電子信息工程中數(shù)字信號(hào)的應(yīng)用研究

黃柏超

【摘要】數(shù)字信號(hào)是電子信息工程的重要組成部分，其可以保證電子信息工程運(yùn)行中信息傳遞精確度及高效性，為電子信息工程現(xiàn)代化發(fā)展提供充足驅(qū)動(dòng)力。因此，本文以電子信息工程與數(shù)字信號(hào)概念為入手點(diǎn)，結(jié)合電子信息工程中數(shù)字信號(hào)應(yīng)用原則，從移動(dòng)機(jī)器人、軟件無(wú)線電、短波通信等方面，對(duì)電子信息工程中數(shù)字信號(hào)應(yīng)用內(nèi)容及要點(diǎn)進(jìn)行了簡(jiǎn)單闡述。

【關(guān)鍵詞】電子信息工程 ?數(shù)字信號(hào) ?計(jì)算機(jī)技術(shù)

前言：數(shù)字信號(hào)具有處理速度快、集成度高、適用范圍廣等優(yōu)良特點(diǎn)，在電子信息工程中具有較為突出的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。通過(guò)在電子信息工程中恰當(dāng)運(yùn)用數(shù)字信號(hào)，操作者可以更加便捷的將各種信息調(diào)整為所需形式。并利用專業(yè)哈佛結(jié)構(gòu)芯片，在芯片程序、存儲(chǔ)空間互不干擾的情況下，實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)處理器獨(dú)立運(yùn)行，保證電子信息工程中數(shù)字信息快速傳輸。因此，對(duì)電子信息工程中數(shù)字信號(hào)的應(yīng)用進(jìn)行適當(dāng)研究非常必要。

一、電子信息工程與數(shù)字信號(hào)

（一）電子信息工程

電子信息工程主要是利用以計(jì)算機(jī)技術(shù)為代表的現(xiàn)代化技術(shù)，進(jìn)行電子信息處理、電子信息控制的工程。電子信息工程涵蓋了信息獲取、信息處理、電子信息系統(tǒng)開(kāi)發(fā)、電子設(shè)備設(shè)計(jì)、電子設(shè)備應(yīng)用、信息系統(tǒng)集成等多方面內(nèi)容。

（二）數(shù)字信號(hào)

數(shù)字信號(hào)主要指自變量、因變量均為離散的信號(hào)。數(shù)字信號(hào)自變量、因變量分別可以利用整數(shù)、有限數(shù)字中一個(gè)數(shù)字進(jìn)行表述。在電子信息工程中，有限位的二進(jìn)制數(shù)是數(shù)字信號(hào)大小的主要表示方式。

二、電子信息工程中數(shù)字信號(hào)的應(yīng)用

（一）電子信息工程中數(shù)字信號(hào)的應(yīng)用原則

為保證數(shù)字信號(hào)在電子信息工程中優(yōu)勢(shì)的充分發(fā)揮，應(yīng)在數(shù)字信號(hào)應(yīng)用于電子信息工程的整個(gè)過(guò)程貫穿綠色節(jié)能、科學(xué)合理、客觀全面原則。

首先，綠色節(jié)能原則主要指在數(shù)字信號(hào)應(yīng)用于電子信息工程時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制各項(xiàng)數(shù)字信號(hào)處理指標(biāo)綠色環(huán)保節(jié)能性。借鑒數(shù)字電腦、數(shù)字電視、數(shù)字視頻光盤機(jī)等節(jié)能產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)，為整個(gè)社會(huì)提供更加節(jié)能環(huán)保的電子產(chǎn)品。

其次，科學(xué)合理主要指在數(shù)字信號(hào)應(yīng)用于電子信息工程時(shí)，應(yīng)立足電子信息工程項(xiàng)目確立背景，面向電子信息工程發(fā)展前景。結(jié)合電子信息工程特點(diǎn)，利用科學(xué)的方法，進(jìn)行數(shù)字信號(hào)的處理應(yīng)用，保證數(shù)字信號(hào)在電子信息工程中的可發(fā)展性、可研發(fā)性。

最后，客觀全面原則要求在數(shù)字信號(hào)應(yīng)用過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格遵循電子信息工程客觀全面性原則，對(duì)數(shù)字信號(hào)處理應(yīng)用過(guò)程安全、穩(wěn)定性進(jìn)行全方位檢查。綜合考慮電子信息工程創(chuàng)建形式、可獲得收益、經(jīng)營(yíng)管理效益等因素，確定實(shí)踐價(jià)值較為突出的數(shù)字信號(hào)應(yīng)用方案。

（二）電子信息工程中數(shù)字信號(hào)的應(yīng)用內(nèi)容

移動(dòng)機(jī)器人、軟件無(wú)線電、短波通信是電子信息工程中數(shù)字信號(hào)主要應(yīng)用模塊。首先，移動(dòng)機(jī)器人中數(shù)字信號(hào)應(yīng)用主要是借助USB總線（通用串行總線），對(duì)PC上位計(jì)算機(jī)（個(gè)人計(jì)算機(jī)）進(jìn)行管控。同時(shí)為實(shí)現(xiàn)PC上位計(jì)算機(jī)的精準(zhǔn)管控，還需要利用移動(dòng)控制卡，對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行進(jìn)一步處理。在PC上位計(jì)算機(jī)實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，通過(guò)數(shù)字信號(hào)在移動(dòng)機(jī)器人中的應(yīng)用，可以PC上位計(jì)算機(jī)為核心，形成分布式探測(cè)系統(tǒng)，為定位跟蹤、跟蹤結(jié)果研究、針對(duì)性措施制定等工作開(kāi)展奠定基礎(chǔ)。

其次，軟件無(wú)線電中數(shù)字信號(hào)應(yīng)用可以為我國(guó)通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)改善提供依據(jù)。其主要是利用數(shù)字信號(hào)處理器，結(jié)合通信軟件無(wú)線功能，在A/D變換轉(zhuǎn)換器（模數(shù)轉(zhuǎn)換器）運(yùn)行的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)數(shù)字變頻及無(wú)線電射頻信號(hào)調(diào)整。通過(guò)A/D變換轉(zhuǎn)換器在軟件無(wú)線電中數(shù)字信號(hào)處理中的應(yīng)用，也可以保證數(shù)字信號(hào)的準(zhǔn)確、平穩(wěn)性。

最后，短波通信中數(shù)字信號(hào)的應(yīng)用是信道質(zhì)量分析效率、信道掃描效率、信道數(shù)字化質(zhì)量提高的保障。在短波通信中，通過(guò)數(shù)字信號(hào)的合理應(yīng)用，可以保證電子信息工程中聲碼話傳真?zhèn)鬏敗㈧o態(tài)圖像效果。同時(shí)在短波通信中可以信號(hào)模擬的方式，進(jìn)行射頻信號(hào)處理，達(dá)到音頻信號(hào)的順利傳輸。

（三）電子信息工程中數(shù)字信號(hào)的應(yīng)用要點(diǎn)

首先，移動(dòng)機(jī)器人中數(shù)字信號(hào)應(yīng)用要點(diǎn)為數(shù)字信號(hào)處理器運(yùn)動(dòng)控制卡。在移動(dòng)機(jī)器人中數(shù)字信號(hào)應(yīng)用時(shí)，需要根據(jù)通用串行總線的開(kāi)放式控制體系特征，選擇恰當(dāng)?shù)臄?shù)字信號(hào)處理運(yùn)行控制卡，開(kāi)展通信上、下位機(jī)運(yùn)行。并綜合考慮移動(dòng)機(jī)器人環(huán)境定位、地圖構(gòu)建等因素，對(duì)移動(dòng)機(jī)器人兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行把控，保證移動(dòng)機(jī)器人控制目標(biāo)追蹤及地圖導(dǎo)航工作順利開(kāi)展。

其次，軟件無(wú)線電中數(shù)字信號(hào)應(yīng)用要點(diǎn)為A/D部分處理。從當(dāng)前軟件無(wú)線電技術(shù)及器件水平上進(jìn)行分析，僅可在中頻將模擬射頻信號(hào)量化處理為數(shù)字信號(hào)。因此，應(yīng)從采樣速率入手，對(duì)A/D部分進(jìn)行適當(dāng)處理。一般電子信息工程中軟件無(wú)線電A/D部分采樣速率應(yīng)大于2.50倍信號(hào)帶寬。同時(shí)考慮到采樣速率過(guò)高會(huì)導(dǎo)致額外信噪比增益，因此，需控制信號(hào)帶寬動(dòng)態(tài)范圍在60.0～80.0dB左右。

最后，在短波通信中數(shù)字信號(hào)的應(yīng)用要點(diǎn)為定點(diǎn)DSP（獨(dú)特的微處理器）選擇，其直接影響了信號(hào)生成質(zhì)量。為促使定點(diǎn)DSP達(dá)到最大精度，應(yīng)以匹配數(shù)字信號(hào)數(shù)值表述為核心，對(duì)數(shù)字信號(hào)幅度進(jìn)行適當(dāng)壓擴(kuò)處理。

三、總結(jié)

綜上所述，數(shù)字信號(hào)是目前電子信息工程領(lǐng)域最熱門研究?jī)?nèi)容，也是電子信息工程更新完善的立足點(diǎn)。因此，在電子信息工程推進(jìn)過(guò)程中，應(yīng)秉承綠色節(jié)能、科學(xué)合理、客觀全面原則，在移動(dòng)機(jī)器人、軟件無(wú)線電、短波通信等方面進(jìn)行數(shù)字信號(hào)的恰當(dāng)應(yīng)用，以便充分發(fā)掘數(shù)字信號(hào)優(yōu)勢(shì)，為電子信息工程穩(wěn)步、可持續(xù)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]張?jiān)姴? 電子信息工程綜合實(shí)踐中信號(hào)處理系統(tǒng)的應(yīng)用[J]. 電子技術(shù)與軟件工程， 2019（12）：254-254.

[2]宋飛. 軟件無(wú)線電中的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)研究[J]. 無(wú)線互聯(lián)科技， 2017（16）：22-23.

[3]雷鵬， 羅斐翔， 張博誠(chéng)，等. 基于軟件無(wú)線電的數(shù)字信號(hào)處理綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)[J]. 工業(yè)和信息化教育， 2016（7）：83-89.