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如何學(xué)好數字信號處理課程

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《數字信號處理》是相關(guān)專(zhuān)業(yè)本科生培養中，繼《信號與系統》、《通信原理》、《數字邏輯》等課程之后的一門(mén)專(zhuān)業(yè)技術(shù)課。數字信號處理的英文縮寫(xiě)是DSP ，包括兩重含義：數字信號處理技術(shù)（ Digital Signal Processing ）和數字信號處理器（ DigitalSignal Processor ）。目前我們對本科生開(kāi)設的數字信號處理課程大多側重在處理技術(shù)方面，由于課時(shí)安排和其他一些原因，通常的特點(diǎn)是注重理論推導而忽略具體實(shí)現技術(shù)的介紹。最后導致的結果就是學(xué)生在學(xué)習了數字信號處理課程之后并不能把所學(xué)的理論知識與實(shí)際的工程應用聯(lián)系起來(lái)，表現在他們做畢業(yè)設計時(shí)即使是對學(xué)過(guò)的相關(guān)內容也無(wú)法用具體的手段來(lái)實(shí)現，或者由于無(wú)法與具體實(shí)際相掛鉤理解而根本就忘記了。我相信，我們開(kāi)設本課程的根本目的應該是讓學(xué)生在熟練掌握數字信號處理的基本原理基礎上，能結合工程實(shí)際學(xué)習更多的DSP 實(shí)現技術(shù)及其在通信、無(wú)線(xiàn)電技術(shù)中的應用技能，這也是符合 DSP本身的二重定義的，學(xué)生通過(guò)本課程的學(xué)習，將應該能從事數字信號處理方面的研究開(kāi)發(fā)、產(chǎn)品維護等方面的技術(shù)工作。其實(shí)很多學(xué)生在大學(xué)四年學(xué)習過(guò)后都有這種反思：到底我在大學(xué)學(xué)到了什么呢？難道就是一些理論知識嗎？他們將如何面對競爭日益激烈的社會(huì )呢？

因此，大家在應用MATLAB學(xué)習并努力掌握數字信號處理的原理，基本理論的同時(shí)，應該始終意識到該課程在工程應用中的重要性，并在課后自學(xué)一些有關(guān)DSP技術(shù)及FPGA技術(shù)方面的知識。這樣，學(xué)習本課程學(xué)習的三部曲是：一，學(xué)習數字信號處理的基本理論；二，掌握如何用MATLAB 實(shí)現一些基本的算法，如 FFT ， FIR 和 IIR濾波器設計等；三，選擇一種數字信號處理器作為實(shí)現平臺進(jìn)行實(shí)踐學(xué)習，比如 TI 公司的 TMS320C54x系列芯片，包括該處理器的硬件和軟件系統，如Code Composer Studio及像MATLAB Link for CodeComposer Studio這樣的工具。

在學(xué)習數字信號處理的過(guò)程中，要注重培養自己的工程思維方法。數字信號處理的理論含有許多研究問(wèn)題和解決問(wèn)題的科學(xué)方法,例如頻率域的分析方法、傅里葉變換的離散做法、離散傅里葉變換的快速計算方法等, 這些方法很好。雖然它們出現在信號處理的專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域, 但是,其基本精神是利用事物的特點(diǎn)和規律解決實(shí)際問(wèn)題, 這在各個(gè)領(lǐng)域中是相同的。還有, 數字信號處理的理論的產(chǎn)生是有原因的,這些原因并不難懂, 就是理論為應用服務(wù), 提高使用效率。

例如: 為什么要使用頻率域的分析方法?原因是從時(shí)間看問(wèn)題, 往往看到事物的表面, 就像我們用眼睛看水只能看到水的顏色,看不到水的基本成分, 同樣, 從時(shí)間看信號只能看到信號變化的大小和快慢,看不到信號的基本成分; 若采用分解物質(zhì)的方法,從成分的角度去看, 用化學(xué)分析則能看到水的各種成分, 同樣, 用分解信號的方法則能看到信號里的基本成分,至于基本成分的選擇則視哪種基本類(lèi)型最適合實(shí)際信號處理, 這就是頻率域的分析方法。

又如: 為什么要采用離散的傅里葉變換?原因很簡(jiǎn)單, 因為要利用計算機計算傅里葉變換, 而計算機只能計算數據, 不能計算連續變量,所以必須分離連續的傅里葉變換, 使它成為離散的傅里葉變換。

再如: 為什么要采用離散傅里葉變換的快速計算方法?原因是, 理論上離散傅里葉變換能讓計算機分析頻譜, 但是,直接按照離散傅里葉變換的定義計算它, 計算量太大, 實(shí)用價(jià)值不大; 只有采用巧妙的方法降低計算量,則離散傅里葉變換才有實(shí)用價(jià)值,這種巧妙的方法就是離散傅里葉變換的快速計算方法。降低計算量的巧妙之處在,離散傅里葉變換的計算量與信號的長(cháng)度成正比, 科學(xué)家想辦法將信號分解成為短信號, 分解成為短信號的方法有多種,只要開(kāi)動(dòng)腦筋，我們也是一樣可以想出來(lái)的。

附注：課件與資料

一、數字信號處理——MATLAB釋義與實(shí)現

課件資料鏈接地址：

http://www.namipan.com/d/4cea548e9930fe73da8943f2d55021eb001d5ea08c7f2301

二、MATLAB入門(mén)（網(wǎng)上淘來(lái)的，感覺(jué)不錯，與大家分享）

http://www.namipan.com/d/c075dbbed2d4dd075e5f2ca9674118368cacd883b7a63c00

三、信號與系統入門(mén)（電子科技大學(xué)彭啟琮教授的DSP技術(shù)視頻課件中用的PPT很好，是入門(mén)的好材料，可一直未找到，等我聯(lián)系到他再上傳，先放一個(gè)感覺(jué)不錯的E文的PPT）

http://www.namipan.com/d/1045f20f7b39d84db3b9c31217eece7d4fdd6c521bba4a00