數字信號論文精品(七篇)

序論：寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇數字信號論文范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創作。

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1.1電路的組成該多路數字信號發生器主要由四個部分組成：（1）電源電路。（2）輸入選擇電路。（3）輸出驅動電路。（4）主機電路。

1.2電源電路其中電源電路主要是給整機電路提供穩定的電壓和電流的，能夠讓電路工作在抗干擾能力強的電源電路環境下；該工作電路的電壓通常給單片機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，考慮到整機的用電電壓、電流以及單片機的抗干擾要求，采用一般的三端穩壓器組成電源電路，再外加濾波措施，這種電路更能保證電路穩定、長時間工作。

1.3輸入選擇電路輸入電路選擇和控制信號來自于工作參數設置開關和工作狀態控制開關。輸入信號為直流電平，幅度為5V。根據所需的選擇控制方式和數量，擬采用獨立式非編碼的鍵盤電路實現輸入信號的選擇；具體選擇和控制開關設計如下：（1）工作狀態控制開關K0；（2）信號序列選擇開關K1、K2；其中K1—代表窮舉測試序列的選擇開關。其中K2—代表走步測試序列的選擇開關。（3）輸出頻率選擇開關KF（在主機電路中）分別為100KHZ、10KHZ、1KHZ三個檔位。（4）輸出信號幅度選擇開關Ku(在輸出驅動電路中)分別為5V、18V兩檔。

1.4輸出驅動電路輸出驅動電路首先要把單片機給出的兩個8位的信號組合成16位電路信號輸出，再根據輸出信號幅度選擇開關的設置輸出相應的信號電平。其中，根據輸出信號的電平變化和驅動能力要求，輸出的兩個8位信號通過鎖存器實現8到16的組合，用高壓輸出驅動器完成電平變化和驅動要求。

1.5主機部分主機電路根據信號序列和頻率變化的要求，擬采用單片機AT89C51實現所需的控制處理功能，通過軟件編程的方法實現電路所要達到的功能。

2電路的主要實現原理

多路數字信號發生器是一個能夠輸出16位的數字信號源，它能夠產生滿足數字電路檢測用的多路數字序列信號。通過AT89C51單片機為核心部分，通過單片機控制電路輸出的序列，本電路可以產生兩種序列，一種是‘窮舉’測試信號序列，這種序列即為216個16路信號；一種是‘走步’測試信號序列，即為每路逐個輸出“0”,與每路逐個輸出“1”組合。這些序列通過單片機I/O口輸出，在經過地址鎖存器將所輸出的信號進行鎖存輸出，就得到想要的16位數字信號。如果我們需要模擬信號，可經過將正弦波，三角波波形數據做成波形表，用查表法來輸出波形數據。經D/A（DAC0832）轉換輸出波形。AT89C51有4KB的程序內存可以用來存儲運行程序,而128B的RAM則可用來保存波形參數及用戶自定的外部波形的數據。由于是數字合成技術,因此該信號源可以產生多種波形。在頻率的選擇上多路數字信號發生器通過AT89C51單片機和電路，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三個檔位。

3總結

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1.1基準相位信號用30Hz(F)的低頻信號對9960Hz(fs)進行調頻。

1.2可變相位信號30Hz信號(F)和載波f0經邊帶測角器產生30Hz的調幅邊帶波信號。可變相分量以30Hz的速度進行旋轉，由此可見，當點位不同時，基準信號與可變信號的相位差也不同，相位差與VOR臺的具置有關系。通過比較接收機中的基準相位信號和可變相位信號，確定用戶的方位。

二、接收信號數字處理

在甚高頻全向信標系統的定向原理中，30Hz信號比相是其核心。根據9960副載波可以得出基準相位信號，通過相位比較器可以對相移θ進行檢測，并確定方位。然后將基準相位30Hz信號和可變相位30Hz信號進行過0點檢測，通過計數器得出相位差，將計算結果處理成數字方位的格式，并將其送到無線電磁指示器（RMI），通過RMI進行全方位顯示。

相位差θ和計時器計時時間t的關系式。以基準信號為基準，若發現其正向過零點，則利用計數器開始計數，直到可變信號正向過0點時，結束計數，將檢測到的相差點數計算出來，并將計數器清零準備下次計數，若系統采樣率為fs，則VOR方位角度分辨率。因為甚高頻通信系統會被鄰頻或同頻干擾，在信號處理的過程中會出現系統誤差的情況，導致比相信號的不穩定和抖動，所以，在解算相位差時，不能只進行一次求解就得出，而要經過多次的換算取所有結果的平均值，但這樣又會引發其他問題，即當兩個相位基本一致的時候，相位差會一致在0度左右擺動，這樣角度就可能會在360度和0度之間轉換，那么，經過多次計算得出的角度將會出現誤差，解決這一問題的主要方法有。式中，Z：最終輸出的相位差。經過上述公式處理方式，可以有效避免信號在0度附近擺動形成的計算誤差是。

三、結束語

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論文摘要：文章介紹了數字通信系統的技術特點，并與傳統的模擬信號對比闡述了數字信號的優勢，然后對數字通信系統的應用方法進行淺析。

一、數字通信系統

數字通信是指用數字信號作為載體來傳輸信息，或者用數字信號對載波進行數字調制后在傳輸的通信方式。它的主要技術設備包括發射器、接收器以及傳輸介質。數字通信系統的通信模式主要包括數字頻帶傳輸通信系統、數字基帶傳輸通信系統以及模擬信號數字化傳輸通信系統三種。

數字信號與傳統的模擬信號不同，它是一種無論在時間上還是幅度上都屬于離散的負載數據信息的信號。與傳統的模擬通信相比其具以下優勢：首先是數字信號有極強的抗干擾能力，由于在信號傳輸的過程中不可避免的會受到系統外部以及系統內部的噪聲干擾，而且噪聲會跟隨信號的傳輸而進行放大，這無疑會干擾到通信質量。但是數字通信系統傳輸的是離散性的數字信號，雖然在整個過程中也會受到的噪聲干擾，但只要噪聲絕對值在一定的范圍內就可以消除噪聲干擾。其次是在進行遠距離的信號傳輸時，通信質量依然能夠得到有效保證。因為在數字通信系統當中利用再生中繼方式，能夠消除長距離傳輸噪音對數字信號的影響，而且再生的數字信號和原來的數字信號一樣，可以繼續進行傳輸，這樣一來數字通信的質量就不是因為距離的增加而產生強烈的影響，所以它也比傳統的模擬信號更適合進行高質量的遠距離通信。此外數字信號要比模擬信號具有更強的保密性，而且與現代技術相結合的形式非常簡便，目前的終端接口都采用數字信號，同時數字通信系統還能夠適應各種類型的業務要求，例如電話、電報、圖像以及數據傳輸等等，它的普及應用也方便實現統一的綜合業務數字網，便于采用大規模集成電路，便于實現信息傳輸的保密處理，便于實現計算機通信網的管理等優點。

要進行數字通信就必須進行模數變換，也就是把由信號發射器發出的模擬信號轉換為數字信號?；镜姆椒òǎ菏紫劝堰B續形的模擬信號用相等的時間間隔抽取出模擬信號的樣值。然后將這些抽取出來的模擬信號樣值轉變成最接近的數字值。因為這些抽取出的樣值雖然在時間進行了離散化處理，但是在幅度上仍然保持著連續性，而量化過程就是將這些樣值在幅度上也進行離散化處理。最后是把量化過后的模擬信號樣值轉化為一組二進制數字代碼，并最終實現模擬信號數字化地轉變，然后將數字信號送入通信網進行傳輸。而在接收端則是一個還原過程，也就是把收到的數字信號變為模擬信號，通過數據模變換再現聲音以及圖像。如果信號發射器發出的信號本來就是數字信號，則不用在進行數據模變換的過程，可以直接進入數字網進行傳輸。

二、數字通信系統的應用

數字通信系統的關鍵性技術包括編碼、調制、解調、解碼以及過濾等。其中數字信號的調制以及解調是整個系統的核心也是最基本、最重要的技術。

數字調制是通過對信號源的編碼進行調制，將其轉換成為能夠進行信道傳輸的頻帶信號，即把基帶信號（調制信號）轉變為一個高頻率的帶通信號（已調信號），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特性等因素，在進行信號進行長途傳輸以及大規模通信活動時必須對數字信號進行載波調制?，F階段的數字信號調制主要分為調幅、調相以及調頻三種。調幅是根據信號的不同，通過調節正弦波的幅度進行信號調制，目前最常見的數字信號是幅度取值為0和1為代表的波形，即二進制信號；調相是由于載波的相位受到數字基帶信號（調制信號）的控制，通常情況下載波相位和基帶信號是保持一致的，例如二進制基帶信號為0時，載波相位相應也為0；調頻是利用數字信號進行載波頻率的調制。解調就是講載波信號提取出來并經過還原得到信息的過程，它是調制的逆過程也被稱為反調制。目前解調的類型分為相干解調和非相干解調兩大類。數字通信的質量通常用信息傳輸速率、符號傳輸速率以及消息傳輸速率這三個指標來衡量。對于數字通信系統的性能指標通常用信息傳輸速率、符號傳輸速率以及消息傳輸速率這三個指標來衡量。

通信系統向數字化時代的轉變就是要從有線通信想無線通信，從公用移動網絡到專用網絡，從而實現全球化的數字通信理念。而且通過現有的綜合業務數字網絡為基礎，通過一個多用途的用戶網絡接口就可以輕松實現信號發出端到接收端全程數字傳輸與交換的新型通信網。利用這種新型技術可以擴充通信業務的范圍，而且還具有更加經濟以及靈活的特點，能夠與現有的計算機互聯網、多媒體信息網、公共電話網以及分組交換數字網等進行任意轉換。隨著數字通信設備的發展和不斷完善，利用微處理技術對數字通信系統的信號進行轉變，還能夠使設備更加靈活的應用到各種長途以及市話當中。由于長途通信線路的投資遠大于終端設備，為了提高長距離傳輸的經濟性，未來高度、大容量的數字通信系統也將成為主流趨勢，而且隨著數字集成電路技術的發展，數字通信系統的設備制造也越來越容易，成本更低、可靠性也更高。

三、結束語

數字通信系統是一種全新的利用數字信號進行消息傳輸的通信模式，伴隨著社會的不斷發展，數字通信的應用也已經越來越廣泛，在我們日常生活中的電腦、手機上網、視頻電話、網絡會議以及數字電視等都是通過數字通信系統來進行信號傳輸的，而且由于社會的發展人們對各種通信業務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，數字通信系統主要是利用電纜、微波等有限的媒介進行傳輸，但目前光纖技術的發展無疑將會推動數字通信的發展。隨著數字通信系統也正在向智能化化、高速度以及大容量的方向迅速發展，相信在未來數字通信系統將會取代傳統的模擬通信系統而成為主導。

參考文獻

[1]張英.微處理機實現的數字通信[J].電子技術應用，2005.

[2]張曉林.電視數字通信[J].圖書館雜志，2005.

[3]王金保.通信基本知識[J].華北電力技術，2005.

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關鍵詞：數字信號；信號處理；DSP

1．數字信號處理的概念

數字信號處理是用數字計算機對離散信號或將模擬信號離散化后進行處理的現代信號處理技術，自身有其獨特的計算方法和理論。數字信號處理是當前發展相當迅速的一種技術，無線通訊，多媒體技術，網絡等都是基于數字信號處理算法的。

數字信號處理器(DSP)是為進行數字信號處理而設計的微處理器。數字信號處理器是同數字信號處理技術一同發展起來的。它針對數字信號處理的應用采用了專用的硬件設計結構。

微處理器的發展經歷了單板計算機、單片計算機的歷程，DSP則是一種高性能的片上微計算機系統。它除了利用大量的新技術、新結構來大幅度改善芯片性能外，還把內存、接口、外設、事件管理器等集成在一個芯片上，成為一個功能強大的片上系統（SOC）。DSP的產生和發展，得益于數字信號處理理論及計算機、電子技術的飛速進步。

2．數字信號處理器模擬的實現

計算機系統本身是一個非常復雜的系統，要使用軟件來模擬每個晶體管或每個門電路各個方面的行為特征幾乎是不可能的。人們簡化系統復雜程度的常用辦法是對系統按層次進行抽象，體系結構就是對計算機系統在結構層次上的簡化。然而，體系結構層次上的計算機系統依然很復雜，開發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上進行二次開發或改進，使其適應自己的要求。

在任何數字信號處理中，當涉及硬件實現時，都會遇到一個很普遍的問題：一般要處理的原始信號序列長度是非常長的，但受物理設備條件所限，每次(比如一個時鐘周期內)輸入給數字信號處理相關硬件(如DSP)的必定是有限長度的采樣后的數字序列，也就是說要對原有長序列進行一次截斷。顯然，截斷后的短序列相比于原有未截斷的長序列的信號屬性必然要發生變化。比如截取高斯白噪聲的一段，其截斷后的序列的均值和方差等統計特性相對于原有白噪聲序列肯定會有變化。這種由于截斷而引起的序列性能下降顯然會導致后續的DSP等硬件設備中數字信號處理性能的下降。

3．DSP硬件結構分析

在當前信息化、數字化進程中，信號作為信息的傳輸和處理對象，逐漸由模擬信號變成數字信號。信息化的基礎是數字化，而數字化的核心技術之一就是數字信號處理。數字信號處理技術已成為人們日益關注的并得到迅速發展的前沿技術。DSP作為一種特別適合于進行數字信號處理運算的微處理器，憑借其獨特的硬件結構和出色的數字信號處理能力，廣泛應用于通訊、語言識別、圖像處理、自動控制等領域。

3.1 DSP的主要特點及其硬件要求

數字信號處理是指將模擬信號通過采樣進行數字化后的信號進行分析、處理、它側重于理論、算法及軟件實現。數字信號處理算法具有如下一些主要的特點：信號處理算法運算量大，要求速度快；信號處理算法通常需要執行大量的乘累加運算；信號處理算法常具有某些特定模式；信號處理算法大部分處理時間花在執行相對小循環的操作上；信號處理要求專門的接口。

從一開始，DSP的結構就是針對DSP算法模型進行構造的，幾乎所有的DSP都包含有DSP算法的特征。因此，數字信號處理的上述特點要求DSP必須是專門設計的。

3.2多總線，多處理單元結構

DSP芯片采用了哈佛結構，它分別設置程序存儲和數據存儲空間，使用專用的程序總線和地址總線。CPU可以同時訪問程序和數據，大大提高了處理速度。所謂的改進哈佛結構，體現在如下幾點：

1）允許數據存放在程序存儲器中，并可以被算術指令直接使用。但程序和數據不能同時讀取，多數訪問存儲器的指令需要兩個執行周期。

2）將指令存儲在高速緩存中，無須從數據/程序存儲器讀取，可以節約一個指令周期。

3）改進存儲器塊結構，允許在一個周期內同時讀取一條指令和兩個操作數。

使用兩類（程序總線、數據總線）六組總線。包括程序地址總線、程序讀總線、數據寫地址總線、數據讀地址總線、數據寫總線、數據讀總線。配合哈佛機構，大大提高了系統速度。

DSP內部一般都包括多個處理單元，如ALU、乘法器、輔助算術單元等。它們都可在單獨的一個指令周期內執行完計算和操作任務，而且往往同時完成。這種結構特別適合于濾波器的設計，如FIR和IIR。這種多處理單元結構還表現為在將一些特殊的算法作成硬件，如典型的FFT的位翻轉尋址和流水FIR濾波算法的循環尋址等。而且大部分DSP具有零消耗循環控制的專門硬件，使得處理器不用花時間測試循環計數器的值就能執行一組指令的循環，硬件完成循環跳轉和循環計數器的衰減。

3.4 DSP結構改進

過去的DSP結構設計主要是面向計算密集型的應用，而對控制密集型支持得不夠。而現實應用中很多場合需要信號處理和精確控制的有效結合，如數字蜂窩電話，它要有監控和語言音處理的工作?，F代的DSP將采用DSP／MCU的混合結構，在保證計算能力優先的前提下，通過快速的現場切換、多執行部件并行執行等方式，加強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DSP進行重新設計，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算方式，它結合了現有微處理器和DSP的時間計算方式以及ASIC、FPGA解決方案的空間計算方式。這種可重構DSP處理器的關鍵是它能同時進行時間和空間計算。它由一個計算元件互相連接的二維陣列構成，每個陣列都有各自的邏輯單元和本地寄存器。連接這些計算元件的可編程連線借以對陣列的數據流架構動態重構，從而可根據運行的具體任務而對其進行優化。

參考文獻：

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【關鍵詞】混沌加密；光學通信；應用

二十世紀六十年代，人們發現了混沌理論。混沌理論即一個給出混亂、隨機的分周期性結果的模型，卻是由確定的非線性微分方程構成?；煦缡且环N形式非常復雜的運動，看似雜亂無章的隨機運動軌跡，卻是由一個確定方程模型得出?；煦鐚Τ跏紬l件的敏感度非常高。密碼技術是一種研究使用密碼進行加密的技術，而隨著信息技術的發展，竊取加密密碼的方法越來越多，并且隨著傳統密碼技術的不斷使用和技術公開，傳統密碼技術的保密性已經降低，所以一些新的密碼技術開始出現，其中包括混沌加密、量子密碼以及零知識證明等。本文首先介紹混沌加密密碼技術，然后介紹光學通信，最后重點探討混沌加密在光學通信中的應用。

1.混沌加密

我們首先對混沌加密的相關內容做一下簡單介紹，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?；煦绲奶卣髦饕校夯煦邕\動軌跡符合分數維理論，混沌軌跡是有序與無序的結合、并且是有界的偽隨機軌跡，混沌運動具有遍歷性，所有的混沌系統都具有幾個相同的常數、并且符合利亞普諾夫指數特性，混沌運動的功率譜為連續譜線以及混沌系統具有正K熵等?；煦缂用苁且环N新的密碼技術，是將混沌技術與加密方法相結合的一種密碼加密技術?；煦缂用艿姆椒ㄓ泻芏喾N，根據不同的通信模式，可以選擇不同的加密方式與混沌技術結合，以實現信息的加密傳輸。混沌加密的常用方法主要包括：數字流混沌加密、數字信號混沌加密以及連續流混沌加密等。

2.光學通信

之所以將混沌加密應用在光學通信中，是因為光學中存在混沌現象，這種混沌現象既包括時間混沌現象也包括空間混沌現象。光學通信是一種利用光波載波進行通信的方式，其優點是信息容量大、適應性好、施工方便靈活、、保密性好、中繼距離長以及原材料來源廣等，光纖通信是光學通信中最重要的一種通信方式，已成為現代通信的重要支柱和發展趨勢。光纖通信系統的組成主要包括：數據信號源、光數據傳輸端、光學通道以及光數據接收端等。數據信號源包括所有的數據信號，具體體現為圖像、文字、語音以及其他數據等經過編碼后所形成的的信號。光數據傳輸端主要包括調制解調器以及計算機等數據發送設備。光學通道主要包括光纖和中繼放大器等。光數據接收端主要包括計算機等數據接收設備以及信號轉換器等。

3.探討混沌加密在光學通信中的應用

在光學通信中，應用混沌加密技術對明文進行加密處理，以保證明文傳遞過程中的安全性和保密性。本文重點對混沌加密在光學通信中的應用進行了探討。其內容主要包括：混沌加密常用方法、光學通信中混沌加密通信常用方案以及光學通信中兩級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：數字流混沌加密、數字信號混沌加密以及連續流混沌加密等。光學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、混沌參數加密方案以及混沌擴頻加密方案等。

3.1混沌加密常用方法

連續流混沌加密方法：連續流混沌加密利用的加密處理方式是利用混沌信號來掩蓋明文，即使用混沌信號對明文進行加密處理。連續流混沌加密方法常應用在混沌掩蓋加密方案以及混沌參數加密方案中。其加密后的通信模式是模到模的形式。

數字流混沌加密方法：其加密后的通信模式是模到數再到模的形式。

數字信號混沌加密方法：其加密后的通信方式是數到數的形式。主要包括混沌時間序列調頻加密技術以及混沌時間編碼加密技術。主要是利用混沌數據信號對明文進行加密。

3.2光學通信中混沌加密通信常用方案

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

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行加法與乘法的結合。

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

混沌參數加密方案：就是將明文與混沌系統參數進行混合傳送的一種方案。這種方案增加了通信對參數的敏感程度。

混沌擴頻加密方案：該方案中，擴頻序列號一般是使用混沌時間序列，其加密方法是利用數字信號，該方案的抗噪音能力特別好。

3.3光學通信中兩級加密的混沌加密通信方案

為了進一步保證傳輸信息的安全保密性，需要對明文進行二次加密。其步驟是：首先先對明文進行第一次加密（主要利用雙反饋混沌驅動系統產生密鑰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產生的密鑰2對密文1進行二次加密，形成密文2，第三步將密文2通過光纖進行傳遞，同時將加密超混沌系統一起傳遞到接收端。第四步，接收端接收到密文2以及加密超混沌系統后，對密文2進行解密，形成密文1，然后將密文1傳送到雙反饋混沌驅動系統產生密鑰1，然后將密文1進行解密，通過濾波器破譯出明文。此外，還可以對二級加密通信進行優化，即使用EDFA（雙環摻餌光纖激光器）產生密鑰進行加密。

4.結論

本文首先對混沌加密的相關內容做一下簡單介紹，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。然后我們簡單介紹了一下光學通信以及光纖通信，并且介紹了光纖通信的組成結構。并且由于光學中存在混沌現象，所以我們在光學通信中應用混沌加密技術進行保密工作。最后本文重點探討了混沌加密在光學通信中的應用，其內容主要包括：混沌加密常用方法、光學通信中混沌加密通信常用方案以及光學通信中兩級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：數字流混沌加密、數字信號混沌加密以及連續流混沌加密等。光學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、混沌參數加密方案以及混沌擴頻加密方案等。

【參考文獻】

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[2]徐寧，陳雪蓮，楊庚.基于改進后多維數據加密系統的多圖像光學加密算法的研究[J].物理學報，2013，62（8）：842021-842025.

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[關鍵字]提升系統 可移動無線雙頻監測監控技術

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

1提升系統

提升系統是礦山生產的關鍵環節，對安全生產起著決定性的作用，根據集團要求，井筒設施由原來的月檢提升到每周例檢一次。以往每次檢測、檢修都是檢修人員站在罐籠上作業，由于井筒狹小，且存在淋水、上部落物、高空作業、井上下難以聯系等安全隱患，作業過程安全系數低、勞動強度大、檢測效率低，致使安全隱患排查不細，影響正常生產。

為解決檢修過程中存在的安全隱患、降低檢修勞動強度，提高工作效率，沂南金礦組織開發應用了可移動無線雙頻監測監控系統。該系統把現場情況用數字信號傳輸到地面電腦，實現對現場多方位檢測，可疑檢測點可局部放大，給檢修人員提供準確信息，從而對可疑檢測點有針對性的進行檢修。該系統可提高檢測速度，節省檢修時間，確保檢修人員安全，提高生產效率。

2可移動無線雙頻監測監控技術：

可移動無線雙頻監測監控系統是由音視頻采集系統、信號轉換系統、音視頻接收系統三部分組成。

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

（2）信號轉換系統。信號轉換系統采用2.4GHZ國際通用頻率，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制，后經功率放大器（采用德國西門子公司GaAs芯片）作功率放大，形成圖像清晰、音頻穩定的信號。在長距離傳輸中，通過中繼器放大來保證數字信號的完整；

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

全系統采用DC12V電源；保證使用安全。

3技術應用

方案確定后，經調試組裝，在銅井分礦進行了試應用。經驗證，該系統運行狀態良好，安全性能可靠，較好地解決了生產難題，目前該系統在本礦進行了推廣使用。

設備組成：音視頻采集傳輸系統是由攝像頭、拾音器、發射模塊、音頻放大器、平板放大器、防水機箱、DC12V電源組成。信號轉換系統由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（采用德國西門子公司GaAs芯片）組成。音視頻接收系統是由DC12V電源、信號接收模塊、電腦組成。

調制方式：FM /FSK 頻率范圍：CH 1= 2414MHZ；CH 2= 2432MHZ；CH 3= 2450MHZ；CH 4= 2468MHZ（可選一拖七套設備即七個發射配七個接收）。

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

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

接收靈敏度：-90dBm；接收機最大消耗電流：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 ）發射接收模塊工作溫度：-10-120度，根據礦井的深度采用平板接受放大模塊，增加接收數字信號數據的強度。

使用方法：把音視頻采集傳輸系統固定在罐籠上面，根據井筒設施調整安裝攝像頭采集信號，卷揚機以每秒0.5米的速度運行，檢修人員在井口接收終端檢測豎井井筒內各種設施安全隱患。

可移動無線雙頻監測監控系統方案示意圖（圖1）：

可移動無線雙頻監測監控系統音視頻采集器外觀圖（圖2）：

通過使用可移動無線雙頻監測監控系統徹底改變了以往檢測井筒需要多人站在罐籠上作業的弊端，實現了全程音頻和視頻的監控，降低了安全事故的發生，有力的保證了提升系統的安全運行。

參考文獻

[1]劉鵬.基于無線網絡的視頻監控系統設計與實現[D].浙江大學碩士論文，2006年.

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【關鍵詞】數字信號處理 教學改革 學習興趣 探索性實驗

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

“數字信號處理”課程是電子類學科和專業的一門重要專業基礎課，涉及知識面廣泛，如信號與系統、信號處理、通信等，課程內容抽象，理論性強，概念多，學習難度較大，加上先修課程的學習的好壞也影響到本課程的學習。這些因素導致學生難以在有限的教學時間內掌握好本門課程的內容，學習的畏難情緒增加，學習效果隨之下降，導致逐漸喪失學習信心和學習熱情[2]。如何培養并保持學生的學習興趣，充分發揮學生的學習主動性是數字信號處理課程教學中需要面對的一個重要問題。因此對傳統的教學方法進行改進，采用多種教學方式激發學生的學習興趣，取得了較好的教學效果。

一、多種教學手段結合激發學習興趣

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

二、改進教學方法，激發學生學習興趣

“數字信號處理”理論知識多，學習起來枯燥。但是，如果學生認識到所學的知識有用會激發他們的學習興趣。因此，應加大應用性內容的教學，讓學生參與到相關的實踐活動中有助于提高學生的學習熱情。

1.課程設計提升學習興趣

課程設計是綜合性實踐教學環節，完成課程設計需要綜合應用所學知識，包括查閱資料、方案設計、方案實施、結果分析、方案改進等。實施計劃過程中遇到的困難和障礙構成了學生渴望以挑戰的問題，正是這些問題激勵學生積極思考并尋找解決問題的辦法，在此過程中學習的積極性得以充分發揮。一般而言，學生在接到課程設計的任務后，需要對設計課題進行分析，確定完成此設計需要用到的知識，這些知識可能是已經學習過的，也有未學習過的。學生通過查閱相關資料后，綜合所學的知識、技能，明確需解決的問題和達到的目標，并形成解決問題的技術方法。

比如在FFT的教學中，給定課程設計要求“語音信號的頻譜分析”，要求綜合運用數字信號處理的理論知識對語音信號進行頻譜分析并對語音信號進行處理。在此課程設計中，要求學生掌握Windows 環境下語音信號采集方法，掌握用 MATLAB對信號進行分析和處理的編程方法，設計算法和應用程序，對結果進行分析，撰寫總結和報告等。學生通過理論推導得出相應結論，利用MATLAB作為編程工具實現語音信號的譜分析和濾波。在設計的完成過程中互相交流學習心得，共同探討出現的新問題，培養獲取知識與解決問題的能力。與此同時，學習過程中獲得的成就感激發了他們的學習熱情，并培養了勇于探索開拓進取的學習精神。

在教學中，課程設計的題目可以由教師指定，由學生選擇，如語音信號卷積的實現、圖像信號的濾波等；也可以在教師指導下學生自己選擇。學生通過參與數字信號處理的課程設計，加深了對“數字信號處理”理論的理解，提高了學習的熱情，鞏固了學生數字信號處理的基礎知識，增強了學習興趣。

2.探索性實驗激發學習興趣

探索性實驗是指人們從事開創性的研究工作時，為探尋未知事物或現象的性質以及規律所進行的實踐活動。它對培養學生的觀察能力、思維能力、探索精神以及良好的學習方法具有重要意義。

目前數字信號處理課程配備的實驗大多是驗證性實驗，旨在對所學知識進行驗證，如快速傅里葉變換（FFT）、RIR濾波器設計、IIR濾波器設計等，學生只是使用MATLAB 對教材或實驗指導書上的實驗進行驗證，對實驗結論也是驗證與所學的知識是否一致，遇到不一致的往往知其然不知其所以然，難以結合教材內容進行深入分析。實驗過程中遇到的問題也很難獨立思考和解決。因此，實驗設計僅讓學生懂得實驗的基本過程及僅僅驗證教材上的內容是不夠的，更重要的是培養學生的分析和思考問題能力。探索性實驗將使得學生在實驗過程中通過自己的觀察、思考得出結論，不僅能啟迪思維，培養科學精神和創新能力，更能激發學習興趣。探索性實驗內容可由教師提出，學生依據實驗課題內容查閱資料，設計實驗方案，最終完成實驗并撰寫實驗報告。如卷積在信號去噪處理中的應用，就可以采用高斯模板對被污染的圖像進行卷積以去除噪聲（二維卷積），或對一段被噪聲污染的歌曲進行卷積運算去除噪聲（一維卷積）。通過探索性實驗的開展，改變了傳統實驗的單調性，調動了學生的主動性，提高學生的學習熱情。將驗證性實驗與探索性相結合，不僅有助于知識的掌握和能力的培養，還培養了學生科學素養，對激發學生的學習興趣具有積極意義。

3.建立有利于激發學習熱情的考核方法

作為一門重要的專業基礎課，學生很在乎自己學習成績，設計一套好的評價考核方法能最大限度的激發學生的學習熱情，變被動學習為主動學習。為全面考查學生課堂學習、課外學習、課程設計及探索性實驗效果，需設計閉卷考試、實驗考核、課程設計考核及平時綜合考核的全面考核方式。閉卷考試主要考核基本概念、基本原理等理論知識，實驗考核主要考查學生的實驗技能及分析和解決問題的能力；課程設計考核主要考察獲取知識與解決問題的能力，同時鼓勵學生依據學習內容撰寫小論文，并建立相應的加分制度。

三、結語

“數字信號處理”的特點是理論性強，公式多，比較枯燥難學，學生容易提不起興趣。興趣是最好的老師，是構成學習心理的最活躍的因素。為了達到較好的教學效果，教學實踐中，我們改進傳統的教學方法，在課堂教學中采用多種教學手段結合激發學習興趣，并從課程設計、探索性實驗及建立有利于激發學生學習熱情的考核方法幾個方面著手， 激發學習熱情，促進學生以研究的態度進行學習，在學習中獲得的成就感激發了學生求知欲和學習興趣，這些措施的實施取得了良好的教學效果。

參考文獻：

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