Matlab仿真在DSP原理與應(yīng)用教學(xué)中的應(yīng)用與探索

范海健 胡志峰 徐景皓

摘要：在DSP原理與應(yīng)用課程的教學(xué)過程中，將Matlab仿真軟件應(yīng)用平臺(tái)與DSP集成開發(fā)環(huán)境相結(jié)合，解決DSP集成開發(fā)環(huán)境的數(shù)據(jù)參數(shù)處理能力的不足。結(jié)合具體的教學(xué)實(shí)例，對(duì)Matlab仿真在DSP實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)行了實(shí)踐與探索。實(shí)踐證明，此種實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式教學(xué)效果良好，理清了整個(gè)DSP課程的教學(xué)思路。

關(guān)鍵詞：DSP技術(shù)；Matlab仿真；集成開發(fā)環(huán)境；實(shí)驗(yàn)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（2016）19-0114-02

DSP技術(shù)經(jīng)歷了30多年的發(fā)展，已經(jīng)在眾多高科技領(lǐng)域和日常生活中得到了廣泛的使用，眾多高校為適應(yīng)高技術(shù)人才對(duì)DSP技術(shù)需求，都開設(shè)了該門課程。因此“DSP原理與應(yīng)用”課程成為了電子信息、通信技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)專業(yè)高年級(jí)學(xué)生的一門專業(yè)提升課程。課程對(duì)學(xué)生先修的信號(hào)與系統(tǒng)，數(shù)字信號(hào)處理、微機(jī)原理、C語(yǔ)言等專業(yè)基礎(chǔ)課提出了比較高的要求[1]，同時(shí)該門課程具有很強(qiáng)的應(yīng)用性與實(shí)踐性。如何能深入淺出地為學(xué)生講解這門課程，是很多院校教師共同想解決的問題。眾所周知，除了要有一本好的教材[2，3]，成熟的實(shí)驗(yàn)環(huán)境對(duì)培養(yǎng)應(yīng)用型人才，培養(yǎng)學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)?zāi)酥量茖W(xué)研究的方法、提高研究開發(fā)的興趣和主動(dòng)參與意識(shí)、調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和創(chuàng)造性起到了十分重要的作用[4]。本文主要探討針對(duì)DSP仿真開發(fā)環(huán)境中數(shù)據(jù)參數(shù)獲取能力不足的問題，將Matlab仿真應(yīng)用于DSP原理與應(yīng)用實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的教學(xué)過程[5]。

一、Matlab仿真在DSP實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)的應(yīng)用實(shí)例

Matlab軟件作為一套功能強(qiáng)大的科學(xué)計(jì)算、可視化以及交互式程序設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)軟件，已經(jīng)日益成為眾多科研與工程技術(shù)人員進(jìn)行科學(xué)研究與計(jì)算的工具[6]，利用Matlab仿真技術(shù)進(jìn)行DSP實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開發(fā)，能有效彌補(bǔ)DSP集成開發(fā)環(huán)境無(wú)法完成的工作，某些由DSP芯片實(shí)現(xiàn)的算法可以先由Matlab仿真軟件進(jìn)行參數(shù)的計(jì)算，并利用TI公司的CCS集成仿真環(huán)境進(jìn)行仿真。因此將Matlab仿真軟件引入DSP原理與應(yīng)用實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)，可以充分利用Matlab的強(qiáng)大運(yùn)算功能，完成參數(shù)的設(shè)置，使DSP課程教學(xué)更加系統(tǒng)化，從而能提高教學(xué)的質(zhì)量與教學(xué)效果。本文以設(shè)計(jì)IIR濾波器為例，介紹Matlab仿真在DSP實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)中的應(yīng)用。

（一）由Matlab軟件設(shè)計(jì)IIR濾波器

IIR濾波器的設(shè)計(jì)要求如下：采樣頻率：9000Hz；截止頻率：1500Hz；通帶波紋：<0.5dB；阻帶衰減：-20dB以下；濾波器級(jí)數(shù)：5；實(shí)現(xiàn)時(shí)，考察在IIR濾波器中計(jì)算精度對(duì)數(shù)值的影響。

三、結(jié)語(yǔ)

本文通過一個(gè)實(shí)例系統(tǒng)分析了Matlab在DSP課程中的應(yīng)用，通過Matlab可產(chǎn)生仿真用的信號(hào)數(shù)據(jù)，以及為DSP芯片實(shí)現(xiàn)濾波算法提供程序用的相關(guān)參數(shù)，通過該實(shí)驗(yàn)也讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到DSP系統(tǒng)濾波器開發(fā)的總體思路，明確了Matlab在工程中的重要作用。

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