處理信號(hào)。理想低通濾波器特性如圖二所示，但實(shí)際的低通濾波器性能如圖三所示，因此為了盡量濾除大于1/2fc的頻率成分，就要選擇多階濾波器。如果濾波器的階數(shù)不足以達(dá)到濾除1/2fc以上的高頻分量，會(huì)引起恢復(fù)的信號(hào)中頻譜混疊效應(yīng)?；殳B效應(yīng)在視頻圖象上表現(xiàn)為一種被稱為morie的漣漪狀的干擾。

3．過(guò)沖和振鈴

在保證有效的消除混疊效應(yīng)時(shí)，在上述情況已建議采用多階濾波器以滿足濾波器的帶外特性，但是取樣前的低通濾波器如果階數(shù)太大，會(huì)引起過(guò)沖和振鈴從而造成恢復(fù)的視頻信號(hào)過(guò)渡的邊沿不清晰。

針對(duì)以上兩種信號(hào)損傷造成的矛盾，主觀上選用階數(shù)少的濾波器會(huì)有利一些，因?yàn)轭l譜混疊效應(yīng)只有在圖象有超過(guò)二分之一取樣頻率以上分量時(shí)，特別是有單頻分量時(shí)才會(huì)明顯感覺(jué)到，因此是偶發(fā)事件。但過(guò)沖和振鈴效應(yīng)卻是只要有過(guò)渡邊沿就回出現(xiàn)的經(jīng)常性現(xiàn)象。因此就主觀感覺(jué)來(lái)說(shuō)，減少過(guò)沖和振鈴留有一些混疊相對(duì)來(lái)講更有利一些。一般工程上出于平衡考慮取樣頻率選為fc=(2.2---2.5)fm。

另外為克服這一矛盾的方法是采用過(guò)抽樣方式，即在抽樣時(shí)用兩倍抽樣頻率抽樣，這時(shí)頻譜按兩倍抽樣頻率周期重復(fù)，重復(fù)頻譜中心頻率之間的間隔比正常情況大一倍，如圖四所示。這時(shí)抽樣前的濾波相對(duì)簡(jiǎn)單，可以用階數(shù)少、頻率特性緩降的無(wú)振鈴濾波器，然后在數(shù)字域用線形相位濾波器進(jìn)行二分之一抽取濾波器恢復(fù)到原抽樣頻率樣值。另外，在此過(guò)程中，取樣頻率增加了一倍，因此取樣脈沖的寬度只有原來(lái)的一半，從而也起到了減少孔闌效應(yīng)的作用。

二量化誤差所帶來(lái)的信號(hào)損傷

取樣過(guò)程是把模擬信號(hào)變成了時(shí)間上離散的脈沖信號(hào)，量化的過(guò)程則是進(jìn)行幅度上的離散化處理。因此在時(shí)間軸的任意一點(diǎn)上量化后的信號(hào)電平與原模擬信號(hào)電平之間在大多數(shù)情況下總是存在有一定的誤差，量化所引入的誤差是不可避免的同時(shí)也是不可逆的，由于信號(hào)的隨機(jī)性這種誤差大小也是隨機(jī)的，這種表現(xiàn)類似于隨機(jī)噪聲效果，具有相當(dāng)寬度的頻譜，因此我們又把量化誤差稱為量化噪聲。但量化誤差與噪聲是有本質(zhì)的區(qū)別的，因?yàn)槿我粫r(shí)刻量化誤差是可以從輸入信號(hào)求出的，而噪聲與信號(hào)之間則沒(méi)有這種關(guān)系。

降低量化誤差的方法最直接的就是增加量化級(jí)數(shù)減小最小量化間隔，但由此帶來(lái)碼率的增加從而要求更大的處理帶寬，一般現(xiàn)在的視頻信號(hào)均采用8比特、10比特，在信號(hào)質(zhì)量要求較高的情況下采用12比特量化。此外，我們?cè)谠O(shè)計(jì)一套系統(tǒng)的時(shí)候，可以考慮在系統(tǒng)的不同環(huán)節(jié)采用不同的比特量化，使得在系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)的量化級(jí)相互錯(cuò)開(kāi)，從而避免量化噪聲累積效果所產(chǎn)生的臺(tái)階效應(yīng)，這種均衡的效果可以改善整個(gè)系統(tǒng)的量化失真。一般量化比特高的環(huán)節(jié)應(yīng)該放在系統(tǒng)的前端，這樣可以使系統(tǒng)的前端對(duì)信號(hào)造成的不可恢復(fù)損傷減小到最低限度。

為了減小量化誤差我們還要正確的選擇量化方式。量化有兩種量化方式，一種是取整時(shí)只舍不入，此時(shí)產(chǎn)生的量化誤差總是負(fù)的，最大量化誤差等于兩個(gè)相鄰量化級(jí)的間隔d；另一種是取整時(shí)有舍有入，此時(shí)量化誤差有正有負(fù)，量化誤差的絕對(duì)值最大為1/2d。因此為了減少量化誤差，應(yīng)該采用有舍有入量化方式。

1．輪廓效應(yīng)

如果信號(hào)兩個(gè)相鄰量化電平相差較大，若在圖象面積較大的范圍內(nèi)，視頻信號(hào)緩變區(qū)（如漸變的藍(lán)天）能夠看出不連續(xù)的跳變，即會(huì)在圖象緩變區(qū)出現(xiàn)從一個(gè)量化電平到另一個(gè)量化電平之間的輪廓線，實(shí)際上就是圖象的等量化電平線。這種輪廓線是原圖象所沒(méi)有的，所以又稱為偽輪廓，即輪廓效應(yīng)。

一種簡(jiǎn)單而有效的消除輪廓效應(yīng)的方法是利用隨機(jī)的高斯噪聲信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生顫動(dòng)信號(hào)，疊加到被量化的信號(hào)當(dāng)中，當(dāng)顫動(dòng)信號(hào)的均方根值大于1/3d時(shí)人們便覺(jué)察不到輪廓效應(yīng)的存在。在數(shù)字電視中使用最多的顫動(dòng)信號(hào)是重復(fù)頻率為取樣脈沖的一半，峰-峰幅度為1/2d的方波，具體步驟如圖五所示。

圖五高頻顫動(dòng)的效果

由圖五比較可以看出，疊加顫動(dòng)信號(hào)的效果等效于將量化間隔由d減小到1/2d，或者說(shuō)將量化級(jí)數(shù)提高了一倍（比特?cái)?shù)由n提高到n+1），從而改善了輪廓效應(yīng)。順便指出，由于模/數(shù)轉(zhuǎn)換中的取樣、量化都屬于非線形過(guò)程，難以避免會(huì)出現(xiàn)差拍干擾，采用疊加顫動(dòng)信號(hào)的方法對(duì)于消除圖象中的差拍干擾也同樣有效。同時(shí)由于顫動(dòng)信號(hào)的幅度小，頻率高，并未對(duì)圖象細(xì)節(jié)造成顯而易見(jiàn)的損傷。

2．顆粒雜波

如果最小量化電平不夠小，則圖象較弱信號(hào)的緩變區(qū)可能會(huì)出現(xiàn)在鄰近的兩個(gè)量化電平之間產(chǎn)生由于四舍五入法則而造成的跳變，使得圖象在這個(gè)區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)顆粒狀的雜波，而人的視覺(jué)對(duì)圖象弱信號(hào)緩變區(qū)的噪聲則是非常敏感的。

為了克服均勻量化時(shí)這種大信號(hào)時(shí)信噪比有余，而小信號(hào)時(shí)信噪比不足的特點(diǎn)，我們可以采用小信號(hào)時(shí)量化級(jí)間寬度小而大信號(hào)時(shí)量化級(jí)間寬度大些的非均勻量化，又叫非線形量化。值得說(shuō)明一點(diǎn)，數(shù)字?jǐn)z象機(jī)信號(hào)處理大多數(shù)采用非均勻量化方式，這是由于攝象機(jī)中的光-電轉(zhuǎn)換至電視機(jī)顯象管中的電-光轉(zhuǎn)換在內(nèi)的整個(gè)電視信道必須保持線形，但是實(shí)際的電視系統(tǒng)在沒(méi)有校正之前是非線形的，因此為了使最終顯示出來(lái)的光像保持良好的線形關(guān)系，在攝象機(jī)單元必須對(duì)它進(jìn)行校正，即γ校正。而γ校正類似于非線形量化特性，因此我們可以在量化過(guò)程中采用非均勻量化方式，在提高小信號(hào)信噪比的同時(shí)也滿足了γ校正的要求。

另外，由于在實(shí)際的信號(hào)中，弱信號(hào)出現(xiàn)的概率是很大的，為了改善弱信號(hào)時(shí)的的量化信噪比，可以采用壓縮擴(kuò)張的編解碼方法。在量化之前，先利用非線形器件將信號(hào)電平高的部分進(jìn)行壓縮，然后對(duì)壓縮過(guò)的信號(hào)進(jìn)行量化，解碼后復(fù)原出的模擬信號(hào)再通過(guò)非線形器件對(duì)大幅度信號(hào)進(jìn)行擴(kuò)張恢復(fù)沒(méi)壓縮之前的比例關(guān)系，這種方法相對(duì)擴(kuò)大了小信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍，等效于對(duì)小信號(hào)采用量化間隔小的細(xì)量化而大信號(hào)采用粗量化，從而改善了弱信號(hào)的量化信噪比。

三壓縮編碼所帶來(lái)的信號(hào)損傷

數(shù)字電視信號(hào)數(shù)碼率太高,數(shù)據(jù)量非常大。如果直接存儲(chǔ)和傳輸不但開(kāi)銷很大，而且有時(shí)設(shè)備也承受不了如此大的負(fù)荷。壓縮編碼以壓縮信源數(shù)碼率為目的，盡量減少信源各符號(hào)的相關(guān)性，使信源的傳輸效率提高。當(dāng)然，它是以犧牲圖像質(zhì)量為前提。必定會(huì)對(duì)信號(hào)造成一定的損傷。

下面針對(duì)幾種常用的圖像壓縮方式，來(lái)看一下他具體會(huì)對(duì)信號(hào)帶來(lái)什么樣的損傷呢？

（一）差值脈沖編碼（DPCM）

電視圖像基本上是由面積較大的像塊（如藍(lán)天，大地，服裝）組成。雖然每個(gè)像塊的幅值各不相同，但像塊內(nèi)各樣值的幅度是相近或相同的。換句話說(shuō)，相鄰象素之間有很強(qiáng)的相關(guān)性。我們就可以利用這些相關(guān)性對(duì)當(dāng)前的像素進(jìn)行預(yù)測(cè)。再利用預(yù)測(cè)值得到差值。這樣在很大的程度上降低了信源的冗余度。這種壓縮方法對(duì)視頻信號(hào)會(huì)產(chǎn)生以下問(wèn)題：

1由于在當(dāng)前差值中包括當(dāng)前的量化誤差，而輸出的前一樣值又包括前一樣值的量化誤差，這就造成了量化誤差的積累。而誤差會(huì)傳播，這就使信號(hào)抗通道誤碼能力減弱。

2邊緣清晰度臨界。根據(jù)DPCM編碼思想，當(dāng)被預(yù)測(cè)值處于圖象突變邊緣時(shí)，往往會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤預(yù)測(cè)或產(chǎn)生較大的預(yù)測(cè)誤差。致使邊緣清晰度臨界。如：邊緣為黑白突變，被預(yù)測(cè)值為x，x1x2x3x4x5為已知值，由DPCM編碼可得

進(jìn)行水平一維預(yù)測(cè)x=x1=0產(chǎn)生錯(cuò)誤預(yù)測(cè)

進(jìn)行二維預(yù)測(cè)x=x1+(x4-x5)/2=1/2產(chǎn)生較大的預(yù)測(cè)誤差

（二）變換編碼

變換編碼首先對(duì)圖象數(shù)據(jù)進(jìn)行某種形式的正交變換，并對(duì)變換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，從而達(dá)到數(shù)據(jù)壓縮的目的。正交變換的種類很多，比如人們熟知的傅立葉變換，沃爾什哈達(dá)碼變換，哈爾變換，斜變換，余弦變換，正弦變換，K--L變換。

變換編碼中較常用的是離散余弦變換DCT，它首先將輸入圖象分成若干NXN的圖象塊，對(duì)每一小圖象塊進(jìn)行正交變換，從空間域變換到頻域。為了達(dá)到壓縮的目的，對(duì)DCT系數(shù)需作量化處理。低頻分量采用較小的量化間隔，量化誤差小，精度高。頻率越高，量化間隔愈大，精度越低。這是因?yàn)楦哳l分量只影響圖象的細(xì)節(jié)，對(duì)整塊圖象來(lái)講，沒(méi)有低頻分量重要。讀取時(shí)采用之字型。這樣的處理給信號(hào)帶來(lái)的損傷主要表現(xiàn)在：

由于高頻信息的丟失，恢復(fù)圖象中相鄰塊在邊界上產(chǎn)生較為規(guī)則的誤差分布，由于人眼對(duì)水平和垂直方向的規(guī)則誤差分布具有特殊的敏感性，使得在主觀感覺(jué)上認(rèn)為具有規(guī)則誤差分布的圖象的質(zhì)量明顯降低，從而產(chǎn)生"塊效應(yīng)"。在拍攝一幅綠草如茵的草地中，充斥畫(huà)面的草坪隨風(fēng)搖擺時(shí)，一種細(xì)塊狀的閃爍效應(yīng)是這一失真的直觀表現(xiàn)。

（三）運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償預(yù)測(cè)

運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償預(yù)測(cè)是一個(gè)有力的工具，以便減少幀間的時(shí)間冗余度，并作為用于DPCM編碼的預(yù)測(cè)技術(shù)。運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償概念是以對(duì)視頻幀間運(yùn)動(dòng)的估計(jì)為基礎(chǔ)的。也就是說(shuō)，若視頻鏡頭中所有物體均在空間上有一位移，那么用有限的運(yùn)動(dòng)參數(shù)來(lái)對(duì)幀間的運(yùn)動(dòng)加以描述。為了做到這一點(diǎn)，畫(huà)面一般劃分成一些不連續(xù)的象素塊，對(duì)每個(gè)這樣的象素塊，只對(duì)一個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量進(jìn)行估算、編碼和傳送。

在MPEG壓縮算法中，運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償預(yù)測(cè)技術(shù)用來(lái)減少幀間的時(shí)間冗余度，只對(duì)預(yù)測(cè)誤差畫(huà)面（原始畫(huà)面與運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償預(yù)測(cè)畫(huà)面之間的差別）加以編碼。運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償去除時(shí)間方向的冗余度，最多只能利用前后兩幀圖象間的相關(guān)性，效率不高。而實(shí)際上，尤其是在運(yùn)動(dòng)緩慢的圖象序列中，在連續(xù)多幀圖象間都存在著很強(qiáng)的時(shí)間相關(guān)性。正是由于它固有的缺陷，使得在圖象活動(dòng)劇烈或低碼率通訊時(shí)，編碼器只能通過(guò)迭用粗量化，降低幀頻或舍去更多的DCT變換系數(shù)來(lái)降低碼率，因而對(duì)信號(hào)損傷較大，丟失了許多有用的信息。在恢復(fù)圖象中將出現(xiàn)明顯的塊效應(yīng)和運(yùn)動(dòng)物體邊緣的蚊音效應(yīng)。

（四）混合編碼

以兩種或兩種以上的方法對(duì)圖象進(jìn)行編碼稱為混合編碼。我們熟悉的JPEG和MPEG都屬于該種類型。

1JPEG

JPEG是處理彩色或單色靜止圖象的壓縮標(biāo)準(zhǔn)。利用它可以獲得較高的壓縮比，并保持較好的信噪比，從而大大節(jié)省圖象存儲(chǔ)空間，降低通訊帶寬。但是編碼過(guò)程會(huì)使物體在背景中的位置略有移動(dòng)（即發(fā)生幾何畸變）。另外，高壓縮比場(chǎng)合，JPEG的重建圖象在水平和垂直方向可能有暈圈、幻影，產(chǎn)生"方塊"效應(yīng)。

這不難理解.在JPEG系統(tǒng)中,首先把原始圖像劃分成大小相等的像素塊，然后對(duì)圖像塊進(jìn)行離散余弦變換DCT（圖像塊的能量集中到少量的系數(shù)），再利用基于人眼特性的矩陣對(duì)變換后得到的系數(shù)矩陣進(jìn)行量化，從而大幅度地壓縮了矩陣系數(shù)，同時(shí)也造成了損失。最后對(duì)量化得到的矩陣系數(shù)進(jìn)行無(wú)損熵編碼。圖像的重建過(guò)程是編碼過(guò)程的逆過(guò)程。在高壓縮比場(chǎng)合，JPEG的重建圖像在水平和垂直方向出現(xiàn)暈圈、幻影，產(chǎn)生"方塊"效應(yīng)，就是因?yàn)閷?duì)原始圖像進(jìn)行了分塊的DCT變換和量化。如果不分塊或分塊很大而進(jìn)行DCT變換與量化，那么圖像塊中像素能量集中到少量的系數(shù)效果將變的不明顯，即不利于對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行量化壓縮，同時(shí)還得使計(jì)算復(fù)雜度增加。這樣一種現(xiàn)象實(shí)際上是離散余弦變換DCT本身的特性所造成的（采用離散正弦變換DST或離散傅立葉變換DFT結(jié)果類似）。

2MPEG

MPEG壓縮算法中包含兩種基本技術(shù)：一種是基于16X16子塊的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償技術(shù)，用來(lái)減少幀序列的時(shí)域冗余；另一種是基于DCT的壓縮，用來(lái)減少幀序列的空間冗余。

較為成熟的MPEG技術(shù)是MPEG1和MPEG2。MPEG1是為適應(yīng)在數(shù)字存儲(chǔ)媒體（如CD-ROM）上有效地存取電視圖像而制定的標(biāo)準(zhǔn)（最高速率達(dá)1.5Mb/s）。它的壓縮技術(shù)基礎(chǔ)為：宏模塊結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償及宏模塊的有條件再補(bǔ)給。MPEG2是MPEG1算法的擴(kuò)展。是為MPEG1最初沒(méi)有包括在內(nèi)或未想到的應(yīng)用提供的一種視頻編碼方法。特別是對(duì)MPEG2提出的一個(gè)要求，即它所提供的視頻質(zhì)量，不能低于NTSC/PAL，最高應(yīng)可達(dá)到CCIR601質(zhì)量。MPEG2編碼算法的基礎(chǔ)為通用的混合DCT/DPCM編碼方案。

隨著MPEG1和MPEG2的廣泛應(yīng)用，其缺陷也日漸顯露，主要表現(xiàn)在：

（1）現(xiàn)已制定的標(biāo)準(zhǔn)所采用的技術(shù)，當(dāng)碼率很低時(shí)（低于64Kb/s）會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的"方塊"效應(yīng)、"蚊音噪聲"以及"動(dòng)作失真"。而低碼率要求是移動(dòng)通訊信道所必須的。

（2）編碼采用了預(yù)測(cè)編碼技術(shù)。例如采用基于塊的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償來(lái)去除時(shí)間相關(guān)性。但信號(hào)的糾錯(cuò)能力主要依賴其相關(guān)性，特別在條件較差的信道中傳播時(shí)，干擾造成的錯(cuò)誤會(huì)迅速沿視頻序列擴(kuò)散。

第8篇

在DTMB標(biāo)準(zhǔn)中，系統(tǒng)數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)是一種4層結(jié)構(gòu)，日幀由1440個(gè)分幀構(gòu)成，分幀包含480個(gè)超幀，超幀則定義為一組信號(hào)幀，而信號(hào)幀是系統(tǒng)幀結(jié)構(gòu)的基本單元，由幀頭和幀體兩部分組成。信息數(shù)據(jù)碼流依次經(jīng)過(guò)擾碼隨機(jī)化、前向糾錯(cuò)編碼后進(jìn)行從比特流到符號(hào)流的星座映射，再進(jìn)行交織后形成基本數(shù)據(jù)塊。基本數(shù)據(jù)塊與系統(tǒng)信息組合后形成幀體，而幀體與相應(yīng)的幀頭（PN序列）復(fù)接為信號(hào)幀，經(jīng)過(guò)基帶后處理轉(zhuǎn)換為基帶輸出信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)正交上變頻轉(zhuǎn)換為射頻信號(hào)。幀頭部分由PN序列構(gòu)成，采用I路和Q路相同的4QAM調(diào)制。幀體部分包含36個(gè)符號(hào)的系統(tǒng)信息和3744個(gè)符號(hào)的數(shù)據(jù)，共3780個(gè)符號(hào)，其中，系統(tǒng)信息符號(hào)用4QAM映射為36個(gè)復(fù)符號(hào)，數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為3744個(gè)nQAM符號(hào)。CMMB標(biāo)準(zhǔn)中，來(lái)自上層的輸入數(shù)據(jù)流經(jīng)過(guò)前向糾錯(cuò)編碼、交織和星座映射后，與離散導(dǎo)頻和連續(xù)導(dǎo)頻復(fù)接在一起進(jìn)行OFDM調(diào)制，調(diào)制后的信號(hào)插入幀頭后形成物理層信號(hào)幀，再經(jīng)過(guò)基帶至射頻變換后發(fā)射。物理層信號(hào)每1s為1幀，劃分為40個(gè)時(shí)隙，每個(gè)時(shí)隙的長(zhǎng)度為25ms，包括1個(gè)信標(biāo)和53個(gè)OFDM符號(hào)。信標(biāo)包括發(fā)射機(jī)標(biāo)識(shí)信號(hào)（TxID）以及兩個(gè)相同的同步信號(hào)。OFDM符號(hào)由循環(huán)前綴（CP）和OFDM數(shù)據(jù)體構(gòu)成。OFDM數(shù)據(jù)體長(zhǎng)度（TU）為409.6μs，循環(huán)前綴長(zhǎng)度（TCP）為51.2μs，OFDM符號(hào)長(zhǎng)度（TS）為460.8μs。發(fā)射機(jī)標(biāo)識(shí)信號(hào)、同步信號(hào)和相鄰OFDM符號(hào)之間，通過(guò)保護(hù)間隔（GI）相互交疊，保護(hù)間隔的長(zhǎng)度（TGI）為2.4μs。

而關(guān)于DVB-T，是指利用開(kāi)路地面?zhèn)鬏斆浇檫M(jìn)行MPEG-2數(shù)字電視傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)，使用COFDM碼分正交頻分復(fù)用的信道調(diào)制技術(shù)，同時(shí)伴隨著強(qiáng)大的糾錯(cuò)碼，達(dá)到頻譜利用效率與傳輸可靠性的平衡。COFDM信道調(diào)制編碼技術(shù)提供兩種子載波數(shù)量(2k和8k模式)、3種調(diào)制方式、4種保護(hù)間隔。DVB-T系統(tǒng)的信號(hào)以68個(gè)OFDM字符為一幀，每四幀構(gòu)成一個(gè)超幀。每一個(gè)OFDM字符在8k模式下有6817個(gè)載波，在2k模式下有1705個(gè)載波，定義傳輸時(shí)間為TS，它由兩部分構(gòu)成，一部分為有用傳輸時(shí)間TU，另一部分為保護(hù)間隔Δ，每一幀中的字符由0〜67按序排列，每一幀中發(fā)送有用數(shù)字電視數(shù)據(jù)、導(dǎo)頻（離散導(dǎo)頻和連續(xù)導(dǎo)頻）和傳輸參數(shù)信令（TPS）。表1列出了幾種制式的OFDM符號(hào)的外部射頻特征。

2基于OFDM符號(hào)特征的數(shù)字電視制式識(shí)別

在幾種地面無(wú)線數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)的幀結(jié)構(gòu)中，OFDM符號(hào)作為最基本的單元承載著可以區(qū)別的一些外部特征。正交多載波調(diào)制技術(shù)把高速的數(shù)據(jù)流通過(guò)串/并變換，分配到速率相對(duì)較低的若干個(gè)頻率子信道中進(jìn)行傳輸，分別調(diào)制一路獨(dú)立的數(shù)據(jù)信息,調(diào)制之后將若干個(gè)子載波的信號(hào)相加同時(shí)發(fā)送。每個(gè)OFDM符號(hào)是多個(gè)經(jīng)過(guò)相移鍵控(PSK)或正交幅度調(diào)制(QAM)的子載波信號(hào)之和。根據(jù)表1列出的幾種制式的外部特征，明顯地在導(dǎo)頻部分區(qū)別最大。對(duì)不同的數(shù)字電視制式，連續(xù)導(dǎo)頻在OFDM符號(hào)中的子載波具有不同的位置，而離散導(dǎo)頻則具有不同的子載波間隔特點(diǎn)。如DVB-T標(biāo)準(zhǔn)的OFDM符號(hào)中，離散導(dǎo)頻等間隔為12，其功率為16/9,而傳輸數(shù)據(jù)的功率為1,而且離散導(dǎo)頻數(shù)目很多,因此還可根據(jù)功率特性判斷符號(hào)制式類型。與此類似，CMMB制式中離散導(dǎo)頻間隔則為8等。

另外，由于CMMB標(biāo)準(zhǔn)中用于承載廣播系統(tǒng)控制信息的控制邏輯信道采用BPSK進(jìn)行調(diào)制，因此，若OFDM子載波中有BPSK信號(hào)，則可歸類為CMMB標(biāo)準(zhǔn)。而DTMB標(biāo)準(zhǔn)和DVB-T標(biāo)準(zhǔn)可根據(jù)是否存在4QAM調(diào)制進(jìn)行區(qū)分，因?yàn)樵贒TMB中信號(hào)幀的幀頭采用的是4QAM調(diào)制，在DVB-T中不存在這種調(diào)制。OFDM復(fù)等效基帶信號(hào)可以利用離散傅立葉逆變換（IDFT）的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。由于在數(shù)字調(diào)制信號(hào)中，星座圖與調(diào)制類型有一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，能同時(shí)反映PSK和QAM調(diào)制信號(hào)及其調(diào)制階數(shù)的差別。得到OFDM子載波的調(diào)制信息后，可根據(jù)3種無(wú)線數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)載波的調(diào)制特點(diǎn)，結(jié)合連續(xù)導(dǎo)頻和離散導(dǎo)頻的位置與幅度信息，對(duì)所測(cè)信號(hào)進(jìn)行歸類。基于OFDM符號(hào)的上述基本特征，我們?cè)谝粋€(gè)硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上把相應(yīng)的處理算法代碼寫入FPGA和DSP，成功地實(shí)現(xiàn)了對(duì)3種地面數(shù)字無(wú)線電視制式的識(shí)別。

3信號(hào)接收平臺(tái)與分選識(shí)別實(shí)驗(yàn)

第9篇

關(guān)鍵詞 數(shù)字信號(hào)處理 DSP 課程體系 滲透

中圖分類號(hào)：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Knowledge Penetration and Extension of Digital Signal

Processing Theory and Practice Teaching

CAO Xinli， TIAN Yi

（School of Electrical and Information Engineering， Wuhan Institute of Technology， Wuhan， Hubei 430073）

Abstract This paper takes mathematical principles to the domain transform domain digital signal processing when students are learning in a digital filter network for example， correspond by comparing before and after signal processing algorithms and theory on the actual hardware implementation， allows students to easily from the Z transform， discrete Fourier transform learning theory easy to draw circuits and program their hardware implementation is achieved. In the study of digital signal processing algorithms in the process， to students whose mathematical formulas penetration corresponding hardware circuits and structures， can make subsequent DSP applications while learning courses， easy to understand and design. Theoretical and experimental study by personal experience， feel the penetration and extension of signal processing system in the teaching curriculum.

Key words digital signal processing； DSP； course system； penetration

在電子信息工程學(xué)科中，數(shù)字信號(hào)處理的實(shí)現(xiàn)和仿真課程已經(jīng)很好地融合進(jìn)來(lái)。很多高校的信息類專業(yè)相繼開(kāi)設(shè)了數(shù)字信號(hào)處理，DSP應(yīng)用的相關(guān)理論課程，并開(kāi)設(shè)了matlab信號(hào)分析與處理等課程設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)。如何在理論和實(shí)踐課程教學(xué)中完成對(duì)數(shù)字信號(hào)處理知識(shí)的滲透于延伸，讓學(xué)生更好的認(rèn)識(shí)到數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的理論和實(shí)踐和有機(jī)結(jié)合呢？

1 數(shù)字信號(hào)處理的作用

數(shù)字信號(hào)處理是研究把信號(hào)用數(shù)字或符號(hào)表示成序列，通過(guò)計(jì)算機(jī)或通用（專用）信號(hào)處理設(shè)備，用數(shù)字的數(shù)值計(jì)算方法處理，提取有用信息便于應(yīng)用的客觀規(guī)律性。

在信號(hào)處理中，很多信號(hào)比如聲音信號(hào)，在時(shí)域上看是雜亂無(wú)章的，沒(méi)有任何規(guī)律的，當(dāng)轉(zhuǎn)化成頻域信號(hào)后，很容易看出來(lái)信號(hào)的相關(guān)性質(zhì)，對(duì)信號(hào)的處理也更為方便。模擬信號(hào)在遠(yuǎn)距離傳輸時(shí)信號(hào)衰減大，且抗干擾能力差；數(shù)字信號(hào)設(shè)備靈活、精確、抗干擾能力強(qiáng)、遠(yuǎn)距離傳輸速度快且不失真。

數(shù)字信號(hào)處理可以將有用信號(hào)從雜亂無(wú)章的干擾中提取出來(lái)，恢復(fù)原始信號(hào)并可以對(duì)其增強(qiáng)。它對(duì)聲音，圖像，其他現(xiàn)實(shí)中的物理量進(jìn)行信號(hào)調(diào)理、信號(hào)傳輸、信號(hào)接收還原、信號(hào)濾波等作用，保證信號(hào)傳輸質(zhì)量，在電信和其它學(xué)科中具有重要的意義。

數(shù)字信號(hào)處理算法是對(duì)其離散信號(hào)與系統(tǒng)的變換和濾波的理論基礎(chǔ)，在此算法基礎(chǔ)上，用硬件或軟件的方法將其實(shí)現(xiàn)，這是整個(gè)數(shù)字信號(hào)處理的過(guò)程。下面我們來(lái)分析變換理論和具體實(shí)現(xiàn)之間的對(duì)應(yīng)。

2 數(shù)字信號(hào)處理中數(shù)字濾波網(wǎng)絡(luò)算法原理

在數(shù)字信號(hào)處理中，以IIR數(shù)字濾波網(wǎng)絡(luò)為例。對(duì)于一個(gè)輸入輸出關(guān)系已經(jīng)給定的系統(tǒng)，其系統(tǒng)函數(shù)或差分方程已知，可以用不同結(jié)構(gòu)的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)。由Z變換的相關(guān)知識(shí)，我們可以知道對(duì)N階差分方程進(jìn)行Z變換，得到系統(tǒng)函數(shù)的一般表示式：

（1）

如果要設(shè)計(jì)IIR級(jí)聯(lián)型數(shù)字濾波網(wǎng)絡(luò)，就要根據(jù)級(jí)聯(lián)型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，將H（z）變換成級(jí)聯(lián)型一階節(jié)和二階節(jié)的形式。

（2）

這樣，就把系統(tǒng)函數(shù)分解成了N1個(gè)一階節(jié)和N2個(gè)二階節(jié)。有了這樣的結(jié)構(gòu)，就可以得到IIR級(jí)聯(lián)型網(wǎng)絡(luò)方框圖，如圖1。

圖1 IIR級(jí)聯(lián)型網(wǎng)絡(luò)方框圖

3 數(shù)字濾波網(wǎng)絡(luò)二階節(jié)的硬件實(shí)現(xiàn)

第二節(jié)中是數(shù)字濾波網(wǎng)絡(luò)IIR級(jí)聯(lián)型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的算法原理和系統(tǒng)函數(shù)分解公式，那么這樣的數(shù)字濾波網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)怎樣用硬件實(shí)現(xiàn)呢？

從圖1看出，IIR級(jí)聯(lián)型網(wǎng)絡(luò)是由M個(gè)二階節(jié)組成的，一階節(jié)可以看做二階節(jié)的特殊情況。在每一個(gè)二階節(jié)中，有四個(gè)加法環(huán)節(jié)（如圖1中的圓圈標(biāo)示），有兩個(gè)延時(shí)單元，有四個(gè)標(biāo)量乘法環(huán)節(jié)。其中的加法環(huán)節(jié)和標(biāo)量乘法器可以有專用數(shù)字信號(hào)處理芯片中的加法器和乘法器實(shí)現(xiàn)，延時(shí)單元可以由觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)，比如D觸發(fā)器。

現(xiàn)在以一個(gè)二階節(jié)為例，根據(jù)方框原理圖（圖2）說(shuō)明其硬件構(gòu)成。

（3）

（4）

所以從到有兩個(gè)延時(shí)電路——延時(shí)一個(gè)周期和兩個(gè)周期，即為，；兩個(gè)乘法電路，；兩個(gè)加法電路。用硬件實(shí)現(xiàn)如圖3所示。同樣地，從到的電路結(jié)構(gòu)與前面類似，延時(shí)電路可以與前面公用。

圖2 IIR級(jí)聯(lián)型網(wǎng)絡(luò)二階節(jié)方框圖

圖3 IIR級(jí)聯(lián)型網(wǎng)絡(luò)二階節(jié)的硬件實(shí)現(xiàn)

4 數(shù)字信號(hào)處理課程理論與實(shí)踐教學(xué)的知識(shí)滲透與延伸

學(xué)生在數(shù)字信號(hào)處理的理論課程中了解了相關(guān)的算法原理后，并和實(shí)際的硬件電路實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)了解，就掌握了從理論到實(shí)踐的轉(zhuǎn)換過(guò)程。

所以在講授數(shù)字信號(hào)處理的每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)時(shí)，都應(yīng)該按照這樣的思想去引導(dǎo)學(xué)生：（1）清晰透徹的講授每一章節(jié)的離散信號(hào)與系統(tǒng)的算法原理，從時(shí)域分析到頻域分析，到時(shí)頻變換，快速算法，到數(shù)字濾波結(jié)構(gòu)及實(shí)現(xiàn)。在每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)上，都把相應(yīng)的數(shù)學(xué)原理和對(duì)應(yīng)的硬件結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)起來(lái)，使學(xué)生了解知識(shí)的實(shí)際用途。（2）在學(xué)生掌握算法原理的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)其在相應(yīng)的仿真工具上進(jìn)行算法的仿真，得到相應(yīng)的系數(shù)和性能，分析算法的優(yōu)缺點(diǎn)，并對(duì)算法進(jìn)行改進(jìn)。（3）根據(jù)前面學(xué)習(xí)的理論算法和硬件實(shí)現(xiàn)的知識(shí)滲透，使學(xué)生能夠快速輕松地選擇相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)處理器件，實(shí)現(xiàn)其算法原理，從而達(dá)到理論和實(shí)踐的較好結(jié)合，使得學(xué)生在數(shù)字信號(hào)處理領(lǐng)域，有了較深入和較高層次的認(rèn)識(shí)，達(dá)到學(xué)以致用。

5 結(jié)論

論文以一個(gè)實(shí)際的《數(shù)字信號(hào)處理》教學(xué)范例——IIR級(jí)聯(lián)型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的原理，說(shuō)明了教學(xué)的順序和層次，從理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，到具體實(shí)現(xiàn)的滲透，使得學(xué)生在徹底掌握理論變換算法的基礎(chǔ)上，更深層次地與實(shí)際動(dòng)手相結(jié)合，很好地對(duì)學(xué)生進(jìn)行知識(shí)的滲透與延伸，在后續(xù)的DSP原理與應(yīng)用，信號(hào)分析與處理中可以較為輕松深入地掌握，達(dá)到較好的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)

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