淺談形象化數字信號論文
1圖示法
1.1時(shí)域采樣定理離散時(shí)間信號是從連續時(shí)間信號通過(guò)等間隔采樣得到的，因此，弄清采樣得到的信號與原始信號的關(guān)系是必要的，其中最重要的就是信號經(jīng)過(guò)采樣以后，信號信息會(huì )不會(huì )丟失？如果不丟失，即從采樣信號無(wú)失真恢復出原始信號應該具備那些條件？也就是采樣頻率如何來(lái)確定的問(wèn)題。在講述之前，首先讓學(xué)生觀(guān)察如圖1所示圖形。通過(guò)觀(guān)察圖1所示圖形的類(lèi)比，積極引導讓學(xué)生找出其中的差異。圖1為某單一頻率信號，由圖1可看出，當在一個(gè)周期內采集8個(gè)采樣點(diǎn)的時(shí)候，可以很輕松的恢復出原來(lái)模擬信號的樣子；當采樣點(diǎn)數減少4個(gè)的時(shí)候，一樣可以看得出原模擬信號的包絡(luò )；繼續減少采樣點(diǎn)數為2個(gè)時(shí)，仍可以觀(guān)察得到信號的大致形狀；但當采樣點(diǎn)數為1個(gè)時(shí)，就無(wú)法確定原模擬信號的形狀了，從而可以得到一個(gè)近似的結果，也就是一個(gè)周期內至少有兩個(gè)采樣點(diǎn)，即fs＞2fc。同學(xué)們有了一個(gè)直觀(guān)的認識后，再根據推導得出結論，學(xué)生接受起來(lái)就變的容易，記憶也更深刻。
1.2頻率分辨率頻率分辨率在信號譜分析中是一個(gè)非常重要的概念，它反應了將兩個(gè)相鄰譜峰分開(kāi)的能力，是分辨兩個(gè)不同頻率分量的最小間隔。頻域采樣間隔F=fs/N=1/NT=1/Tp，而文獻中指出F=fs/N稱(chēng)為計算分辨率，即該分辨率是靠計算得到的，但它不反映真實(shí)的頻率分辨率能力。F=1/Tp稱(chēng)為物理分辨率，補零僅僅提高了物理分辨率，而要得到高分辨率譜，則要通過(guò)增加數據記錄。這讓學(xué)生很難理解，教師也不好描述，以Matlab程序輔助圖形講解，如圖2所示的兩個(gè)模擬信號，通過(guò)圖2可觀(guān)察到的信號截取的有效長(cháng)度對頻率確定的影響。（a）只能觀(guān)察到正弦信號很短的時(shí)間，不能測量其頻率。（b）觀(guān)察到周期的一半，可以估計出其頻率，但有很大的不確定性。（c）觀(guān)察到兩個(gè)周期，不確定性被大大降低。
2例題圖示引導法
雙線(xiàn)性變換法與脈沖響應不變法相比其主要優(yōu)點(diǎn)是避免了頻率響應的`混疊現象，但它的優(yōu)點(diǎn)以頻率的嚴重非線(xiàn)性為代價(jià)的。對于分段常數型的濾波器，雙線(xiàn)性變換后，仍得到幅頻特性為分段常數的濾波器，但是各個(gè)分段的邊緣的臨界頻率發(fā)生了畸變，需要進(jìn)行預畸變。
3類(lèi)比法
拉普拉斯變化可以理解為是一種廣義的傅立葉變換，它把頻域擴展為復頻域，擴大了信號的變換范圍，并為分析系統響應提供了統一的規范方法。即H（s）為H（j贅）的推廣。具體方法是：信號（ft）之所以不能滿(mǎn)足絕對可積的條件，是當t寅∞或t寅-∞時(shí)，（ft）不為零，若用一個(gè)實(shí)指數函數e-滓t去乘（ft），只要滓的數值選擇適當，就可以使收斂條件成立，e-滓t稱(chēng)為收斂因子。此時(shí)傅立葉變換公式變?yōu)�。與所學(xué)過(guò)的知識，類(lèi)比講述，學(xué)生很容易掌握并且不容易忘記。這樣的例子還很多，包括時(shí)域采樣定理與頻域采樣，FIR濾波器的窗函數法和頻率采樣法等知識點(diǎn)的類(lèi)比法。
4結論
形象化教學(xué)法、例題教學(xué)法、類(lèi)比教學(xué)法等教學(xué)方法的運用使數字信號處理的一些知識點(diǎn)形象化、通俗化、直觀(guān)化,使數字信號處理的學(xué)習變得情趣盎然、深入淺出，體現了一直倡導的理論教學(xué)要與實(shí)際相結合的教學(xué)方法。教學(xué)實(shí)踐證明，形象化教學(xué)特別適合于這些理論性強，知識點(diǎn)多，學(xué)時(shí)少課程的教學(xué)；而類(lèi)比教學(xué)法，體現了課程之間的連續性，相似性，特別適合數字信號處理這種與前修課程知識點(diǎn)緊密聯(lián)系的課程。多樣化教學(xué)方法明顯提高了學(xué)生的學(xué)習興趣，調動(dòng)了學(xué)習的積極性，提高了教學(xué)效果，深受學(xué)生們歡迎。
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