數(shù)字信號論文精品(七篇)

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篇(1)

1.1電路的組成該多路數(shù)字信號發(fā)生器主要由四個部分組成：（1）電源電路。（2）輸入選擇電路。（3）輸出驅(qū)動電路。（4）主機電路。

1.2電源電路其中電源電路主要是給整機電路提供穩(wěn)定的電壓和電流的，能夠讓電路工作在抗干擾能力強的電源電路環(huán)境下；該工作電路的電壓通常給單片機能夠提供正常工作的+5V電壓（TTL電路電平），并且能夠提供18V（CMOS電路電平）電壓，考慮到整機的用電電壓、電流以及單片機的抗干擾要求，采用一般的三端穩(wěn)壓器組成電源電路，再外加濾波措施，這種電路更能保證電路穩(wěn)定、長時間工作。

1.3輸入選擇電路輸入電路選擇和控制信號來自于工作參數(shù)設(shè)置開關(guān)和工作狀態(tài)控制開關(guān)。輸入信號為直流電平，幅度為5V。根據(jù)所需的選擇控制方式和數(shù)量，擬采用獨立式非編碼的鍵盤電路實現(xiàn)輸入信號的選擇；具體選擇和控制開關(guān)設(shè)計如下：（1）工作狀態(tài)控制開關(guān)K0；（2）信號序列選擇開關(guān)K1、K2；其中K1—代表窮舉測試序列的選擇開關(guān)。其中K2—代表走步測試序列的選擇開關(guān)。（3）輸出頻率選擇開關(guān)KF（在主機電路中）分別為100KHZ、10KHZ、1KHZ三個檔位。（4）輸出信號幅度選擇開關(guān)Ku(在輸出驅(qū)動電路中)分別為5V、18V兩檔。

1.4輸出驅(qū)動電路輸出驅(qū)動電路首先要把單片機給出的兩個8位的信號組合成16位電路信號輸出，再根據(jù)輸出信號幅度選擇開關(guān)的設(shè)置輸出相應(yīng)的信號電平。其中，根據(jù)輸出信號的電平變化和驅(qū)動能力要求，輸出的兩個8位信號通過鎖存器實現(xiàn)8到16的組合，用高壓輸出驅(qū)動器完成電平變化和驅(qū)動要求。

1.5主機部分主機電路根據(jù)信號序列和頻率變化的要求，擬采用單片機AT89C51實現(xiàn)所需的控制處理功能，通過軟件編程的方法實現(xiàn)電路所要達到的功能。

2電路的主要實現(xiàn)原理

多路數(shù)字信號發(fā)生器是一個能夠輸出16位的數(shù)字信號源，它能夠產(chǎn)生滿足數(shù)字電路檢測用的多路數(shù)字序列信號。通過AT89C51單片機為核心部分，通過單片機控制電路輸出的序列，本電路可以產(chǎn)生兩種序列，一種是‘窮舉’測試信號序列，這種序列即為216個16路信號；一種是‘走步’測試信號序列，即為每路逐個輸出“0”,與每路逐個輸出“1”組合。這些序列通過單片機I/O口輸出，在經(jīng)過地址鎖存器將所輸出的信號進行鎖存輸出，就得到想要的16位數(shù)字信號。如果我們需要模擬信號，可經(jīng)過將正弦波，三角波波形數(shù)據(jù)做成波形表，用查表法來輸出波形數(shù)據(jù)。經(jīng)D/A（DAC0832）轉(zhuǎn)換輸出波形。AT89C51有4KB的程序內(nèi)存可以用來存儲運行程序,而128B的RAM則可用來保存波形參數(shù)及用戶自定的外部波形的數(shù)據(jù)。由于是數(shù)字合成技術(shù),因此該信號源可以產(chǎn)生多種波形。在頻率的選擇上多路數(shù)字信號發(fā)生器通過AT89C51單片機和電路，通過軟件編程的方法控制頻率的輸出，輸出的頻率分別為1KHz、10KHz、100KHz三個檔位。

3總結(jié)

篇(2)

1.1基準相位信號用30Hz(F)的低頻信號對9960Hz(fs)進行調(diào)頻。

1.2可變相位信號30Hz信號(F)和載波f0經(jīng)邊帶測角器產(chǎn)生30Hz的調(diào)幅邊帶波信號?？勺兿喾至恳?0Hz的速度進行旋轉(zhuǎn)，由此可見，當點位不同時，基準信號與可變信號的相位差也不同，相位差與VOR臺的具置有關(guān)系。通過比較接收機中的基準相位信號和可變相位信號，確定用戶的方位。

二、接收信號數(shù)字處理

在甚高頻全向信標系統(tǒng)的定向原理中，30Hz信號比相是其核心。根據(jù)9960副載波可以得出基準相位信號，通過相位比較器可以對相移θ進行檢測，并確定方位。然后將基準相位30Hz信號和可變相位30Hz信號進行過0點檢測，通過計數(shù)器得出相位差，將計算結(jié)果處理成數(shù)字方位的格式，并將其送到無線電磁指示器（RMI），通過RMI進行全方位顯示。

相位差θ和計時器計時時間t的關(guān)系式。以基準信號為基準，若發(fā)現(xiàn)其正向過零點，則利用計數(shù)器開始計數(shù)，直到可變信號正向過0點時，結(jié)束計數(shù)，將檢測到的相差點數(shù)計算出來，并將計數(shù)器清零準備下次計數(shù)，若系統(tǒng)采樣率為fs，則VOR方位角度分辨率。因為甚高頻通信系統(tǒng)會被鄰頻或同頻干擾，在信號處理的過程中會出現(xiàn)系統(tǒng)誤差的情況，導(dǎo)致比相信號的不穩(wěn)定和抖動，所以，在解算相位差時，不能只進行一次求解就得出，而要經(jīng)過多次的換算取所有結(jié)果的平均值，但這樣又會引發(fā)其他問題，即當兩個相位基本一致的時候，相位差會一致在0度左右擺動，這樣角度就可能會在360度和0度之間轉(zhuǎn)換，那么，經(jīng)過多次計算得出的角度將會出現(xiàn)誤差，解決這一問題的主要方法有。式中，Z：最終輸出的相位差。經(jīng)過上述公式處理方式，可以有效避免信號在0度附近擺動形成的計算誤差是。

三、結(jié)束語

篇(3)

論文摘要：文章介紹了數(shù)字通信系統(tǒng)的技術(shù)特點，并與傳統(tǒng)的模擬信號對比闡述了數(shù)字信號的優(yōu)勢，然后對數(shù)字通信系統(tǒng)的應(yīng)用方法進行淺析。

一、數(shù)字通信系統(tǒng)

數(shù)字通信是指用數(shù)字信號作為載體來傳輸信息，或者用數(shù)字信號對載波進行數(shù)字調(diào)制后在傳輸?shù)耐ㄐ欧绞?。它的主要技術(shù)設(shè)備包括發(fā)射器、接收器以及傳輸介質(zhì)。數(shù)字通信系統(tǒng)的通信模式主要包括數(shù)字頻帶傳輸通信系統(tǒng)、數(shù)字基帶傳輸通信系統(tǒng)以及模擬信號數(shù)字化傳輸通信系統(tǒng)三種。

數(shù)字信號與傳統(tǒng)的模擬信號不同，它是一種無論在時間上還是幅度上都屬于離散的負載數(shù)據(jù)信息的信號。與傳統(tǒng)的模擬通信相比其具以下優(yōu)勢：首先是數(shù)字信號有極強的抗干擾能力，由于在信號傳輸?shù)倪^程中不可避免的會受到系統(tǒng)外部以及系統(tǒng)內(nèi)部的噪聲干擾，而且噪聲會跟隨信號的傳輸而進行放大，這無疑會干擾到通信質(zhì)量。但是數(shù)字通信系統(tǒng)傳輸?shù)氖请x散性的數(shù)字信號，雖然在整個過程中也會受到的噪聲干擾，但只要噪聲絕對值在一定的范圍內(nèi)就可以消除噪聲干擾。其次是在進行遠距離的信號傳輸時，通信質(zhì)量依然能夠得到有效保證。因為在數(shù)字通信系統(tǒng)當中利用再生中繼方式，能夠消除長距離傳輸噪音對數(shù)字信號的影響，而且再生的數(shù)字信號和原來的數(shù)字信號一樣，可以繼續(xù)進行傳輸，這樣一來數(shù)字通信的質(zhì)量就不是因為距離的增加而產(chǎn)生強烈的影響，所以它也比傳統(tǒng)的模擬信號更適合進行高質(zhì)量的遠距離通信。此外數(shù)字信號要比模擬信號具有更強的保密性，而且與現(xiàn)代技術(shù)相結(jié)合的形式非常簡便，目前的終端接口都采用數(shù)字信號，同時數(shù)字通信系統(tǒng)還能夠適應(yīng)各種類型的業(yè)務(wù)要求，例如電話、電報、圖像以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)鹊?，它的普及?yīng)用也方便實現(xiàn)統(tǒng)一的綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)，便于采用大規(guī)模集成電路，便于實現(xiàn)信息傳輸?shù)谋Ｃ芴幚?，便于實現(xiàn)計算機通信網(wǎng)的管理等優(yōu)點。

要進行數(shù)字通信就必須進行模數(shù)變換，也就是把由信號發(fā)射器發(fā)出的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號?；镜姆椒òǎ菏紫劝堰B續(xù)形的模擬信號用相等的時間間隔抽取出模擬信號的樣值。然后將這些抽取出來的模擬信號樣值轉(zhuǎn)變成最接近的數(shù)字值。因為這些抽取出的樣值雖然在時間進行了離散化處理，但是在幅度上仍然保持著連續(xù)性，而量化過程就是將這些樣值在幅度上也進行離散化處理。最后是把量化過后的模擬信號樣值轉(zhuǎn)化為一組二進制數(shù)字代碼，并最終實現(xiàn)模擬信號數(shù)字化地轉(zhuǎn)變，然后將數(shù)字信號送入通信網(wǎng)進行傳輸。而在接收端則是一個還原過程，也就是把收到的數(shù)字信號變?yōu)槟M信號，通過數(shù)據(jù)模變換再現(xiàn)聲音以及圖像。如果信號發(fā)射器發(fā)出的信號本來就是數(shù)字信號，則不用在進行數(shù)據(jù)模變換的過程，可以直接進入數(shù)字網(wǎng)進行傳輸。

二、數(shù)字通信系統(tǒng)的應(yīng)用

數(shù)字通信系統(tǒng)的關(guān)鍵性技術(shù)包括編碼、調(diào)制、解調(diào)、解碼以及過濾等。其中數(shù)字信號的調(diào)制以及解調(diào)是整個系統(tǒng)的核心也是最基本、最重要的技術(shù)。

數(shù)字調(diào)制是通過對信號源的編碼進行調(diào)制，將其轉(zhuǎn)換成為能夠進行信道傳輸?shù)念l帶信號，即把基帶信號（調(diào)制信號）轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€高頻率的帶通信號（已調(diào)信號），而且由于在傳輸過程中為了避免信息失真、傳輸損耗以及確保帶內(nèi)特性等因素，在進行信號進行長途傳輸以及大規(guī)模通信活動時必須對數(shù)字信號進行載波調(diào)制?，F(xiàn)階段的數(shù)字信號調(diào)制主要分為調(diào)幅、調(diào)相以及調(diào)頻三種。調(diào)幅是根據(jù)信號的不同，通過調(diào)節(jié)正弦波的幅度進行信號調(diào)制，目前最常見的數(shù)字信號是幅度取值為0和1為代表的波形，即二進制信號；調(diào)相是由于載波的相位受到數(shù)字基帶信號（調(diào)制信號）的控制，通常情況下載波相位和基帶信號是保持一致的，例如二進制基帶信號為0時，載波相位相應(yīng)也為0；調(diào)頻是利用數(shù)字信號進行載波頻率的調(diào)制。解調(diào)就是講載波信號提取出來并經(jīng)過還原得到信息的過程，它是調(diào)制的逆過程也被稱為反調(diào)制。目前解調(diào)的類型分為相干解調(diào)和非相干解調(diào)兩大類。數(shù)字通信的質(zhì)量通常用信息傳輸速率、符號傳輸速率以及消息傳輸速率這三個指標來衡量。對于數(shù)字通信系統(tǒng)的性能指標通常用信息傳輸速率、符號傳輸速率以及消息傳輸速率這三個指標來衡量。

通信系統(tǒng)向數(shù)字化時代的轉(zhuǎn)變就是要從有線通信想無線通信，從公用移動網(wǎng)絡(luò)到專用網(wǎng)絡(luò)，從而實現(xiàn)全球化的數(shù)字通信理念。而且通過現(xiàn)有的綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，通過一個多用途的用戶網(wǎng)絡(luò)接口就可以輕松實現(xiàn)信號發(fā)出端到接收端全程數(shù)字傳輸與交換的新型通信網(wǎng)。利用這種新型技術(shù)可以擴充通信業(yè)務(wù)的范圍，而且還具有更加經(jīng)濟以及靈活的特點，能夠與現(xiàn)有的計算機互聯(lián)網(wǎng)、多媒體信息網(wǎng)、公共電話網(wǎng)以及分組交換數(shù)字網(wǎng)等進行任意轉(zhuǎn)換。隨著數(shù)字通信設(shè)備的發(fā)展和不斷完善，利用微處理技術(shù)對數(shù)字通信系統(tǒng)的信號進行轉(zhuǎn)變，還能夠使設(shè)備更加靈活的應(yīng)用到各種長途以及市話當中。由于長途通信線路的投資遠大于終端設(shè)備，為了提高長距離傳輸?shù)慕?jīng)濟性，未來高度、大容量的數(shù)字通信系統(tǒng)也將成為主流趨勢，而且隨著數(shù)字集成電路技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字通信系統(tǒng)的設(shè)備制造也越來越容易，成本更低、可靠性也更高。

三、結(jié)束語

數(shù)字通信系統(tǒng)是一種全新的利用數(shù)字信號進行消息傳輸?shù)耐ㄐ拍Ｊ?，伴隨著社會的不斷發(fā)展，數(shù)字通信的應(yīng)用也已經(jīng)越來越廣泛，在我們?nèi)粘Ｉ钪械碾娔X、手機上網(wǎng)、視頻電話、網(wǎng)絡(luò)會議以及數(shù)字電視等都是通過數(shù)字通信系統(tǒng)來進行信號傳輸?shù)?，而且由于社會的發(fā)展人們對各種通信業(yè)務(wù)的需求量也在逐漸增加，在光纖傳輸媒介還沒有完全普及以前，數(shù)字通信系統(tǒng)主要是利用電纜、微波等有限的媒介進行傳輸，但目前光纖技術(shù)的發(fā)展無疑將會推動數(shù)字通信的發(fā)展。隨著數(shù)字通信系統(tǒng)也正在向智能化化、高速度以及大容量的方向迅速發(fā)展，相信在未來數(shù)字通信系統(tǒng)將會取代傳統(tǒng)的模擬通信系統(tǒng)而成為主導(dǎo)。

參考文獻

[1]張英.微處理機實現(xiàn)的數(shù)字通信[J].電子技術(shù)應(yīng)用，2005.

[2]張曉林.電視數(shù)字通信[J].圖書館雜志，2005.

[3]王金保.通信基本知識[J].華北電力技術(shù)，2005.

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關(guān)鍵詞：數(shù)字信號；信號處理；DSP

1．數(shù)字信號處理的概念

數(shù)字信號處理是用數(shù)字計算機對離散信號或?qū)⒛M信號離散化后進行處理的現(xiàn)代信號處理技術(shù)，自身有其獨特的計算方法和理論。數(shù)字信號處理是當前發(fā)展相當迅速的一種技術(shù)，無線通訊，多媒體技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)等都是基于數(shù)字信號處理算法的。

數(shù)字信號處理器(DSP)是為進行數(shù)字信號處理而設(shè)計的微處理器。數(shù)字信號處理器是同數(shù)字信號處理技術(shù)一同發(fā)展起來的。它針對數(shù)字信號處理的應(yīng)用采用了專用的硬件設(shè)計結(jié)構(gòu)。

微處理器的發(fā)展經(jīng)歷了單板計算機、單片計算機的歷程，DSP則是一種高性能的片上微計算機系統(tǒng)。它除了利用大量的新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)來大幅度改善芯片性能外，還把內(nèi)存、接口、外設(shè)、事件管理器等集成在一個芯片上，成為一個功能強大的片上系統(tǒng)（SOC）。DSP的產(chǎn)生和發(fā)展，得益于數(shù)字信號處理理論及計算機、電子技術(shù)的飛速進步。

2．數(shù)字信號處理器模擬的實現(xiàn)

計算機系統(tǒng)本身是一個非常復(fù)雜的系統(tǒng)，要使用軟件來模擬每個晶體管或每個門電路各個方面的行為特征幾乎是不可能的。人們簡化系統(tǒng)復(fù)雜程度的常用辦法是對系統(tǒng)按層次進行抽象，體系結(jié)構(gòu)就是對計算機系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)層次上的簡化。然而，體系結(jié)構(gòu)層次上的計算機系統(tǒng)依然很復(fù)雜，開發(fā)其軟件模擬器也因此而十分困難。通常的做法是，在已存在的模擬器基礎(chǔ)上進行二次開發(fā)或改進，使其適應(yīng)自己的要求。

在任何數(shù)字信號處理中，當涉及硬件實現(xiàn)時，都會遇到一個很普遍的問題：一般要處理的原始信號序列長度是非常長的，但受物理設(shè)備條件所限，每次(比如一個時鐘周期內(nèi))輸入給數(shù)字信號處理相關(guān)硬件(如DSP)的必定是有限長度的采樣后的數(shù)字序列，也就是說要對原有長序列進行一次截斷。顯然，截斷后的短序列相比于原有未截斷的長序列的信號屬性必然要發(fā)生變化。比如截取高斯白噪聲的一段，其截斷后的序列的均值和方差等統(tǒng)計特性相對于原有白噪聲序列肯定會有變化。這種由于截斷而引起的序列性能下降顯然會導(dǎo)致后續(xù)的DSP等硬件設(shè)備中數(shù)字信號處理性能的下降。

3．DSP硬件結(jié)構(gòu)分析

在當前信息化、數(shù)字化進程中，信號作為信息的傳輸和處理對象，逐漸由模擬信號變成數(shù)字信號。信息化的基礎(chǔ)是數(shù)字化，而數(shù)字化的核心技術(shù)之一就是數(shù)字信號處理。數(shù)字信號處理技術(shù)已成為人們?nèi)找骊P(guān)注的并得到迅速發(fā)展的前沿技術(shù)。DSP作為一種特別適合于進行數(shù)字信號處理運算的微處理器，憑借其獨特的硬件結(jié)構(gòu)和出色的數(shù)字信號處理能力，廣泛應(yīng)用于通訊、語言識別、圖像處理、自動控制等領(lǐng)域。

3.1 DSP的主要特點及其硬件要求

數(shù)字信號處理是指將模擬信號通過采樣進行數(shù)字化后的信號進行分析、處理、它側(cè)重于理論、算法及軟件實現(xiàn)。數(shù)字信號處理算法具有如下一些主要的特點：信號處理算法運算量大，要求速度快；信號處理算法通常需要執(zhí)行大量的乘累加運算；信號處理算法常具有某些特定模式；信號處理算法大部分處理時間花在執(zhí)行相對小循環(huán)的操作上；信號處理要求專門的接口。

從一開始，DSP的結(jié)構(gòu)就是針對DSP算法模型進行構(gòu)造的，幾乎所有的DSP都包含有DSP算法的特征。因此，數(shù)字信號處理的上述特點要求DSP必須是專門設(shè)計的。

3.2多總線，多處理單元結(jié)構(gòu)

DSP芯片采用了哈佛結(jié)構(gòu)，它分別設(shè)置程序存儲和數(shù)據(jù)存儲空間，使用專用的程序總線和地址總線。CPU可以同時訪問程序和數(shù)據(jù)，大大提高了處理速度。所謂的改進哈佛結(jié)構(gòu)，體現(xiàn)在如下幾點：

1）允許數(shù)據(jù)存放在程序存儲器中，并可以被算術(shù)指令直接使用。但程序和數(shù)據(jù)不能同時讀取，多數(shù)訪問存儲器的指令需要兩個執(zhí)行周期。

2）將指令存儲在高速緩存中，無須從數(shù)據(jù)/程序存儲器讀取，可以節(jié)約一個指令周期。

3）改進存儲器塊結(jié)構(gòu)，允許在一個周期內(nèi)同時讀取一條指令和兩個操作數(shù)。

使用兩類（程序總線、數(shù)據(jù)總線）六組總線。包括程序地址總線、程序讀總線、數(shù)據(jù)寫地址總線、數(shù)據(jù)讀地址總線、數(shù)據(jù)寫總線、數(shù)據(jù)讀總線。配合哈佛機構(gòu)，大大提高了系統(tǒng)速度。

DSP內(nèi)部一般都包括多個處理單元，如ALU、乘法器、輔助算術(shù)單元等。它們都可在單獨的一個指令周期內(nèi)執(zhí)行完計算和操作任務(wù)，而且往往同時完成。這種結(jié)構(gòu)特別適合于濾波器的設(shè)計，如FIR和IIR。這種多處理單元結(jié)構(gòu)還表現(xiàn)為在將一些特殊的算法作成硬件，如典型的FFT的位翻轉(zhuǎn)尋址和流水FIR濾波算法的循環(huán)尋址等。而且大部分DSP具有零消耗循環(huán)控制的專門硬件，使得處理器不用花時間測試循環(huán)計數(shù)器的值就能執(zhí)行一組指令的循環(huán)，硬件完成循環(huán)跳轉(zhuǎn)和循環(huán)計數(shù)器的衰減。

3.4 DSP結(jié)構(gòu)改進

過去的DSP結(jié)構(gòu)設(shè)計主要是面向計算密集型的應(yīng)用，而對控制密集型支持得不夠。而現(xiàn)實應(yīng)用中很多場合需要信號處理和精確控制的有效結(jié)合，如數(shù)字蜂窩電話，它要有監(jiān)控和語言音處理的工作。現(xiàn)代的DSP將采用DSP／MCU的混合結(jié)構(gòu)，在保證計算能力優(yōu)先的前提下，通過快速的現(xiàn)場切換、多執(zhí)行部件并行執(zhí)行等方式，加強控制類操作的處理能力。將MCU核集成到DSP核中，或者從整體上對DSP進行重新設(shè)計，使之兼有DSP和MCU的功能。

另外，為解決速度、功耗、可編程之間的矛盾，我們提出了一種新型的計算方式，它結(jié)合了現(xiàn)有微處理器和DSP的時間計算方式以及ASIC、FPGA解決方案的空間計算方式。這種可重構(gòu)DSP處理器的關(guān)鍵是它能同時進行時間和空間計算。它由一個計算元件互相連接的二維陣列構(gòu)成，每個陣列都有各自的邏輯單元和本地寄存器。連接這些計算元件的可編程連線借以對陣列的數(shù)據(jù)流架構(gòu)動態(tài)重構(gòu)，從而可根據(jù)運行的具體任務(wù)而對其進行優(yōu)化。

參考文獻：

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【關(guān)鍵詞】混沌加密；光學(xué)通信；應(yīng)用

二十世紀六十年代，人們發(fā)現(xiàn)了混沌理論?；煦缋碚摷匆粋€給出混亂、隨機的分周期性結(jié)果的模型，卻是由確定的非線性微分方程構(gòu)成?；煦缡且环N形式非常復(fù)雜的運動，看似雜亂無章的隨機運動軌跡，卻是由一個確定方程模型得出。混沌對初始條件的敏感度非常高。密碼技術(shù)是一種研究使用密碼進行加密的技術(shù)，而隨著信息技術(shù)的發(fā)展，竊取加密密碼的方法越來越多，并且隨著傳統(tǒng)密碼技術(shù)的不斷使用和技術(shù)公開，傳統(tǒng)密碼技術(shù)的保密性已經(jīng)降低，所以一些新的密碼技術(shù)開始出現(xiàn)，其中包括混沌加密、量子密碼以及零知識證明等。本文首先介紹混沌加密密碼技術(shù)，然后介紹光學(xué)通信，最后重點探討混沌加密在光學(xué)通信中的應(yīng)用。

1.混沌加密

我們首先對混沌加密的相關(guān)內(nèi)容做一下簡單介紹，主要包括：混沌的特征、混沌加密的定義以及混沌加密的常用方法。混沌的特征主要有：混沌運動軌跡符合分數(shù)維理論，混沌軌跡是有序與無序的結(jié)合、并且是有界的偽隨機軌跡，混沌運動具有遍歷性，所有的混沌系統(tǒng)都具有幾個相同的常數(shù)、并且符合利亞普諾夫指數(shù)特性，混沌運動的功率譜為連續(xù)譜線以及混沌系統(tǒng)具有正K熵等。混沌加密是一種新的密碼技術(shù)，是將混沌技術(shù)與加密方法相結(jié)合的一種密碼加密技術(shù)?；煦缂用艿姆椒ㄓ泻芏喾N，根據(jù)不同的通信模式，可以選擇不同的加密方式與混沌技術(shù)結(jié)合，以實現(xiàn)信息的加密傳輸。混沌加密的常用方法主要包括：數(shù)字流混沌加密、數(shù)字信號混沌加密以及連續(xù)流混沌加密等。

2.光學(xué)通信

之所以將混沌加密應(yīng)用在光學(xué)通信中，是因為光學(xué)中存在混沌現(xiàn)象，這種混沌現(xiàn)象既包括時間混沌現(xiàn)象也包括空間混沌現(xiàn)象。光學(xué)通信是一種利用光波載波進行通信的方式，其優(yōu)點是信息容量大、適應(yīng)性好、施工方便靈活、、保密性好、中繼距離長以及原材料來源廣等，光纖通信是光學(xué)通信中最重要的一種通信方式，已成為現(xiàn)代通信的重要支柱和發(fā)展趨勢。光纖通信系統(tǒng)的組成主要包括：數(shù)據(jù)信號源、光數(shù)據(jù)傳輸端、光學(xué)通道以及光數(shù)據(jù)接收端等。數(shù)據(jù)信號源包括所有的數(shù)據(jù)信號，具體體現(xiàn)為圖像、文字、語音以及其他數(shù)據(jù)等經(jīng)過編碼后所形成的的信號。光數(shù)據(jù)傳輸端主要包括調(diào)制解調(diào)器以及計算機等數(shù)據(jù)發(fā)送設(shè)備。光學(xué)通道主要包括光纖和中繼放大器等。光數(shù)據(jù)接收端主要包括計算機等數(shù)據(jù)接收設(shè)備以及信號轉(zhuǎn)換器等。

3.探討混沌加密在光學(xué)通信中的應(yīng)用

在光學(xué)通信中，應(yīng)用混沌加密技術(shù)對明文進行加密處理，以保證明文傳遞過程中的安全性和保密性。本文重點對混沌加密在光學(xué)通信中的應(yīng)用進行了探討。其內(nèi)容主要包括：混沌加密常用方法、光學(xué)通信中混沌加密通信常用方案以及光學(xué)通信中兩級加密的混沌加密通信方案。其中混沌加密常用方法主要包括：數(shù)字流混沌加密、數(shù)字信號混沌加密以及連續(xù)流混沌加密等。光學(xué)通信中混沌加密通信常用方案主要包括：混沌掩蓋加密方案、混沌鍵控加密方案、混沌參數(shù)加密方案以及混沌擴頻加密方案等。

3.1混沌加密常用方法

連續(xù)流混沌加密方法：連續(xù)流混沌加密利用的加密處理方式是利用混沌信號來掩蓋明文，即使用混沌信號對明文進行加密處理。連續(xù)流混沌加密方法常應(yīng)用在混沌掩蓋加密方案以及混沌參數(shù)加密方案中。其加密后的通信模式是模到模的形式。

數(shù)字流混沌加密方法：其加密后的通信模式是模到數(shù)再到模的形式。

數(shù)字信號混沌加密方法：其加密后的通信方式是數(shù)到數(shù)的形式。主要包括混沌時間序列調(diào)頻加密技術(shù)以及混沌時間編碼加密技術(shù)。主要是利用混沌數(shù)據(jù)信號對明文進行加密。

3.2光學(xué)通信中混沌加密通信常用方案

在光學(xué)通信中，利用混沌加密技術(shù)進行通信方案的步驟主要包括：先利用混沌加密方法對明文進行加密（可以使用加密系統(tǒng)進行這一過程），然后通過光釬進行傳輸，接收端接收后，按照一定解密步驟進行解密，恢復(fù)明文內(nèi)容。

混沌掩蓋加密方案：其掩蓋的方式主要有三種：一種是明文乘以密鑰，一種是明文加密鑰，一種是明文與密鑰進行加法與乘法的結(jié)合。

混沌鍵控加密方案：其利用的加密方法主要為FM-DCSK數(shù)字信號加密方法。該方案具有良好的抗噪音能力，并且能夠不受系統(tǒng)參數(shù)不匹配的影響。

混沌參數(shù)加密方案：就是將明文與混沌系統(tǒng)參數(shù)進行混合傳送的一種方案。這種方案增加了通信對參數(shù)的敏感程度。

混沌擴頻加密方案：該方案中，擴頻序列號一般是使用混沌時間序列，其加密方法是利用數(shù)字信號，該方案的抗噪音能力特別好。

3.3光學(xué)通信中兩級加密的混沌加密通信方案

為了進一步保證傳輸信息的安全保密性，需要對明文進行二次加密。其步驟是：首先先對明文進行第一次加密（主要利用雙反饋混沌驅(qū)動系統(tǒng)產(chǎn)生密鑰1，然后將明文與密鑰1組合起來形成密文1），第二步是通過加密超混沌系統(tǒng)產(chǎn)生的密鑰2對密文1進行二次加密，形成密文2，第三步將密文2通過光纖進行傳遞，同時將加密超混沌系統(tǒng)一起傳遞到接收端。第四步，接收端接收到密文2以及加密超混沌系統(tǒng)后，對密文2進行解密，形成密文1，然后將密文1傳送到雙反饋混沌驅(qū)動系統(tǒng)產(chǎn)生密鑰1，然后將密文1進行解密，通過濾波器破譯出明文。此外，還可以對二級加密通信進行優(yōu)化，即使用EDFA（雙環(huán)摻餌光纖激光器）產(chǎn)生密鑰進行加密。

4.結(jié)論

本文首先對混沌加密的相關(guān)內(nèi)容做一下簡單介紹，主要包括：混沌的特征、混沌加密的定義以及混沌加密的常用方法。然后我們簡單介紹了一下光學(xué)通信以及光纖通信，并且介紹了光纖通信的組成結(jié)構(gòu)。并且由于光學(xué)中存在混沌現(xiàn)象，所以我們在光學(xué)通信中應(yīng)用混沌加密技術(shù)進行保密工作。最后本文重點探討了混沌加密在光學(xué)通信中的應(yīng)用，其內(nèi)容主要包括：混沌加密常用方法、光學(xué)通信中混沌加密通信常用方案以及光學(xué)通信中兩級加密的混沌加密通信方案。其中混沌加密常用方法主要包括：數(shù)字流混沌加密、數(shù)字信號混沌加密以及連續(xù)流混沌加密等。光學(xué)通信中混沌加密通信常用方案主要包括：混沌掩蓋加密方案、混沌鍵控加密方案、混沌參數(shù)加密方案以及混沌擴頻加密方案等。

【參考文獻】

[1]馬瑞敏，陳繼紅，朱燕瓊.一種基于混沌加密的關(guān)系數(shù)據(jù)庫水印算法[J].南通大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2012，11（1）：13-27.

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篇(6)

[關(guān)鍵字]提升系統(tǒng) 可移動無線雙頻監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)

[中圖分類號] X924.3 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X（2013）-2-278-1

1提升系統(tǒng)

提升系統(tǒng)是礦山生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對安全生產(chǎn)起著決定性的作用，根據(jù)集團要求，井筒設(shè)施由原來的月檢提升到每周例檢一次。以往每次檢測、檢修都是檢修人員站在罐籠上作業(yè)，由于井筒狹小，且存在淋水、上部落物、高空作業(yè)、井上下難以聯(lián)系等安全隱患，作業(yè)過程安全系數(shù)低、勞動強度大、檢測效率低，致使安全隱患排查不細，影響正常生產(chǎn)。

為解決檢修過程中存在的安全隱患、降低檢修勞動強度，提高工作效率，沂南金礦組織開發(fā)應(yīng)用了可移動無線雙頻監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)把現(xiàn)場情況用數(shù)字信號傳輸?shù)降孛骐娔X，實現(xiàn)對現(xiàn)場多方位檢測，可疑檢測點可局部放大，給檢修人員提供準確信息，從而對可疑檢測點有針對性的進行檢修。該系統(tǒng)可提高檢測速度，節(jié)省檢修時間，確保檢修人員安全，提高生產(chǎn)效率。

2可移動無線雙頻監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)：

可移動無線雙頻監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)是由音視頻采集系統(tǒng)、信號轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、音視頻接收系統(tǒng)三部分組成。

（1）音視頻采集系統(tǒng)。聲音由采集器輸入音頻放大器，經(jīng)信號壓縮放大輸入發(fā)射模塊；視頻采集器由4臺6毫米攝像頭組成，形成多方位視頻采集信號，輸入發(fā)射模塊；

（2）信號轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。信號轉(zhuǎn)換系統(tǒng)采用2.4GHZ國際通用頻率，使用RF CMOS集成IC，整合功率放大器（ PA ）和壓控振蕩器（ VCO ）集雙聲道音頻視頻于一體調(diào)制，后經(jīng)功率放大器（采用德國西門子公司GaAs芯片）作功率放大，形成圖像清晰、音頻穩(wěn)定的信號。在長距離傳輸中，通過中繼器放大來保證數(shù)字信號的完整；

（3）音視頻接收系統(tǒng)。音視頻接收系統(tǒng)由信號接收模塊和顯示終端組成，信號接收模塊接收到數(shù)字信號后輸入電腦顯示終端形成視頻圖像及聲音。

全系統(tǒng)采用DC12V電源；保證使用安全。

3技術(shù)應(yīng)用

方案確定后，經(jīng)調(diào)試組裝，在銅井分礦進行了試應(yīng)用。經(jīng)驗證，該系統(tǒng)運行狀態(tài)良好，安全性能可靠，較好地解決了生產(chǎn)難題，目前該系統(tǒng)在本礦進行了推廣使用。

設(shè)備組成：音視頻采集傳輸系統(tǒng)是由攝像頭、拾音器、發(fā)射模塊、音頻放大器、平板放大器、防水機箱、DC12V電源組成。信號轉(zhuǎn)換系統(tǒng)由RF CMOS集成IC，整合功率放大器（ PA ）和壓控振蕩器（ VCO ）、功率放大器（采用德國西門子公司GaAs芯片）組成。音視頻接收系統(tǒng)是由DC12V電源、信號接收模塊、電腦組成。

調(diào)制方式：FM /FSK 頻率范圍：CH 1= 2414MHZ；CH 2= 2432MHZ；CH 3= 2450MHZ；CH 4= 2468MHZ（可選一拖七套設(shè)備即七個發(fā)射配七個接收）。

技術(shù)參數(shù)視頻輸入（ 1 路 ）雙聲道伴音輸入 （ 2 路 ）（ 6.0MHZ NTSC；6.5MHZ PAL ）

發(fā)射功率 ：34dBM最大消耗電流：700mA；輸入電壓：12V接收機頻率：CH 1=2414MHZ；CH 2=2432MHZ；CH 3=2450MHZ；CH 4=2468MHZ

接收靈敏度：-90dBm；接收機最大消耗電流：160mA；輸入電壓：12V，視頻輸出 （ 1 路 ）；雙聲道伴音輸出（ 2 路 ）（6.0MHZ NTSC；6.5MHZ PAL ）發(fā)射接收模塊工作溫度：-10-120度，根據(jù)礦井的深度采用平板接受放大模塊，增加接收數(shù)字信號數(shù)據(jù)的強度。

使用方法：把音視頻采集傳輸系統(tǒng)固定在罐籠上面，根據(jù)井筒設(shè)施調(diào)整安裝攝像頭采集信號，卷揚機以每秒0.5米的速度運行，檢修人員在井口接收終端檢測豎井井筒內(nèi)各種設(shè)施安全隱患。

可移動無線雙頻監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)方案示意圖（圖1）：

可移動無線雙頻監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)音視頻采集器外觀圖（圖2）：

通過使用可移動無線雙頻監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)徹底改變了以往檢測井筒需要多人站在罐籠上作業(yè)的弊端，實現(xiàn)了全程音頻和視頻的監(jiān)控，降低了安全事故的發(fā)生，有力的保證了提升系統(tǒng)的安全運行。

參考文獻

[1]劉鵬.基于無線網(wǎng)絡(luò)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[D].浙江大學(xué)碩士論文，2006年.

篇(7)

【關(guān)鍵詞】數(shù)字信號處理 教學(xué)改革 學(xué)習(xí)興趣 探索性實驗

【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2015）06-0023-02

“數(shù)字信號處理”課程是電子類學(xué)科和專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課，涉及知識面廣泛，如信號與系統(tǒng)、信號處理、通信等，課程內(nèi)容抽象，理論性強，概念多，學(xué)習(xí)難度較大，加上先修課程的學(xué)習(xí)的好壞也影響到本課程的學(xué)習(xí)。這些因素導(dǎo)致學(xué)生難以在有限的教學(xué)時間內(nèi)掌握好本門課程的內(nèi)容，學(xué)習(xí)的畏難情緒增加，學(xué)習(xí)效果隨之下降，導(dǎo)致逐漸喪失學(xué)習(xí)信心和學(xué)習(xí)熱情[2]。如何培養(yǎng)并保持學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，充分發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性是數(shù)字信號處理課程教學(xué)中需要面對的一個重要問題。因此對傳統(tǒng)的教學(xué)方法進行改進，采用多種教學(xué)方式激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，取得了較好的教學(xué)效果。

一、多種教學(xué)手段結(jié)合激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

傳統(tǒng)的課堂教學(xué)方式采用黑板板書方式，其優(yōu)點是師生互動直接，可以自由控制時間，學(xué)生在老師板書的過程中有足夠的時間理解和思考，跟進老師思路的壓力較小，適合公式推導(dǎo)、例題講解等內(nèi)容的教學(xué)。但是板書方式形式單調(diào)，不適合對抽象的概念和復(fù)雜的過程的講解，而且，數(shù)字信號處理課程本來每堂課內(nèi)容多，全采用板書講授方式將很難完成教學(xué)任務(wù)，加快速度則有些重要難以講到，久之影響教學(xué)效果。同時，本課程涉及信號流圖（如FFT流程圖等）、濾波器設(shè)計內(nèi)容中的頻譜圖及設(shè)計的結(jié)果，如果板書出來將占用珍貴的課堂時間。因此僅用黑板板書的方式顯然并不合適。投影教學(xué)方式的優(yōu)點是形象生動，尤其是有的復(fù)雜過程可采用動畫形式展現(xiàn)，學(xué)生容易理解，且傳遞的信息量豐富。但長久的盯著亮的屏幕容易造成視覺疲勞，快速的翻頁也會造成部分學(xué)生跟不上進度，一堂課下來感覺很累。因此，在課堂教學(xué)中，宜采用板書、多媒體教學(xué)相結(jié)合的授課方式，充分發(fā)揮各自教學(xué)方式的優(yōu)點。公式推導(dǎo)、例題講解等可采用板書方式，抽象的概念和理論、復(fù)雜的處理過程等則采用MATLAB仿真進行演示或采用動畫形式展現(xiàn)。多媒體課件宜做得精煉，防止出現(xiàn)大幅的內(nèi)容敘述。由于抽象概念的形象解釋有助于學(xué)生的理解，學(xué)習(xí)興趣也隨之提高。比如在講解長信號的線性卷積時，牽涉到重疊相加法、重疊保留法兩種方法，可采用板書和投影教學(xué)相結(jié)合的方式進行講解。先提出問題：兩個長度相當?shù)男盘柕木€性卷積可以利用FFT進行快速卷積，但若一個信號很長甚至是無限長時如何實現(xiàn)快速卷積？讓學(xué)生進行討論。再使用板書方式推導(dǎo)出長信號的分段卷積式，對分段卷積結(jié)果如何處理則采用MATLAB仿真來演示和驗證這一過程。通過MATLAB仿真，長信號的快速卷積就形象的展現(xiàn)出來，學(xué)生易于理解了，枯燥的定義和概念也變得生動起來，原本復(fù)雜的過程變得簡單而容易接受，有利于知識的理解和掌握，也激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

二、改進教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

“數(shù)字信號處理”理論知識多，學(xué)習(xí)起來枯燥。但是，如果學(xué)生認識到所學(xué)的知識有用會激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣。因此，應(yīng)加大應(yīng)用性內(nèi)容的教學(xué)，讓學(xué)生參與到相關(guān)的實踐活動中有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

1.課程設(shè)計提升學(xué)習(xí)興趣

課程設(shè)計是綜合性實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，完成課程設(shè)計需要綜合應(yīng)用所學(xué)知識，包括查閱資料、方案設(shè)計、方案實施、結(jié)果分析、方案改進等。實施計劃過程中遇到的困難和障礙構(gòu)成了學(xué)生渴望以挑戰(zhàn)的問題，正是這些問題激勵學(xué)生積極思考并尋找解決問題的辦法，在此過程中學(xué)習(xí)的積極性得以充分發(fā)揮。一般而言，學(xué)生在接到課程設(shè)計的任務(wù)后，需要對設(shè)計課題進行分析，確定完成此設(shè)計需要用到的知識，這些知識可能是已經(jīng)學(xué)習(xí)過的，也有未學(xué)習(xí)過的。學(xué)生通過查閱相關(guān)資料后，綜合所學(xué)的知識、技能，明確需解決的問題和達到的目標，并形成解決問題的技術(shù)方法。

比如在FFT的教學(xué)中，給定課程設(shè)計要求“語音信號的頻譜分析”，要求綜合運用數(shù)字信號處理的理論知識對語音信號進行頻譜分析并對語音信號進行處理。在此課程設(shè)計中，要求學(xué)生掌握Windows 環(huán)境下語音信號采集方法，掌握用 MATLAB對信號進行分析和處理的編程方法，設(shè)計算法和應(yīng)用程序，對結(jié)果進行分析，撰寫總結(jié)和報告等。學(xué)生通過理論推導(dǎo)得出相應(yīng)結(jié)論，利用MATLAB作為編程工具實現(xiàn)語音信號的譜分析和濾波。在設(shè)計的完成過程中互相交流學(xué)習(xí)心得，共同探討出現(xiàn)的新問題，培養(yǎng)獲取知識與解決問題的能力。與此同時，學(xué)習(xí)過程中獲得的成就感激發(fā)了他們的學(xué)習(xí)熱情，并培養(yǎng)了勇于探索開拓進取的學(xué)習(xí)精神。

在教學(xué)中，課程設(shè)計的題目可以由教師指定，由學(xué)生選擇，如語音信號卷積的實現(xiàn)、圖像信號的濾波等；也可以在教師指導(dǎo)下學(xué)生自己選擇。學(xué)生通過參與數(shù)字信號處理的課程設(shè)計，加深了對“數(shù)字信號處理”理論的理解，提高了學(xué)習(xí)的熱情，鞏固了學(xué)生數(shù)字信號處理的基礎(chǔ)知識，增強了學(xué)習(xí)興趣。

2.探索性實驗激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

探索性實驗是指人們從事開創(chuàng)性的研究工作時，為探尋未知事物或現(xiàn)象的性質(zhì)以及規(guī)律所進行的實踐活動。它對培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、思維能力、探索精神以及良好的學(xué)習(xí)方法具有重要意義。

目前數(shù)字信號處理課程配備的實驗大多是驗證性實驗，旨在對所學(xué)知識進行驗證，如快速傅里葉變換（FFT）、RIR濾波器設(shè)計、IIR濾波器設(shè)計等，學(xué)生只是使用MATLAB 對教材或?qū)嶒炛笇?dǎo)書上的實驗進行驗證，對實驗結(jié)論也是驗證與所學(xué)的知識是否一致，遇到不一致的往往知其然不知其所以然，難以結(jié)合教材內(nèi)容進行深入分析。實驗過程中遇到的問題也很難獨立思考和解決。因此，實驗設(shè)計僅讓學(xué)生懂得實驗的基本過程及僅僅驗證教材上的內(nèi)容是不夠的，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生的分析和思考問題能力。探索性實驗將使得學(xué)生在實驗過程中通過自己的觀察、思考得出結(jié)論，不僅能啟迪思維，培養(yǎng)科學(xué)精神和創(chuàng)新能力，更能激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。探索性實驗內(nèi)容可由教師提出，學(xué)生依據(jù)實驗課題內(nèi)容查閱資料，設(shè)計實驗方案，最終完成實驗并撰寫實驗報告。如卷積在信號去噪處理中的應(yīng)用，就可以采用高斯模板對被污染的圖像進行卷積以去除噪聲（二維卷積），或?qū)σ欢伪辉肼曃廴镜母枨M行卷積運算去除噪聲（一維卷積）。通過探索性實驗的開展，改變了傳統(tǒng)實驗的單調(diào)性，調(diào)動了學(xué)生的主動性，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。將驗證性實驗與探索性相結(jié)合，不僅有助于知識的掌握和能力的培養(yǎng)，還培養(yǎng)了學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)，對激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣具有積極意義。

3.建立有利于激發(fā)學(xué)習(xí)熱情的考核方法

作為一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，學(xué)生很在乎自己學(xué)習(xí)成績，設(shè)計一套好的評價考核方法能最大限度的激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)。為全面考查學(xué)生課堂學(xué)習(xí)、課外學(xué)習(xí)、課程設(shè)計及探索性實驗效果，需設(shè)計閉卷考試、實驗考核、課程設(shè)計考核及平時綜合考核的全面考核方式。閉卷考試主要考核基本概念、基本原理等理論知識，實驗考核主要考查學(xué)生的實驗技能及分析和解決問題的能力；課程設(shè)計考核主要考察獲取知識與解決問題的能力，同時鼓勵學(xué)生依據(jù)學(xué)習(xí)內(nèi)容撰寫小論文，并建立相應(yīng)的加分制度。

三、結(jié)語

“數(shù)字信號處理”的特點是理論性強，公式多，比較枯燥難學(xué)，學(xué)生容易提不起興趣。興趣是最好的老師，是構(gòu)成學(xué)習(xí)心理的最活躍的因素。為了達到較好的教學(xué)效果，教學(xué)實踐中，我們改進傳統(tǒng)的教學(xué)方法，在課堂教學(xué)中采用多種教學(xué)手段結(jié)合激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，并從課程設(shè)計、探索性實驗及建立有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情的考核方法幾個方面著手， 激發(fā)學(xué)習(xí)熱情，促進學(xué)生以研究的態(tài)度進行學(xué)習(xí)，在學(xué)習(xí)中獲得的成就感激發(fā)了學(xué)生求知欲和學(xué)習(xí)興趣，這些措施的實施取得了良好的教學(xué)效果。

參考文獻：

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