基于MATLAB GUI的数字信号处理实验仿真平台设计

基于MATLAB GUI的数字信号处理实验仿真平台设计

文/胡新艳 霍文晓 车晓岩 张爱英 曹红波

【摘 要】摘 要 本文针对数字信号处理课程理论丰富、应用性强的特点，利用MATLAB 自带的图形用户界面开发工具设计了数字信号处理实验仿真平台，实现了交互式实时动态仿真。

【期刊名称】《电子技术与软件工程》

【年(卷),期】2019(000)008

【总页数】2

【关键词】【关键词】数字信号处理 MATLAB 仿真平台 图形用户界面

●基金项目：青岛农业大学本科实验教学研究课题（SYJK16-16）。

《数字信号处理》是高校为电子通信类专业开设的核心专业基础课，对于学生整个课程体系的建立起着重要作用。课程主要包含序列傅里叶变换、Z 变换、离散傅立叶变换、快速傅立叶变换及数字滤波器的设计等内容，具有理论丰富、公式繁琐及物理概念抽象的特点，需要学生具备较好的复变函数和信号与系统的理论基础，因此，造成了目前学生普遍认为该课程内容难以理解学习的现状。实验教学作为理论教学的一个辅助手段，引用得当可以帮助学生更深入地理解和掌握本门课程理论知识。为了提高教学效果，结合多年的教学经验，本文基于Matlab 强大的图形用户界面（Graphical User Interface，GUI）和丰富的数字信号处理工具箱，设计开发了一个数字信号处理实验仿真平台。借助该平台，教师可以在课堂上以交互的方式进行实时仿真,将抽象的理论清晰、感性地再现，有效地提高了学生的学习兴趣和课堂教学效果；学生可以通过自主编程的方式进行滤波器的设计及应用实验，更能促进他们不断深入学习和研究，提高其设计应用能力。

1 实验仿真平台结构

数字信号处理实验仿真平台旨在为教师和学生提供一个交互式的用户界面，能够将数字信号处理课程的基础理论和方法通过动态演示的方法展现在学生面前，亦可以通过学生操作及自主编程来验证多个实验现象。因此，实验平台内容可分为演示和实验两大类，其中实验类按学生的认知规律可进一步细分为验证性实验和设计性实验。即该平台从结构上包括基础知识演示、验证性实验和设计性实验三大模块，涵盖数字信号处理课程的主要教学内容。其中，基础知识演示模块主要用于课堂演示，将抽象内容通过仿真演示形象化，激发学生学习兴趣；验证性实验模块主要用于验证数字信号处理的基本理论知识，加深学生理解；设计性实验主要用于学生自行选择参数进行滤波器的设计

，从而提高其解决问题能力。

2 实验仿真平台实现