時(shí)間：2023-03-17 18:00:40
導(dǎo)語(yǔ)：在數(shù)字信號(hào)論文的撰寫(xiě)旅程中，學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
(1)這兩種信號(hào)都是以8MHz為一個(gè)傳輸帶寬單位,模擬頻道一個(gè)8MHz帶寬傳輸一套節(jié)目,數(shù)字頻道一個(gè)8MHz帶寬傳輸5—6套節(jié)目,所以在同樣一個(gè)單位帶寬損傷情況下,模擬信號(hào)只有一套節(jié)目出現(xiàn)故障,而數(shù)字信號(hào)會(huì)直接影響5—6套節(jié)目的收看。
(2)網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)碾m然都是已調(diào)制的高頻信號(hào),但數(shù)字頻道是多電平正交幅度調(diào)制(64QAM)的數(shù)字調(diào)制方式。模擬頻道是殘留邊帶幅度調(diào)制的模擬調(diào)制方式,二者共同點(diǎn)是都有“幅度調(diào)制”的特點(diǎn),對(duì)傳輸網(wǎng)絡(luò)的幅度線性失真都是非常敏感的。
(3)要全面理解數(shù)字頻道和模擬頻道在傳輸電平測(cè)量上的區(qū)別。1)不管是模擬頻道還是數(shù)字頻道,在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸功率都是相同的,但二者在頻道內(nèi)的能量分布不同,特別是峰值能量的數(shù)值差異很大。在測(cè)量上,二者的傳輸電平有不同的表述方式。數(shù)字頻道是數(shù)字信號(hào)調(diào)制的高頻載波,在頻道內(nèi),能量是相對(duì)均勻分布的,各頻率處“峰值”相等。測(cè)量時(shí)用“頻道內(nèi)平均功率”來(lái)表示。模擬頻道是模擬信號(hào)調(diào)制的高頻載波,頻道內(nèi)功率比較集中分布在“圖像載波”和“伴音載波”附近,有明顯的峰值,測(cè)量時(shí),用峰值處的平均電平表示,所以盡管數(shù)字頻道與模擬頻道傳輸時(shí)功率大致相同,但在測(cè)試上數(shù)字頻道電平要比模擬頻道電平低10dB左右。二者差值太小數(shù)字頻道容易進(jìn)入非線性狀態(tài),除自身信號(hào)劣化外,還會(huì)干擾網(wǎng)絡(luò)內(nèi)模擬頻道；二者差值太大,數(shù)字頻道電平低,載噪比損失大,數(shù)字信號(hào)也會(huì)劣化?；蛘吣M頻道電平的峰值超過(guò)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的最大失真范圍,信號(hào)變劣,還會(huì)產(chǎn)生副產(chǎn)物,干擾數(shù)字頻道。2)每個(gè)環(huán)節(jié)電平控制。網(wǎng)絡(luò)中傳輸電平是由光電收發(fā)設(shè)備、放大器、機(jī)頂盒等有源設(shè)備,器件的性能,網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、布置,傳輸節(jié)目套數(shù),用戶數(shù)量等共同決定的,在設(shè)計(jì)時(shí)作了詳盡充分的考慮,并在系統(tǒng)圖中標(biāo)定了各關(guān)鍵點(diǎn)的傳輸電平。所以,按照設(shè)計(jì)要求,隨時(shí)控制各關(guān)鍵點(diǎn)的傳輸電平是網(wǎng)絡(luò)安全運(yùn)行的關(guān)鍵,只有如此,才能穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行。在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行維護(hù)中,控制各個(gè)環(huán)節(jié)電平,以下幾個(gè)原則問(wèn)題應(yīng)做到:①數(shù)字頻道與模擬頻道的電平是由前端決定的,特別是二者的差值是由前端保證的,所以前端調(diào)制器輸出電平要嚴(yán)格控制好,隨時(shí)檢測(cè),發(fā)現(xiàn)電平差異,立即糾正。②前端輸入到光發(fā)射機(jī)的高頻信號(hào)電平要認(rèn)真按設(shè)計(jì)要求控制,不要因?yàn)橥S電纜分配網(wǎng)的某些變化隨意提高或降低,同軸電纜分配網(wǎng)的電平調(diào)整服從光傳輸電平。③所有光接收機(jī)的輸出電平也要按照設(shè)計(jì)調(diào)整,并留有電纜放大器自動(dòng)控制的余量,用于溫度變化補(bǔ)償,機(jī)內(nèi)各部位的衰減器也要按設(shè)計(jì)標(biāo)定的數(shù)值安裝,因?yàn)椴煌h(huán)節(jié)的衰減器分別影響非線性失真和載噪比。④原有的模擬同軸電纜分配網(wǎng)不需做大的變動(dòng),電平大體可維持正常。偏差太大的,就必須按設(shè)計(jì)要求重新配置干線放大器,調(diào)整電平也要象處理光接收機(jī)一樣,按要求配置各環(huán)節(jié)衰減器。光接收機(jī)實(shí)質(zhì)上是一臺(tái)加了光接收模塊的干線放大器。用戶放大器以下的電纜分配網(wǎng)絡(luò)調(diào)整時(shí)以用戶獲得足夠電平、用戶之間點(diǎn)評(píng)均衡為原則?？傊?模擬數(shù)字混合傳輸網(wǎng)各個(gè)環(huán)節(jié)的電平控制至關(guān)重要。對(duì)于模擬信號(hào),輸出信號(hào)太高,會(huì)造成非線性失真‘出現(xiàn)網(wǎng)紋、交調(diào)等；輸出信號(hào)太低,造成載噪比低,出現(xiàn)雪花、噪點(diǎn)等。而對(duì)于數(shù)字信號(hào)，電平輸出過(guò)高或過(guò)低,都表現(xiàn)為停幀、馬賽克或黑屏等。因此,各個(gè)環(huán)節(jié)的電平要控制得當(dāng)。
2如何檢測(cè)和處理數(shù)字電視故障
(1)初次安裝時(shí)無(wú)法收到數(shù)字電視節(jié)目,一般由于兩個(gè)原因:一是有線電視線路故障,維修人員應(yīng)用數(shù)字場(chǎng)強(qiáng)儀測(cè)量數(shù)字信號(hào)電平是否在合理范圍內(nèi),或者檢查連接線接頭是否松動(dòng),應(yīng)使各種街頭連接牢固。二是因?yàn)橛脩魶](méi)有將視頻線連到機(jī)頂盒與電視上,或沒(méi)有把電視調(diào)到AV狀態(tài)下,這種現(xiàn)象占報(bào)修率60%以上。
(2)安裝后收臺(tái)不全,很多頻道顯示加密狀態(tài),多數(shù)情況是用戶沒(méi)有弄清數(shù)字電視收費(fèi)政策,只有已付費(fèi)的頻道才能收看,其他需要另外付費(fèi)的節(jié)目雖然可以看到臺(tái)標(biāo)但都會(huì)是加密狀態(tài)。
(3)收看時(shí)出現(xiàn)馬賽克或卡碟的聲音,基本是有線電視線路故障,多出在雨雪天或大風(fēng)天之后,對(duì)有線線路進(jìn)行維修后可以好轉(zhuǎn)。還可能是用戶室內(nèi)有線接頭接觸不良,現(xiàn)行的方法都是手工完成的,這就要求工作人員在各器件與電纜的連接中不能有絲毫大意,否則將產(chǎn)生電弧及打火現(xiàn)象。當(dāng)頻率較低時(shí)阻抗大、信號(hào)衰減大,載噪比在25dB以下時(shí),將出現(xiàn)個(gè)別頻點(diǎn)播出的電視節(jié)目出現(xiàn)馬賽克或卡碟的聲音。
(4)前端機(jī)房節(jié)目播出頻點(diǎn)改變后部分頻道無(wú)信號(hào),更改播出頻點(diǎn)這種問(wèn)題不會(huì)經(jīng)常發(fā)生,但是改動(dòng)后會(huì)給用戶收看節(jié)目造成不便,如果不重新搜索,部分頻道將顯示無(wú)信號(hào),這時(shí)應(yīng)盡量教會(huì)用戶如何重新設(shè)置新的頻點(diǎn)并搜索。也有的機(jī)頂盒需要進(jìn)行軟件升級(jí)。
(5)如果單個(gè)或幾個(gè)數(shù)字頻道電平過(guò)低,比鄰近數(shù)字頻道低5dB以上,會(huì)引起該頻道所有節(jié)目都無(wú)法觀看,這時(shí)要檢查該頻道電平比其他頻道信號(hào)過(guò)低的原因。其主要有以下幾種故障:同軸電纜屏蔽網(wǎng)接觸不良、折斷；電纜或插接頭的主芯生銹,接觸不良；光接點(diǎn)輸出故障；致使輸出單個(gè)或幾個(gè)數(shù)字頻道電平過(guò)低等。
(6)用戶家中線路故障造成有線數(shù)字信號(hào)線性失真、損耗或反射等,一般有以下幾種情況:①用戶家中末端幾個(gè)分頭直接擰在一起,而未用分支分配器鏈接或分支分配器分支口接反；②接頭抽芯、松動(dòng)或屏蔽網(wǎng)線未接,這時(shí)需要重新做接頭；③同軸電纜老化,芯線氧化腐蝕嚴(yán)重,需要更換同軸電纜線；④機(jī)頂盒輸入接口連接不良,致使數(shù)字信號(hào)缺臺(tái)或馬賽克。
數(shù)字信號(hào)是科技發(fā)展的產(chǎn)物，與傳統(tǒng)的模擬信號(hào)比較，其抗干擾能力較強(qiáng)。在傳統(tǒng)的模擬信號(hào)傳輸工程當(dāng)中，噪聲的因素對(duì)其影響尤為致命，在傳輸過(guò)程當(dāng)中，噪聲的產(chǎn)生極易影響通信質(zhì)量。反而觀察數(shù)字信號(hào)在傳輸過(guò)程當(dāng)中的反應(yīng)，其在接收未超過(guò)本身信號(hào)頻率所能控制的限值時(shí)，對(duì)于信號(hào)的傳輸輕易不會(huì)產(chǎn)生影響，在信號(hào)的接收上能夠更加具有可靠性。再而，數(shù)字信號(hào)本身所具有的傳送特性，致使其在遠(yuǎn)距離傳輸信號(hào)時(shí)能夠完好的保持信號(hào)質(zhì)量，保證通訊質(zhì)量不受距離的影響，高質(zhì)量的完成遠(yuǎn)程信號(hào)的傳輸工作。以上兩種情況均表明了數(shù)字電視信號(hào)更加適合于當(dāng)今的社會(huì)生活需求。
2數(shù)字電視信號(hào)質(zhì)量監(jiān)測(cè)過(guò)程中會(huì)發(fā)生的問(wèn)題
2.1數(shù)字電視未能正常播放
在數(shù)字電視出現(xiàn)以來(lái)，我國(guó)的播放設(shè)施快速的進(jìn)行了更新?lián)Q代的工作。與原有的模擬信號(hào)相比較，在觀看電視時(shí)，屏幕出現(xiàn)雪花和不能同步的問(wèn)題得到了極大的改善。與傳統(tǒng)模擬信號(hào)比較，數(shù)字電視信號(hào)在一般情況下對(duì)于電平值的接受要求下降，該情況的發(fā)生致使數(shù)字電視的抗干擾能力更強(qiáng)，在正常接收信號(hào)后電視即可出現(xiàn)清晰畫(huà)面。但與此同時(shí)，數(shù)字信號(hào)的接收將會(huì)出現(xiàn)更多的信號(hào)信息，該過(guò)程中由于相關(guān)人員或者技術(shù)的不成熟，電視將無(wú)法正常播放。
2.2無(wú)法及時(shí)對(duì)數(shù)字電視信號(hào)進(jìn)行處理
數(shù)字信號(hào)的傳輸和正常工作對(duì)于設(shè)備的要求更高，在運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中，任何一個(gè)元部件或者是程序的錯(cuò)誤都將導(dǎo)致無(wú)法接收正確信號(hào)。在設(shè)備勞損度達(dá)到一定程度后，想要在眾多部件中找到損毀元件極為不易。該種情況導(dǎo)致工作人員和技術(shù)人員無(wú)法及時(shí)對(duì)數(shù)字電視信號(hào)進(jìn)行正規(guī)的處理，在經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)的時(shí)間后才能查出問(wèn)題的關(guān)鍵所在。數(shù)字化電視更加復(fù)雜和多樣化，在電視正常工作期間，數(shù)字信號(hào)會(huì)由遠(yuǎn)端接收器進(jìn)行傳送以及處理。該過(guò)程中，數(shù)字信號(hào)會(huì)經(jīng)歷更多的不確定因素，如果無(wú)法及時(shí)對(duì)該過(guò)程中的信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，可能導(dǎo)致信號(hào)傳輸無(wú)法預(yù)知的中斷甚至消失。
3數(shù)字電視信號(hào)監(jiān)測(cè)手段的建議
在監(jiān)測(cè)數(shù)字電視信號(hào)過(guò)程當(dāng)中，工作人員的管理應(yīng)按照有效益性、選擇性和相輔相成作為監(jiān)測(cè)原則。由于數(shù)字電視信號(hào)具有自身特有的性質(zhì)，在各種環(huán)境下的問(wèn)題不盡相同，因此，面對(duì)數(shù)字電視信號(hào)發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)該綜合多種因素，認(rèn)真對(duì)待每一種可能出現(xiàn)的情況。而對(duì)于數(shù)字電視信號(hào)的質(zhì)量監(jiān)測(cè)方式通?？蓜澐譃槿N形式：故障模式監(jiān)測(cè)、故障樹(shù)監(jiān)測(cè)和部件模型監(jiān)測(cè)。在三種方式運(yùn)用過(guò)程當(dāng)中，全方位的保持信號(hào)的穩(wěn)定性是所有因素的大前提。
3.1故障模式監(jiān)測(cè)
故障模式監(jiān)測(cè)技術(shù)是維護(hù)和監(jiān)測(cè)數(shù)字電視系統(tǒng)最為常見(jiàn)的一種方式，也被稱為FMEA方式，該種模式對(duì)于處理系統(tǒng)本身的復(fù)雜信號(hào)具有明顯效果。故障模式監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用在對(duì)數(shù)字電視信號(hào)監(jiān)測(cè)過(guò)程中需要將數(shù)字信號(hào)的邏輯性重新理順，將所有部件引起的信號(hào)失效狀況全部找出，加以分析其失效后會(huì)發(fā)生的狀況，進(jìn)行歸納和推理，得出任一部件失效后所會(huì)產(chǎn)生的故障結(jié)果，以此確定由于元部件導(dǎo)致的電視信號(hào)受損原因，確定失效部件。并且及時(shí)給出相應(yīng)的改善措施與修復(fù)手段。
3.2故障樹(shù)監(jiān)測(cè)
故障樹(shù)的監(jiān)測(cè)技術(shù)主要是針對(duì)于數(shù)字電視信號(hào)系統(tǒng)在發(fā)生錯(cuò)誤后，通過(guò)發(fā)生錯(cuò)誤的多種現(xiàn)象來(lái)對(duì)問(wèn)題進(jìn)行分析和總結(jié)，檢測(cè)出整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)作是否可靠。在數(shù)字電視系統(tǒng)進(jìn)行工作過(guò)程中，可以通過(guò)該種方法對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和檢查，用以協(xié)助更好的對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)。故障樹(shù)監(jiān)測(cè)技術(shù)需要利用圖形來(lái)進(jìn)行模擬工作，大體將數(shù)字電視信號(hào)的故障現(xiàn)象通過(guò)圖像來(lái)進(jìn)行直觀的顯示。通過(guò)找出信號(hào)故障時(shí)發(fā)生的種種現(xiàn)象，來(lái)對(duì)故障進(jìn)行分級(jí)。該種分級(jí)將數(shù)字信號(hào)系統(tǒng)設(shè)置為第一級(jí)，在以下將會(huì)如樹(shù)結(jié)構(gòu)般分支出多種問(wèn)題，直到問(wèn)題不能再次進(jìn)行分支為止。此時(shí)說(shuō)明問(wèn)題已經(jīng)找到，利用圖表方式來(lái)直觀找出問(wèn)題的根本原因。該類方式對(duì)于監(jiān)控工作有著協(xié)助作用，能夠完善工作內(nèi)容。
3.3模擬部件監(jiān)測(cè)
在數(shù)字電視工作出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，由于其多變、復(fù)雜的特性很難從直觀上發(fā)現(xiàn)其問(wèn)題所在，且其元件數(shù)量極多，期間某個(gè)部件發(fā)生故障時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致所有流程都失效。但是經(jīng)過(guò)對(duì)這些組成元件的可靠性的邏輯關(guān)系分析，采用部件模擬的監(jiān)測(cè)方式能夠看出不同組成部件之間的模型處于何種關(guān)系。利用模型與其工作效果對(duì)比，快速找出問(wèn)題所在，該類型為部件模型監(jiān)測(cè)技術(shù)。
4結(jié)語(yǔ)
關(guān)鍵詞：數(shù)字信號(hào)處理；教學(xué)改革；實(shí)踐教學(xué)
作者簡(jiǎn)介：藍(lán)會(huì)立（1975-），男，壯族，廣西馬山人，廣西工學(xué)院電子信息與控制工程系，講師；廖鳳依（1977-），女，廣西融水人，廣西工學(xué)院電子信息與控制工程系，講師。（廣西 柳州 545006）
中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2012）01-0050-02
“數(shù)字信號(hào)處理”課程是電氣信息類專業(yè)本科生的一門(mén)重要專業(yè)基礎(chǔ)課，它以信號(hào)與系統(tǒng)課程的理論為基礎(chǔ)，直接面向?qū)嶋H應(yīng)用，注重算法的研究，是繼續(xù)學(xué)習(xí)其它信號(hào)處理課程、通信與電子系統(tǒng)課程的必不可少的基礎(chǔ)。該課程的特點(diǎn)是使用數(shù)學(xué)語(yǔ)言對(duì)工程實(shí)踐中的數(shù)據(jù)采集、分析與處理問(wèn)題進(jìn)行描述，內(nèi)容比較抽象，理論性強(qiáng)，包含大量公式的推導(dǎo)和證明，課程闡述的理論與現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展前沿和應(yīng)用密切相關(guān)。因此，有效提高該課程教學(xué)質(zhì)量，對(duì)提高學(xué)生專業(yè)素質(zhì)和綜合分析解決問(wèn)題的能力有著重要的意義。在廣西工學(xué)院（以下簡(jiǎn)稱“我?！保?，“數(shù)字信號(hào)處理”作為電子信息、自動(dòng)化和測(cè)控專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課，在初期教學(xué)采用傳統(tǒng)教學(xué)方式，重視研究教師教法和理論教學(xué)，而忽視了實(shí)踐教學(xué)及對(duì)學(xué)生潛力的挖掘和應(yīng)用基本理論解決實(shí)際問(wèn)題能力的培養(yǎng)，教學(xué)效果不明顯。近幾年來(lái)，課程組對(duì)課程教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行重新定位，在積極探索課程課堂教學(xué)模式，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，改進(jìn)教學(xué)方法和手段，完善課程考核方式等方面進(jìn)行了全面地改革和實(shí)踐，取得了較好的成果。
一、調(diào)整優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容
“數(shù)字信號(hào)處理”和“信號(hào)與系統(tǒng)”構(gòu)成了我校電氣類學(xué)科的信號(hào)處理基礎(chǔ)理論平臺(tái)，課程內(nèi)容既具有明確的分工又緊密關(guān)聯(lián)。“信號(hào)與系統(tǒng)”涉及信號(hào)分析與系統(tǒng)分析，信號(hào)分析是基礎(chǔ)，突出信號(hào)與系統(tǒng)的時(shí)域分析和變換域分析的物理概念和工程概念，而三大變換只是實(shí)現(xiàn)時(shí)域分析到變換域分析的數(shù)學(xué)工具。“數(shù)字信號(hào)處理”課程涉及數(shù)字信號(hào)分析和數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)。離散傅里葉變換DFT是實(shí)現(xiàn)信號(hào)數(shù)字化分析的核心技術(shù)，F(xiàn)FT是提高DFT運(yùn)算效率的重要算法。信號(hào)分析是信號(hào)處理的基礎(chǔ)，而數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)則是信號(hào)處理的具體實(shí)現(xiàn)。其中離散信號(hào)與系統(tǒng)分析是信號(hào)分析和系統(tǒng)設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)，也是“信號(hào)與系統(tǒng)”和“數(shù)字信號(hào)處理”課程承上啟下的內(nèi)容，在兩門(mén)課中都占有比較多的學(xué)時(shí)，造成教學(xué)重復(fù)和學(xué)生的厭學(xué)情緒，同時(shí)本門(mén)課程的重點(diǎn)內(nèi)容因?qū)W時(shí)少而縮減。傳統(tǒng)教學(xué)計(jì)劃都強(qiáng)調(diào)每門(mén)課程內(nèi)容的系統(tǒng)性和完整性，造成內(nèi)容多學(xué)時(shí)少的矛盾，單門(mén)課程的教學(xué)改革很難收到理想效果，如何優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，避免重復(fù)教學(xué)是“數(shù)字信號(hào)處理”課程教學(xué)改革的一個(gè)核心。因此，建立了信號(hào)處理課程群，即將內(nèi)在聯(lián)系較為緊密的“數(shù)字信號(hào)處理”和“信號(hào)與系統(tǒng)”等課程組合起來(lái)構(gòu)成一個(gè)課群，作為信號(hào)處理基礎(chǔ)系列課程，其課程體系和教學(xué)內(nèi)容被作為一個(gè)整體進(jìn)行優(yōu)化整合。課程群建設(shè)實(shí)行二級(jí)負(fù)責(zé)制，課程群組長(zhǎng)負(fù)責(zé)各門(mén)課程之間的協(xié)調(diào)，課程負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)本課程內(nèi)部的調(diào)整，以便能適應(yīng)當(dāng)前教學(xué)的改革與發(fā)展。根據(jù)“數(shù)字信號(hào)處理”課程在課程群中的任務(wù)和地位，以及學(xué)生就業(yè)應(yīng)具備的能力，重新規(guī)劃制定課程教學(xué)計(jì)劃，通過(guò)對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行分解、整合，編寫(xiě)適應(yīng)應(yīng)用型人才培養(yǎng)和教學(xué)的教學(xué)大綱，在強(qiáng)調(diào)基本概念和原理的基礎(chǔ)上，以突出應(yīng)用性、實(shí)踐性為原則，側(cè)重于學(xué)生綜合分析解決問(wèn)題和動(dòng)手實(shí)踐能力的培養(yǎng)，做好“數(shù)字信號(hào)處理”課程與其他課程部分重復(fù)內(nèi)容的銜接，避免造成課時(shí)浪費(fèi)，使學(xué)生掌握課程的精髓部分，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。
其次，針對(duì)課程理論教學(xué)大多只討論算法的理論及其推導(dǎo)，較少涉及實(shí)現(xiàn)方法及相關(guān)的軟硬件技術(shù)，我們對(duì)實(shí)踐性教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行改革，開(kāi)設(shè)了少學(xué)時(shí)的MATLAB信號(hào)處理課程和DSP硬件技術(shù)應(yīng)用課程。通過(guò)課堂演示、基于MATLAB的算法仿真實(shí)驗(yàn)及分析、基于DSP的硬件算法綜合實(shí)驗(yàn)等三個(gè)層次的實(shí)踐活動(dòng)，強(qiáng)化工程素質(zhì)和實(shí)踐能力的綜合訓(xùn)練，幫助學(xué)生進(jìn)一步領(lǐng)會(huì)和深化課堂上學(xué)到的有關(guān)數(shù)字信號(hào)處理的基本概念、基本原理以及基本的信號(hào)處理操作及濾波器設(shè)計(jì)方法。使學(xué)生逐步克服了對(duì)DSP的陌生和恐懼心理，激發(fā)了同學(xué)們強(qiáng)烈的好奇心和求知欲，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，分析解決問(wèn)題的能力和創(chuàng)新精神。
二、教學(xué)方法改革
“數(shù)字信號(hào)處理”課程的特點(diǎn)是理論性、概念性比較強(qiáng)，涉及到大量的數(shù)學(xué)公式和理論推導(dǎo)，學(xué)生普遍感覺(jué)吃力，不易理解，缺乏興趣。要提高教學(xué)效果，必須改進(jìn)滿堂灌的傳統(tǒng)教學(xué)方法，采用多種教學(xué)方法相結(jié)合來(lái)豐富課程的教學(xué)過(guò)程。在教學(xué)過(guò)程中，結(jié)合學(xué)習(xí)的規(guī)律性，針對(duì)不同階段、不同知識(shí)點(diǎn)靈活運(yùn)用不同的教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生的興趣，調(diào)動(dòng)學(xué)生參與教學(xué)的主動(dòng)性。
在教學(xué)過(guò)程的初期主要采用引導(dǎo)式教學(xué)法，即通過(guò)形象化的成果引導(dǎo)學(xué)生去了解理論知識(shí)在實(shí)踐中的應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。例如，通過(guò)課堂講授與課外專題講座形式介紹學(xué)科發(fā)展前沿，開(kāi)拓學(xué)生視野，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣；或者在開(kāi)始講授新的內(nèi)容體系之前，通過(guò)多媒體等形式有針對(duì)性地介紹相應(yīng)技術(shù)在數(shù)字信號(hào)處理領(lǐng)域的工程應(yīng)用，以調(diào)動(dòng)他們學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，以致提高教學(xué)效果。
在教學(xué)的中間過(guò)程主要采用啟發(fā)式、討論式教學(xué)方法。這是一種以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)的課堂討論式教學(xué)方法，鼓勵(lì)學(xué)生積極投入到課堂教學(xué)的過(guò)程中，由被動(dòng)接受知識(shí)向主動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變，改變單向灌輸?shù)慕虒W(xué)模式。在課堂上，重視討論和交流，教師根據(jù)授課內(nèi)容設(shè)計(jì)一些思考題，在課堂上以設(shè)問(wèn)的方式，引導(dǎo)學(xué)生積極思考和討論，積極引導(dǎo)學(xué)生參與到教學(xué)過(guò)程中來(lái)，教師根據(jù)學(xué)生的分析思路和結(jié)果進(jìn)行點(diǎn)評(píng)、糾正和總結(jié)，積極鼓勵(lì)學(xué)生形成問(wèn)題意識(shí)、進(jìn)行批判思維。這種方法可以活躍課堂氣氛，重點(diǎn)突出，學(xué)生比較容易把握教學(xué)重點(diǎn)。
在教學(xué)的后期主要采用研究式教學(xué)方法。研究式教學(xué)就是將科學(xué)領(lǐng)域的研究方法引入課堂，通過(guò)教師的激勵(lì)、引導(dǎo)和幫助使學(xué)生去主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題，并在探究過(guò)程中獲取知識(shí)、訓(xùn)練技能、培養(yǎng)創(chuàng)新能力。在教學(xué)過(guò)程中，組織多名學(xué)生為一組，圍繞課程中一些主題，獨(dú)立搜集研究方向，在課外依循一定的步驟開(kāi)展研究性學(xué)習(xí)，最終提供一份包含有課題題目、問(wèn)題提出、程序、調(diào)試波形和結(jié)果說(shuō)明的完整研究報(bào)告，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用數(shù)字信號(hào)處理的知識(shí)分析、解決問(wèn)題，注重學(xué)生思維及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，在研究中加深對(duì)數(shù)字信號(hào)處理基礎(chǔ)知識(shí)的理解，提高利用理論知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。
三、教學(xué)手段改革
本課程的特點(diǎn)是大量使用了數(shù)學(xué)的方法來(lái)表示物理的過(guò)程，公式較多，計(jì)算繁復(fù)，學(xué)生不容易掌握，因此采用單一的教學(xué)手段很難提高教學(xué)效果，必須針對(duì)授課內(nèi)容采用多種教學(xué)手段相結(jié)合的授課方式。其一，采用多媒體課件教學(xué)手段，使教案多媒體化、教學(xué)過(guò)程互動(dòng)化。多媒體教學(xué)信息量大，可以拓展學(xué)生的知識(shí)面，精簡(jiǎn)課堂授課學(xué)時(shí)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)效果。例如，在對(duì)概念、公式和定理的物理含義闡述和定性分析中，利用聲音、圖像、視頻、動(dòng)畫(huà)等多媒體教學(xué)手段，使抽象的內(nèi)容形象化和可視化，令學(xué)生理解其物理含義或包含的思想。但是多媒體教學(xué)存在不足是授課速度比較快，因此對(duì)于基本原理和基本方法的推導(dǎo)和證明，宜配合板書(shū)的授課方式，放慢講課速度，讓學(xué)生跟上教師的思路和有足夠時(shí)間領(lǐng)會(huì)。其二，通過(guò)建設(shè)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源，使教學(xué)資源共享化、教學(xué)方式多樣化和教師答疑實(shí)時(shí)化。針對(duì)課后的復(fù)習(xí)、相關(guān)背景知識(shí)的學(xué)習(xí)以及課堂內(nèi)容的擴(kuò)展部分，充分利用網(wǎng)絡(luò)，建立課程主頁(yè)，提供相關(guān)資源和討論空間，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)輔導(dǎo)、網(wǎng)上課程研討、網(wǎng)上交付作業(yè)與實(shí)驗(yàn)報(bào)告和優(yōu)秀作業(yè)展示等。
四、完善課程考核方式
成績(jī)?cè)u(píng)定既是一個(gè)重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，也是檢驗(yàn)教學(xué)效果的重要手段，教學(xué)模式的改革要求課程考核方式應(yīng)靈活多樣，評(píng)價(jià)方法由“一考定全局”的傳統(tǒng)終結(jié)性評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)向形成性評(píng)價(jià)與終結(jié)性評(píng)價(jià)相結(jié)合、課內(nèi)教學(xué)與課外自主學(xué)習(xí)相結(jié)合的全程評(píng)價(jià)，從而體現(xiàn)教學(xué)評(píng)價(jià)的全面性、導(dǎo)向性、實(shí)效性、過(guò)程性和發(fā)展性特點(diǎn)。完善課程考核方式，對(duì)素質(zhì)教育的實(shí)施和學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)非常有利，使學(xué)生考試成績(jī)更加具有層次性，更加體現(xiàn)學(xué)生的綜合素質(zhì)。教師要加強(qiáng)學(xué)生平時(shí)學(xué)習(xí)情況考查，采用筆試、口試和論文答辯等多樣化的考核方式，多方面地測(cè)量學(xué)生的綜合素質(zhì)和能力。課程綜合評(píng)定成績(jī)主要包括期末考試成績(jī)（50％）、課程論文（20％）、實(shí)驗(yàn)（15％）和平時(shí)成績(jī)（15％）。期末考試主要考查學(xué)生對(duì)基本概念的掌握和知識(shí)的靈活運(yùn)用能力，避免過(guò)多公式推導(dǎo)與演算。課程論文主要考查評(píng)估學(xué)生知識(shí)掌握程度、文獻(xiàn)查閱調(diào)研能力、動(dòng)手實(shí)踐能力、論文撰寫(xiě)和表達(dá)能力。實(shí)踐表明，這種多模式相結(jié)合的考試方式更能檢查學(xué)生的真實(shí)能力，避免了對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)一刀切，有利于學(xué)生對(duì)考核的認(rèn)同和接受，促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和自覺(jué)性，激發(fā)學(xué)生的潛能和個(gè)性的發(fā)展。
五、結(jié)束語(yǔ)
針對(duì)“數(shù)字信號(hào)處理”課程的特點(diǎn)，結(jié)合我校的人才培養(yǎng)目標(biāo)和學(xué)生的總體水平層次，對(duì)課程的教學(xué)內(nèi)容體系、教學(xué)方法和手段、教學(xué)評(píng)價(jià)方式進(jìn)行了改革，以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生的潛能和個(gè)性發(fā)展，注重學(xué)生思維及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。通過(guò)學(xué)生的評(píng)教及后續(xù)課程的評(píng)價(jià)表明課程的教學(xué)改革取得了很好的教學(xué)效果，調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力和綜合素質(zhì)明顯提高。
參考文獻(xiàn)：
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【關(guān)鍵詞】2PSK;MATALB;仿真
1.引言
數(shù)字調(diào)制解調(diào)技術(shù)的發(fā)展不斷更新，如今在現(xiàn)實(shí)中應(yīng)用的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)大部分都是經(jīng)過(guò)改進(jìn)的，性能較好的系統(tǒng)，但是，作為理論發(fā)展最成熟的調(diào)制解調(diào)方式，對(duì)ASK，F(xiàn)SK，PSK的研究仍然具有非常大的意義，而且這樣可以更容易將其仿真結(jié)果與成熟的理論進(jìn)行比較，從而驗(yàn)證仿真的合理性。PSK系統(tǒng)干擾性能優(yōu)于ASK和FSK，而且頻帶利用率較高，故在中、高帶數(shù)字通信中應(yīng)用廣泛。
因此，本論文主要研究二進(jìn)制相移鍵控（2PSK）調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，仿真完成對(duì)數(shù)字信號(hào)的調(diào)制及解調(diào)。
2.二進(jìn)制相移鍵控（2PSK）原理
相移鍵控是利用載波的相位變化來(lái)傳遞數(shù)字信息。在2PSK中通常用初始相位0和π分別表示二進(jìn)制“0”和“1”。這種以載波的不同相位直接去表示相應(yīng)二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)的調(diào)制方式，稱為二進(jìn)制絕對(duì)相移方式。
因此，2PSK信號(hào)的時(shí)域表達(dá)式為：
（1）
是表示第n個(gè)符號(hào)的絕對(duì)相位。因此，式子（1）可以改寫(xiě)為：
（2）
2PSK信號(hào)的調(diào)制原理框圖如圖1所示。在2ASK中f（t）是單極性的，而在2PSK中f（t）是雙極性的基帶信號(hào)。2PSK信號(hào)的解調(diào)通常采用相干解調(diào)法。
圖1 2PSK信號(hào)的調(diào)制原理圖
3.2PSK調(diào)制解調(diào)的仿真分析
（1）2PSK信號(hào)的調(diào)制解調(diào)仿真
產(chǎn)生十個(gè)隨機(jī)數(shù)作為信號(hào)源，如圖2所示;將信號(hào)源與載波相乘，實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)源的2PSK調(diào)制;模擬加入一個(gè)高斯白噪聲，得到通過(guò)高斯白噪聲信道后的調(diào)制信號(hào);然后對(duì)調(diào)制信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，經(jīng)過(guò)相乘器、低通濾波器、抽樣判決器，得到接收信號(hào)。
圖2 二進(jìn)制序列
圖3 2PSK的解調(diào)過(guò)程
圖4 誤碼率曲線
2PSK的解調(diào)過(guò)程如圖3所示。
分析：通過(guò)調(diào)制信號(hào)的時(shí)域波形圖，可知原信號(hào)經(jīng)過(guò)2PSK調(diào)制，再經(jīng)過(guò)解調(diào)后的信號(hào)與原信號(hào)大體一致，這與理論相符合。
（2）誤碼率仿真分析
我們假設(shè)同一幅度的信號(hào)，分別經(jīng)過(guò)2ASK相干解調(diào)、2ASK非相干解調(diào)、2FSK相干解調(diào)、2FSK非相干解調(diào)、2PSK解調(diào)后，比較信噪比和誤碼率的關(guān)系，如圖4所示。
分析：隨著信噪比的增大，各種方式的誤碼率都會(huì)減少。在誤碼率相同的情況下，所需要的信噪比2ASK最高，2FSK其次，2PSK最小;反過(guò)來(lái)，若信噪比一定時(shí)，2PSK系統(tǒng)的誤碼率比2FSK的小，2FSK系統(tǒng)誤碼率比2PSK的小。
4.結(jié)束語(yǔ)
信號(hào)調(diào)制解調(diào)的仿真可以實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)實(shí)中信號(hào)進(jìn)行調(diào)制解調(diào)，本論文設(shè)計(jì)運(yùn)用了MATLAB實(shí)現(xiàn)了2PSK調(diào)制解調(diào)過(guò)程的仿真，在調(diào)制解調(diào)過(guò)程中觀察了各個(gè)環(huán)節(jié)時(shí)域和頻域的波形，并對(duì)比了2ASK、2FSK、2PSK三種誤碼率情況。由于誤碼率與信道信噪比之間的關(guān)系可以反映出調(diào)制系統(tǒng)的調(diào)制性能，根據(jù)誤碼率的分析，可以很好的反映出調(diào)制系統(tǒng)的調(diào)制性能。仿真結(jié)果的分析說(shuō)明該2PSK仿真模型是成功的、符合理論的。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞：《數(shù)字信號(hào)處理》；教學(xué)方法；Matlab；多媒體教學(xué)
中圖分類號(hào)：G642.41 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2013）37-0057-03
《數(shù)字信號(hào)處理》是電子信息類專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，它是將信號(hào)以數(shù)字方式表示并處理的理論和技術(shù)。它的任務(wù)是使學(xué)生獲得數(shù)字信號(hào)處理方面的基礎(chǔ)理論、基本算法和DSP軟硬件開(kāi)發(fā)的基本技能，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。
《數(shù)字信號(hào)處理》一般是在大三的第一個(gè)學(xué)期或第二學(xué)期開(kāi)課，它的先修課程是信號(hào)與系統(tǒng)，學(xué)生掌握了連續(xù)信號(hào)與系統(tǒng)的時(shí)域、頻域及復(fù)頻域分析方法，進(jìn)一步掌握和了解數(shù)字信號(hào)與系統(tǒng)的分析方法，特別是數(shù)字濾波的設(shè)計(jì)以及在MATLAB中的實(shí)現(xiàn)。教師在教學(xué)過(guò)程中，需要把凝聚在課本上的知識(shí)、方法、技能深入淺出地傳授給學(xué)生。同時(shí)，為了提高教學(xué)效果，教師需要善于抓重點(diǎn)，知識(shí)結(jié)構(gòu)層次要分明，對(duì)不同的學(xué)生，要因材施教。針對(duì)這門(mén)課程的應(yīng)用性、創(chuàng)新性、實(shí)踐性等特點(diǎn)，以及數(shù)字信號(hào)處理本身的飛速發(fā)展，需要對(duì)教學(xué)大綱的內(nèi)容進(jìn)行修改和完善，在不動(dòng)搖基本理論、基本概念、以及基本分析和設(shè)計(jì)方法的前提下，優(yōu)化理論知識(shí)結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)操作技能訓(xùn)練，特別是諸如數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)等綜合能力的訓(xùn)練。
另外，利用多媒體教學(xué)手段和校園網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化平臺(tái)的建設(shè)為教學(xué)提供新的活力，從而使課堂教學(xué)內(nèi)容更加豐富，增加上課信息量的傳遞。在課時(shí)不斷壓縮的情況下，提高學(xué)生的主觀積極性，從而使教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效率得以提高。具體可從以下幾個(gè)方面進(jìn)行改進(jìn)。
一、多種教學(xué)手段結(jié)合使用
1.《數(shù)字信號(hào)處理》是一門(mén)實(shí)踐性和理論性都很強(qiáng)的專業(yè)課，在教學(xué)過(guò)程中，為提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，采取理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)方法，使學(xué)生真正做到學(xué)以致用。傳統(tǒng)的理論教學(xué)，是以灌輸式方法為主要方式進(jìn)行教學(xué)的，為了趕學(xué)習(xí)進(jìn)度，老師整堂課都是不斷地講解，這樣使學(xué)生的積極性得不到充分發(fā)揮。為充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，應(yīng)采用啟發(fā)式教學(xué)方式，即老師講解只占課堂時(shí)間的40%，學(xué)生和老師的互動(dòng)（如例題與習(xí)題的解答）占30%，課堂上現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)操作與仿真占30%。通過(guò)對(duì)基本原理知識(shí)的講解、習(xí)題的解答、以及實(shí)物仿真操作訓(xùn)練，使學(xué)生在掌握基本理論知識(shí)的基礎(chǔ)上，學(xué)會(huì)分析和解決問(wèn)題的方法、能力，同時(shí)也調(diào)動(dòng)同學(xué)的主動(dòng)參與意識(shí)，讓學(xué)生親自享受到自己的學(xué)習(xí)成果，真正發(fā)揮教學(xué)相長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)。
2.開(kāi)展黑板板書(shū)、網(wǎng)絡(luò)資源共享和多媒體課件教學(xué)相結(jié)合的多形式授課方式。對(duì)《數(shù)字信號(hào)處理》中一些基本定理和基本結(jié)論，如DFT的性質(zhì)，F(xiàn)FT算法原理等，需要利用黑板板書(shū)進(jìn)行推導(dǎo)和證明，讓學(xué)生一步步沿著老師的思路得以理解和說(shuō)明；而對(duì)于一些需要圖示舉例、演示、以及形象理解的知識(shí)點(diǎn)，如循環(huán)移位、循環(huán)卷積等，可通過(guò)多媒體（聲音、圖像、視頻、動(dòng)畫(huà)等多種形式）形象生動(dòng)的教學(xué)方式進(jìn)行互動(dòng)教學(xué)；而對(duì)于課后的習(xí)題、相關(guān)背景知識(shí)的介紹以及課堂內(nèi)容的擴(kuò)展部分，則充分利用校園網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，建立《數(shù)字信號(hào)處理》課程的主頁(yè)，上傳相關(guān)課程資源，建立答疑和討論空間。
3.將數(shù)字信號(hào)處理、Matlab語(yǔ)言以及DSP技術(shù)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，使同學(xué)們?cè)趯W(xué)習(xí)了有關(guān)信號(hào)處理的理論知識(shí)后，通過(guò)算法語(yǔ)言進(jìn)行軟件仿真，并在DSP硬件平臺(tái)上得以實(shí)現(xiàn)。這樣，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中能將所學(xué)的知識(shí)融會(huì)貫通，并將基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課有機(jī)地關(guān)聯(lián)起來(lái)，使學(xué)生擺脫大學(xué)各課程獨(dú)立性的錯(cuò)誤觀念，從而提高教學(xué)質(zhì)量。
二、理論算法與工程實(shí)踐緊密結(jié)合
1.實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際，提高自身基本操作技能的重要手段，是培養(yǎng)與就業(yè)結(jié)合的適用型人才不可缺少的重要部分。在完成了課堂的理論教學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí)后，要想真正做到學(xué)以致用，學(xué)生就必須進(jìn)行實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，把課本中學(xué)到的知識(shí)用到實(shí)際的設(shè)計(jì)和工程中。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目是以工程案例為背景，如：用FFT對(duì)信號(hào)作頻譜分析、人體心電圖信號(hào)的噪聲處理、數(shù)字信號(hào)處理在雙音多頻撥號(hào)系統(tǒng)中的應(yīng)用等，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性。實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練可加深學(xué)生對(duì)所學(xué)課本知識(shí)及原理的理解，同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生獨(dú)立分析問(wèn)題能力，提高編程設(shè)計(jì)和調(diào)試的基本技能，增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力。
2.加強(qiáng)課程設(shè)計(jì)中數(shù)字信號(hào)處理與DSP技術(shù)的緊密結(jié)合。學(xué)生靈活運(yùn)用所學(xué)的數(shù)字信號(hào)課程知識(shí)，通過(guò)對(duì)一個(gè)較小的數(shù)字信號(hào)處理去應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)，如語(yǔ)音信號(hào)的濾波、語(yǔ)音信號(hào)頻譜分析、電力系統(tǒng)的諧波分析等。在課程設(shè)計(jì)尾聲階段，教師現(xiàn)場(chǎng)檢查學(xué)生設(shè)計(jì)的硬件和軟件調(diào)試結(jié)果，根據(jù)學(xué)生完成課程設(shè)計(jì)任務(wù)的情況，以評(píng)分細(xì)則依據(jù)公平、客觀地評(píng)價(jià)學(xué)生成績(jī)。學(xué)生通過(guò)某個(gè)工程案例的設(shè)計(jì)、調(diào)試和撰寫(xiě)設(shè)計(jì)報(bào)告，掌握信號(hào)處理算法設(shè)計(jì)和DSP軟硬件設(shè)計(jì)的完整過(guò)程，學(xué)會(huì)Matlab和DSP開(kāi)發(fā)壞境的操作、程序編寫(xiě)與調(diào)試。對(duì)學(xué)生進(jìn)行信號(hào)處理方面的工程綜合訓(xùn)練，訓(xùn)練學(xué)生的綜合設(shè)計(jì)能力、程序設(shè)計(jì)及調(diào)試能力和產(chǎn)品設(shè)計(jì)的創(chuàng)新能力，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的理論知識(shí)獨(dú)立地解決實(shí)際問(wèn)題的能力。為學(xué)生發(fā)揮創(chuàng)造思維能力、解決實(shí)際問(wèn)題提供了廣闊的設(shè)計(jì)舞臺(tái)。
3.著力培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力。進(jìn)行基于DSP處理器的信號(hào)處理系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)培訓(xùn)，并與全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神及工程設(shè)計(jì)實(shí)踐能力。課程由教師講授、學(xué)生課外自學(xué)、競(jìng)賽實(shí)戰(zhàn)題目制作、論文寫(xiě)作、題目測(cè)試點(diǎn)評(píng)等環(huán)節(jié)組成。
三、現(xiàn)代教育技術(shù)的應(yīng)用
1.讓學(xué)生通過(guò)先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)學(xué)習(xí)國(guó)外著名大學(xué)的相關(guān)數(shù)字信號(hào)處理課程的一些相關(guān)知識(shí)，同時(shí)學(xué)習(xí)國(guó)外課程綜合大作業(yè)的考核方式，鼓勵(lì)同學(xué)利用業(yè)余時(shí)間選擇合適的課題，利用所學(xué)的知識(shí)提出問(wèn)題、分析問(wèn)題并解決問(wèn)題，最后寫(xiě)出綜合報(bào)告，真正做到學(xué)以致用。
2.設(shè)置不同理論層次和不同知識(shí)模塊的課程班。在基本要求不降低的條件下，把Matlab仿真語(yǔ)言引入課程中，使學(xué)生以一種生動(dòng)形象的方式練習(xí)學(xué)到的理論知識(shí)，深刻領(lǐng)會(huì)基本概念和基本原理。實(shí)踐課上，分別開(kāi)設(shè)了軟件實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目（以Matlab語(yǔ)言仿真為主的軟件實(shí)驗(yàn)）、硬件實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目（以DSP開(kāi)發(fā)為主的硬件實(shí)驗(yàn)）以及軟硬結(jié)合的綜合實(shí)驗(yàn)（Matlab語(yǔ)軟件仿真和DSP硬件開(kāi)發(fā)）等幾個(gè)層次，保證不同基礎(chǔ)的同學(xué)能有更好的選擇。
四、改革課程的考核方式
改革課程考核方式中的單一性以及先教授再考核的傳統(tǒng)方式，變筆試考核為理論考核和設(shè)計(jì)實(shí)踐考核的結(jié)合，采取邊教授邊考核的辦法。
《數(shù)字信號(hào)處理》課程教學(xué)內(nèi)容多、時(shí)間短，除離散信號(hào)與系統(tǒng)的時(shí)域、頻域、復(fù)頻域分析外，還重點(diǎn)闡述了數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)等綜合性知識(shí)，這些都需要學(xué)生了解、掌握并能利用MATLAB進(jìn)行仿真試驗(yàn)。要在課堂教學(xué)中完成教學(xué)大綱要求的基本知識(shí)點(diǎn)的訓(xùn)練和應(yīng)用有一定難度，教學(xué)任務(wù)很重。如何在有限的教學(xué)時(shí)間內(nèi)完成基本教學(xué)內(nèi)容，又兼顧該門(mén)課程的專業(yè)性、綜合性及工程實(shí)踐性，同時(shí)又能考核學(xué)生對(duì)專業(yè)難點(diǎn)、橫縱向知識(shí)點(diǎn)的邏輯掌握是核心關(guān)鍵的問(wèn)題。為解決課程教學(xué)中的矛盾，在課程考核中，帶領(lǐng)學(xué)生把部分課堂搬到具體的實(shí)際設(shè)計(jì)中，讓學(xué)生親歷課程中的理論內(nèi)容和實(shí)際的結(jié)合，由此輕松記憶教學(xué)中的難點(diǎn)和重點(diǎn)。再?gòu)膶W(xué)生“教”和“學(xué)”的過(guò)程中，解決教學(xué)中專業(yè)性、綜合性及實(shí)踐性的問(wèn)題，同時(shí)亦可解決時(shí)間短、教學(xué)內(nèi)容多的問(wèn)題?！稊?shù)字信號(hào)處理》是綜合性和理論知識(shí)特別是數(shù)學(xué)知識(shí)很強(qiáng)的課程，該課程前小半部分的內(nèi)容已在前修的《信號(hào)與系統(tǒng)》中涉及過(guò)。但《數(shù)字信號(hào)處理》是以時(shí)域離散信號(hào)為處理對(duì)象，與連續(xù)信號(hào)與系統(tǒng)中的計(jì)算方法大相徑庭。例如，《信號(hào)與系統(tǒng)》中大量用到了積分，而在數(shù)字信號(hào)處理中就是迭分（累加求和），信號(hào)與系統(tǒng)中的微分，在數(shù)字信號(hào)處理中就變?yōu)椴罘值?，很多學(xué)生很難一下子轉(zhuǎn)變觀念。此外，《數(shù)字信號(hào)處理》中的DFT、DTFT、FFT三者變換之間的聯(lián)系和區(qū)別更是難中之難。
該課程傳統(tǒng)的考核辦法常常是先講授所有的知識(shí)點(diǎn)再統(tǒng)一綜合考核——閉卷考試。這種方法雖能在最后的考試成績(jī)中反映學(xué)生對(duì)該課程某些難點(diǎn)和重點(diǎn)知識(shí)的掌握，卻忽略了《數(shù)字信號(hào)處理》知識(shí)多樣性的特點(diǎn)，特別是實(shí)際設(shè)計(jì)部分。因此，在考核時(shí)，只顧及所謂的“重點(diǎn)、難點(diǎn)”而舍棄“綜合性、多樣性”是不夠完善的。我們應(yīng)該每講解一個(gè)獨(dú)立知識(shí)點(diǎn)就進(jìn)行及時(shí)的考核檢驗(yàn)，這種邊講授邊考核的方式既能更好地檢驗(yàn)每位學(xué)生對(duì)小知識(shí)點(diǎn)掌握的深度，又不影響該知識(shí)點(diǎn)與整個(gè)課程的聯(lián)系。
參考文獻(xiàn)：
[1]張麗麗，賈亮.“數(shù)字信號(hào)處理”課程教學(xué)的改革與實(shí)踐[J].中國(guó)電力教育，2012，（34）：70-76.
[2]藍(lán)會(huì)立，廖鳳依，文家燕.“數(shù)字信號(hào)處理”課程教學(xué)改革與實(shí)踐[J].中國(guó)電力教育，2012，（3）：86-87.
關(guān)鍵詞：大班教學(xué)；形象化教學(xué)；學(xué)習(xí)共同體；數(shù)字信號(hào)處理
作者簡(jiǎn)介：盧迪（1971-），女，天津人，哈爾濱理工大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院，教授；蘭朝鳳（1981-），女，黑龍江哈爾濱人，哈爾濱理工大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院，講師。（黑龍江 哈爾濱 150080）
基金項(xiàng)目：本文系黑龍江省新世紀(jì)高等教育教學(xué)改革工程項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：66996）、哈爾濱理工大學(xué)教育教學(xué)研究項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：C201200011）的研究成果。
中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2013）16-0086-02
自大學(xué)擴(kuò)招以來(lái)，各高校普遍存在學(xué)生多教師少現(xiàn)象，因此本科生的公共課、專業(yè)課的講授常采用大班額配課制度，學(xué)生數(shù)在百名左右。大班教學(xué)帶來(lái)的問(wèn)題主要有兩個(gè)方面：一方面是大班教學(xué)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性的影響。在大班教學(xué)中，師生之間的交流較小班教學(xué)減少，學(xué)生的個(gè)性差異和獨(dú)特性被忽視，學(xué)生往往學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)較低、學(xué)習(xí)積極性較差、學(xué)習(xí)被動(dòng)、注意力不集中，師生之間和生生之間互不認(rèn)識(shí)、互動(dòng)很少。[1-3]另一方面，從教師的角度來(lái)說(shuō)，由于大班教學(xué)導(dǎo)致學(xué)生發(fā)言、表達(dá)自己的意見(jiàn)機(jī)會(huì)大大減少，課堂氣氛比較沉悶，教師往往采用“一言堂”的教授模式，教學(xué)方法單一，而且由于課堂教學(xué)時(shí)間有限、學(xué)生數(shù)多，教師很難從學(xué)生那里得到有效反饋，不能全面了解學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容的接受、理解程度。
針對(duì)這些問(wèn)題，越來(lái)越多的高校教師關(guān)注于大班教學(xué)方法的研究，從中國(guó)知網(wǎng)的統(tǒng)計(jì)來(lái)看，2010年發(fā)表的相關(guān)研究論文有123篇，2011年有203篇，2012年有155篇。這些論文中，80%左右的研究集中于大學(xué)英語(yǔ)等公共課程，而對(duì)專業(yè)課程的大班教學(xué)方法研究較少，因此本文針對(duì)“數(shù)字信號(hào)處理”這門(mén)專業(yè)課的大班教學(xué)方法進(jìn)行了一些探討?！皵?shù)字信號(hào)處理”課程是通信工程、電子信息工程、信息工程、自動(dòng)控制、測(cè)控儀器等專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課。該課程理論性強(qiáng)、數(shù)學(xué)知識(shí)應(yīng)用較多、物理意義不明顯，公式推導(dǎo)多，是學(xué)生普遍認(rèn)為較難學(xué)懂、理解的課程之一。本文針對(duì)大班教學(xué)環(huán)境特點(diǎn)，從激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性，構(gòu)建學(xué)習(xí)共同體方面出發(fā)，通過(guò)改善課堂效果，提高課堂上的學(xué)習(xí)效率，達(dá)到提升“數(shù)字信號(hào)處理”課程大班教學(xué)質(zhì)量的目的。
一、建立“學(xué)習(xí)共同體”教學(xué)模式
“學(xué)習(xí)共同體”是指由學(xué)習(xí)者及助學(xué)者（包括教師、專家、輔導(dǎo)員等）共同構(gòu)成的團(tuán)體。團(tuán)體成員在學(xué)習(xí)過(guò)程中經(jīng)常進(jìn)行溝通、交流，并分享各種學(xué)習(xí)資源，共同完成一定學(xué)習(xí)任務(wù)，形成相互影響、相互促進(jìn)的人際聯(lián)系。學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)者主動(dòng)構(gòu)建內(nèi)部心理表征的過(guò)程，學(xué)習(xí)過(guò)程需要與物和教材對(duì)話、與他人對(duì)話、與自己對(duì)話。為此，教師要在教學(xué)過(guò)程中給學(xué)生“自主學(xué)習(xí)的空間”，使學(xué)生針對(duì)任務(wù)或問(wèn)題去思考、分析、理解、探究，和學(xué)生構(gòu)建“學(xué)習(xí)共同體”，增進(jìn)師生之間、學(xué)生之間的協(xié)作和互動(dòng)，[4]將學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)歸還給學(xué)習(xí)者，激發(fā)學(xué)生內(nèi)在學(xué)習(xí)動(dòng)力，將傳統(tǒng)課堂教學(xué)活動(dòng)中教師負(fù)責(zé)“教”、學(xué)生負(fù)責(zé)“學(xué)”的單向活動(dòng)回歸到師生互教、互學(xué)的雙向活動(dòng)，師生關(guān)系不再是“管理者—被管理者”的關(guān)系，而是“民主平等”的關(guān)系。課堂上，教師不再是知識(shí)的主講者，而應(yīng)像主持人一樣，是知識(shí)的介紹者和串聯(lián)者，學(xué)生應(yīng)作為知識(shí)的“主講者”闡述其對(duì)知識(shí)的理解。只有理解“知識(shí)”，而不是死記硬背“知識(shí)”，才能應(yīng)用“知識(shí)”。譬如在講授傅里葉變換時(shí)，教師在課堂上可以先從周期信號(hào)的分解歷史開(kāi)始介紹，從18世紀(jì)Euler、Lagrange等科學(xué)家對(duì)弦振動(dòng)的分析（此內(nèi)容物理中有相應(yīng)實(shí)驗(yàn)），19世紀(jì)Fourier給出了周期信號(hào)級(jí)數(shù)的展開(kāi)和積分、Parseval關(guān)于時(shí)域和變域的能量守恒原理、Dirichlet給出的級(jí)數(shù)和積分條件、Gibbs闡述的吉布斯現(xiàn)象，到20世紀(jì)無(wú)線電的產(chǎn)生、Nyquist采樣定理、Wiener功率譜、Cooley&Tukey給出的FFT算法等。通過(guò)對(duì)傅里葉變換演變歷史的介紹，學(xué)生很容易接受將任意信號(hào)分解為三角函數(shù)或指數(shù)函數(shù)形式的必然性，進(jìn)而理解傅里葉變換的重要意義，掌握信號(hào)從時(shí)域到頻域的轉(zhuǎn)換過(guò)程。鼓勵(lì)學(xué)生利用強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)資源，對(duì)教師介紹的有關(guān)歷史進(jìn)行深一步的挖掘。在這個(gè)過(guò)程中，學(xué)生會(huì)對(duì)相關(guān)知識(shí)進(jìn)行初步學(xué)習(xí)，當(dāng)課堂上教師講解到相關(guān)知識(shí)點(diǎn)時(shí)，學(xué)生可以進(jìn)一步補(bǔ)充自己了解的內(nèi)容和對(duì)該知識(shí)點(diǎn)的理解。
大學(xué)工科專業(yè)課所講內(nèi)容本質(zhì)上是數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)等基礎(chǔ)知識(shí)在工程實(shí)踐中的應(yīng)用，如何將這些基礎(chǔ)知識(shí)與工程實(shí)踐相結(jié)合是工程類本科學(xué)生必須掌握的技能，而只有理解這些基礎(chǔ)知識(shí)才能很好地應(yīng)用它們。英國(guó)著名哲學(xué)家和物理學(xué)家波蘭尼將人類的知識(shí)分為顯性知識(shí)和默會(huì)知識(shí)，其中默會(huì)知識(shí)本質(zhì)就是理解力，是一種領(lǐng)會(huì)進(jìn)而把握經(jīng)驗(yàn)、重組經(jīng)驗(yàn)，從而達(dá)到對(duì)它的理解和控制能力。相同的教師給同一批學(xué)生授課，但是每個(gè)學(xué)生的理解程度不一樣，這就是默會(huì)知識(shí)掌握程度不同。默會(huì)知識(shí)的獲得是與特定的問(wèn)題或任務(wù)情景聯(lián)系在一起的，由于每個(gè)學(xué)生的理解方式都受其獨(dú)特的生活和文化環(huán)境影響，因此對(duì)相同問(wèn)題的理解也是不一樣的。掌握默會(huì)知識(shí)的最好方法就是讓學(xué)生置身于知識(shí)所在的日常實(shí)踐情景和科學(xué)實(shí)踐情景中，通過(guò)參與專家、同伴的思考和行動(dòng)過(guò)程而獲得那些不能明確表達(dá)的規(guī)范、準(zhǔn)則等。
為加強(qiáng)“數(shù)字信號(hào)處理”這門(mén)課的實(shí)踐性，嘗試將學(xué)生分為Flash課件制作組、MATLAB課件制作組，DSP程序編寫(xiě)組等，讓學(xué)生將比較抽象的數(shù)字信號(hào)理論知識(shí)用自己的方式形象化表達(dá)出來(lái)，以判斷其對(duì)默會(huì)知識(shí)的掌握。通過(guò)小組合作，學(xué)生可以充分闡述自己的學(xué)術(shù)觀點(diǎn)，在觀點(diǎn)的碰撞中，觸發(fā)靈感，加強(qiáng)批判性思維，提升對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解程度。
二、課堂效果的掌控
“學(xué)習(xí)共同體”的建立是要激發(fā)學(xué)生內(nèi)在的學(xué)習(xí)動(dòng)力，調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)主動(dòng)性，而課堂學(xué)習(xí)效率的提高可以達(dá)到事半功倍的效果。首先要建立統(tǒng)一、規(guī)范的課堂秩序，如上課不遲到、不早退，上課時(shí)不準(zhǔn)許使用手機(jī)、筆記本電腦等電子設(shè)備，不能無(wú)故大聲喧嘩，發(fā)言前要舉手示意教師等基本行為準(zhǔn)則。沒(méi)有規(guī)矩不成方圓，在確保課堂教學(xué)秩序的前提下，才能保證教學(xué)效果，要使學(xué)生清楚了解、理解這些行為規(guī)范，并自覺(jué)遵守執(zhí)行。其次，教師要利用語(yǔ)言表達(dá)能力和肢體語(yǔ)言吸引學(xué)生的注意力。教師的語(yǔ)言要簡(jiǎn)潔、準(zhǔn)確、生動(dòng)、富有邏輯性，可以通過(guò)聲調(diào)的變化強(qiáng)調(diào)所講知識(shí)點(diǎn)的重要性。由于采用多媒體教學(xué)，教師不用一直站在講臺(tái)上，可以到學(xué)生座位附近邊走邊講，這樣，不僅可以縮短師生之間的空間距離，還可以縮短師生之間的心理距離。當(dāng)教師走到學(xué)生身邊時(shí)，學(xué)生必定會(huì)將注意力轉(zhuǎn)移到教師身上，提高了其聽(tīng)課的專注度。教師在教室內(nèi)的走動(dòng)，還有利于隨時(shí)維護(hù)課堂秩序，并隨時(shí)得到課堂信息的反饋。
課堂秩序的規(guī)范不是要求學(xué)生沉默地聽(tīng)，而是要保證正常的教學(xué)秩序，學(xué)生如果想要發(fā)表自己的見(jiàn)解，可以隨時(shí)舉手示意教師。教師鼓勵(lì)學(xué)生之間進(jìn)行討論，而教師則處于一種裁判的地位，負(fù)責(zé)給出結(jié)論和維持課堂秩序。這樣，在課堂教學(xué)中，教師不再始終處于主講地位，而是將學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)交給學(xué)生，激發(fā)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的能力。
三、“數(shù)字信號(hào)處理”課程的形象化教學(xué)
在文獻(xiàn)[5]、[6]中都提到了“數(shù)字信號(hào)處理”課程形象化教學(xué)方法，目的是更好地幫助學(xué)生建立起數(shù)學(xué)描述與物理概念、物理過(guò)程之間的聯(lián)系。因此在課堂上，教師要鼓勵(lì)學(xué)生將數(shù)學(xué)描述用圖形的方式表達(dá)出來(lái)。譬如在學(xué)完DFT的定義后，可以啟發(fā)學(xué)生將拉氏變換，連續(xù)時(shí)間信號(hào)傅里葉變換（FT）、序列傅里葉變換（DTFT）與離散傅里葉變換（DFT）在s平面、z平面上畫(huà)出來(lái)。雖然教材上有相關(guān)圖形，但是可以讓學(xué)生將這幾個(gè)圖形及模擬濾波器的頻率響應(yīng)、數(shù)字濾波器的頻率響應(yīng)繪制在一張紙上，如圖1所示。在圖1（a）中，虛軸上的拉氏變換對(duì)應(yīng)連續(xù)時(shí)間非周期信號(hào)的FT；當(dāng)時(shí)間信號(hào)為非周期序列時(shí)，進(jìn)行DTFT變換，那么z平面上（如圖1（b）所示）的單位圓對(duì)應(yīng)的是序列的FT，此時(shí)學(xué)生可以清晰地看出數(shù)字頻率仍然是連續(xù)的，但是具有了周期性質(zhì)，這種頻率連續(xù)的信號(hào)仍然不能用數(shù)字處理芯片進(jìn)行處理，因此要在單位圓上進(jìn)一步將連續(xù)的進(jìn)行離散，如圖1（c）所示，將單位圓N等分，即，可清楚表明DFT的概念。在解釋圖1（d）（e）時(shí)，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)模擬濾波器的角頻率范圍是，而數(shù)字濾波器的數(shù)字角頻率是周期性的，只研究這一個(gè)周期就可以。
在課堂講授中，多媒體教學(xué)能將抽象、生澀的知識(shí)形象化、直觀化，改變了傳統(tǒng)教學(xué)中粉筆加黑板的單一、呆板的表現(xiàn)形式。在多媒體教學(xué)上，可以將PPT、flash和MATLAB綜合在一起應(yīng)用。例如，在講解卷積、圓周卷積等概念時(shí)，由PPT給出相應(yīng)概念與公式，用flash展現(xiàn)2個(gè)序列做卷積、圓周卷積的過(guò)程。將圓周卷積中的移動(dòng)序列做成一條貪吃蛇的形狀，學(xué)生們看了之后，對(duì)圓周卷積有了一種直觀的認(rèn)識(shí)，對(duì)其原理的理解也更透徹。此外，多媒體教學(xué)信息量大，可以提高課堂的教學(xué)效率。但是，對(duì)于“數(shù)字信號(hào)處理”這類理論較強(qiáng)的課程，單純使用多媒體教學(xué)，效果往往不佳，譬如在推導(dǎo)一些定理、公式時(shí)，推導(dǎo)過(guò)程直接呈現(xiàn)在PPT上，學(xué)生一眼掃過(guò)，導(dǎo)致思路跟不上（或也不愿意思考），理解不透徹，此時(shí)還是傳統(tǒng)的板書(shū)效果更佳。在授課中，將知識(shí)的重點(diǎn)、難點(diǎn)及重要公式的推導(dǎo)由板書(shū)的形式呈現(xiàn)出來(lái)，方便學(xué)生記筆記，有利于學(xué)生日后對(duì)資料的整理和復(fù)習(xí)工作。
四、小結(jié)
“數(shù)字信號(hào)處理”是一門(mén)理論強(qiáng)、公式多、難理解的課程，在大班教學(xué)環(huán)境學(xué)下，如果學(xué)生不積極參與到教學(xué)活動(dòng)中，則教學(xué)效果不佳。通過(guò)推行“學(xué)習(xí)共同體”思想，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)在主動(dòng)性，通過(guò)形象化教學(xué)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的外在興趣點(diǎn)，以達(dá)到學(xué)好、學(xué)透“數(shù)字信號(hào)處理”這門(mén)課的目的。
參考文獻(xiàn)：
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P鍵詞音頻信號(hào)；WM8731S；先入先出存儲(chǔ)器
中圖分類號(hào)TP3
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A
文章編號(hào)2095-6363（2017）04-0095-02
1.概述
1.1論文研究的目的及意義
目前用VHDL進(jìn)行電路設(shè)計(jì)，可以經(jīng)過(guò)綜合與布局，燒錄至FPGA上進(jìn)行測(cè)試，是硬件集成電路設(shè)計(jì)驗(yàn)證的技術(shù)主流。在大多數(shù)的FPGA里面，這些可編輯的元件里也包含記憶元件，是小批量系統(tǒng)提高系統(tǒng)集成度、可靠性的最佳選擇之一。數(shù)字語(yǔ)音集成電路與嵌入式微處理器相結(jié)合，首先降低了產(chǎn)品研發(fā)成本，其次系統(tǒng)更小、耗電低，況且使設(shè)計(jì)更簡(jiǎn)單，電路擴(kuò)展方便且體積小，應(yīng)用前景更廣，如無(wú)人駕駛、5G技術(shù)、消費(fèi)電子產(chǎn)品、排隊(duì)機(jī)、報(bào)警以及報(bào)站器等。
1.2系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案
FPGA的開(kāi)發(fā)相對(duì)于傳統(tǒng)Pc、單片機(jī)的開(kāi)發(fā)有很大不同，F(xiàn)PGA的邏輯是通過(guò)向內(nèi)部靜態(tài)存儲(chǔ)單元加載編程數(shù)據(jù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器單元中的值決定了邏輯單元的邏輯功能以及各模塊之間或模塊與I/0間的聯(lián)接方式，并最終決定了FPGA所能實(shí)現(xiàn)的功能，F(xiàn)PGA允許無(wú)限次的編程。FGPA芯片對(duì)WM8731進(jìn)行控制，使得WM8731對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行濾波處理。隨著百萬(wàn)門(mén)級(jí)FPGA的推出單片系統(tǒng)成為可能。為了支持SOPE的實(shí)現(xiàn)方便用戶的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用altera還提供了眾多性能優(yōu)良的宏模塊、IP核以及系統(tǒng)集成等完整的解決方案。這些宏功能模塊、IP核都經(jīng)過(guò)了嚴(yán)格的測(cè)試使用這些模塊將大大減少設(shè)計(jì)的風(fēng)險(xiǎn)縮短開(kāi)發(fā)周期并且可使用戶將更多的精力和時(shí)間放在改善和提高設(shè)計(jì)系統(tǒng)的性能上而不是重復(fù)開(kāi)發(fā)已有的模塊。
2.系統(tǒng)的處理
2.1本音頻信號(hào)處理系統(tǒng)
本音頻信號(hào)處理系統(tǒng)以WM8731芯片為處理平臺(tái)，以FPGA芯為控制中心，控制音頻解編碼芯片WM8731對(duì)輸入的音頻信號(hào)進(jìn)行濾波處理，以獲得高品質(zhì)的音頻數(shù)字信號(hào)，再將高品質(zhì)的音頻數(shù)字信號(hào)輸出到信號(hào)接收端。由音頻編解碼模塊電路、控制器模塊、時(shí)鐘分頻模塊、I2c時(shí)序接口模塊、I2c控制字配置模塊、I2s時(shí)序接口及音頻數(shù)據(jù)處理模塊、FIFO先進(jìn)先出存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)、帶通數(shù)字濾波設(shè)計(jì)8部分構(gòu)成。
2.2各部分電路原理
1）時(shí)鐘分頻模塊由于要使WM8731工作，此主時(shí)鐘頻率依照該芯片工作的不同模式有12.288MHz、18.432MHz、11.2896MHz以及16.9344MHz這4中頻率可選。
2）I2c時(shí)序接口模塊。實(shí)現(xiàn)對(duì)I2c時(shí)序的模擬，控制SCLK（數(shù)據(jù)時(shí)鐘）和SDAT（數(shù)據(jù)線）將存放在I2c_data中的24位控制字串行發(fā)送給W～8731，該模塊例化于I2c控制字配置模塊之中，以實(shí)現(xiàn)對(duì)該芯片的控制字寫(xiě)入。
3）I2c控制字配置模塊。分別為：MODE、CSB、SDIN和SCLK。對(duì)應(yīng)功能為控制接口選擇線、片選或地址選擇線、數(shù)據(jù)輸入線和時(shí)鐘輸入線。它具有2線和3線兩種模式。本文采用2線模式對(duì)WM8731進(jìn)行控制。為MPU接口。選擇MODE為0時(shí)為2線模式。
4）I2s時(shí)序接口及音頻數(shù)據(jù)處理模塊。將18.432MHz的主時(shí)鐘分頻，產(chǎn)生均為48kHz的數(shù)模轉(zhuǎn)換和模數(shù)轉(zhuǎn)換采樣率時(shí)鐘以及對(duì)應(yīng)的數(shù)字音頻時(shí)鐘（BELK）。除此之外，在此模塊中還調(diào)用了I2s串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)并行數(shù)據(jù)模塊，并定義變量state作為串并變換的起始標(biāo)志。
5）FIFO先進(jìn)先出存儲(chǔ)器，是一種非常基本，使用非常廣泛的模塊。
3.系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)及調(diào)試
軟件分為控制器模塊程序、時(shí)鐘分頻模塊、I2c總線時(shí)序模塊、12S時(shí)序接口及音頻數(shù)據(jù)處理模塊。本系統(tǒng)是基于FPGA的音頻編解碼芯片控制器，用以實(shí)現(xiàn)對(duì)語(yǔ)音芯片WM8731的控制。在整個(gè)系統(tǒng)中，用到了標(biāo)準(zhǔn)MIC、Line-in、Line-out接口、2個(gè)開(kāi)關(guān)按鍵以及3個(gè)按鈕式按鍵。FPGA器件主要通過(guò)12C總線給語(yǔ)音芯片WM8731經(jīng)行控制字配置。初始化完成后，音頻數(shù)據(jù)從MIC或LineIn輸入，經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換后，數(shù)字信號(hào)再進(jìn)入FIFO，再經(jīng)過(guò)FIR數(shù)字濾波處理，之后成為串行的數(shù)字信號(hào)并由12S總線傳入FPGA器件。經(jīng)過(guò)串并變換等處理之后，再經(jīng)過(guò)D/A轉(zhuǎn)換由LineOut通過(guò)耳機(jī)輸出。在調(diào)試過(guò)程中，始終選擇主模式，DACSEL始終置為數(shù)字信號(hào)輸出。在測(cè)試中，WM8731能夠輸出高品質(zhì)的音頻信號(hào)。
關(guān)鍵詞：數(shù)字信號(hào)處理；課程規(guī)范化建設(shè)；教學(xué)實(shí)踐
中圖分類號(hào)：G420 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2017）27-0134-02
一、引言
“數(shù)字信號(hào)處理”課程是測(cè)試計(jì)量技術(shù)及信息工程類的專業(yè)基礎(chǔ)平臺(tái)課程，同時(shí)也是許多相關(guān)專業(yè)碩士研究生的入學(xué)考試或后續(xù)課程，在高校理工培養(yǎng)計(jì)劃中占有重要的地位。
課程中涉及的基本原理和公式推導(dǎo)較多，需要“高等數(shù)學(xué)”、“信號(hào)與系統(tǒng)”等多門(mén)先修課程的學(xué)習(xí)，內(nèi)容比較抽象，教學(xué)難度相對(duì)較大，該課程成為學(xué)生普遍反映的“頭疼課”，課題組教師多年來(lái)一直在尋找多種切實(shí)可行的教學(xué)方法及教學(xué)手段并開(kāi)拓提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的方法，取得了一定的效果，在此基礎(chǔ)上，借深化課程改革以及專業(yè)綜合認(rèn)證的契機(jī)，結(jié)合自己的教學(xué)實(shí)踐，提出數(shù)字信號(hào)處理課程的規(guī)范化建設(shè)。
二、修訂課程大綱
針對(duì)授課專業(yè)學(xué)生的知識(shí)體系和應(yīng)用需要，進(jìn)一步修訂與完善課程大綱，重點(diǎn)體現(xiàn)為教學(xué)目標(biāo)的明確化與具體化，課程的教學(xué)目標(biāo)與相關(guān)畢業(yè)要求有對(duì)應(yīng)關(guān)系，指明要使學(xué)生能夠具備何種能力。教學(xué)過(guò)程圍繞如何達(dá)到教學(xué)目標(biāo)組織教學(xué)，課程的教學(xué)內(nèi)容體現(xiàn)對(duì)教學(xué)目標(biāo)的支撐，考核方式要驗(yàn)證對(duì)教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成。
三、教學(xué)模式改革
傳統(tǒng)教學(xué)采用多媒體+板書(shū)的授課方式，由于課程內(nèi)容抽象、公式煩瑣，課堂教學(xué)具有一定難度，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中比較困難，一些定理、公式往往不能完全理解，加上學(xué)時(shí)壓縮導(dǎo)致授課速度加快，對(duì)一些需要深入討論的知識(shí)點(diǎn)不能一一詳盡分析探討。多媒體課件的輔助使用能對(duì)理解抽象概念起到一定作用，但由于缺乏自主訓(xùn)練，被動(dòng)接受導(dǎo)致學(xué)生仍不能深層次的理解內(nèi)容的本質(zhì)，效果的改善不是特別明顯。本次教學(xué)模式改革宗旨是避免傳統(tǒng)、單一的課堂知識(shí)講授，以“讓學(xué)生動(dòng)腦思考、動(dòng)手訓(xùn)練，促進(jìn)知識(shí)到能力轉(zhuǎn)化”為目的，設(shè)計(jì)以能力培養(yǎng)為主的教學(xué)環(huán)節(jié)。
這一教學(xué)改革方向，具體從修訂課程大綱、教學(xué)模式改革、課程考核方式改革和規(guī)范考核報(bào)告等幾個(gè)方面制定教學(xué)改革建設(shè)的方案和措施：
1.針對(duì)授課專業(yè)學(xué)生的知識(shí)體系和應(yīng)用需要，調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和方向，增加教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)，完備數(shù)字信號(hào)處理課程體系，包括完善教學(xué)體系、修訂教學(xué)大綱、實(shí)驗(yàn)大綱和授課日歷等。
2.針對(duì)傳統(tǒng)課程考核試卷成績(jī)權(quán)重過(guò)高，容易造成學(xué)生平時(shí)不重視、考前突擊的應(yīng)試局面，提出多元化考核方式，改變以往以卷面考試為主要評(píng)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的做法，將學(xué)生在課程學(xué)習(xí)全過(guò)程中的表現(xiàn)均納入考核范疇，建立注重過(guò)程和綜合能力的課程考核機(jī)制。
3.規(guī)范課程考核報(bào)告，在完成傳統(tǒng)成績(jī)分析的基礎(chǔ)上，考核報(bào)告圍繞對(duì)課程目標(biāo)的達(dá)成與畢業(yè)能力的達(dá)成來(lái)量化，并根據(jù)達(dá)成度結(jié)果提出持續(xù)改進(jìn)措施，形成教學(xué)過(guò)程的閉環(huán)結(jié)構(gòu)，不斷改善教學(xué)效果和學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。
4.深入開(kāi)展教學(xué)方法研究與實(shí)踐，撰寫(xiě)有關(guān)教學(xué)方法、教學(xué)改革等教學(xué)理論研究論文。
四、課程考核方式改革
我?！皵?shù)字信號(hào)處理”總學(xué)時(shí)為40，其中理論36學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)4學(xué)時(shí)。傳統(tǒng)考核方式為結(jié)課考試占80%，平時(shí)成績(jī)20%。由于結(jié)課考試權(quán)重過(guò)高，容易造成學(xué)生平時(shí)不重視，通過(guò)考前突擊應(yīng)付考試的局面，陷入應(yīng)試教育的誤區(qū)。本次課程考核方式改革的思路是豐富考核形式，建立基于過(guò)程的綜合考試方式，注重對(duì)知識(shí)應(yīng)用能力、實(shí)踐能力、解決問(wèn)題能力和創(chuàng)新能力的考核。課程考核應(yīng)全面檢查教學(xué)內(nèi)容完成情況，并且結(jié)合課程的教學(xué)目標(biāo)，考查所要達(dá)成的畢業(yè)能力。圖1給出了課程考核構(gòu)成示意圖。
1.結(jié)課考試。結(jié)課考試各考題對(duì)應(yīng)相應(yīng)的課程目標(biāo)，包括概念理解、理論計(jì)算、工程問(wèn)題分析與設(shè)計(jì)，全面考察學(xué)生掌握知識(shí)情況。
2.項(xiàng)目作業(yè)。項(xiàng)目作業(yè)是實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐相結(jié)合的重要環(huán)節(jié)，以團(tuán)隊(duì)方式實(shí)施，原則每組3―4人，學(xué)生團(tuán)隊(duì)自我組織和協(xié)調(diào)關(guān)系，通過(guò)分工合作、交流討論的方式完成相應(yīng)任務(wù)，每組提交研究報(bào)告一份。報(bào)告需針對(duì)各個(gè)問(wèn)題的提出解決方案，包括查了哪些資料、做了哪些嘗試、嘗試的效果、遇到的問(wèn)題、問(wèn)題的解決方法、遺留的問(wèn)題、遺留問(wèn)題的原因分析、方法的改進(jìn)創(chuàng)新等，不限于以上各點(diǎn)。項(xiàng)目作業(yè)將以答辯的形式進(jìn)行驗(yàn)收，答辯結(jié)束后，學(xué)生需及r上交項(xiàng)目研究報(bào)告和PPT。報(bào)告內(nèi)容的完整度與答辯過(guò)程分析問(wèn)題的深入程度及解決問(wèn)題方法的正確性、新穎性作為成績(jī)?cè)u(píng)定的依據(jù)。
3.實(shí)驗(yàn)考核。根據(jù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)紀(jì)律、實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力及實(shí)驗(yàn)報(bào)告結(jié)果，進(jìn)行綜合評(píng)定。
4.平時(shí)成績(jī)。平時(shí)成績(jī)包括作業(yè)成績(jī)和課堂表現(xiàn)和討論課成績(jī)。作業(yè)成績(jī)依據(jù)作業(yè)的實(shí)際得分計(jì)算。課堂表現(xiàn)的量化依據(jù)是隨堂回答問(wèn)題和討論課環(huán)節(jié)學(xué)生的參與度、對(duì)問(wèn)題的思辨能力與拓展能力。討論課成績(jī)依據(jù)學(xué)生資料查閱、知識(shí)熟練運(yùn)用及體會(huì)、PPT制作等綜合評(píng)分。
考核方式的多元化改變了以往以卷面考試為主要評(píng)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的做法，將學(xué)生在課程學(xué)習(xí)全過(guò)程中的表現(xiàn)均納入考核范疇，建立了注重過(guò)程和綜合能力的課程考核機(jī)制。
五、課程考核報(bào)告規(guī)范化
此次課程改革的一個(gè)重要環(huán)節(jié)是考核分析報(bào)告的規(guī)范化，報(bào)告由總表和附表兩部分組成。總表與傳統(tǒng)的試卷分析類似，包括課程的基本信息，如開(kāi)課學(xué)期、班級(jí)、任課教師等，以及考核各環(huán)節(jié)的比重和成績(jī)分布情況。附表構(gòu)成如表1。
其中，課程目標(biāo)和畢業(yè)要求由教學(xué)大綱給出?？己藞?bào)告圍繞對(duì)課程目標(biāo)的達(dá)成與畢業(yè)能力的達(dá)成來(lái)量化，并根據(jù)達(dá)成度結(jié)果提出持續(xù)改進(jìn)措施，形成教學(xué)過(guò)程的閉環(huán)結(jié)構(gòu)。
六、結(jié)語(yǔ)
本文針對(duì)“數(shù)字信號(hào)處理”的課程特點(diǎn)，提出了課程規(guī)范化建設(shè)方案。從大綱修訂、教學(xué)模式與考核方式的改革、考核分析報(bào)告的完善等幾個(gè)方面闡述了具體實(shí)施辦法。通過(guò)教改使教師有意識(shí)的提高自己的知識(shí)水平、道德素養(yǎng)和業(yè)務(wù)能力，加強(qiáng)教師團(tuán)隊(duì)建設(shè)，本次改革已在本專業(yè)試用一學(xué)期，結(jié)果表明，該門(mén)課程的規(guī)范化建設(shè)激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)d趣，提高了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，改變消極被動(dòng)的學(xué)習(xí)習(xí)慣，變被動(dòng)為主動(dòng)，通過(guò)對(duì)考核分析報(bào)告中達(dá)成度的結(jié)果進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)，必然會(huì)使教學(xué)質(zhì)量得到進(jìn)一步提高。
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[論文摘要]對(duì)數(shù)字化變電站中光電互感器的工作原理、結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行簡(jiǎn)單分析，同時(shí)闡述光電互感器的應(yīng)用對(duì)電能計(jì)量方面的影響。
數(shù)字化變電站就是將信息采集、傳輸、處理、輸出過(guò)程完全數(shù)字化的變電站。全站采用統(tǒng)一的通訊規(guī)約構(gòu)建通信網(wǎng)絡(luò)，保護(hù)、測(cè)控、計(jì)量、監(jiān)控、遠(yuǎn)動(dòng)、VQC等系統(tǒng)，均用同一網(wǎng)絡(luò)接收電流、電壓和狀態(tài)信息，各個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)信息共享。常規(guī)綜自站的一次設(shè)備采集模擬量，通過(guò)電纜將模擬信號(hào)傳輸?shù)綔y(cè)控保護(hù)裝置，裝置進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后處理數(shù)據(jù)，然后通過(guò)網(wǎng)線上將數(shù)字量傳到后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)。同時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)和測(cè)控保護(hù)裝置對(duì)一次設(shè)備的控制通過(guò)電纜傳輸模擬信號(hào)實(shí)現(xiàn)其功能。數(shù)字化變電站一次設(shè)備采集信息后，就地轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，通過(guò)光纜上傳測(cè)控保護(hù)裝置，然后傳到后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)，而監(jiān)控系統(tǒng)和測(cè)控保護(hù)裝置對(duì)一次設(shè)備的控制也是通過(guò)光纜傳輸數(shù)字信號(hào)實(shí)現(xiàn)其功能。
隨著電力工業(yè)的不斷發(fā)展，電網(wǎng)電壓等級(jí)的不斷提高，對(duì)電壓、電流的測(cè)量要求也在不斷提高，而互感器作為連接高壓與低壓的一種電器設(shè)備也不斷地改進(jìn)和發(fā)展，其中對(duì)于衡量互感器先進(jìn)與否的一個(gè)重要指標(biāo)就是互感器的絕緣問(wèn)題。對(duì)于傳統(tǒng)的電磁式互感器來(lái)說(shuō)，由于絕緣成本隨著絕緣等級(jí)的升高成指數(shù)增長(zhǎng)，因此原有的空氣絕緣、油紙絕緣、氣體絕緣和串級(jí)絕緣已經(jīng)不能滿足超高壓設(shè)備的絕緣要求，同時(shí)傳統(tǒng)互感器存在磁飽和的問(wèn)題，造成繼電保護(hù)裝置的誤動(dòng)或拒動(dòng)，而且鐵磁諧振、易燃易爆及動(dòng)態(tài)范圍小等缺點(diǎn)一直是傳統(tǒng)互感器難以克服的困難。于是，各種針對(duì)高電壓、大電流信號(hào)的測(cè)量方法便應(yīng)運(yùn)而生，其中，基于光學(xué)和電子學(xué)原理的測(cè)量方法，經(jīng)過(guò)近三十年的發(fā)展，成為相對(duì)比較成熟、最有發(fā)展前途的一種超高壓條件下的測(cè)量方法。
光電互感器指輸出為小電壓模擬信號(hào)或數(shù)字信號(hào)的電流電壓互感器。由于模擬輸出的光電互感器仍存在傳統(tǒng)互感器的一些固有缺點(diǎn)，現(xiàn)在發(fā)展的高電壓等級(jí)用光電互感器一般都用光纖輸出數(shù)字信號(hào)。光電互感器與傳統(tǒng)互感器外形相似，但體積小，重量輕，主要由傳感頭、絕緣支柱和光纜三部分組成。①傳感頭部件有羅科夫斯基線圈、采集器、A/D轉(zhuǎn)換器和光發(fā)生器LED。工作原理是由羅科夫斯基線圈從一次傳變信號(hào)，采集器采樣后，AD轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，由LED轉(zhuǎn)換為光信號(hào)，通過(guò)光纜送回主控室。羅科夫斯基線圈一般有保護(hù)、計(jì)量和測(cè)量、能量線圈，羅科夫斯基線圈形狀是空心螺線管，無(wú)鐵芯，填充非晶體材料，主要起支撐作用。②絕緣支柱采用硅橡膠絕緣子，內(nèi)部填充固態(tài)硅膠，起到支撐、絕緣和固定光纜作用。③光纜分為數(shù)據(jù)光纜和能量光纜，從傳感頭通過(guò)絕緣支柱內(nèi)部引下，送回主控室。④能量問(wèn)題。傳感頭部件的電源是光電互感器的難點(diǎn)之一。傳感頭部件（采集器、A/D轉(zhuǎn)換器和光發(fā)生器LED）使用微功耗裝置，功率30毫瓦。
光電互感器可分為兩種型式。一種是用磁光效應(yīng)和電光效應(yīng)直接將電流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘?hào)，一般稱無(wú)源式；另一種是用電磁感應(yīng)或分壓原理將電流電壓信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)樾‰妷盒盘?hào)，再將小電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)傳輸給二次設(shè)備，一般稱有源式。無(wú)源式由于存在穩(wěn)定性和可生產(chǎn)性較差、電子回路復(fù)雜等問(wèn)題，現(xiàn)在主要處在實(shí)驗(yàn)室階段，推廣運(yùn)用還有待時(shí)日。有源式的難點(diǎn)是提供高壓端需要的工作電源，但隨著激光供能和高壓取能技術(shù)的突破，已得到根本上的解決。光電互感器傳感頭部件的能量來(lái)源有兩種途徑。一是從一次取能，由能量線圈感應(yīng)出電流來(lái)提供能量；當(dāng)一次電流太小，不足以提供能量時(shí)，使用能量光纜，由戶內(nèi)激光發(fā)生器通過(guò)光纜上送能量。兩種方式可互為備用，自動(dòng)切換。
相對(duì)于傳統(tǒng)的電磁式互感器，光電互感器有明顯的優(yōu)點(diǎn)：（1）在高電壓、大電流的測(cè)量環(huán)境中，光纖或光介質(zhì)是良好的絕緣體，它可以滿足高壓工作環(huán)境下的絕緣要求；（2）沒(méi)有傳統(tǒng)電流互感器二次開(kāi)路產(chǎn)生高壓的危險(xiǎn)，以及傳統(tǒng)充油電壓、電流互感器漏油、爆炸等危險(xiǎn)；（3）不會(huì)產(chǎn)生磁飽和及鐵磁共振現(xiàn)象，它尤其適用于高電壓、大電流環(huán)境下的故障診斷；（4）頻帶寬，可以從直流到幾百千赫，適用于繼電保護(hù)和諧波檢測(cè)；（5）動(dòng)態(tài)范圍大，能在大的動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)產(chǎn)生高線性度的響應(yīng)；（6）適應(yīng)了現(xiàn)在電力系統(tǒng)的數(shù)字化信號(hào)處理要求，它還可用于以保護(hù)、監(jiān)控和測(cè)量為目的高速遙感、遙測(cè)系統(tǒng)；（7）整套測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、體積??；（8）各個(gè)功能模塊相對(duì)獨(dú)立，便于安裝和維護(hù)，適于網(wǎng)絡(luò)化測(cè)量。由于光電互感器的諸多優(yōu)點(diǎn)，光電互感器取代傳統(tǒng)互感器將只是一個(gè)時(shí)間問(wèn)題。國(guó)際上，光電互感器已逐步成熟，正已越來(lái)越快的速度推廣運(yùn)用。其中ABB、西門(mén)子等公司生產(chǎn)的光電互感器已有十幾年的成功運(yùn)行業(yè)績(jī)。采用光電互感器的數(shù)字化變電站在歐洲也已經(jīng)投入運(yùn)行。我國(guó)光電互感器的研制和運(yùn)用相對(duì)比較落后，僅有為數(shù)不多的變電站使用了一些進(jìn)口的光電互感器。國(guó)內(nèi)有二十余家企業(yè)和高校涉足了光電互感器的開(kāi)發(fā)，經(jīng)過(guò)多年的努力，已有若干套設(shè)備在現(xiàn)場(chǎng)試運(yùn)行。
我國(guó)在有源式光電互感器的研究已走在無(wú)源式的前面，有的產(chǎn)品已在多個(gè)變電站試運(yùn)行近一年的經(jīng)驗(yàn)，運(yùn)行情況良好，可滿足保護(hù)和計(jì)量的要求，并通過(guò)了部級(jí)鑒定，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。同時(shí)國(guó)內(nèi)的二次設(shè)備制造商開(kāi)發(fā)了可與光電互感器直接接口的數(shù)字接口繼電保護(hù)裝置、數(shù)字接口電能表等二次設(shè)備，為光電互感器的實(shí)際應(yīng)用提供了基礎(chǔ)。
光電互感器目前存在的問(wèn)題對(duì)電能計(jì)量方面的影響：
（1）由于處在研究開(kāi)發(fā)中，光電互感器性能仍不穩(wěn)定。對(duì)于電能計(jì)量來(lái)說(shuō)，光電互感器的穩(wěn)定運(yùn)行是保障計(jì)量準(zhǔn)確的前提，尤其是一些在變電站計(jì)費(fèi)的電能表，更加不能忽視光電互感器的性能穩(wěn)定性。
（2）溫度對(duì)光電互感器的精度有較大的影響。電能計(jì)量是對(duì)精度要求較高的專業(yè)，其對(duì)精度的要求往往要高于其他專業(yè)。而絕大多數(shù)的光電互感器均是裝設(shè)在戶外，南方春秋兩季夜晚與白天溫差較大，不可避免的對(duì)電能計(jì)量帶來(lái)一定影響。