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信号与系统和数字信号处理教学内容探讨
离散系统的分析还有一个重点就是数字滤波器。 由于 IIR 数字滤 波器的设计需要用到模拟滤波器的设计。 所以教材中都会有对模拟滤 波器的设计的介绍。 在信号与系统中应该使学生掌握模拟滤波器的设 计方法,为设计数字滤波器打好基础。 对于数字滤波器的部分,介绍一 下其中的基本概念,让学生理解数字滤波器的概念即可,不作为重点。 在数字信号处理中, 数字滤波器是数字信号处理中最常用的数字系 统,课程以数字滤波器的设计为例说明如何设计数字系统。 所以讲解 的重点在于如何把对系统的要求转化为可用的参数,从而设计一个滤 波器。
类专业已经有一定的理解,其重点就不应该再注重基础的理解以及数 学模型的建立,而应该更注重应用,应把重点放在寻求适合硬件实现 的离散信号的处理方法,以及数字滤波器的设计上。 基于上述分析,对 于这两门课程中重复出现的内容,以下以此为依据来进行划分。
差分方程的建立和求解,用 Z 变换分析和求解系统的响应以及离 散 信 号 的 傅 立 叶 变 换 DTFT 是 离 散 系 统 解 决 问 题 的 一 些 基 本 概 念 和 基本技巧,应该作为信号与系统的重点内容进行讲解,而在数字信号 处理中就可以用较少的课时进行简单的复习,而不做为重点。
【关键词】信号与系统;数字信号处理;教学;离散傅立叶变换
信号与系统是普通高校电类专业的一门专业基础课,主要特点是 利用数学工具来建立数学模型进而在时域和变换域内对系统进行描 述和分析。 数字信号处理通常作为电类专业本、专科期间的专业课程, 与信号与系统前后连贯,是其后续课程。 这两门课程对电类的专业都 是非常重要的课程,然而信号与系统中离散部分与数字信号处理有很 多重复的内容。 如何处理课程的融合,并在有限的课时内突出重点,减 少重复的教学,使学生更好的掌握这两门课程成为两门课程衔接的关 键。
对于离散傅立叶变换 DFT 以及快速傅立叶变换 FFT,偏重于所学 知识的应用。 DFT 是为了使频域离散从而可以用计算机进行计算而研 究出来的一种变换方法,是数字信号处理的基础。 FFT 是为了解决芯 片在运算 DFT 时运算速度过慢的问题而改进的 快 速 算 法 。 解 决 了 阻 碍数字信号处理快速发展的瓶颈问题。 这些分析问题的方法显然是以 适合于计算机的计算为目的的。 所以在信号与系统中应该作为了解的 非重点内容,为了避免不必要的重复可以不讲。 但在数字信号处理中, 它们是核心内容,应该重点讲解。
2.课 程 体 系 结 构
根据两门课所开设的时间和学生接触课程时的知识结构为主要 依据来判断应该怎样看待课程的重点。 信号与系统一般是在高等数学 和模数电后开设的课程,而数字信号处理是在信号与系统后开设的课 程。 学生在学信号与系统课程的时候,所学的专业课较少,对专业的理 解还比较浅薄。 信号与系统课程内容可以从连续和离散,周期与非周 期,三大变换,变换的性质的相似度等很多角度来划分其知识内容。 它 作为把数学以及一些基础知识与专业结合起来的一门课程, 注重时 域、变换域概念的建立,是学生掌握电类专业运用数学模型来分析和 解决问题的一些基本方法。 其中的离散系统的分析与数字信号处理的 部分章节有重复。 对于这部分内容的分析应该把重点放在数学模型的 建立,如何在时域和频域中分析系统以及解决求解系统输出上。 而数 字信号处理作为专业课,之前已经学习了多门专业相关的课程,对电
科技信息
○科教前沿○
SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION
2008 年 第 30 期
信号与系统和数字信号处理教学内容子信息与电气工程系 河南 安阳 455000)
【摘 要】信号与系统和数字信号处理是电类专业不可缺少的课程,本文对两课程重复内容的处理进行了初步的探讨,有效的避免知识点 的重复讲解,以突出重点提高教学效率,得到较好的教学效果。
1.教 学 内 容 介 绍
随着信号与系统课程的逐步发展和完善, 出现的教材也很多,其 中不乏经典的教材。 本文以高等教育出版社郑君里等编写的《信号与 系统》和清华大学出版社程佩青编写的《数字信号处理教程》为例,来 阐述这两门课程的关系。
信号与系统课程主要包含以下内容:一,信号和系统的概念,典型 信号和奇异信号,信号的基本运算;二,连续时间系统的时域分析;三, 傅立叶变换;四,拉普拉斯变换,连续系统的 s 域分析;五傅立叶变换 应用于通信系统分析;六,信号的矢量空间分析;七,离散时间系统的 时域分析;八,离散时间信号与系统的 z 变换分析;九,离散傅立叶变 换以及其它离散正交变换;十,模拟域数字滤波器;十一,反馈系统与 系统的状态方程分析。
作 者 简 介 :黄 国 明 (1976.6— ),男 ,汉 族 ,河 南 省 舞 阳 县 人 ,大 专 ,从 事 防 雷 设 计、审核、工程验收、雷电风险评估等工作。
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【参考文献】
[责任编辑:张新雷]
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3.实 践 效 果
信号与系统和数字信号处理都是电类专业的非常重要课程,内容 涉及广泛。 经过实际教学情况表明,通过有效的对知识点划分不仅有 助于两门课程的连贯性,减少重复内容的学习,提高学习效率,而且能 使学生很好把握课程的重点,并在有限的课时系统的掌握这两门课程 的内容。 科
● 【参考文献】
[1]郑 君 里 ,应 启 珩 ,杨 为 理 .《信 号 与 系 统 》[M],北 京 :高 等 教 育 出 版 社 ,2001.12. [2]程 佩 青 .《数 字 信 号 处 理 教 程 》[M],北 京 :清 华 大 学 出 版 社 ,2006.1. [3]陈 后 金 .《数 字 信 号 处 理 》[M],北 京 :高 等 教 育 出 版 社 ,2004.7.
数字信号处理课程主要包含以下内容:一,离散时间信号与系统; 二,z 变换;三,离散傅立叶变换;四,快 速 傅 立 叶 变 换 ;五 ,数 字 滤 波 器 的 基 本 结 构 ;六 ,无 限 长 单 位 冲 激 响 应 (IIR)数 字 滤 波 器 的 设 计 方 法 ; 七 ,有 限 长 单 位 冲 激 响 应 (IIR)数 字 滤 波 器 的 设 计 方 法 ;八 ,数 字 信 号 处理中的有限字长效应;
[责任编辑:田瑞鑫]
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(上接第 372 页)了雷电的袭击,酒精管道转弯处增设防静电装置。 8.总 结 酒精储存罐库区的防雷防静电安全措施,采用避雷针法和防雷电
电磁脉冲的方法以及合理的综合布线,能够阻止雷电的袭击,通过避 雷针使雷电流引入大地,避免雷电流袭击酒精罐体,引起火灾,从而保 护酒精罐体的安全。 科
[1]《建 筑 物 电 子 信 息 系 统 防 雷 技 术 规 范 》GB50343-2004. [2]《建筑物防雷设计规范》 GB50057-94. [3]《小 型 石 油 库 及 汽 车 加 油 站 设 计 规 范 》GB50516-92. [4]《建 筑 与 建 筑 群 综 合 布 线 系 统 工 程 设 计 规 范 》GB/T50311-2000.