第一篇：數字信號處理研究性教學的獨特性論文

摘要：隨著信號處理應用的日益廣泛，工科專業中數字信號處理課程的重要性也日漸凸顯．因而，傳統的教學方法無法滿足該課程教學內容繁雜及實踐性強的要求．根據數字信號處理課程的特點，將研究性教學引入到課程的理論與實踐教學環節，同時結合綜合設計性實驗和大學生全程實踐，全面提升學生的理論水平及實踐創新能力．

關鍵詞：數字信號處理；研究性教學；實踐教學

隨著語音信號及圖像信號處理技術的快速發展，數字信號處理技術得到了廣泛的應用．同時，數字信號處理課程作為工科專業一門非常重要的專業基礎課程，上承高等數學、信號與系統等基礎課程，下接語音信號處理、圖像信號處理等專業課程，在學生構建專業知識體系的過程中起到非常重要的作用[1]．但是，由于該課程理論性與實踐性并重、數學公式繁多，學生學習起來難度較大，尤其是在一些應用型本科院校中，學生基礎較差，學習能力不強，更容易出現學生怕學、學不好，教師怕教、教不好的怪象．在數字信號處理的教學過程中，如何做到既讓學生掌握基本概念和原理，又能幫助學生將所學知識應用于解決實際問題，從而使學生體會到學習的樂趣而激發學生學習興趣．這一問題的解決必須從實踐環節入手，將理論與實驗合理結合，幫助學生構建完備的知識體系，使學生學以致用，用以助學．

1研究性教學理論介紹

近年來，研究性教學成為了國內外高校大力倡導的一種教學模式，在高校本科教學中得到了廣泛的應用[2]．該方法通過在教學過程中引導學生研究特定選題，實現對所學知識的掌握和提高，并在這一過程中培養學生的創新能力及研究品格[3]．因而，研究性教學不是簡單的“填鴨式”教學，而是學生必須在教師引導下對知識進行反思、批判和探究的過程．在研究性教學過程中，教師的作用不再局限于傳授學生知識，而要以學生為中心設計教學過程，為學生提供所需的教學資源[4]．在教師講授過程中，側重于學習方法的介紹及學生創新思維的培養，同時教師作為主導者控制學生的整個學習過程，對學生的學習效果進行恰當的評價．

2數字信號處理研究性教學的獨特性

本文所提出的數字信號處理的研究性教學方法不同于常規課程的研究性教學方法，它特別側重實踐動手能力的提高和創新思維的培養．在該課程中實施的研究性教學要將理論課教學與實踐教學結合起來，利用綜合設計性實驗及大學生全程實踐活動來提升理論教學水平，培養學生實踐應用能力．

2.1數字信號處理內容體系的獨特性

數字信號處理作為電類專業一門非常重要的專業課程，它的重要地位毋庸置疑．但是由于其理論性與實踐性要求都很高[5]，而且與信號處理類課程群內其他課程聯系緊密等特點，其內容體系具有一定的獨特性．

2.1.1學生能力培養的二重性

數字信號處理對于學生能力培養具有二重性，其一是培養學生數學思維能力，利用工程數學相關理論分析信號的生成及變換過程，這有利于培養學生嚴謹的邏輯思維能力；其二是鼓勵學生學以致用，將理論課所學知識應用到解決信號處理實際問題中，如FIR濾波、語音信號采集等．

2.1.2理論教學與實踐教學的并重性

數字信號處理課程理論課概念繁多、公式推導復雜[6]，學時緊張（僅為51學時）而內容多的矛盾比較突出．實踐教學作為理論課的合理補充及有效升華，其地位顯而易見，但其學時數僅為15學時，還承擔DSP器件的基本技能訓練．所以，二者在教學中的并重地位和學時緊張的問題都同時存在．

2.2研究性教學與數字信號處理結合的獨特性

在數字信號處理的研究性教學過程中，必須將理論課與實踐課緊密結合，課內學時與課外活動結合起來，這是其他課程的研究性教學中很少采用的方法．這種教學方法的獨特性在于對教師的理論與實踐教學水平的要求都比較高，要求在教學過程中博采工程數學、信號與系統、DSP和EDA等多門課程知識，幫助學生在學習本門課程的同時開拓視野．

3理論與實踐并重，課內與課外結合的研究性教學實施

以FIR濾波器的設計為例，展開研究性教學過程．

3.1理論課教學過程

在理論課上，教師首先為學生傳授數字濾波器，特別是FIR濾波器的理論和設計方法．其次，向學生提出一些具有實際意義的濾波器設計要求．讓學生分別從理論與實踐的角度設計數字通信系統中常見的截止頻率為8000Hz的低通濾波器．學生按照學習小組的模式，多人合作設計該濾波器．設計過程要求學生采用數學推導、查表法及MATLAB軟件實現FIR濾波器的仿真設計[7]，最后要求學生形成設計報告．最后教師利用課堂時間，對比分析學生的不同設計方案，指出學生在設計過程中的可取之處及待改進的地方．同時，為學生進一步利用DSP實驗系統設計該濾波器做知識上及思路上的鋪墊．

3.2課內實驗教學過程

由于課內實驗僅有15學時，其中前6學時用于CCS3.3軟件及TI公司5416芯片系統的學習．因而，留給理論知識點的實踐反饋學時很少，但諸如快速傅里葉變換、圓周卷積、FIR濾波器及模擬信號數字化等知識點都需要在實踐環節加以鞏固．所以，常規的基礎驗證類實驗項目無法達到全面培養學生實踐能力的目的．采用綜合設計類實驗代替原有實驗項目，力爭一個實驗項目能從多方面培養學生動手能力，提升理論知識掌握程度．如FIR濾波器的設計要求學生完成語音信號的采集、模/數轉換、低通濾波和數/模轉換等工作，而不局限于濾波的實現[8]．同時，為了激發學生的學習興趣，增加實驗項目的生動性，實驗項目選擇一些流行樂曲作為語音材料，要求學生經過實驗設計完成樂曲的重低音化，濾掉高頻分量．

3.3全程實踐教學活動過程

為了彌補課內實踐學時的不足，充分利用學校開展大學生全程實踐活動的有利契機，在學生的全程實踐環節開設“基于EDA技術的FIR濾波器的設計”這一實踐題目．學有余力的學生可以利用前續課程EDA相關知識在實驗室SOPC1C12的平臺上實現FIR濾波器的設計．同時，鼓勵學生將所設計濾波器應用于程控交換系統中說話人語音的提純過程．

4結語

數字信號處理是電子信息類專業非常重要的專業課程，本文依據數字信號處理理論與實踐并重的特點，將研究性教學方法引入到教學中，并且提出了一些獨特的教學方法．這類理論與實踐并重、課內與課外結合的方法，符合工科類專業實踐性和創新能力培養要求高的特點．在2012—2015年的3個學年，針對電子信息科學與技術和通信工程2個專業開設的數字信號處理課程進行了教學實踐，通過學期末教學反饋及畢業設計檢驗得到了比較滿意的教學效果．實踐證明，研究性教學方法能充分調動學生的學習積極性，引導學生帶著問題學習，提高學生學習效果的同時培養學生創新能力及團隊協作精神．同時，通過研究性實驗報告及小論文的撰寫，為學生后續畢業論文的撰寫及研究生學習奠定良好的基礎．

參考文獻：

[1]楊智明，彭喜元，俞洋．數字信號處理課程實踐型教學方法研究[J]．實驗室研究與探索，2014，3（9）：180-183

[2]毛伊敏，鐘文濤．《數字信號處理》課程研究型教學方法研究[J]．中國電力教育，2008（11）：79-80

[3]肖江，張鴻存，費諾，等．數字信號處理實驗系統的結構與應用[J]．實驗室研究與探索，2001，20（4）：36-38

[4]楊文龍．虛擬儀器及其在信號處理教學實驗中的應用[J]．實驗室研究與探索，2007，26（12）：297-300

[5]林連冬．數字信號處理研究型實訓課程的教學探索與實踐[J]．實驗室研究與探索，2014，33（6）：219-222

[6]馬永奎，高玉龍，張佳巖，等．“數字信號處理”課程設計導向型教學初探[J]．電氣電子教學學報，2012，34（4）：96-97

[7]FinderS，PetreM．Project-BasedLearningPracticesinComputerScienceEducation[J]．FrontiersinEducationConferences，1998，28：1185-1197

[8]FelderD，MansonC．EfficientDual-ToneMulti-frequencyDetectionUsingtheNon-uniformDiscreteFournierTransform[J]．IEEESignalProcessingLetters，1998，5（7）：160-163

第二篇：數字信號處理應用論文

摘要：介紹了DSP技術(器件)的主要特點．總結了DSP在家電、辦公設備、控制和通信領域的主要應用及其發展趨勢。

關鍵詞：數字信號處理；音頻／視頻；控制；通信

DSP數字信號處理技術(Digital Signal Processing)指理論上的技術；DSP數字信號處理器(Digital Sig—hal Processor)指芯片應用技術。因此，DSP既可以代表數字信號處理技術，也可以代表數字信號處理器，兩者是不可分割的，前者要通過后者變成實際產品。兩者結合起來就成為解決實際問題和實現方案的手段DsPs一數字信號處理解決方案。DSP運用專用或通用數字信號處理芯片，通過數字計算的方法對信號進行處理，具有精確、靈活、可靠性好、體積小、易于大規模集成等優點。DSP芯片自從1978年AMI公司推出到現在，其性能得到了極大的提高。DSP的特點

1．1 修正的哈佛結構

DSP芯片采用修正的哈佛結構(Havardstructure)，其特點是程序和數據具有獨立的存儲空間、程序總線和數據總線，非常適合實時的數字信號處理口]。同時，這種結構使指令存儲在高速緩存器中(Cache)，節約了從存儲器中讀取指令的時間，提高了運行速度。如美國德州儀器公司——TI(Texas Instruments)的DSP芯片結構是基本哈佛結構的改進類型。1．2 專用的乘法器

一般的算術邏輯單元AI U(Arithmetic and Logic Unit)的乘法(或除法)運算由加法和移位實現，運算速度較慢。DSP設置了專用的硬件乘法器、多數能在半個指令周期內完成乘法運算，速度已達每秒數千萬次乃至數十億次定點運算或浮點運算，非常適用于高度密集、重復運算及大數據流量的信號處理。如MS320C3x系列DSP芯片中有一個硬件乘法器：TMS320C6000系列中則有兩個硬件乘法器。1．3 特殊的指令設置

DSP在指令系統中設置了“循環尋址”(Circular addressing)及“位倒序”(bit—reversed)等特殊指令，使尋址、排序及運算速度大大提高 引。另外，DSP指令系統的流水線操作與哈佛結構相配合，把指令周期減小到最小值，增加了處理器的處理能力。盡管如此，DSP芯片的單機處理能力還是有限的，多個DSP芯片的并行處理已成為研究的熱點。DSP在家電、辦公設備中的應用

2．1高清晰度電視

傳統電視采用線性掃描的信號處理方式，畫面像素最高僅4O～5O萬個，會帶來畫質的損失，而DSP數字超微點陣(Digital SuperMicro Pixe1)技術，超越傳統的線性掃描，進入由“點”組成的微顯示數字技術層面，從模擬的“線”飛躍到數字的“點”。DSP是逐點優化的。它運用全新的逐點掃描技術，修復并優化每一個點的質量，消降圖像邊緣模糊現象，細節部分的銳利度成倍提高。

2．2 A／V(Audio／Video)設備

家庭影院主要由數字化A／V(Audio／Video)設備組成，DSP不僅帶來環繞聲，而且提供虛擬各種現場效果。VCD(VideoCompact Disc)、DVD(Digital Video Disc)、MD(Minidiskette)、DAB(Digital Audio Brod—casting)、DVB(Digital Video Box)等數字音視頻產品中，DSP的價值主要體現在音頻的Hi—Fi(HighFideli—ty)處理上。目前，對MPEG(Moving Picture Expe Group)音頻Layer2、I ayer3等用c語言仿真研究，在此基礎上用 C549實現了MP3解碼器的采樣；用’C6201和’C6701分別實現MP3編碼器和MPEG一2AAC編解碼器。MPEG一2AAC重建的音質超過MP3和AC一3將成為直播衛星、地面DAB和SW、Mw、AM 廣

播數字化的首選標準。2．3 照(攝)相機

照相機的說明書常在“XXX萬像素”加前綴“插值”，而實際上像素沒有這么多。插值就是通過DSP芯片計算，人為地放大圖片。就好像是把一張800×600的照片人為放大到1 600×1 200。因此，購買相機時也要注意實際能提供的像素是多少。2．4 打(復)印機、掃描儀

DSP在這些設備中所起的作用不僅僅是控制，還擔負著繁重的信號處理任務，如字符識別、圖象增強、彩色調整等。高速率、高分辨率、彩色、低成本的復印、掃描和打印正是由于DSP性能的不斷提高而逐步變成現實。DSP可以使辦公室的復印機智能化，使激光打印機將數據文件打印在紙上，使掃描儀將文本(包括文字和圖象)讀人并變成有效數據文件。DSP在控制系統中的應用

3．1 馬達控制

基于DSP的智能控制器逐步提高馬達伺服驅動器的控制器性價比。首先，DSP增加了計數能力，能夠實施性能更高的控制算法。如磁場定向控制；其次，利用計算強度更高的算法使用更高效的馬達。如可用永磁馬達替代AC感應馬達，進一步提高效率與動態性能；此外，性能也有助于去除機械組件，采用適當的馬達大小，并在控制器上集成諸如速度、定位、轉矩斷面生成、功率因數校正等更多功能的能力，使設計人員能夠以更低的成本做更多的事情[3]。基于DSP的32位控制器能夠處理復雜的運算。DSP就馬達控制應用進行了優化，片上集成脈寬調制器PWM(Pulse Width Modulator)、編碼器接口、通信端口以及模數轉換器ADC(Analog—to—Digital Converter)等功能。其中還包括了大量的快閃存儲器和RAM(Random Access Memory)，這就消除了對外部存儲器設備的需求。3．2 網絡控制

視頻信箱、虛擬現實、交互式電視的實現要求網絡有更靈活的傳輸帶寬。ISDN和多媒體網絡必須在同一個傳輸線上同時傳輸需要不同帶寬的信號。異步傳輸模式ATM{Asynchorous Transfer Mode)正在成為高速數據通信的國際標準，而DSP可為ATM交換提供多種實現方案。DSP在通信中的應用

4．1 多媒體通信

多媒體通信的日益增長使得圖像、語音、視頻業務的實時傳輸和處理越來越依賴于DSP技術及相應的軟件算法；多媒體通信終端設備中的語音、圖像的壓縮與還原及傳輸所需的高速調制解調器普遍都采用了DSP器件。在語音壓縮編解碼方面，DSP能實時地實現大部分已形成的國際協議，如運用最廣泛的語音編碼標準：64kb／s的A律、S律的脈沖編碼調制PCM(Pulse Code Modulation)和自適應差分脈沖編碼調制ADPCM(Adaptive Differential PCM)等，還有基于線性預測編碼I PC(I inear Predictive Coder)技術的低碼率編碼協議。DSP與專用編譯碼芯片相比具有無法替代的優勢，可以通過軟件的方式適應不同的算法從而實現對 不同協議的兼容和支持。在圖像壓縮編碼方面，DSP也表現出了強大的數字信號處理能力。如符合公眾電話網上低比特率多媒體通信H．324協議中的H．263圖像編解碼得到實時實現；用’C542實現的脫機便攜式彩色靜止圖像傳輸系統，分辨率有576×480、352×288CIF(Common Intermediate Format)、176×144QCIF(Quarter CommonInntermediate Format)等可選擇，發送端圖像壓縮終端如一般的Modem 大小，可通過Modem 在PSTN(Public Switched Telephone Network)上撥號傳輸圖像，也可通過無線Modem 在CDPD(Cellular DigitalPacket Data)中傳輸，適用于遠程監控、彩色文件傳送。4．2 移動通信

數字式蜂窩系統使用通用DSP來實現語音合成(Speech Synthesis)、糾錯編碼(Error—correctionCoding)、基帶調制解調器(Baseband Modem)以及系統控制等功能。DSP的實時性、靈活性以及低廉的價格使其在移動蜂窩通信中得到廣泛應用，并促進了無線手機和基站的迅速發展。人類從電話發明到5千萬電話用戶數花了70年時間，模擬蜂窩電話達到5千萬用戶花了14年，而數字蜂窩電話(GSM 是其中之一)只花了5年就達到相同的用戶數。無論3G還是4G，都離不開DSP，DSP作為一種功能強大的特種微處理器將在未來通信領域中起著舉足輕重的作用。4．3 軟件無線電

軟件無線電是一種新的無線電通信的體系結構，其基本思想把硬件作為無線電通信的平臺．將A／D．D／A轉換靠近射頻天線，轉換后的所有處理用可編程的DSP等軟件實現盡可能多的功能。軟件無線電要求在一個開放、模塊化的軟件平臺上實現各種功能，且能夠在不同標準之間互聯、兼容。DSP芯片必須通過軟件完成中頻數字變頻、濾波、二次抽樣、基帶處理、信道調制、無線資源管理等過程處理經A／D變換后輸出的中頻高速數字信號。中頻處理對速度的要求大約在500MIPS／MFI OPS～IOGIPS／GFI OPS數量級；基帶處理要求大約在10～1O0MIPS／MFI OPS數量級，另外，再加上實現比特流、管理和控制部分的要求，DSP芯片的處理速度至少要在1GFI OPS以上。軟件無線電對DSP提出了實時性很高的要求，它將有力地促進著DSP的發展，其中包括單片處理器的性能、多處理器協同工作的能力、DSP軟件開發的環境和DSP實時操作系統等方面。我國提出的第三代移動通信系統方案同步碼分多址SCDMA(Synchronous CDMA)是一種同步的直接擴頻CDMA技術，它結合了DSP、智能天線、軟件無線電及話音壓縮編碼技術等現代通信新技術。結束語

DSP在信息數字化處理領域發揮著重要的作用，隨著DSP技術不斷完善，低成本、高性能DSP器件的

不斷推出，必定會得到更廣泛地開發和應用。參 考 文 獻

[1] 折學森．軟土地基沉降計算[M]．北京：人民交通出版社．2000，200—223． [2] 路橋集團第二公路工種局．路基[M]．北京：人民交通出版社，2003，886—953． [3] JTJ017-1996．公路軟土地基路堤設計與施工技術規范Es]． Analysis of Stabilization and Deformation of Highway Embankment on the Soft Soil Foundation LI Tie—qiang(Highway Construction Administrative Office of Cangzhou，Cangzhou 06i000，China)Abstract：The paper summarizes the theory about analysis of highway embankment on the soft soil foundation，and analyes the law of deformation of highway soft soil foundation．This paper can be used as reference to the design and construction of embankment on the soft soil foundation． Key words：stabilization of foundation；foundation deformation；settlement 參 考 文 獻

[1] 張雄偉．DSP芯片的原理與開發應用[M]．北京：電子工業出版社，2000． [2] 王念旭．DSP基礎與應用系統設計[M]．北京：航空航天大學出版社，2001． [3] 寧改娣．DSP控制器原理及應用[M]．北京：科學出版社，2002，(2)． [4] 章云．DSP控制器及其應用[M]．北京：科學出版社，2002．

[5] 喬建良，李鑒．DSP技術在移動通信中的應用[J]．信息技術，2003．

[2] 楊小牛，樓才義，徐建良等．軟件無線電原理與應用[M]．北京：電子工業出版社，2001

Characteristics and Application of DSP LIU Chuan—run ’

(1_Educational Administration Department，Guangzhou M aritime College，Guangzhou 510725，China：

2．Electronic and Information College，South China University of Technology，Guangzhou 510641，China)Abstract：Some main characteristics of DSP are introduced in this paper．It summarizes the application of DSP in the area of home electric appliances，office equipment，controlling，communications and SO on．

Meanwhile，the trend of development is given． Key words：digital signal processing(processor)；’audio／video；controlling；communications

第三篇：數字信號處理課程設計

目 錄

摘要...........................................................................................................................................1 1 緒論..............................................................................................................................................2

1.1 DSP系統特點和設計基本原則......................................................................................2 1.2 國內外研究動態.............................................................................................................2 2系統設計........................................................................................................................................3 3硬件設計........................................................................................................................................5

3.1 硬件結構...........................................................................................................................5 3.2 硬件電路設計...................................................................................................................7

3.2.1 總輸入電路...........................................................................................................7 3.2.2 總輸出電路...........................................................................................................7 3.2.3 語音輸入電路.......................................................................................................9 3.2.4 語音輸出電路.......................................................................................................9 實驗結果及分析.........................................................................................................................10 4.1 實驗結果.........................................................................................................................10 4.2 實驗分析.........................................................................................................................12 5 總結與心得體會.........................................................................................................................13 參考文獻.........................................................................................................................................14 致謝................................................................................................................................................15

摘要

基于DSP的語音信號處理系統，該系統采用TMS320VC5509作為主處理器，TLV320AIC23B作為音頻芯片，在此基礎上完成系統硬件平臺的搭建和軟件設計，從而實現對語音信號的采集、濾波和回放功能，它可作為語音信號處理的通用平臺。

語音是人類相互之間進行交流時使用最多、最自然、最基本也是最重要的信息載體。在高度信息化的今天，語音信號處理是信息高速公路、多媒體技術、辦公自動化、現代通信及智能系統等新興領域應用的核心技術之一。通常這些信號處理的過程要滿足實時且快速高效的要求，隨著DSP技術的發展，以DSP為內核的設備越來越多，為語音信號的處理提供了良好的平臺。本文設計了一個基于TMS320VC5509定點的語音信號處理系統，實現對語音信號的采集、處理與回放等功能，為今后復雜的語音信號處理算法的研究和實時實現提供一個通用平臺。

關鍵詞：語音處理；DSP；TMS320VC5509;TLV320AIC23B

1 緒論

語音是人類相互間所進行的通信的最自然和最簡潔方便的形式，語音通信是一種理想的人機通信方式。語音通信的研究涉及到人工智能、數字信號處理、微型計算機技術、語言聲學、語言學等許多領域，所以說語音的通信是一個多學科的綜合研究領域，其研究成果具有重要的學術價值。另外通過語音來傳遞信息是人類最重要的、最有效、最常用的交換信息的形式。語言是人類特有的功能，聲音是人類常用的工具，是相互傳遞信息的主要手段。同時也是眾構成思想交流和感情溝通的最主要的途徑。

1.1 DSP系統特點和設計基本原則

DSP（digital signal processor）是一種獨特的微處理器，是以數字信號來處理大量信息的器件。其工作原理是接收模擬信號，轉換為0或1的數字信號。再對數字信號進行修改、刪除、強化，并在其他系統芯片中把數字數據解譯回模擬數據或實際環境格式。它不僅具有可編程性，而且其實時運行速度可達每秒數以千萬條復雜指令程序，遠遠超過通用微處理器，是數字化電子世界中日益重要的電腦芯片。它的強大數據處理能力和高運行速度，是最值得稱道的兩大特色。

1.2 國內外研究動態

語音信號處理作為一個重要的研究領域，已經有很長的研究歷史。但是它的快速發展可以說是從1940年前后Dudley的聲碼器和Potter等人的可見語音開始的；20世紀60年代中期形成的一系列數字信號處理的理念和技術基礎；到了80年代，由于矢量量化、隱馬爾可夫模型和人工神經網絡等相繼被應用于語音信號處理，并經過不斷改進與完善，使得語音信號處理技術產生了突破性的進展。一方面，對聲學語音學統計模型的研究逐漸深入，魯棒的語音識別、基于語音段的建模方法及隱馬爾可夫模型與人工神經網絡的結合成為研究的熱點。另一方面，為了語音識別實用化的需要，講者自適應、聽覺模型、快速搜索識別算法以及進一步的語言模型的研究等課題倍受關注。

在通信越來越發達的當今世界，尤其最近幾十年，語音壓縮編碼技術在移動 通信、IP電話通信、保密通信、衛星通信以及語音存儲等很多方面得到了廣泛的應用。因此，語音編碼一直是通信和信號處理的研究熱點，并其取得了驚人的進展，目前在PC機上的語音編碼已經趨于成熟，而如何在嵌入式系統中實時實現語音壓縮編碼則是近些年來語音信號處理領域的研究熱點之一。

2系統設計

在實際生活中，當聲源遇到物體時會發生反射，反射的聲波和聲源聲波一起傳輸，聽者會發現反射聲波部分比聲源聲波慢一些，類似人們面對山體高聲呼喊后可以在過一會兒聽到回聲的現象。聲音遇到較遠物體產生的反射會比遇到較近的反射波晚些到達聲源位置，所以回聲和原聲的延遲隨反射物體的距離大小改變。同時，反射聲音的物體對聲波的反射能力，決定了聽到的回聲的強弱和質量。另外，生活中的回聲的成分比較復雜，有反射、漫反射、折射，還有回聲的多次反射、折射效果。

當已知一個數字音源后，可以利用計算機的處理能力，用數字的方式通過計算模擬回聲效應。簡單的講，可以在原聲音流中疊加延遲一段時間后的聲流，實現回聲效果。當然通過復雜運算，可以計算各種效應的混響效果。如此產生的回聲，我們稱之為數字回聲。

本次實驗的程序流程圖如下：

圖2.1 程序流程圖

本次實驗的系統框圖如下：

圖2.2 系統框圖

3硬件設計

3.1 硬件結構

圖3.1是系統的硬件結構框圖, 系統主要包括VC5509和A IC23 兩個模塊。

圖3.1系統硬件結構框圖

利用VC5509 的片上外設I2C(Inter-Integrated Circuit, 內部集成電路)模塊配置AIC23 的內部寄存器;通過VC5509 的McBSP(Multi channel Buffered Serial Ports, 多通道緩存串口)接收和發送采樣的音頻數據。控制通道只在配置AIC23 的內部寄存器時工作, 而當傳輸音頻數據時則處于閑置狀態。

AIC23通過麥克風輸入或者立體聲音頻輸入采集模擬信號, 并把模擬信號轉化為數字信號, 存儲到DSP的內部RAM中,以便DSP處理。

當DSP完成對音頻數據的處理以后, AIC23再把數字信號轉化為模擬信號, 這樣就能夠在立體聲輸出端或者耳機輸出端聽到聲音。

AIC23能夠實現與VC5509 DSP的McBSP端口的無縫連接, 使系統設計更加簡單。接口的原理框圖, 如下圖所示。

圖3.2 AIC23與VC5509接口原理圖

系統中A IC23的主時鐘12 MHz直接由外部的晶振提供。MODE接數字地, 表示利用I2 C控制接口對AIC23傳輸控制數據。CS接數字地, 定義了I2 C總線上AIC23的外設地址, 通過將CS接到高電平或低電平, 可以選擇A IC23作為從設備在I2 C總線上的地址。SCLK和SDIN是AIC23控制端口的移位時鐘和數據輸入端,分別與VC5509的I2C模塊端口SCL和SDA相連。

收發時鐘信號CLKX1和CLKR1由A IC23的串行數據輸入時鐘BCLK提供, 并由A IC23的幀同步信號LRCIN、LRCOUT啟動串口數據傳輸。DX1和DR1分別與A IC23 的D IN 和DOUT 相連, 從而完成VC5509與AIC23間的數字信號通信。

3.2 硬件電路設計

3.2.1 總輸入電路

圖3.3 總輸入電路

從左到右各部分電路為：

話筒，開關，語音輸入電路，UA741高增益放大電路，有源二階帶 通濾波器。

3.2.2 總輸出電路

圖3.4 總輸出電路

從左到右各部分電路為：

LM386高頻功率放大器及其外圍器件連接電路，語音輸出電路，開關，揚聲器。

3.2.3 語音輸入電路

圖3.5語音輸入電路

3.2.4 語音輸出電路

圖3.6 語音輸出電路

語音信號通道包括模擬輸入和模擬輸出兩個部分。模擬信號的輸入輸出電路如圖所示。上圖中MICBIAS 為提供的麥克風偏壓，通常是3/4 AVDD，MICIN為麥克風輸入，可以根據需要調整輸入增益。下圖中LLINEOUT 為左聲道輸出，RLINEOUT為右聲道輸出。用戶可以根據電阻阻值調節增益的大小，使語音輸入輸出達到最佳效果。從而實現良好的模擬語音信號輸入與模擬信號的輸出。4 實驗結果及分析

4.1 實驗結果

按“F5”鍵運行，注意觀察窗口中的bEcho=0，表示數字回聲功能沒有激活。這時從耳機中能聽到麥克風中的輸入語音放送。將觀察窗口中bEcho的取值改成非0值。這時可從耳機中聽到帶數字回聲道語音放送。

分別調整uDelay和uEffect的取值，使他們保持在0-1023范圍內，同時聽聽耳機中的輸出有何變化。

當uDelay和uEffect的數值增大時，數字回聲的效果就會越加的明顯。

圖4.1 修改前程序圖

圖4.2 修改前程序圖

圖4.3 頻譜分析

圖4.4 左聲道及右聲道波形 4.2 實驗分析

所以，從本實驗可知當已知一個數字音源后，可以利用計算機的處理能力，用數字的方式通過計算模擬回聲效應。簡單的講，可以在原聲音流中疊加延遲一段時間后的聲流，實現回聲效果。當然通過復雜運算，可以計算各種效應的混響效果。

聲音放送可以加入數字回聲，數字回聲的強弱和與原聲的延遲均可在程序中設定和調整。5 總結與心得體會

通過本次課程設計，我明白了細節決定成敗這句話的道理，在實驗中，有很多注意的地方，都被忽視了，導致再花費更多的時間去修改，這嚴重影響了試驗的進度。同時，在本次實驗中我了解了ICETEK – VC5509 – A板上語音codec芯片TLV320AIC23的設計和程序控制原理，并進一步掌握了數字回聲產生原理、編程及其參數選擇、控制，以及了解了VC5509DSP擴展存儲器的編程使用方法。

這一學期的理論知識學習加上這次課程設計，使我對DSP有了更加深刻的了解，對數字信號的處理功能，軟硬件相結合，語音信號的采集與放送等等方面都有了很深的了解，相信本次課程設計，無論是對我以后的學習，還是工作等方面都有一個很大的幫助。因此，本次課程設計讓我受益匪淺。

參考文獻

[1]李利.DSP原理及應用[M].北京:中國水利水電出版社,2004.[2]王安民,陳明欣,朱明.TMS320C54xxDSP實用技術[M].北京:清華大學出版社,2007 [3]彭啟琮,李玉柏.DSP技術[M].成都:電子科技大學出版社,1997 [4]李宏偉,等.基于幀間重疊譜減法的語音增強方法[J].解放軍理工大學學報,2001(1):41~44 [5]TexasInstrumentsIncorporated.TMS320C54x系列DSP的CPU與外設[M].梁曉雯,裴小平,李玉虎,譯.北京:清華大學出版社,2006 [6]趙力.語音信號處理[M].北京:機械工業出版社,2003比較圖4和圖5,可以看到1200Hz以上的頻譜明顯得到了抑制。

[7]江濤,朱光喜.基于TMS320VC5402的音頻信號采集與系統處理[J].電子技術用,2002,28(7):70~72[8]TexasInstrumentsIncorporated:TMS320VC5402Datasheet,2001

致謝

在本次課程設計的即將完成之際，筆者的心情無法平靜，本文的完成既是筆者孜孜不倦努力的結果，更是指導老師樊洪斌老師親切關懷和悉心指導的結果。在整個課程設計的選題、研究和撰寫過程中，老師都給了我精心的指導、熱忱的鼓勵和支持，他的精心點撥為我開拓了研究視野，修正了寫作思路，對課程設計的完善和質量的提高起到了關鍵性的作用。另外，導師嚴謹求實的治學態度、一絲不茍的工作作風和高尚的人格魅力，都給了學生很大感觸，使學生終生受益。在此，學生謹向老師致以最真摯的感激和最崇高的敬佩之情。

另外，還要感謝這段時間來陪我一起努力同學，感謝我們這個小團隊，感謝每一個在學習和生活中所有給予我關心、支持和幫助的老師和同學們，幾年來我們一起學習、一起玩耍，共同度過了太多的美好時光。我們始終是一個團結、友愛、積極向上的集體。

第四篇：數字信號處理學習心得

數字信號處理學習心得

XXX

(XXX學院 XXX班)

一、課程認識和內容理解

《數字信號處理》是我們通信工程和電子類專業的一門重要的專業基礎課程，主要任務是研究數字信號處理理論的基本概念和基本分析方法，通過建立數學模型和適當的數學分析處理，來展示這些理論和方法的實際應用。

數字信號處理技術正飛速發展，它不但自成一門學科，更是以不同形式影響和滲透到其他學科：它與國民經濟息息相關，與國防建設緊密相連；它影響或改變著我們的生產、生活方式，因此受到人們普遍的關注。信息科學是研究信息的獲取、傳輸、處理和利用的一門科學，信息要用一定形式的信號來表示，才能被傳輸、處理、存儲、顯示和利用，可以說，信號是信息的表現形式。這學期數字信號處理所含有的具體內容如下：

第一單元的課程我們深刻理解到時域離散信號和時域離散系統性質和特點；時域離散信號和時域離散系統時域分析方法；模擬信號的數字處理

方法。

第二單元的課程我們理解了時域離散信號（序列）的傅立葉變換，時域離散信號Z變換，時域離散系統的頻域分析。

第三單元的課程我們學習了離散傅立葉變換定義和性質，離散傅立葉變換應用——快速卷積，頻譜分析。

第四單元的課程我們重點理解基2 FFT算法——時域抽取法﹑頻域抽取法，FFT的編程方法，分裂基FFT算法。

第五單元的課程我們學了網絡結構的表示方法——信號流圖，無限脈沖響應基本網絡結構，有限脈沖響應基本網絡結構，時域離散系統狀態變量分析法。

第六單元的課程我們理解數字濾波器的基本概念，模擬濾波器的設計,巴特沃斯濾波器的設計,切比雪夫濾波器的設計，脈沖響應不變法設計無限脈沖響應字數字濾波器，雙線性變換法設計無限脈沖響應字數字濾波器，數字高通﹑帶通﹑帶阻濾波器的設計。第七單元的課程我們學習了線性相位有限脈沖響應（FIR）數字濾波器，窗函數法設計有限脈沖響應（FIR）數

二、專業認識和未來規劃

通信工程是一門工程學科，主要是在掌握通信基本理論的基礎上，運用各種工程方法對通信中的一些實際問題進行處理。通過該專業的學習，可以掌握電話網、廣播電視網、互聯網等各種通信系統的原理，研究提高信息傳送速度的技術，根據實際需要設計新的通信系統，開發可迅速準確地傳送各種信息的通信工具等。

對于我們通信專業，我覺得是個很好的專業，現在這個專業很熱門，這個專業以后就業的方向也很多，就業面很廣。我們畢業以后工作，可以進入設備制造商、運營商、專有服務提供商以及銀行等領域工作。當然,就業形勢每年都會變化，所以關鍵還是要看自己。可以從事硬件方面，比如說PCB，別小看這門技術，平時我們在試驗時制作的簡單，這一技術難點就在于板的層數越多，要做的越穩定就越難，這可是非常有難度的，如果學好了學精了，也是非常好找工作的。也可以從事軟件方面，這實際上要我們具備比較好的模電和數電的基礎知識。

我選擇了這個專業，在這里讀了

字濾波器，頻率采樣法設計有限脈沖響應（FIR）數字濾波器

三年關于通信知識的書，我還是想以后畢業能夠從事這個方面的工作，現在學了通信原理、數字信號處理這些很有用的專業課，所以，我在以后的學習中，我會把這些方面的知識學扎實，從事技術這一塊要能吃苦，我也做好了準備，現在還很年輕，年輕的時候多吃點苦沒什么，為了我自己美好的將來，我會努力學好這個專業的。數字信號處理課程屬于專業基礎課，所涵蓋的內容主要有：離散時間信號與系統的基本概念及描述方法，離散傅立葉變換及快速傅立葉變換，數字濾波器結構及設計等。對于電氣信息類專業的學生來說，這些內容是學習后續專業課程的重要基礎，也是實際工作中必不可少的專業基礎知識。目前幾乎所有的高等院校都在電子工程類、信息工程類、通信工程類、電子技術類、自動控制類、電氣工程類、機電工程類、計算機科學類等工科電類及其他相關專業的本科生中開設了該門課程。隨著計算機技術、微電子技術、數字信號處理理論和方法的發展，半個世紀以來，尤其是最近的三十來年里，數字信號處理的方法

和應用得到了飛躍式的發展，數字信號處理的地位和作用變得越來越重

三、課程評價和建議

我們的數字信號處理課是羅老師教的，羅老師有豐富工作的經驗，對于這門課的實際用途很了解，另外羅老師本身就很幽默，對于這門課采用多種教學方法，豐富教學內容，偶爾給我們講些生活上的問題，吸引學生對課程的關注。利用實驗課讓我們來編程做仿真，體會信號處理課程的樂趣，這樣子激發了學生的興趣、提高了教學的效果。因此，我們班的同學在這一個學期的學習中，我們都感覺比較輕松。另外我個人觀點是大學主要是培養自己的自學能力，老師只是個引導者，所以學習效果如何關鍵看自己的對學習的態度和付出程度。

數字信號處理課程的特點是課程本身理論性強、公式推導較多、概念比較抽象，使我們感到有枯燥難學之感。近年來，國外及國內有些學校對一般電類專業該課程的教學主要強調應用性學習，主要介紹數字信號處理的用途和用法，而對其深奧的理論推導僅做一般介紹，并給學生提供進行實驗的機會，以激發學生對該課程的興趣和學習主動性。

對該課程的改革思想主要是課程

要。因此，加強該課程的建設具有重要的意義。

內容要適應數字信號處理技術的發展現狀，淡化枯燥的數學推導，輔助以現代化教學手段，并開設相應的實驗課。結合專業現狀，將課堂教學一部分變為多媒體教學，盡量將一些理論分析用圖形手段展示出來，以增強我們的感性認識。實驗課主要是以MATLAB為平臺，充分利用MATLAB的數字信號處理各種功能讓學生親自動手將課堂所學進行仿真實現。實驗課還可以通過用DSP試驗箱實現數字信號處理的功能向學生進行演示。

第五篇：數字信號處理學習心得

數字信號處理學習心得

通信工程 0801 賴立根

《數字信號處理》是我們通信工程和電子類專業的一門重要的專業基礎課程，主要任務是研究數字信號處理理論的基本概念和基本分析方法，通過建立數學模型和適當的數學分析處理，來展示這些理論和方法的實際應用。

數字信號處理技術正飛速發展，它不但自成一門學科，更是以不同形式影響和滲透到其他學科：它與國民經濟息息相關，與國防建設緊密相連；它影響或改變著我們的生產、生活方式，因此受到人們普遍的關注。信息科學是研究信息的獲取、傳輸、處理和利用的一門科學，信息要用一定形式的信號來表示，才能被傳輸、處理、存儲、顯示和利用，可以說，信號是信息的表現形式，而信息則是信號所含有的具體內容。

一單元的課程我們深刻理解到時域離散信號和時域離散系統性質和特點；時域離散信號和時域離散系統時域分析方法；模擬信號的數字處理方法。

二單元的課程我們理解了時域離散信號（序列）的傅立葉變換，時域離散信號Z變換，時域離散系統的頻域分析。

三單元的課程我們學習了離散傅立葉變換定義和性質，離散傅立葉變換應用——快速卷積，頻譜分析。

四單元的課程我們重點理解基2 FFT算法——時域抽取法﹑頻域抽取法，FFT的編程方法，分裂基FFT算法。

五單元的課程我們學了網絡結構的表示方法——信號流圖，無限脈沖響應基本網絡結構，有限脈沖響應基本網絡結構，時域離散系統狀態變量分析法。

六單元的課程我們理解數字濾波器的基本概念，模擬濾波器的設計,巴特沃斯濾波器的設計,切比雪夫濾波器的設計，脈沖響應不變法設計無限脈沖響應字數字濾波器，雙線性變換法設計無限脈沖響應字數字濾波器，數字高通﹑帶通﹑帶阻濾波器的設計。

七單元的課程我們學習了線性相位有限脈沖響應（FIR）數字濾波器，窗函數法設計有限脈沖響應（FIR）數字濾波器，頻率采樣法設計有限脈沖響應（FIR）數字濾波器

通信工程是一門工程學科，主要是在掌握通信基本理論的基礎上，運用各種工程方法對通信中的一些實際問題進行處理。通過該專業的學習，可以掌握電話網、廣播電視網、互聯網等各種通信系統的原理，研究提高信息傳送速度的技術，根據實際需要設計新的通信系統，開發可迅速準確地傳送各種信息的通信工具等。

對于我們通信專業，我覺得是個很好的專業，現在這個專業很熱門，這個專業以后就業的方向也很多，就業面很廣。我們畢業以后工作，可以進入設備制造商、運營商、專有服務提供商以及銀行等領域工作。當然,就業形勢每年都會變化，所以關鍵還是要看自己。可以從事硬件方面，比如說PCB，別小看這門技術，平時我們在試驗時制作的簡單，這一技術難點就在于板的層數越多，要做的越穩定就越難，這可是非常有難度的，如果學好了學精了，也是非常好找工作的。也可以從事軟件方面，這實際上要我們具備比較好的模電和數電的基礎知識。

我選擇了這個專業，在這里讀了三年關于通信知識的書，我還是想以后畢業能夠從事這個方面的工作，現在學了通信原理、數字信號處理這些很有用的專業課，所以，我在以后的學習中，我會把這些方面的知識學扎實，從事技術這一塊要能吃苦，我也做好了準備，現在還很年輕，年輕的時候多吃點苦沒什么，為了我自己美好的將來，我會努力學好這個專業的。

數字信號處理課程屬于專業基礎課，所涵蓋的內容主要有：離散時間信號與系統的基本概念及描述方法，離散傅立葉變換及快速傅立葉變換，數字濾波器結構及設計等。對于電氣信息類專業的學生來說，這些內容是學習后續專業課程的重要基礎，也是實際工作中必不可少的專業基礎知識。目前幾乎所有的高等院校都在電子工程類、信息工程類、通信工程類、電子技術類、自動控制類、電氣工程類、機電工程類、計算機科學類等工科電類及其他相關專業的本科生中開設了該門課程。隨著計算機技術、微電子技術、數字信號處理理論和方法的發展，半個世紀以來，尤其是最近的三十來年里，數字信號處理的方法和應用得到了飛躍式的發展，數字信號處理的地位和作用變得越來越重要。因此，加強該課程的建設具有重要的意義。

我們的數字信號處理課是羅老師教的，羅老師有過實際工作的經驗，對于這門課的實際用途很了解，羅老師對于這門課采用多種教學方法，豐富教學內容，吸引學生對課程的關注。利用實驗課使學生親自編程，體會信號處理課程的樂趣，這樣子激發了學生的興趣、提高了教學的效果。因此，我們班的同學在這一個學期的學習中，這門課都學的比較好。

數字信號處理課程的特點是課程本身理論性強、公式推導較多、概念比較抽象，學生常有枯燥難學之感。近年來，國外及國內有些學校對一般電類專業該課程的教學主要強調應用性學習，主要介紹數字信號處理的用途和用法，而對其深奧的理論推導僅做一般介紹，并給學生提供進行實驗的機會，以激發學生對該課程的興趣和學習主動性。

對該課程的改革思想主要是課程內容要適應數字信號處理技術的發展現狀，淡化枯燥的數學推導，輔助以現代化教學手段，并開設相應的實驗課。結合專業現狀，將課堂教學一部分變為多媒體教學，盡量將一些理論分析用圖形手段展示出來，以增強學生的感性認識。實驗課主要是以MATLAB為平臺，充分利用MATLAB的數字信號處理工具箱提供的各種功能讓學生親自動手將課堂所學進行仿真實現。實驗課還可以通過用DSP試驗箱實現數字信號處理的功能向學生進行演示。