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1、基于GUI的数字信号处理平台的设计张娜,等*基于GUI的数字信号处理平台的设计12张娜,刘坤(1.商洛学院陕西商洛,726000)(2.商洛市气象局陕西商洛,726000)摘要:数字信号处理课程是电子信息类专业的重要课程之一,它涵盖内容多、原理复杂、推理繁琐,为提高教学质量,本文设计开发基于GUI的数字信号处理平台。其包含三个核心模块:时域离散系统的时频域分析、Z域分析,离散傅里叶变换及其快速算法,IIR和FIR数字滤波器的设计。数字信号处理课程中的重难点在该平台下用可视化、交互式界面进行展示,辅助于学生的学习及教师的教学,具有一定的应用
2、价值。关键词:数字信号处理;MATLAB;GUI;实验平台中图分类号:TN911.7文献标识码:BDOI编码:10.14016/j.cnki.1001-9227.2017.03.102Abstract:Digitalsignalprocessingcourseisoneoftheimportantcourseofelectronicinformationmajor,itcoversmorecontent,theprincipleiscomplex,thereasoningistedious,toimprovethequalityoftea
3、ching,thispaperdesignanddevelopsadigitalsignalprocessingplatformbasedonGUI.ItconsiststhreecoremodulesofdiscretetimesystemtimedomainandZdomainanalysis,discreteFouriertransformanditsfastalgorithm,IIRandFIRdigitalfilterdesign.Theplatformofdigitalsignalprocessingcoursesintheh
4、eavyanddifficulttouseinteractive,visualinterfacetodisplay,isconducivetotheteachingofteachersandstudentstolearn,hascertainapplicationvalue.Keywords:digitalsignalprocessing;MATLAB;GUI;experimentalplatform0引言随着电子技术、计算机技术的急速发展,数字信号处[1,2]理算得上是应用最多、呈现最显著的学科之一。因此被广泛地应用在语音、声纳、雷达、
5、图像、控制、通信、生物图1基于GUI的数字信号处理仿真平台的构建[2,3]医药、遥测遥控、地质勘探、航空航天等领域。作为通信电子类专业的核心主干课程,它涉及内容多、概念抽象2于GUI的数字信号处理仿真平台的实现模糊、原理复杂繁琐,板书理论教学难以实现学生对这一2.1主界面的设计与实现门课程的深入了解,也很难将其理论知识和原理很好地与主界面的的设计主要采用静态文本框、列表框、可编实际结合。MATLAB的可视化交互界面为数字信号处理辑文本、面板和坐标轴等控件来实现一些功能,开始界面的学习提供了一个超有利的平台,强大的数值运算能力有的实现如图2
6、所示。助于复杂运算,同时,它的可视化将课程中的重难点能够清晰、直观的用图形呈现出来,更能加深学生对知识的了[4-6]解和掌握。因此本文以数字信号处理理论知识为基础,以图形界面设计工具GUI为开发平台,设计将理论与实验相结合的辅助工具,并融入到教学过程中在课堂教学中演示,将数字信号处理简单化,让学生更好的理解吸收其精髓。1于GUI的数字信号处理仿真平台的图2开始界面构建在图2中点击开始后用户可以根据自己的需要选择利用MATLAB的图形用户界面GUI作为开发平台,点击相应的按钮,进入三个核心模块界面,如图3所示。设计出数字信号处理仿真平台的结
7、构图,如图1所示。整个平台的构架包括三个核心部分:时域离散信号和时域离散系统的分析(时域、频域及Z域分析)、傅里叶变换(DFT和FFT)、数字滤波器(IIR和FIR)的设计等。收稿日期:2016-09-14*基金项目:商洛学院科研基金项目(15jyjx123)作者简介:张娜(1987-),女,陕西商洛人,硕士研究生,讲师,主要研究方向为无线光通信与信号处理。图3数字信号处理平台主界面·102·《自动化与仪器仪表》2017年第3期(总第209期)2.2时域离散信号和时域离散系统的设计与实现频域用计算机处理,大大增加了数字信号处理的灵活性。时
8、域离散信号和时域离散系统包括离散时间信号,线更为重要的是,DFT有多种快速算法,使得数字信号处理性卷积,离散时间信号的傅里叶变换,系统的频率响应,离速度提高几个数量级,因此DFT在数字信号处理
