《数字信号处理》课程教学改革实践探讨

《数字信号处理》课程具有理论性较强的特点,是电类本科教学中一门重要专业基础课。分析了该课程在具体教学中存在的问题。指出应运用MATLAB信号处理工具箱的应用及多媒体教学等手段,在教学中注重学生兴趣的培养,并加入经验模态分解等现代信号处理方法,使教学内容变得充实、易懂,便于学生理解和接受,提高了教学效果和质量。     

S变换与小波变换检测信号突变性研究

时间局部谱分析方法的研究对信号突变性检测具有重要意义。S变换是加窗傅里叶变换和连续小波变换思想的延伸或推广,S变换保持了与傅里叶谱的直接联系,提供了依赖于频率的分辨率,具有连续小波变换所没有的一些特点。介绍了S变换和广义S变换的数学原理,分析了S变换与加窗傅里叶变换和小波变换之间的关系,对一个突变信号在S变换与小波变换下的表现特征进行研究,结果表明,S变换能比小波变换更直观更清楚地表现信号突变位置。     

二维小波变换去噪的MATLAB可视化设计

小波变换是消除图像和多道信号噪声的一种重要方法,而MATLAB是优秀的数值计算和可视化设计平台。二维小波变换将多道记录信号变换到时间、频率、空间和波数四维域中,根据信号和相干噪声在频率、时间、波数、空间等方面的局部差异来达到滤波的目的。基于二维多分辨分析的基本原理。利用MATLAB的图形用户界面（GUI）和丰富的图像处理功能进行可视化设计,实现了用二维小波变换对多道信号中相干噪声的消除,使烦琐的逐级分解去噪处理变得容易．提高了工作效率。最后．用设计的程序对地震记录信号中的面波进行了消除．并达到了较好的效果。     

傅里叶变换的矩阵实现

利用矩阵算法对抽样后的非周期信号进行傅里叶变换和傅里叶逆变换,并把这种矩阵算法在MATLAB下进行验证,把它用现场可编程门阵列(FPGA)来实现.实践证明,该方法大大减少了运算的复杂度,且运算的速度也得到了极大的提高.     

基于LabVIEW的电源分析仪的设计

基于快速傅里叶变换原理,采用模拟电路电源信号处理模块与软件分析相结合的方法,设计出了一款基于LabVIEW软件的电源分析仪,能够分析电源线信号的频率组成成分及计算负载的纯50Hz和所有信号成分的有功功率,可用于电力谐波分析,提高了系统分析的精度。     

信息与计算科学专业《数字信号处理》教学的实践探索

本文首先分析了信息与计算科学专业《数字信号处理》课程教学中存在的问题。结合我校实际,总结了近年来该课程教学中进行的若干探索,如进行案例教学、主题教学、实验课程改革等。实践证明,因材施教可以有效地激发学生的学习兴趣,提升教学质量。     

基于MATLAB的“信号与系统”实验平台设计

介绍了基于MATLAB的＂信号与系统＂课程的可视化虚拟实验平台.该实验平台包含了＂信号与系统＂实验教学中典型仿真实例分析,通过交互式平台直观显示实验结果,帮助学生理解＂信号与系统＂的原理和分析方法,以提高学生分析问题和综合应用能力..     

基于FPGA的高速信号采集板

设计了一款基于FPGA的高速信号采集板,并对其主芯片ADS825和采集板的主要工作原理进行了论述.实践中,通过连接信号采集板与DE2开发平台进行信号采集,利用SignaltapⅡLogic Analyzer捕获A/D转换后的数字信号,最后在MATLAB下对所采集的数字信号数据进行处理.实验结果表明,该款高速信号采集板能准确快速地采集信号,达到了设计的预期目的.     

多旋翼无人机微多普勒特性分析与特征提取

针对多旋翼无人机目标的识别问题，提出一种基于伽柏（Gabor）变换的瞬时频率估计与快速傅里叶变换（FFT）相结合的微多普勒特征提取算法。首先建立多旋翼无人机旋翼回波模型，并通过仿真分析叶片数目、旋翼转速和初始相位等参数对微多普勒特征的影响，利用Gabor变换得到时频特征。在此基础上通过瞬时频率极大值法提取微多普勒频率，并对瞬时频率采用FFT提取旋翼数和转动频率，从而获得叶片长度估计值。实测数据验证了该算法较为准确地提取无人机的微多普勒参数。     

用AppleⅡ微机演示傅里叶合成方波

傅里叶分析的研究与应用至今已经历了一百余年,它已在各个领域得到广泛应用.因而,使学生对这个概念的建立变得相当重要.我们用AppleⅡ微机编排了一个简单的傅里叶合成方波演示程序,介绍如下,供教学参考.在傅里叶分析中,矩形脉冲信号的频谱分析具有典型的意义,因而这里我们采用:     

RZ8664型实验箱在信号时域分析实验教学中的应用

信号时域分析方法是"信号与系统"课程中的重点教学内容,涉及到常见信号的数学描述、波形分析、综合变换、卷积分析、全响应等知识,数学公式较多,理论性较强,学生不易理解和应用.为了使学生易懂易学,在实践教学中采用RZ8664型信号与系统实验箱,连接相应的信号处理模块后,通过示波器可以直观地观测到信号时域分析的实时结果,增强学生对理论知识点的理解,在一定程度上提高学生的动手能力和独立分析问题能力,取得较好的教学效果.     

小波变换和傅立叶变换在信号频率分析中的比较

小波变换和傅立叶变换都是信号频率分析的有力工具,本文通过两者对模拟信号的频率分析,比较了两者的优缺点:傅立叶变换分辨率较高,不能同时提供时频信息的;小波变换分析信号频率时可以时间频率同时定位,但是需要选择合适的母小波,处理较复杂。     

现代数字信号处理课程改革及实践——图像增强技术在变电站的应用

课程改革后的"现代数字信号处理"在教学环节侧重基础教学,对小波分析等热点领域进行深度剖析。教学过程中增加实验环节,实验内容与电力行业紧密结合,体现上海电力学院的办学特色。课程实验"RETINEX图像增强技术在地下变电站施工中的应用"就是课程与电力行业的紧密结合。通过实践巩固学生对现代数字信号处理基础知识的学习,培养学生的学习兴趣,锻炼学生的实践能力,为今后研究生承担科研任务奠定基础。"现代数字信号处理"课程改革取得了很好效果。     

数字滤波器教学软件设计实践及在教学中的应用

为了满足《数字信号处理》课程教学中辅助教学的强烈需求,基于LabVIEW 2012平台开发了虚拟数字滤波器教学软件并给出了其设计方案。仿真结果表明,所设计的虚拟数字滤波器的滤波效果良好,滤波输出信号与理论上的期望结果一致,证明软件的设计方案是正确的。最后,给出了在滤波器教学中的更多演示案例设计以及信号处理的效果。教学软件的功能设计较为完整,亦给出了较丰富的教学实验案例,从而有助于学生体验滤波的效果,强化对于滤波器功能的印象。因此,该教学软件具有较显著的教学价值以及很好的应用前景。     

基于目标宽度特征的脉间跳频雷达距离精确成像

根据雷达目标的宽度特征,提出了目标检测窗口内雷达信号的逆Chirp z变换局部成像处理方法。利用有限的输入数据长度,有效提高目标局部距离像的采样分辨率,获得更精确的距离像。与传统的数据长度补零逆傅里叶变换方法相比,在相同的采样分辨率条件下,该方法能有效减小计算量。仿真实验结果与理论分析相符合,证明了该方法的有效性。     

象虫污染蚕豆的FTIR研究

利用傅里叶变换红外光谱技术.对象虫污染蚕豆和正常蚕豆进行了测试,对两者的红外光谱进行分析,发现两类蚕豆的红外光谱频率在羟基、氨基伸缩区相差7.714 cm-1,在蛋白质、脂肪酸和多糖的混合振动吸收区,吸收峰频率相差5.785 cm-1.对两类蚕豆的红外光谱部分谱峰相对强度的分析发现,两类蚕豆的光谱在蛋白质和糖类类相差较大;研究表明,应用傅里叶变换红外光谱技术,可以对象虫污染蚕豆进行科学快速的鉴别.     

分裂基FFT算法程序开发及教学实践

介绍分裂基FFT算法的原理．编写了按时间抽选和按频率抽选的分裂基FFT程序．对分裂基算法与库利-图基算法的计算效率进行比较．根据数字信号处理课程的教学实践．得出了分裂基FFT教学的几点认识．     

磨音信号采集与处理实验系统的设计与实现

在实验教学中,为帮助学生更好地掌握声音信号采集与处理领域的相关知识,开发了一套磨音信号采集与处理实验系统。采用STM32F103作为主控芯片,实现磨音数据的采集与存储、快速傅里叶分析、选频段磨音能量分析、TCP通信等功能。在实验教学中重点介绍磨音采集电路、信号调理电路、上位机显示等内容。实验的综合性强,能够有效促进学生的工程能力和科研思维的发展。     

相量教学的难点与对策

为解决"电工学"课程中"相量"教学存在的以下难点:相量引入认知难;时间域与相量域间的变换方法难;用相量法分析实际问题,运用自如难等,提出了案例教学法、情境教学法等应对策略,必将使得相量教学过程形象化、趣味化。     

基于EMD的Hilbert变换的柴油机气缸套磨损故障诊断

为准确地对柴油机进行状态监测和故障诊断,运用基于经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)的Hilbert变换,对船用低速柴油机缸盖振动加速度信号进行分析.改变柴油机的转矩和转速,测量各工况下缸盖的振动信号,并对其进行分析;将柴油机的6个缸分为3组,分别采用3种不同性能的气缸油,让柴油机在额定工况下连续运转,测取活塞环与气缸套在不同间隙时的缸盖振动信号.结果表明,当转矩和转速同时增大时,振动加速度信号特征频带变化不大,但能量相应增加;当转矩和转速保持不变,活塞环与气缸套间隙增大时,振动加速度信号特征频带发生改变,并且能量增大.与快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)法及功率密度谱法的对比表明,基于EMD的Hilbert变换可以有效处理缸盖的振动信号,并可以运用到气缸套磨损故障的诊断中.