導(dǎo)語：數(shù)字信號處理教學(xué)論文一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

［摘要］對LabVIEW在數(shù)字信號處理教學(xué)中的實(shí)際應(yīng)用情況進(jìn)行詳細(xì)分析和研究，在保證提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時保證最終的教學(xué)質(zhì)量和水平能夠達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)，促使數(shù)字信號處理教學(xué)的整體質(zhì)量和水平能夠有所提升。

［關(guān)鍵詞］LabVIEW；數(shù)字信號處理；教學(xué)；應(yīng)用

在當(dāng)前計算機(jī)信息技術(shù)不斷發(fā)展的形勢下，數(shù)字信號作為其中的一部分，與之相對應(yīng)的數(shù)字信號課程也同樣占據(jù)著非常重要的地位。數(shù)字信號是以算法作為主體核心的課程，其自身的理論性非常強(qiáng)，在數(shù)字信號的學(xué)習(xí)過程中，由于書本中的知識點(diǎn)或者是一些概念大多都以一種比較抽象的方式呈現(xiàn)，再加上教學(xué)方法和教學(xué)手段單一，具有一定的局限性。在這種形勢下，數(shù)字信號課程的教學(xué)質(zhì)量和水平一直停滯不前，并沒有取得良好的成效。在這種情況下，將LabVIEW引入課程輔助教學(xué)中，不僅能夠讓學(xué)生以一種簡單化的方式來進(jìn)行知識的學(xué)習(xí)，而且能夠取得良好的教學(xué)效果。

一、LabVIEW與數(shù)字信號處理

LabVIEW的程序設(shè)計與傳統(tǒng)文化程序設(shè)計相比，具有明顯的差異性。LabVIEW在實(shí)際應(yīng)用過程中，主要是利用圖形化語言，通過使用功能節(jié)點(diǎn)，與圖形化自身的程序流程進(jìn)行有效結(jié)合，這樣不僅能夠利用流程控制結(jié)構(gòu)來對程序功能進(jìn)行有效的控制，而且能夠促使程序在設(shè)計過程中，其自身的形象更加直觀化。這樣一來，能夠從根本上簡化內(nèi)存分配、程序調(diào)試以及多線程序等程序設(shè)計細(xì)節(jié)，這樣能夠促使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，將精力放到問題的實(shí)際解決方面，這樣才能夠保證最終的教學(xué)效果。在程序結(jié)構(gòu)的設(shè)計和使用過程中，LabVIEW將一個完整的程序分為前面板和程序框圖，在實(shí)際操作過程中，將前面板拖入圖形控件中，就能夠以非常簡單便捷的方式，實(shí)現(xiàn)程序界面的美觀性，將其自身的影響和作用充分發(fā)揮出來[1]。對于其中的顯示控件，可以根據(jù)實(shí)際情況，對其進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置，從而實(shí)現(xiàn)豐富的曲線、圖形以及圖象的整體顯示。在實(shí)際應(yīng)用過程中，可以發(fā)現(xiàn)LabVIEW在GUI以及程序設(shè)計過程中，其自身的形象化與Matlab軟件之間有非常大的優(yōu)勢。在數(shù)字信號處理教學(xué)中，LabVIEW能夠從根本上實(shí)現(xiàn)測量以及自動化的應(yīng)用數(shù)據(jù)分析，其自身有非常強(qiáng)大的數(shù)字信號處理函數(shù)節(jié)點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用過程中，能夠發(fā)揮非常有效的作用[2]。在實(shí)際操作過程中，其自身按照信號生成、運(yùn)算、濾波器以及其他功能的提供，有利于對這些內(nèi)容進(jìn)行切實(shí)有效的查找和分析，這些功能在數(shù)字信號處理教學(xué)過程中，不僅有利于使用，而且能夠取得良好的教學(xué)效果。

二、LabVIEW與虛擬儀器

虛擬儀器是一種在計算機(jī)基礎(chǔ)上的自動化測試儀器系統(tǒng)，在實(shí)際應(yīng)用過程中，能夠發(fā)揮非常良好的作用。虛擬儀器在實(shí)際應(yīng)用過程中，主要是通過自身的軟件，將計算機(jī)的一些硬件資源與儀器硬件進(jìn)行有效結(jié)合，這樣不僅能夠從根本上提升計算機(jī)自身的處理能力，而且能夠促使其自身與儀器硬件的測量以及控制進(jìn)行有效結(jié)合，從而發(fā)揮出更多的功能性作用[3]。這樣不僅能夠從根本上縮小儀器硬件的成本和體積，而且能夠通過軟件的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的顯示、儲存以及處理，以保證最終的處理結(jié)果。LabVIEW是美國一家儀器公司推出的虛擬儀器開發(fā)平臺軟件，主要是利用圖形化的編程語言，打破了傳統(tǒng)軟件的局限性。傳統(tǒng)軟件在應(yīng)用過程中，基本上都需要相對應(yīng)地進(jìn)行程序代碼的編寫和應(yīng)用，但是LabVIEW則主要是利用流程圖或者是程序框圖來實(shí)現(xiàn)。這樣不僅能夠從根本上讓編程者感受到強(qiáng)大的圖形化編程語言方式，而且具有一定的靈活性。由于自身在實(shí)際應(yīng)用過程中，被廣泛應(yīng)用到各個行業(yè)以及領(lǐng)域中，已經(jīng)逐漸被視為一個標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)采集和儀器控制軟件。利用LabVIEW軟件有利于建立屬于學(xué)生自身的虛擬儀器，其自身的圖形化界面能夠促使學(xué)生在接觸編程的過程中感受到樂趣[4]。

三、LabVIEW在數(shù)字信號處理教學(xué)中的應(yīng)用優(yōu)勢

在實(shí)際教學(xué)過程中，LabVIEW圖形化的語言直覺特性能夠讓學(xué)生保持高度集中的注意力，將注意力全部放在被教授的理論知識上，而不是在文本工程軟件應(yīng)用開發(fā)的基礎(chǔ)上，將關(guān)注點(diǎn)全放在編程的一些細(xì)節(jié)方面。將LabVIEW應(yīng)用到數(shù)字信號處理教學(xué)中，不僅能夠促使學(xué)生在短時間內(nèi)對基礎(chǔ)理論知識進(jìn)行深入的了解和學(xué)習(xí)，而且能夠讓學(xué)生適當(dāng)?shù)亻_發(fā)出一些復(fù)雜的應(yīng)用程序，對學(xué)生的理論知識學(xué)習(xí)以及動手實(shí)踐操作能力的提升來說，都有非常重要的作用[5]。在LabVIEW的應(yīng)用過程中，教師要注重將課本上一些理論性比較強(qiáng)的知識轉(zhuǎn)換成為直觀性比較強(qiáng)的知識，這樣不僅有利于學(xué)生的理解和認(rèn)識，而且能夠加深學(xué)生對理論知識的印象。促使學(xué)生在保證積極性和學(xué)習(xí)主動性越來越高的同時，能夠取得良好的學(xué)習(xí)效果，促使數(shù)字信號處理教學(xué)的整體質(zhì)量和水平能夠有所提升。

四、LabVIEW在數(shù)字信號處理教學(xué)中的實(shí)際應(yīng)用分析

（一）濾波器的設(shè)計與應(yīng)用

數(shù)字濾波器的設(shè)計是數(shù)字信號處理教學(xué)實(shí)施過程中的重點(diǎn)教學(xué)部分，同時也是教學(xué)過程中的難點(diǎn)部分，對學(xué)生的學(xué)習(xí)來說，很容易形成一定的阻礙影響。在對濾波器的設(shè)計過程中，由于其自身的整個過程運(yùn)算量比較大，并且要根據(jù)實(shí)際情況的不同，對濾波器進(jìn)行設(shè)計，從而達(dá)到不同的濾波效果，在實(shí)際應(yīng)用過程中，才能夠?qū)⑵渥陨淼挠绊懞妥饔贸浞职l(fā)揮出來，達(dá)到最優(yōu)的設(shè)計水平[6]。在這種形勢下，如果利用LabVIEW軟件來進(jìn)行計算機(jī)的輔助性設(shè)計，不僅能夠從根本上減少計算量，而且能夠?qū)崿F(xiàn)快速有效的濾波器數(shù)字設(shè)計，幫助學(xué)生將一些抽象的知識以一種直觀簡單的方式呈現(xiàn)出來，在保證學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不斷提升的同時，從根本上保證數(shù)字信號處理教學(xué)的整體質(zhì)量和水平有所提升。在LabVIEW實(shí)際應(yīng)用過程中，結(jié)合濾波器的形成原理，設(shè)計的FIR濾波器前面板以及后程序框圖，前編面板主要利用在顯示方面，對各種控件進(jìn)行切實(shí)有效的操作，對相關(guān)的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，對濾波器的類型以及窗函數(shù)進(jìn)行選擇，在保證濾波器自身的價值充分發(fā)揮出來時，能夠從根本上起到良好的教學(xué)輔助作用。在實(shí)際的設(shè)計過程中，可以利用控制前面板上開關(guān)或者是按鈕，通過鍵盤以及鼠標(biāo)的操作，將其自身與濾波器的幅頻、相頻特性進(jìn)行有效結(jié)合，促使其自身能夠滿足設(shè)計的整體需求。在實(shí)際設(shè)計過程中，可以對參數(shù)以及濾波器類型進(jìn)行切實(shí)有效的調(diào)整和分析，根據(jù)實(shí)際情況采取有針對性的措施，在保證能夠達(dá)到最佳效果的同時，促使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中更容易地接受一些難點(diǎn)[7]。

（二）信號的頻譜分析

在數(shù)字信號處理教學(xué)的實(shí)際開展過程中，在對數(shù)字信號進(jìn)行分析的時候，基本上可以從兩個方面來進(jìn)行，其中包括時間域、頻率。有些在時間域方面表現(xiàn)出的復(fù)雜信號在轉(zhuǎn)換到頻率域時可能會比較簡單，比如說在實(shí)際應(yīng)用過程中，混合了幾種不同頻率的正弦信號，在時間域中其自身的波形是沒有辦法按照科學(xué)合理的流程來展示的，經(jīng)常是以一種沒有序列的方式呈現(xiàn)。但是一旦轉(zhuǎn)換到頻率域中，就是非常簡單的幾根譜線，所以在這種形勢下可以看出，信號的頻譜分析在數(shù)字信號處理中占據(jù)著非常重要的地位。離散傅里葉變換是對數(shù)字信號頻譜分析的一種有效工具，吸收LabVIEW語言有利于對離散信號的頻譜分析[8]。在整個過程中，學(xué)生可以通過對相關(guān)參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，直觀地看出離散傅里葉在實(shí)際變換過程中的作用。其自身存在的頻譜泄露現(xiàn)象以及柵欄效應(yīng)，能夠從根本上加深學(xué)生對數(shù)字信號處理等相關(guān)理論知識的印象。

（三）聲音的現(xiàn)場采集

在數(shù)字信號處理教學(xué)的實(shí)施過程中，為了從根本上保證學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的有效性，就需要將LabVIEW應(yīng)用其中，將其自身的影響和作用充分發(fā)揮出來，在保證充分調(diào)動起學(xué)生積極性和主動性的同時，有效地提高數(shù)字信號處理教學(xué)的整體質(zhì)量和水平。在進(jìn)入課程教學(xué)階段之后，為了說明信號與實(shí)際生活之間的密切聯(lián)系，在LabVIEW的應(yīng)用過程中，通過對其進(jìn)行簡單的設(shè)計和分析，可以利用PC的聲卡和麥克風(fēng)實(shí)現(xiàn)在教學(xué)課堂現(xiàn)場的聲音采集，并且利用多媒體技術(shù)將聲音采集后的內(nèi)容顯示在投影儀上。在實(shí)際應(yīng)用過程中，由于采集的是實(shí)際信號，并且其自身是處于連續(xù)動態(tài)實(shí)時顯示的形勢下，學(xué)生可以直接以枝干的形式看到信號的具體形態(tài)特征。這樣不僅能夠從根本上激發(fā)起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)積極性，而且能夠意識到信號在生活中的重要性和必要性。無論是對學(xué)生的學(xué)習(xí)還是數(shù)字信號處理教學(xué)的整體質(zhì)量和水平來說，都有非常重要的作用。

綜上所述，LabVIEW在數(shù)字信號處理教學(xué)過程當(dāng)中的實(shí)際應(yīng)用，不僅能夠從根本上調(diào)動起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)積極性，而且能夠保證數(shù)字信號處理的整體教學(xué)質(zhì)量和水平有所提升。將LabVIEW應(yīng)用到數(shù)字信號處理教學(xué)中，能夠?qū)⒃颈容^復(fù)雜難懂的知識以一種簡單的方式呈現(xiàn)出來，讓其能夠成為數(shù)字信號處理教學(xué)中非常有效的輔助性工具，將其自身的影響和作用發(fā)揮出來，為數(shù)字信號處理教學(xué)的質(zhì)量提升提供保障。

作者:何海浪 黃乘順 單位:邵陽學(xué)院信息工程系

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［3］譚勇.LabVIEW在數(shù)字信號處理課程教學(xué)中的應(yīng)用［J］.中國現(xiàn)代教育裝備，2012（8）.

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［5］馬永力.LabVIEW在數(shù)字信號處理中的應(yīng)用［J］.科技廣場，2010（7）.

［6］蔡小慶，魯小利，王菊，等.仿真軟件在《數(shù)字信號處理》教學(xué)中的應(yīng)用［J］.信息技術(shù)與信息化，2015（3）.

［7］關(guān)成斌，邢福成，方偉.Matlab和LabVIEW在數(shù)字信號處理教學(xué)中的應(yīng)用［J］.電腦知識與技術(shù)，2012（6）.

［8］魏燕，馬偉順.LabVIEW在《信號處理》教學(xué)中的應(yīng)用［J］.長春師范學(xué)院學(xué)報，2010（5）.