導語：數字信號處理教學論文一文來源于網友上傳，不代表本站觀點，若需要原創文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

［摘要］對LabVIEW在數字信號處理教學中的實際應用情況進行詳細分析和研究，在保證提高學生學習興趣的同時保證最終的教學質量和水平能夠達到一定標準，促使數字信號處理教學的整體質量和水平能夠有所提升。

［關鍵詞］LabVIEW；數字信號處理；教學；應用

在當前計算機信息技術不斷發展的形勢下，數字信號作為其中的一部分，與之相對應的數字信號課程也同樣占據著非常重要的地位。數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，在數字信號的學習過程中，由于書本中的知識點或者是一些概念大多都以一種比較抽象的方式呈現，再加上教學方法和教學手段單一，具有一定的局限性。在這種形勢下，數字信號課程的教學質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引入課程輔助教學中，不僅能夠讓學生以一種簡單化的方式來進行知識的學習，而且能夠取得良好的教學效果。

一、LabVIEW與數字信號處理

LabVIEW的程序設計與傳統文化程序設計相比，具有明顯的差異性。LabVIEW在實際應用過程中，主要是利用圖形化語言，通過使用功能節點，與圖形化自身的程序流程進行有效結合，這樣不僅能夠利用流程控制結構來對程序功能進行有效的控制，而且能夠促使程序在設計過程中，其自身的形象更加直觀化。這樣一來，能夠從根本上簡化內存分配、程序調試以及多線程序等程序設計細節，這樣能夠促使學生在學習過程中，將精力放到問題的實際解決方面，這樣才能夠保證最終的教學效果。在程序結構的設計和使用過程中，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，實現程序界面的美觀性，將其自身的影響和作用充分發揮出來[1]。對于其中的顯示控件，可以根據實際情況，對其進行相應的設置，從而實現豐富的曲線、圖形以及圖象的整體顯示。在實際應用過程中，可以發現LabVIEW在GUI以及程序設計過程中，其自身的形象化與Matlab軟件之間有非常大的優勢。在數字信號處理教學中，LabVIEW能夠從根本上實現測量以及自動化的應用數據分析，其自身有非常強大的數字信號處理函數節點，在實際應用過程中，能夠發揮非常有效的作用[2]。在實際操作過程中，其自身按照信號生成、運算、濾波器以及其他功能的提供，有利于對這些內容進行切實有效的查找和分析，這些功能在數字信號處理教學過程中，不僅有利于使用，而且能夠取得良好的教學效果。

二、LabVIEW與虛擬儀器

虛擬儀器是一種在計算機基礎上的自動化測試儀器系統，在實際應用過程中，能夠發揮非常良好的作用。虛擬儀器在實際應用過程中，主要是通過自身的軟件，將計算機的一些硬件資源與儀器硬件進行有效結合，這樣不僅能夠從根本上提升計算機自身的處理能力，而且能夠促使其自身與儀器硬件的測量以及控制進行有效結合，從而發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用，實現對數據的顯示、儲存以及處理，以保證最終的處理結果。LabVIEW是美國一家儀器公司推出的虛擬儀器開發平臺軟件，主要是利用圖形化的編程語言，打破了傳統軟件的局限性。傳統軟件在應用過程中，基本上都需要相對應地進行程序代碼的編寫和應用，但是LabVIEW則主要是利用流程圖或者是程序框圖來實現。這樣不僅能夠從根本上讓編程者感受到強大的圖形化編程語言方式，而且具有一定的靈活性。由于自身在實際應用過程中，被廣泛應用到各個行業以及領域中，已經逐漸被視為一個標準的數據采集和儀器控制軟件。利用LabVIEW軟件有利于建立屬于學生自身的虛擬儀器，其自身的圖形化界面能夠促使學生在接觸編程的過程中感受到樂趣[4]。

三、LabVIEW在數字信號處理教學中的應用優勢

在實際教學過程中，LabVIEW圖形化的語言直覺特性能夠讓學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用開發的基礎上，將關注點全放在編程的一些細節方面。將LabVIEW應用到數字信號處理教學中，不僅能夠促使學生在短時間內對基礎理論知識進行深入的了解和學習，而且能夠讓學生適當地開發出一些復雜的應用程序，對學生的理論知識學習以及動手實踐操作能力的提升來說，都有非常重要的作用[5]。在LabVIEW的應用過程中，教師要注重將課本上一些理論性比較強的知識轉換成為直觀性比較強的知識，這樣不僅有利于學生的理解和認識，而且能夠加深學生對理論知識的印象。促使學生在保證積極性和學習主動性越來越高的同時，能夠取得良好的學習效果，促使數字信號處理教學的整體質量和水平能夠有所提升。

四、LabVIEW在數字信號處理教學中的實際應用分析

（一）濾波器的設計與應用

數字濾波器的設計是數字信號處理教學實施過程中的重點教學部分，同時也是教學過程中的難點部分，對學生的學習來說，很容易形成一定的阻礙影響。在對濾波器的設計過程中，由于其自身的整個過程運算量比較大，并且要根據實際情況的不同，對濾波器進行設計，從而達到不同的濾波效果，在實際應用過程中，才能夠將其自身的影響和作用充分發揮出來，達到最優的設計水平[6]。在這種形勢下，如果利用LabVIEW軟件來進行計算機的輔助性設計，不僅能夠從根本上減少計算量，而且能夠實現快速有效的濾波器數字設計，幫助學生將一些抽象的知識以一種直觀簡單的方式呈現出來，在保證學生學習興趣不斷提升的同時，從根本上保證數字信號處理教學的整體質量和水平有所提升。在LabVIEW實際應用過程中，結合濾波器的形成原理，設計的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，對各種控件進行切實有效的操作，對相關的參數進行設置，對濾波器的類型以及窗函數進行選擇，在保證濾波器自身的價值充分發揮出來時，能夠從根本上起到良好的教學輔助作用。在實際的設計過程中，可以利用控制前面板上開關或者是按鈕，通過鍵盤以及鼠標的操作，將其自身與濾波器的幅頻、相頻特性進行有效結合，促使其自身能夠滿足設計的整體需求。在實際設計過程中，可以對參數以及濾波器類型進行切實有效的調整和分析，根據實際情況采取有針對性的措施，在保證能夠達到最佳效果的同時，促使學生在學習過程中更容易地接受一些難點[7]。

（二）信號的頻譜分析

在數字信號處理教學的實際開展過程中，在對數字信號進行分析的時候，基本上可以從兩個方面來進行，其中包括時間域、頻率。有些在時間域方面表現出的復雜信號在轉換到頻率域時可能會比較簡單，比如說在實際應用過程中，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合理的流程來展示的，經常是以一種沒有序列的方式呈現。但是一旦轉換到頻率域中，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字信號處理中占據著非常重要的地位。離散傅里葉變換是對數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，學生可以通過對相關參數進行調節，直觀地看出離散傅里葉在實際變換過程中的作用。其自身存在的頻譜泄露現象以及柵欄效應，能夠從根本上加深學生對數字信號處理等相關理論知識的印象。

（三）聲音的現場采集

在數字信號處理教學的實施過程中，為了從根本上保證學生在學習過程中的有效性，就需要將LabVIEW應用其中，將其自身的影響和作用充分發揮出來，在保證充分調動起學生積極性和主動性的同時，有效地提高數字信號處理教學的整體質量和水平。在進入課程教學階段之后，為了說明信號與實際生活之間的密切聯系，在LabVIEW的應用過程中，通過對其進行簡單的設計和分析，可以利用PC的聲卡和麥克風實現在教學課堂現場的聲音采集，并且利用多媒體技術將聲音采集后的內容顯示在投影儀上。在實際應用過程中，由于采集的是實際信號，并且其自身是處于連續動態實時顯示的形勢下，學生可以直接以枝干的形式看到信號的具體形態特征。這樣不僅能夠從根本上激發起學生的學習興趣和學習積極性，而且能夠意識到信號在生活中的重要性和必要性。無論是對學生的學習還是數字信號處理教學的整體質量和水平來說，都有非常重要的作用。

綜上所述，LabVIEW在數字信號處理教學過程當中的實際應用，不僅能夠從根本上調動起學生的學習興趣和學習積極性，而且能夠保證數字信號處理的整體教學質量和水平有所提升。將LabVIEW應用到數字信號處理教學中，能夠將原本比較復雜難懂的知識以一種簡單的方式呈現出來，讓其能夠成為數字信號處理教學中非常有效的輔助性工具，將其自身的影響和作用發揮出來，為數字信號處理教學的質量提升提供保障。

作者:何海浪 黃乘順 單位:邵陽學院信息工程系

參考文獻：

［1］張易知，肖瀟，張喜斌，等.虛擬儀器的設計與實現［M］.西安：西安電子科技大學出版社，2010-02.

［2］謝啟，溫曉行，高琴妹，等.LabVIEW軟件中菜單形式的用戶界面設計與實現［J］.微計算機信息，2010（9）.

［3］譚勇.LabVIEW在數字信號處理課程教學中的應用［J］.中國現代教育裝備，2012（8）.

［4］姜利英，張艷.LabVIEW在數字信號處理教學中的應用［J］.中國電力教育，2011（9）.

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

［6］蔡小慶，魯小利，王菊，等.仿真軟件在《數字信號處理》教學中的應用［J］.信息技術與信息化，2015（3）.

［7］關成斌，邢福成，方偉.Matlab和LabVIEW在數字信號處理教學中的應用［J］.電腦知識與技術，2012（6）.

［8］魏燕，馬偉順.LabVIEW在《信號處理》教學中的應用［J］.長春師范學院學報，2010（5）.