本文分析了国内外数字滤波技术的应用现状与发展趋势，介绍了数字滤波器的基本结构，在分别讨论了IIR与FIR数字滤波器的设计方法的基础上，指出了传统的数字滤波器设计方法过程复杂、计算工作量大、滤波特性调整困难的不足，提出了一种利用MATLAB信号处理工具箱（Signal Processing Toolbox）快速有效的设计由软件组成的常规数字滤波器的设计方法。给出了使用MATLAB语言进行程序设计和利用信号处理工具箱的FDATool工具进行界面设计的详细步骤。利用MATLAB设计滤波器，可以随时对比设计要求和滤波器特性调整参数，直观简便，极大的减轻了工作量，有利于滤波器设计的最优化。本文还介绍了如何利用MATLAB环境下的仿真软件Simulink对所设计的滤波器进行模拟仿真。 1.1数字滤波器的研究背景与意义 当今，数字信号处理[1] (DSP：Digtal Signal Processing)技术正飞速发展，它不但自成一门学科，更是以不同形式影响和渗透到其他学科：它与国民经济息息相关，与国防建设紧密相连；它影响或改变着我们的生产、生活方式，因此受到人们普遍的关注。 数字化、智能化和网络化是当代信息技术发展的大趋势，而数字化是智能化和网络化的基础，实际生活中遇到的信号多种多样，例如广播信号、电视信号、雷达信号、通信信号、导航信号、射电天文信号、生物医学信号、控制信号、气象信号、地震勘探信号、机械振动信号、遥感遥测信号，等等。上述这些信号大部分是模拟信号，也有小部分是数字信号。模拟信号是自变量的连续函数，自变量可以是一维的，也可以是二维或多维的。大多数情况下一维模拟信号的自变量是时间，经过时间上的离散化(采样)和幅度上的离散化(量化)，这类模拟信号便成为一维数字信号。因此，数字信号实际上是用数字序列表示的信号，语音信号经采样和量化后，得到的数字信号是一个一维离散时间序列；而图像信号经采样和量化后，得到的数字信号是一个二维离散空间序列。数字信号处理，就是用数值计算的方法对数字序列进行各种处理，把信号变换成符合需要的某种形式。例如，对数字信号经行滤波以限制他的频带或滤除噪音和干扰，或将他们与其他信号进行分离；对信号进行频谱分析或功率谱分析以了解信号的频谱组成，进而对信号进行识别；对信号进行某种变换，使之更适合于传输，存储和应用；对信号进行编码以达到数据压缩的目的，等等。 数字滤波技术是数字信号分析、处理技术的重要分支[2-3]。无论是信号的获取、传输，还是信号的处理和交换都离不开滤波技术，它对信号安全可靠和有效灵活地传输是至关重要的。在所有的电子系统中，使用最多技术最复杂的要算数字滤波器了。数字滤波器的优劣直接决定产品的优劣。 1.2数字滤波器的应用现状与发展趋势 在信号处理过程中，所处理的信号往往混有噪音，从接收到的信号中消除或减弱噪音是信号传输和处理中十分重要的问题。根据有用信号和噪音的不同特性，提取有用信号的过程称为滤波，实现滤波功能的系统称为滤波器。在近代电信设备和各类控制系统中，数字滤波器应用极为广泛，这里只列举部分应用最成功的领域。 (1) 语音处理
铁路工程地质钻孔的岩心鉴定和描述 一．土的分类和定名 （一）、土的分类——按颗粒粒径大小 （二）、土的定名——按《铁路工程岩土分类标准》（TB10077-2001）执行1．漂石（块石）土：粒径大于20cm的颗粒超过总质量的50% 2．卵石（碎石）土：粒径大于2cm的颗粒超过总质量的50% 3．圆砾（角砾）土：粒径大于2mm的颗粒超过总质量的50% 4．砾砂土：粒径大于2mm的颗粒占总质量的25-50% 5．粗砂土：粒径大于0.5mm的颗粒超过总质量的50% 6．中砂土：粒径大于0.25mm的颗粒超过总质量的50% 7．细砂土：粒径大于0.075mm的颗粒超过总质量的85% 8．粉砂土：粒径大于0.075mm的颗粒超过总质量的50% 9．粉土：塑性指数等于或小于10，且粒径大于0.075mm的颗粒的质量不超过全部质量的50% 10．粉质黏土：粉粒小于黏粒，塑性指数10-17 11．黏土：主要由黏粒组成，塑性指数大于17 注：定名时应根据颗粒级配，由大到小，以最先符合者确定。 （三）、黏性土的分类及野外鉴别 1．黏土：极细的均匀土块，搓捻无砂感，黏塑滑腻，易搓成细于0.5mm 的长条
2．粉质黏土：无均质感，搓捻时有砂感，塑性，弱黏结，能搓成比黏土较粗的短土条 3．粉土：有干面似的感觉，砂粒少，粉粒多，潮湿时呈流体状，不能搓成土条、土球 （四）、土的潮湿和塑性程度的划分 1、黏性土——含粉质黏土、黏土，分为坚硬、硬塑、软塑、流塑 2、砂性土的潮湿程度的划分——含漂（块）石土、卵（碎）石土、圆砾（角砾）土、砂土，分为稍湿、潮湿及饱和 稍湿—呈松散状，手摸时感到潮，饱和度Sr 50% 潮湿—手捏时手上有湿印，Sr=50-80% 饱和—空隙中的水可自由流出（地下水位以下），Sr>80% 3、粉土潮湿程度的划分 稍湿—天然含水率w<20% 潮湿—天然含水率w=20-30% 饱和—天然含水率w>30% 4、土的潮湿程度在钻孔中的表达方法 黏性土砂性土、粉土、碎石类土
岩芯描述与鉴定方法 1．取芯前的准备工作 钻井取芯前应进行以下准备工作： 1.1.了解钻井取芯的目的 钻井取芯通常有以下几个方面的目的： （1）获取岩性、岩相特征资料,为分析和判断沉积环境提供依据。 （2）获取古生物化石特征资料,确定地层时代和进行地层对比。 （3）取得储集层有效厚度及其物理化学等方面的特征资料,弄清其岩性、物性、电性、含油气性这“四性”关系,获得保护开发油气层的化验分析（物性、含油饱和度等）资料数据。 （4）取得生油气层的生油气指标及其特征资料,弄清其生油气（有机质）丰度和阶段,确定区域勘探开发前景。 （5）取得地层倾角、接触关系、断层、岩石裂缝及缝洞资料，为研究油气田类型（油气藏类型），确定开发系统和方案提供依据。 （6）获取有关油气田开发储量计算资料。 （7）检查开发效果，取得开发过程中所必须取得的资料数据。 （8）解决钻井现场临时出现的工程、地质问题。根据塔河油田目前勘探开发工 作，钻井的取芯目的主要有以下几个方面： （1）为解决地层界线划分而进行地质取芯 如在奥陶系几个组段界面附近进行的取芯，这种取芯以取到两个组段的界面为目的。
（2）以获取油气层储集性能和含油气性而进行取芯此种取芯在评价井中经常会设计，是在探井已发现油气显示层，但取芯资料不全为取全油气层各项资料及参数而进行的取芯，要求：一揭开油气层不能超出规范要求的范围，二要取至油（气）水界面之下。 （3）对钻进过程中新发现的油气层进行取芯此种取芯在探井中和评价井设计外的油气层段常出现，由于具有事前不确定性，其取芯层段的卡取较困难，需要有预前性和果断性，钻前要对井区地质特征有一定的研究。 1.2 岩芯出筒时要进行的工作 （1）观察和记录岩芯出筒的特征：出筒是否顺利？岩芯出筒是否完整？岩芯出筒是否有油、气外溢现象？有无油味？ （2）观察和记录岩芯出筒顺利，参与岩芯的丈量和岩芯的编号，确定岩芯的顶、底界。 （3）进行岩芯的粗描和含油气水初步观察、试验，确定本回次取芯是否完成了设计和预定取芯任务，参与确定是否继续取芯。 1.3 岩芯编录 （1）岩芯按出筒顺序收放，确保次序排列不乱。 （2）准确丈量岩芯长度，计算取芯率，根据岩芯含油气情况确定岩芯的清洗方式,含油气岩芯不得用水冲洗，擦干后及时描述，用无色玻璃纸包装蜡封。 （3）岩芯出筒2 日内要完成对岩芯进行编录、描述。 （4）编录前对岩芯进行认真核查, 核实岩芯次序是否正确,然后在在每一岩 芯自然段的上方（顶端）用白漆涂4cm x 2.5cm长方形块，在漆块上用黑色绘图墨汁标注岩芯编号,破碎岩芯用白布袋盛装,白布袋上用黑色笔进行编号
数字电路及其应用(一) 编者的话当今时代，数字电路已广泛地应用于各个领域。本报将 在“电路与制作”栏里，刊登系列文章介绍数字电路的基本知识和应用实例。 在介绍基本知识时，我们将以集成数字电路为主，该电路又分TTL和CMOS 两种类型，这里又以CMOS集成数字电路为主，因它功耗低、工作电压范围宽、扇出能力强和售价低等，很适合电子爱好者选用。介绍应用时，以实 用为主，特别介绍一些家电产品和娱乐产品中的数字电路。这样可使刚入门的 电子爱好者尽快学会和使用数字电路。一、基本逻辑电路 1.数字电路 的特点 在电子设备中，通常把电路分为模拟电路和数字电路两类，前者涉及模 拟信号，即连续变化的物理量，例如在24小时内某室内温度的变化量；后者 涉及数字信号，即断续变化的物理量，如图1所示。当把图1的开关K快速通、断时，在电阻R上就产生一连串的脉冲(电压)，这就是数字信号。人们把用来 传输、控制或变换数字信号的电子电路称为数字电路。数字电路工作 时通常只有两种状态：高电位(又称高电平)或低电位(又称低电平)。通常把高电 位用代码“1”表示，称为逻辑“1”；低电位用代码“0”表示，称为逻辑“0”(按正逻 辑定义的)。注意：有关产品手册中常用“H”代表“1”、“L”代表“0”。实际的数字 电路中，到底要求多高或多低的电位才能表示“1”或“0”，这要由具体的数字电 路来定。例如一些TTL数字电路的输出电压等于或小于0.2V，均可认为是逻 辑“0”，等于或者大于3V，均可认为是逻辑“1”(即电路技术指标)。CMOS数字 电路的逻辑“0”或“1”的电位值是与工作电压有关的。讨论数字电路问 题时，也常用代码“0”和“1”表示某些器件工作时的两种状态，例如开关断开代 表“0”状态、接通代表“1”状态。 2.三种基本逻辑电路
常用的8种数字滤波算法 摘要：分析了采用数字滤波消除随机干扰的优点，详细论述了微机控制系统中常用的8种数字滤波算法，并讨论了各种数字滤波算法的适用范围。 关键词：数字滤波；控制系统；随机干扰；数字滤波算法 1 引言 在微机控制系统的模拟输入信号中，一般均含有各种噪声和干扰，他们来自被测信号源本身、传感器、外界干扰等。为了进行准确测量和控制，必须消除被测信号中的噪声和干扰。噪声有2大类：一类为周期性的，其典型代表为50 Hz 的工频干扰，对于这类信号，采用积分时间等于20 ms整倍数的双积分A/D转换器，可有效地消除其影响；另一类为非周期的不规则随机信号，对于随机干扰，可以用数字滤波方法予以削弱或滤除。所谓数字滤波，就是通过一定的计算或判断程序减少干扰信号在有用信号中的比重，因此他实际上是一个程序滤波。 数字滤波器克服了模拟滤波器的许多不足，他与模拟滤波器相比有以下优点： (1)数字滤波器是用软件实现的，不需要增加硬设备，因而可靠性高、稳定性好，不存在阻抗匹配问题。 (2)模拟滤波器通常是各通道专用，而数字滤波器则可多通道共享，从而降低了成本。 (3)数字滤波器可以对频率很低(如0.01 Hz)的信号进行滤波，而模拟滤波器由于受电容容量的限制，频率不可能太低。 (4)数字滤波器可以根据信号的不同，采用不同的滤波方法或滤波参数，具有灵活、方便、功能强的特点。 2 常用数字滤波算法 数字滤波器是将一组输入数字序列进行一定的运算而转换成另一组输出数字序列的装置。设数字滤波器的输入为X(n)，输出为Y(n)，则输入序列和输出序列之间的关系可用差分方程式表示为： 其中：输入信号X(n)可以是模拟信号经采样和A/D变换后得到的数字序列，也
工程地质岩芯描述细则及范例 有机质土的描述 颜色、状态、气味、有机质含量及其分解情况、夹杂物质量等特征。 ★描述范例： 淤泥：灰黑色，流塑，饱和。含贝壳及有机质，手捻具滑腻感，略具腥臭味。 淤泥质土：深灰色，软塑，主要由河流环境沉积而成的软土，大多数为粉质粘土和粘质粉土，含各种有机质和贝壳。 泥炭质土：深灰色或黑色，主要由炭质有机质及粘土组成，有腥臭味，能看到未完全分解的植物残渣。浸水体胀，易崩解，干缩现象明显。 泥炭：深灰色或黑色，主要由炭质有机质组成，结构松散，土质很轻，暗无光泽，浸水体胀，易崩解，干缩现象极为明显。 土类的描述 碎石类土的描述 颜色、颗粒级配、颗粒形状、颗粒排列、颗粒的母岩成份及其大小（一般和最大粒径）、含量、硬度（风化程度）、湿度、密实度，充填物的性质、物质成份、充填程度等。 ★描述范例： 碎石土：黄褐色，饱和中密，主要成分为弱风化页岩、砂岩等，呈尖棱状及少量岩夹土状。充填物为杂粒砂和粘性土，其中7-7.2ｍ为粘性土，灰褐色，软塑。岩芯采取率=75％。 细圆砾土：褐黄色，母岩为花岗岩、闪长岩、片麻岩，粒径2－20ｍｍ约占60﹪、20－40ｍｍ约占20﹪，余为砂类土充填，多呈圆棱状，大小混杂，分选性差，稍密－中密，1.70－2.40ｍ潮湿，2.40ｍ以下饱和。或：2-20mm的占55﹪、20-60mm的占10﹪、大于60mm 的占5﹪，余为杂砂充填…岩芯呈散状。 粗圆砾土：褐黄色，母岩为片麻岩、花岗岩，砾径20－40ｍｍ约占10﹪、40－60ｍｍ约占20﹪、60－100ｍｍ约占60﹪，间隙充填物为石英砂和粘性土，岩石多呈圆棱状，稍密，潮湿，饱和。或：20-60mm的占55﹪，60-100mm的占5﹪，100-200mm的10﹪，余为土砂充填…。 卵石土：灰褐色，密实，饱和母岩以砂岩为主，少量花岗岩，呈圆棱状，质硬，粒径60-80mm，最大120mm，含量约60%，间隙充填石英砂及粘性土...。 粗角砾土：灰褐色，中密，稍湿。母岩为灰岩、砂岩，呈尖棱状，质硬，粒径20-60mm，最大100mm，含量约55%，间隙充填石英砂及粘性土。 砂类土的描述 颜色、砂的矿物成份、颗粒级配、颗粒形状、粘粒含量、湿度、密实度、夹杂物等。★描述范例： 中砂：灰白色，稍密，潮湿。以石英、长石为主，浑圆状，级配良好。含少量粘性土。 粉土的描述 颜色、夹杂物、湿度、密实度、摇震反应、光泽反应、干强度、韧性等。 ★描述范例： 粉土：褐黄色，稍密，潮湿。以粉粒为主、粘粒为次，部分细砂。摇震表面反水，粘性小。刀切面不光滑，手捻摸时感觉有细颗粒存在或感觉粗糙，干土时用手易捏碎。
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岩心编录描述和取样（讲课提纲） 引言 长期以来，浅海地区都是利用表层取样和柱状取样进行海洋地质调查和研究，研究深度有限。20世纪80年代，我国开始在近海海域进行钻探取样，使海域第四纪研究深度大大增加。到目前为止，研究陆架区海洋第四纪沉积和地层的最深钻孔是渤海BC1孔（孔深240.5m），时间跨度最长的钻孔是南黄海QC2孔，达到古地磁Olduvai亚时顶界以下（约1.70Ma）。海域超过100个全取心的浅钻为研究我国陆架海域中更新世以来的沉积和地层奠定了基础。 不容讳言,海区的多数钻孔还不能在整个钻孔中采取未经扰动的岩心,加上岩心保管及地质编录和取样中仍然存在着不少问题,从而大降低了原始地质资料的可靠性。 作为课题人员，尚无力改变钻探取心的落后状态，但通过地质编录确认岩心的可靠度则是责无旁贷的。 地质观察是基础这是地质工作的至理名言。是以探索发现、解释自然为目标的地质科学的性质所决定的。它曾经是20世纪60年代，地质部门在“设计革命化”中提出的最重要的要求之一。它针对了当时出现的地质观察薄弱，原始资料质量降低而提出来的。对于海洋地质工作而言，“地质观察是基础”也是颠扑不破的真理。海洋地质学的发展历史说明，它的任何进展都是由于技术进步——人的手和眼的延长，使观察能够更加深入细致。发展新技术，
谋求长柱状样和合格的钻孔岩心一直是近年来我国海洋科学技术发展的重点项目。可惜至今未取得突破性进展。大多数海洋地质调查仍然袭用着旧的取样设备。 目前为止，海洋地质调查中最常规的可以直接观察到地质现象的只有各种取样器采取的样品——表层取样、柱状岩心、钻孔岩心。 浅海钻孔岩心，按现行的工程承包价，每进尺一米，获得的岩心靠港价格大概是10000-20000元/米（意味着用100元的人民币来裱糊岩心切面，可以裱糊15－30层）。国家每年耗费大量资金在浅海打钻，所获得的有限岩心是弥足珍贵的。 1 岩心地质编录 1.1岩心地质编录的目的： 岩心的地质编录，是将岩心所固有的原始数据进行科学的、客观的记录和编排；使用规化的地质术语描述岩心的观察结果；登记所有的样品编号、采取位置、分析目的。这应该是一份岩心处理过程最完整的原始科学记录和数据，具体要求如下： 1.1.1核对钻探施工及现场描述记录； 在核对钻探记录与岩心保存状况无虞的情况下才能剖开岩心，核对钻探过程的重要原始数据，如扫孔记录及残留岩心。提取岩心次数，目的在于确认该回次岩心在钻孔中的位置。并评价岩心可能丢失部位。 当岩心剖开以后，必须重新丈量每个回次，每管岩心的实际长度，并记录在案。认真查看每回次岩心头尾是否是真岩心，以便决定取舍。确认一个回次多个岩心管中岩心是否连接。 1.1.2确认岩心的扰动程度，以评价取样的可靠性 对岩心进行地质编录，首先是鉴别岩心的扰动程度。当岩心修平之后，第一件事是确认岩心的扰动程度，我们将岩心扰动分为3级：第一级——轻微扰动的，沉积构造基本未遭破坏，岩心的边缘受钻具压力，呈现轻微的上凸弯曲，但岩心的中心部分保持了原状，未变形（完全未扰动的岩心，在当前钻探技术条件下，几乎不存在。）；第二级——严重扰动的，沉
数字逻辑电路设计及应用 C程序设计报告（1） [问题]： 设计一个C程序实现任意十进制数到二进制数的转换，二进制精度为11位。 [思路]： 1.十进制数转二进制数对整数和小数的处理时不一样的。所以设计程序时，也应该对读入 的整数和小数的数据分开处理。（分开的办法可以先直接对浮点数强制类型转换，即可得到整数部分，再用浮点数减整数部分，即可得到小数部分）。 2.对于整数部分，采用的是“除2法”（不知道是不是这个名字……）。即，每次将该数除 以2，得到的余数作为该位的二进制数，商作为下一次的除数，依此类推，直到商为1或0为止。 3.对于小数部分，采用的是“乘2法”（依然不知道是不是这个名字）。即，每次将小数部 分乘2，得到的整数部分即为该位的二进制数，小数部分为下一次的乘数。依此类推，这样做下去是一个无限不循环的小数，所以一般会要求二进制数中小数的精度，本题目要求的是11位。 4.在实际程序设计过程中，我发现了这样一个问题，当小数部分二进制码采用浮点型数据 时，单独输出准确无误，但与整形的整数部分二进制码结合在一起后，最后3位总是不准确的，怀疑是在相加的过程中产生了“大数吃小数”的问题。按照一般思维，此时应提高精度，采用long double型变量，但是我采用的编译器是采用Windows C的运行库（MS C编译器）的MinGW，其对printf函数不支持long double型。无奈之下，我只能把小数部分存为一个11位长的数组，再对其输出。 [流程]： [程序]：
/******************************************************************** /* this is a program to transform decimal nubers to binary nubers. /* Huang Bohao /* 将小数部分用数组形式存储，避免了整数部分与小数部分相加而出现的 /*大数吃小数的情况 ********************************************************************/ #include <> int Integer2Binary(int integer); ,Bina ryInt); for(i = 0; i < 11; i++) printf("%d",BinaryFraction[i]); printf("\n"); } /******************************************************************** /* function name: Integer2Binary /* input parameter: int integer (integer waiting to be transformed) /* output parameter: int output (transformed integer) ********************************************************************/ int Integer2Binary(int integer) { int B,Y,output,flag; //B被除数，Y为余数，output为输出数据,flag为位置标记位
(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910167600.X (22)申请日 2019.03.06 (71)申请人 上海电力学院 地址 200090 上海市杨浦区平凉路2103号 (72)发明人 张挺 陈杰 (74)专利代理机构 上海科盛知识产权代理有限 公司 31225 代理人 叶敏华 (51)Int.Cl. G06T 11/00(2006.01) G06N 3/04(2006.01) G06N 3/08(2006.01) (54)发明名称一种基于深层神经网络和迁移学习的数字岩心重构方法(57)摘要本发明涉及一种基于深层神经网络和迁移学习的数字岩心重构方法，该方法包括下列步骤：1)采用设计后的深层神经网络对岩心训练图像数据进行迭代拟合，学习岩心训练图像的复杂特征；2)判断步骤2)的训练误差，当训练误差达到要求时训练结束，获取训练完成的DNN模型，并利用该DNN模型提取岩石训练图像的结构特征；3)将真实条件数据构成数据集，利用数据集对训练完成的DNN模型进行迁移学习，将步骤2)提取的结构特征进行复制，获取最终的重构岩心结果。与现有技术相比，本发明具有提高重构精度、 有助于简化岩心重构过程以提高效率等优点。权利要求书1页 说明书3页 附图1页CN 110009706 A 2019.07.12 C N 110009706 A
权 利 要 求 书1/1页CN 110009706 A 1.一种基于深层神经网络和迁移学习的数字岩心重构方法，其特征在于，该方法包括下列步骤： 1)采用设计后的深层神经网络对岩心训练图像数据进行迭代拟合，学习岩心训练图像的复杂特征； 2)对深层神经网络进行训练，并判断训练误差，当训练误差达到要求时训练结束，获取训练完成的DNN模型，并利用该DNN模型提取岩石训练图像的结构特征，否则，重新调整模型结构后继续训练，直到训练误差达到要求； 3)将真实条件数据构成数据集，利用数据集对训练完成的DNN模型进行迁移学习，将步骤2)提取的结构特征进行复制，获取最终的重构岩心结果。 2.根据权利要求1所述的一种基于深层神经网络和迁移学习的数字岩心重构方法，其特征在于，步骤2)的具体内容为： 对深层神经网络进行训练，判断训练误差，并使用每个点的实时预测结果与训练图像中每个点的标签值进行对比，计算总体准确率，当训练过程中深层神经网络模型的损失函数不再下降或趋于不变，且总体准确率高于预设定的准确率时训练结束；否则，重新调整深层神经网络模型结构后继续训练，直到准确率达到预设定准确率的要求。 3.根据权利要求2所述的一种基于深层神经网络和迁移学习的数字岩心重构方法，其特征在于，训练完成的DNN模型包括用于输入岩心训练图像数据的瓶颈层L in、用于进行随机初始化操作的迁移层L transfer和输出层L out。 4.根据权利要求3所述的一种基于深层神经网络和迁移学习的数字岩心重构方法，其特征在于，所述的迁移层L transfer包括一个或多个隐藏层。 5.根据权利要求4所述的一种基于深层神经网络和迁移学习的数字岩心重构方法，其特征在于，对训练完成的DNN模型进行迁移学习的具体步骤包括： 301)随机初始化迁移层L transfer的所有参数； 302)加入真实条件数据进行训练，训练时保持瓶颈层L in参数不变，且在每次前向传播和反向传播时仅改变迁移层L transfer和输出层L out的参数； 303)当总代价满足要求时，训练完成，得到DNN模型中的所有参数，将输入向量导入该DNN模型中，计算得到预测结果，进而获取重构岩心结果。 2
数字高通FIR滤波器 目录 1整体知识的介绍 (2) 1.1MATLAB的介绍 (2) 1.1.1基本功能 (2) 1.1.2应用 (3) 1.2滤波器的介绍 (3) 1.3高通滤波器及其应用 (4) 1.3.1高通滤波器的定义 (4) 1.3.2高通滤波器的应用 (4) 2 FIR滤波器的一般分析 (5) 2.1高通滤波的时域分析 (5) 2.2高通滤波器频域分析 (6) 3频率取样法的数字高通滤波器的实现 (8) 3.1设计条件 (8) 3.2 FIR 滤波器的仿真实现 (10) 3.2.1FDATOOL工具箱 (10) 3.2.2 FIR滤波器参数设置 (11) 3.2.3 利用SPTool仿真 (12) 4实验小结 (14) 5参考文献 (15)
1整体知识的介绍 1.1MATLAB的介绍 MATLAB是矩阵实验室（Matrix Laboratory）的简称，是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB和Simulink两大部分。 1.1.1基本功能 MATLAB是由美国mathworks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言（如C、Fortran）的编辑模式，代表了当今国际科学计算软件的先进水平。 MATLAB和Mathematica、Maple并称为三大数学软件。它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。 MATLAB的基本数据单位是矩阵，它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB来解算问题要比用C，FORTRAN等语言完成相同的事情简捷得多，并且MATLAB也吸收了像Maple等软件的优点,使MATLAB成为一个强大的数学软件。在新的版本中也加入了对C，FORTRAN，C++ ，JAVA的支持。可以直接调用,用户也可以将自己编写的实用程序导入到MATLAB函数库中方便自己以后调用，此外许多的MATLAB爱好者都编写了一些经典的程序，用户可以直接进行下载就可以用。
第四章数字电路及其应用 课程目标 1 掌握基本逻辑代数和基本逻辑门电路的逻辑功能 2 掌握常用复合门电路的逻辑功能和应用 3 掌握组合逻辑电路的分析和设计方法及应用，常用组合逻辑部件的应用 4 掌握常用触发器的逻辑功能及应用 5 掌握时序逻辑电路的分析应用 6 实验技能：与非门逻辑功能测试，触发器逻辑功能测试；EWB软件的应用。 课程内容 1 逻辑代数知识 2 基本逻辑门及常用逻辑门的功能及符号 3 组合逻辑电路的分析与应用 4 常用组合逻辑部件的功能和应用 5 触发器结构、功能 6 数字逻辑电路的分析应用 7与非门逻辑功能测试 8触发器逻辑功能测试 9 555电路的应用及仿真 学习方法 从通过掌握逻辑代数、基本门电路逻辑关系出发，掌握组合逻辑电路的分析和应用及常用组合逻辑部件的应用，掌握触发器的功能应用及时序逻辑电路的分析应用，从而掌握数字电路分析应用的方法，通过数字电路的实验实训仿真，掌握常用数字部件的应用，故障诊断与排除。 课后思考 1 二进制、十进制以及十六进制之间相互转换的方法？ 2 BCD码的含义和种类？ 3 用与非门与其他逻辑门之间的转换方法？ 4 组合逻辑电路分析应用的方法是什么？ 5 编码器与译码器的含义及之间的区别？ 6 JK触发器的功能以及与D触发器之间转换的方法？ 7 时序逻辑电路的特点？
逻辑代数知识 一、数制 所谓数制就是计数的方法。在日常生活中最常用的是十进制，它有0、1、2、3、4、5、6、7、8、9十个数码，用来组成不同的数。在数字电路中采用二进制，还有八进制、十六进制。下面介绍常用的二进制和十六进制。 1．二进制 二进制有两个数码0和1，它们与电路的两个状态(开和关、高电平和低电平等)直接对应，使用比较方便。 二进制与十进制的进位规则不同。十进制是“逢十进一”，即9+1=10，可写成10=1*101+0*100，10为基数。如325可写成： 325=3*102+2*101+5*100 二进制是“逢二进一”，即1+1=10，可写成10=1*21+0*20，也就是说，二进制以2为基数，如： (11011)2=1*24+1*23+0*22+1*21+1*20=(27)10 这样可把任意一个二进制数转换为十进制数。若要将十进制数转换为二进制数怎么办呢？ 由上式可见： (27)10=d4*24+d3*23+d2*22+d1*21+d0*20=( d4d3d2d1d0)2 式中d4~ d0分别为相就的二进制数码1或0。它们可用下法求得：27除2的余数是1，其商除2的余数为1，这样除下去，直到商为0为止： 2|27……余1（d0） 2|13……余1（d1） 2|6……..余0(d2) 2|3……..余1(d3) 2|1……..余1(d4) 所以 （27）10＝（d4d3d2d1d0）2＝（11011）2 2．十六进制 十六进制有0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F十六个数码，其中A~F分别代表十进制的10~15。为与十进制区别，规定十六进制数注有下标16或H。十六进制是“逢十六进一”，即F+1=10，可写成10=1*161+0*160，其基数为16，如： (4E6)16=(4E6)11=4*162+14*161+6*160=(1254)10 这就是十六进制数转换为十进制数的方法。反过来，要将十进制数转换为十六进制数，可先转换为二进制数，再由二进制数转换为十六进制数。因为每一个十六进制数码都可以用4位二进制数来表示，如(1011)2表示十六进制的B；(0101)2表示十六进制的5等。故可将二进制数从低位开始，每4位为一组写出其值，从高位到低位，就是十六进制数。如： （27）10=（0011011）2=（1B）16 下面比较一下上面三种数制的数码： 十进制二进制十六进制十进制二进制十六进制 0 000 0 8 1000 8 1 001 1 9 1001 9 2 010 2 10 1010 A 3 011 3 11 1011 B 4 100 4 12 1100 C 5 101 5 13 1101 D 6 110 6 14 1110 E 7 111 7 15 1111 F 二、编码
数字岩心的应用现状及前景展望 摘要：从微观角度对低渗透岩石孔隙结构特征进行深入研究，对开发和利用低渗透油气藏具有重要意义。目前，实验室内对岩石微观孔隙结构的评价方法( 毛管压力曲线、铸体薄片、扫描电镜等) 已经日趋成熟，但这些方法相对冗余并存在一些问题。我们需要更直观的三维影像，高质量的数字岩心模型是微观尺度的油气层研究的基础，运用图像形态学方法模拟砂岩的成岩过程，建立三维数字岩心。通过对数字岩心模型的孔隙度，孔喉结构，粒度分布，比面等油层物理参数进行分析，发现数字岩心的成岩过程，岩心图像效果和各物理统计参数都与真实岩心高度相似，并可以初步模拟剩余油的微观分布形态。高仿真数字岩心建模和分析可替代物理实验获取油气储层参数，运用形态学方法分析数字岩心孔喉结构优于现有的其他方法，为进一步的微观渗流模拟打下了坚实的基础。 关键词：数字岩心低渗透微观尺度孔隙结构 1研究目的与意义 传统的岩石物理研究中，实验是最基本的研究方法．随着研究的进一步深入，实验方法已不能满足一些特殊储层的研究需求，，如低孔渗储层的岩心驱替问题等，取而代之的是用科学可靠的数值模拟方法研究。 随着计算机和图像技术的发展，数值模拟方法逐渐成为岩石物理研究的重要手段．在岩石物理数值模拟中，微观模型的建立是数值模拟方法实现的基础．既可以考察微观因素对岩石物理属性的影响，也可以模拟传统物理实验难以测量的物理性质，如三相相对渗透率等，与传统的物理实验方法相比，节省大量的人力、物力资源。 渗流力学在石油的研究开发中有着广泛的应用，传统的达西定律建立的渗流方程只能表征油藏的宏观特征，很多微观机理难以深入研究，需要一套完整准确的微观渗流理论，而数字岩心的建立促进了这套理论的成熟和完善．测井解释中岩石的电性和声学性质的定量研究也是以三维数字岩心为基础的．以CT扫描法、模拟退火法和过程模拟法建立数字岩心为基础，提取的孔隙网络模型，不仅可以保留数字岩心孔隙空间的拓扑结构和几何特征，而且为微观渗流机理、岩石声电特性的研究奠定基础。 2国内外研究现状 数字岩心技术研究现状数字岩心技术研究领域，国外起步比较早，已经建立了三个数字岩石物理实验室，主要有澳大利亚国立大学的Digital core Laboratory、斯坦福大学的Ingrain Digital Rock Physics Lab以及挪威的Numerical Rocks。在国内，中国石油大学( 华东) 进行了系统全面的研究，在某些方面已经达到或超过了国外的研究水平，其它一些科研机构也正在进入这一领域。因此，数字岩心是当前石油科技领域的研究热点。 2.1数字岩心建模方法的研究现状 数字岩心的建模方法主要包括物理实验方法和数值重建方法两类。物理实验方法利用扫描电子显微镜、聚焦离子束显微镜、高倍光学显微镜或X射线CT扫描仪等高精度实验设备获取岩心不同位置的二维图像，然后对二维图像通过三维
实验报告 课程名称：数字信号处理指导老师：刘英成绩：_________________实验名称： FIR数字滤波器设计与使用同组学生姓名：__________ 一、实验目的和要求 设计和应用FIR低通滤波器。掌握FIR数字滤波器的窗函数设计法，了解设计参数（窗型、窗长）的影响。 二、实验内容和步骤 编写MATLAB程序，完成以下工作。 2-1 设计两个FIR低通滤波器，截止频率 C =0.5。 （1）用矩形窗，窗长N=41。得出第一个滤波器的单位抽样响应序列h 1(n)。记下h 1 (n) 的各个抽样值，显示h 1 (n)的图形（用stem(.)）。求出该滤波器的频率响应（的N 个抽样）H 1(k)，显示|H 1 (k)|的图形（用plot(.)）。 （2）用汉明窗，窗长N=41。得出第二个滤波器的单位抽样响应序列h 2(n)。记下h 2 (n) 的各个抽样值，显示h 2(n)的图形。求出滤波器的频率响应H 2 (k)，显示|H 2 (k)|的 图形。 （3）由图形，比较h 1(n)与h 2 (n)的差异，|H 1 (k)|与|H 2 (k)|的差异。 2-2 产生长度为200点、均值为零的随机信号序列x(n)（用rand(1,200)0.5）。显示x(n)。 求出并显示其幅度谱|X(k)|，观察特征。 2-3 滤波 （1）将x(n)作为输入，经过第一个滤波器后的输出序列记为y 1(n)，其幅度谱记为|Y 1 (k)|。 显示|X(k)|与|Y 1 (k)|，讨论滤波前后信号的频谱特征。 （2）将x(n)作为输入，经过第二个滤波器后的输出序列记为y 2(n)，其幅度谱记为|Y 2 (k)|。 比较|Y 1(k)|与|Y 2 (k)|的图形，讨论不同的窗函数设计出的滤波器的滤波效果。 2-4 设计第三个FIR低通滤波器，截止频率 C =0.5。用矩形窗，窗长N=127。用它对x(n)进行滤波。显示输出信号y
一、花岗岩 1、花岗岩的残积土我们叫残积砂（砾）质粘性土：[AN= G!r ? 为中粗粒花岗岩原地风化残留产物，以褐黄色为主，湿～饱和，可塑状。成份主要由长石风化的粘、粉粒，石英颗粒、少量云母碎屑及少量黑色风化矿物等组成，原岩残余结构仍清晰可辨，＞2.00mm的颗粒约占5.90%～15.70%。粘性一般，韧性中等，干强度中等，切面稍光滑，无摇震反应。该土层属特殊性土，具有遇水易软化、崩解的特点。该土层在纵向上有随深度增加，风化程度逐渐减弱，强度逐渐增高的趋势。kP[LS1}* ?`)n/J+g ? 2、散体状强风化花岗岩：灰黄色、褐黄色，呈散体状，组织结构大部分破坏，矿物成分显著变化，除石英外，长石、云母、角闪石等其他矿物大部分风化为土状。土层具有泡水易软化、崩解，强度降低的特点，岩石坚硬程度属极软岩，岩石完整程度为极破碎，岩体基本质量等级为V类，岩石质量指标（RQD）为0，属极差的。j`l'M g ? 3、碎裂状强风化花岗岩：褐黄色，岩石风化强烈，矿物成分由长石、石英、云母组成，钻进时拔钻声大，岩芯呈碎块状，手折可断。该层做点荷载试验7组（共90块），换算后抗压强度范围值为10.80～15.20MPa，平均值为13.11MPa，标准值为11.97MPa，岩石坚硬程度为软～较软岩，岩石完整程度为破碎，岩体基本质量等级为V类，岩石质量指标（RQD）为0，属极差的。工程地质性能良好，强度由上而下逐渐增大。Y* -dUJK-` ? 4、中风化花岗岩：灰白、浅灰色，由长石、石英、云母、角闪石组成。中粗粒花岗结构，块状构造，节理、裂隙较发育，岩体完整性一般，岩芯多呈短柱状，RQD= 60～75。该层做岩石单轴抗压强度试验6件，单轴饱和抗压强度范围值为36.90～54.30MPa，平均值为46.87MPa,标准值为41.43MPa。岩石按坚硬程度属较硬岩，岩体完整程度属较完整～较破碎，岩体基本质量等级属Ⅲ～Ⅳ类，力学强度高。n_eN|m?@ ? 5微风化花岗岩：灰白、浅灰色，由长石、石英、云母、角闪石组成。中粗粒花岗结构，块状构造，节理、裂隙不发育，岩体完整性较好，RQD= 80～90。该层做岩石单轴抗压强度试验6件，单轴饱和抗压强度范围值为66.10～95.20MPa，平均值为78.50MPa,标准值为70.09MPa。岩石按坚硬程度属坚硬岩，岩体完整程度属较完整，岩体基本质量等级属Ⅱ类，力学强度高。 二、泥质灰岩 灰岩按泥质含量可以分为：k ;^$Pd?t- ? 石灰岩：泥质含量0-10% 8J Y0]G6 ? 含泥石灰岩：泥质含量10%-25% c]u ieig0~ ? 泥灰岩：泥质含量25%-50% .aT@'a{F ? 泥灰岩：即泥质灰岩。为隐晶质或微晶结构，致密，多层薄层或中厚层，颜色多样。 三、板岩 板岩:是具有板状结构，基本没有重结晶的岩石，是一种沉积岩，原岩为泥质、粉质或中性凝灰岩，沿板理方向可以剥成薄片。板岩的颜色随其所含有的杂质不同而变化，含铁的为红色或黄色；含碳质的为黑色或灰色；含钙的遇盐酸会起泡，因此一般以其颜色命名分类，如会绿色板岩、黑色板岩、钙质板岩等。 四、泥灰岩 泥灰岩:介于粘土岩与碳酸盐岩之间的过渡类型沉积岩。由粘土和碳酸盐微粒组成。呈微粒状或泥状结构，一般粒径小于0.01毫米。与粘土岩的区别是滴稀盐酸后产生气泡，与石
1数字滤波器的应用领域 在信号处理过程中，所处理的信号往往混有噪音，从接收到的信号中消除或减弱噪音是信号传输和处理中十分重要的问题。根据有用信号和噪音的不同特性，提取有用信号的过程称为滤波，实现滤波功能的系统称为滤波器。在近代电信设备和各类控制系统中，数字滤波器应用极为广泛，这里只列举部分应用最成功的领域。 (1) 语音处理 语音处理是最早应用数字滤波器的领域之一，也是最早推动数字信号处理理论发展的领域之一。该领域主要包括5个方面的内容：第一，语音信号分析。即对语音信号的波形特征、统计特性、模型参数等进行分析计算；第二，语音合成。即利用专用数字硬件或在通用计算机上运行软件来产生语音；第三，语音识别。即用专用硬件或计算机识别人讲的话，或者识别说话的人；第四，语音增强。即从噪音或干扰中提取被掩盖的语音信号。第五，语音编码。主要用于语音数据压缩，目前已经建立了一系列语音编码的国际标准，大量用于通信和音频处理。近年来，这5个方面都取得了不少研究成果，并且，在市场上已出现了一些相关的软件和硬件产品，例如，盲人阅读机、哑人语音合成器、口授打印机、语音应答机，各种会说话的仪器和玩具，以及通信和视听产品大量使用的音频压缩编码技术。 (2) 图像处理 数字滤波技术以成功地应用于静止图像和活动图像的恢复和增强、数据压缩、去噪音和干扰、图像识别以及层析X射线摄影，还成功地应用于雷达、声纳、超声波和红外信号的可见图像成像。 (3) 通信 在现代通信技术领域内，几乎没有一个分支不受到数字滤波技术的影响。信源编码、信道编码、调制、多路复用、数据压缩以及自适应信道均衡等，都广泛地采用数字滤波器，特别是在数字通信、网络通信、图像通信、多媒体通信等应用中，离开了数字滤波器,几乎是寸步难行。其中，被认为是通信技术未来发展方向的软件无线电技术，更是以数字滤波技术为基础。 (4) 电视 数字电视取代模拟电视已是必然趋势。高清晰度电视的普及指日可待，与之配套的视频光盘技术已形成具有巨大市场的产业；可视电话和会议电视产品不断更新换代。视频压缩和音频压缩技术所取得的成就和标准化工作，促成了电视领域产业的蓬勃发展，而数字滤波器及其相关技术是视频压缩和音频压缩技术的重要基础。 (5) 雷达 雷达信号占有的频带非常宽，数据传输速率也非常高，因而压缩数据量和降低数据传输速率是雷达信号数字处理面临的首要问题。高速数字器件的出现促进了雷达信号处理技术的进步。在现代雷达系统中，数字信号处理部分是不可缺少的，因为从信号的产生、滤波、加工到目标参数的估计和目标成像显示都离不开数字滤波技术。雷达信号的数字滤波器是当今十分活跃的研究领域之一。 (6) 声纳
数字电路的应用 用数字信号完成对数字量进行算术运算和逻辑运算的电路称为数字电路，或数字系统。由于它具有逻辑运算和逻辑处理功能，所以又称数字逻辑电路。现代的数字电路由半导体工艺制成的若干数字集成器件构造而成。逻辑门是数字逻辑电路的基本单元。存储器是用来存储二进制数据的数字电路。从整体上看，数字电路可以分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两大类。 数字电路是以二值数字逻辑为基础的，其工作信号是离散的数字信号。电路中的电子晶体管工作于开关状态，时而导通，时而截止。数字电路的发展与模拟电路一样经历了由电子管、半导体分立器件到集成电路等几个时代。但其发展比模拟电路发展的更快。从60年代开始，数字集成器件以双极型工艺制成了小规模逻辑器件。随后发展到中规模逻辑器件；70年代末，微处理器的出现，使数字集成电路的性能产生质的飞跃。 数字集成器件所用的材料以硅材料为主，在高速电路中，也使用化合物半导体材料，例如砷化镓等。逻辑门是数字电路中一种重要的逻辑单元电路。TTL 逻辑门电路问世较早，其工艺经过不断改进，至今仍为主要的基本逻辑器件之一。随着CMOS工艺的发展，TTL的主导地位受到了动摇，有被CMOS器件所取代的趋势。近几年来，可编程逻辑器件PLD特别是现场可编程门阵列FPGA的飞速进步，使数字电子技术开创了新局面，不仅规模大，而且将硬件与软件相结合，使器件的功能更加完善，使用更灵活。数字电路或数字集成电路是由许多的逻辑门组成的复杂电路。与模拟电路相比，它主要进行数字信号的处理（即信号以0与1 两个状态表示），因此抗干扰能力较强。数字集成电路有各种门电路、触发器以及由它们构成的各种组合逻辑电路和时序逻辑电路。一个数字系统一般由控制部件和运算部件组成，在时脉的驱动下，控制部件控制运算部件完成所要执行的动作。通过模拟数字转换器、数字模拟转换器，数字电路可以和模拟电路互相连接。 分类 按功能来分： 1、组合逻辑电路 简称组合电路，它由最基本的逻辑门电路组合而成。特点是：输出值只与当时的输入值有关，即输出惟一地由当时的输入值决定。电路没有记忆功能，输出状态随着输入状态的变化而变化，类似于电阻性电路，如加法器、译码器、编码器、数据选择器等都属于此类。 2、时序逻辑电路 简称时序电路，它是由最基本的逻辑门电路加上反馈逻辑回路（输出到输入）或器件组合而成的电路，与组合电路最本质的区别在于时序电路具有记忆功能。时