數(shù)字信號(hào)在電子信息工程中的應(yīng)用策略

曹沛

摘要：我國社會(huì)快速發(fā)展，對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)水平的要求越來越高。為了滿足通信網(wǎng)絡(luò)的需求，可將數(shù)字電子技術(shù)應(yīng)用于通信網(wǎng)絡(luò)。數(shù)字電子技術(shù)在處理各種模擬信號(hào)方面具有顯著的優(yōu)勢(shì)，其能隨機(jī)轉(zhuǎn)換模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)，有效保證通信網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓ぷ餍屎桶踩浴Ｎ恼轮饕獙?duì)數(shù)字電子技術(shù)在通信網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用進(jìn)行分析，對(duì)提高通信網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)水平具有重要意義。

關(guān)鍵詞：數(shù)字信號(hào);電子信息工程;應(yīng)用策略

引言

數(shù)字信號(hào)指自變量是離散的、因變量也是離散的信號(hào)，這種信號(hào)的自變量用整數(shù)表示，因變量用有限數(shù)字中的一個(gè)數(shù)字來表示。在計(jì)算機(jī)中，數(shù)字信號(hào)的大小常用有限位的二進(jìn)制數(shù)表示。用數(shù)字信號(hào)完成對(duì)數(shù)字量進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算的電路稱為數(shù)字電路，或數(shù)字系統(tǒng)。由于它具有邏輯運(yùn)算和邏輯處理功能，所以又稱數(shù)字邏輯電路。換句話來說，產(chǎn)生、傳遞和儲(chǔ)存數(shù)字信號(hào)的電路就叫數(shù)字電路，在數(shù)字電子技術(shù)中，兩者是相輔相成，缺一不可的，共同為人們提供數(shù)據(jù)類的計(jì)算服務(wù)，十分方便快捷。數(shù)字信號(hào)是由一個(gè)個(gè)具體的數(shù)據(jù)來合成的，這些合成起來的數(shù)據(jù)能夠傳達(dá)某種信號(hào)信息，計(jì)算機(jī)就是由0和1組裝起來的電子信息產(chǎn)品，他們其中所包含的計(jì)算過程十分方便，只是有兩個(gè)數(shù)字的相互轉(zhuǎn)換就可以得到人們想要的計(jì)算結(jié)果?，F(xiàn)在，人們研究數(shù)字信號(hào)，通過人為的操控與計(jì)算，可以幫助人們得到想要的結(jié)果。

一、應(yīng)用原則

①客觀性：處理數(shù)字信號(hào)的過程中，相關(guān)人員必須嚴(yán)格遵守相應(yīng)的原則，以確保信號(hào)處理的可靠性與準(zhǔn)確性。數(shù)字信號(hào)技術(shù)在整個(gè)編制環(huán)節(jié)中能夠?qū)こ探?jīng)濟(jì)收益以及實(shí)際建設(shè)狀況等，通過對(duì)及時(shí)準(zhǔn)確信息的比較與分析中，能夠?yàn)楫a(chǎn)業(yè)發(fā)展提供有效方案。②科學(xué)性：電子信息工程在實(shí)際應(yīng)用中需嚴(yán)格遵循科學(xué)性原則，確保信號(hào)處理結(jié)果的有效性?？裳杏懶宰鳛閿?shù)字信號(hào)處理的基本要求，需在遵循自身發(fā)展及其特性的前提下，參考相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與法律法規(guī)等，通過科學(xué)方式予以檢驗(yàn)。充分地利用現(xiàn)有技術(shù)與設(shè)備，在允許范圍內(nèi)保證研究工程的有效性及可行性。③綠色節(jié)能：該原則主要針對(duì)的是環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，其主要的目的在于確保產(chǎn)品所具有的環(huán)保性。也就是說數(shù)字信號(hào)產(chǎn)品在實(shí)際工程中必須滿足節(jié)能環(huán)保要求，從而確保資源利用最大化，可通過創(chuàng)建數(shù)字信息化處理體系的方式來實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保要求的同時(shí)還能最大限度地挖掘其中資源。

二、數(shù)字信號(hào)在電子信息工程中的應(yīng)用策略

（一）實(shí)現(xiàn)信號(hào)的轉(zhuǎn)化

數(shù)字電子技術(shù)能夠應(yīng)用到通信中的一個(gè)最主要的原因就是數(shù)字電子技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)信號(hào)的轉(zhuǎn)化。數(shù)字信號(hào)可以將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定性更高的數(shù)字化信號(hào)，模擬信號(hào)在日常生活中隨處可見，使用時(shí)較為方便，但是穩(wěn)定性不高，因此數(shù)字化信號(hào)逐漸取代模擬信號(hào)，相比于模擬信號(hào)數(shù)字化信號(hào)更加穩(wěn)定，且安全系數(shù)較高，。模擬信號(hào)一般用在低端設(shè)備，高端設(shè)備通常采用數(shù)字化信號(hào)進(jìn)行傳輸，因?yàn)閿?shù)字化信號(hào)具有較高的精確性。另外，數(shù)字化信號(hào)可以對(duì)模擬信號(hào)起到強(qiáng)化作用。因此在使用模擬信號(hào)時(shí)可以加入數(shù)字化信號(hào)一同進(jìn)行傳輸，這樣可以增強(qiáng)模擬信號(hào)的抗干擾性，使模擬信號(hào)能夠穩(wěn)定輸送，從而使信號(hào)傳輸?shù)陌踩缘玫奖Ｕ?。由于?jì)算機(jī)采用的是二進(jìn)制的計(jì)算方法，因此模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)之間可以進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換。

（二）數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)在其余領(lǐng)域里面的應(yīng)用分析

除了通信以及物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域以外，數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)還被廣泛應(yīng)用到了圖像處理等其余領(lǐng)域。同時(shí)，通過實(shí)際分析可以發(fā)現(xiàn)，不管是衛(wèi)星圖像還是手機(jī)圖像、廣播圖像都應(yīng)用到了數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，相關(guān)人員都是通過這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行的編碼、解碼以及壓縮、解壓。另外，儀器測(cè)量以及測(cè)繪等領(lǐng)域?qū)?shù)字信號(hào)處理技術(shù)的依賴程度也相對(duì)更高，像是將微型化數(shù)字信號(hào)處理芯片集成到相關(guān)儀器當(dāng)中展開測(cè)量或者測(cè)繪工作，可以使測(cè)量精度得到更大程度的提高。并且隨著數(shù)字信息技術(shù)的快速發(fā)展，F(xiàn)PGA以及DSP等運(yùn)算速度更高的芯片也變得越來越成熟，但是其發(fā)展情況和圖像處理的實(shí)際需要相比，卻依舊還有很大的差距。由此可見，數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)還有非常廣闊的發(fā)展空間。

（三）集成度高，更有利于功能的實(shí)現(xiàn)

數(shù)字電路中有一種集成電路，數(shù)字電路最為突出的優(yōu)勢(shì)就在于它的集成度高，它占據(jù)的空間也更小，在數(shù)字電路的各個(gè)系統(tǒng)環(huán)節(jié)運(yùn)行中，操作簡(jiǎn)單。伴隨著電子信心技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字電路的集成度還會(huì)再高，能夠?qū)⑾到y(tǒng)的功能在原有的基礎(chǔ)上進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)優(yōu)化，且會(huì)恢復(fù)大量出現(xiàn)的漏洞。對(duì)于數(shù)字電路來說，集成度越高，功能越容易實(shí)現(xiàn)。隨著大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)，組成電路的各種元器件也會(huì)進(jìn)行相應(yīng)的提高，實(shí)現(xiàn)元件級(jí)、器件級(jí)、部件級(jí)、板卡級(jí)的升級(jí)和進(jìn)步。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字電路的集成度會(huì)越來越高，當(dāng)然組成它的各種器件功能也必須有所增強(qiáng)，那么集成度也就越高。

（四）數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)在軟線無線電系統(tǒng)中的應(yīng)用

軟件無線電是最近一段時(shí)間出現(xiàn)的一種新型通信模式，這種通信模式主要將設(shè)備硬件作為通信系統(tǒng)的載體，而通信則借助移動(dòng)終端或PC軟件實(shí)現(xiàn)。想要實(shí)現(xiàn)這種通信模式便需要涉及數(shù)字信號(hào)，因此數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)以及數(shù)字信號(hào)處理器便是這個(gè)系統(tǒng)的核心內(nèi)容。借助數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，軟件無線電能夠以各種軟件的形式來實(shí)現(xiàn)無線通信功能，而要實(shí)現(xiàn)無線通信便需要從以下兩個(gè)方面入手：一是通過數(shù)字信號(hào)的變頻，二是通過A/D變換轉(zhuǎn)換器。但軟件無線電系統(tǒng)在設(shè)計(jì)以及運(yùn)行中需要使設(shè)備的射頻信號(hào)經(jīng)過一定的處理轉(zhuǎn)換為寬帶信號(hào)，再利用寬帶傳輸數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)無線通信。而在此過程中便需要通過A/D變換器實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的中頻信號(hào)進(jìn)行量化處理，通過數(shù)字信號(hào)處理器將其轉(zhuǎn)換為能夠被終端設(shè)備上的無線通信軟件所使用，因此，A/D轉(zhuǎn)換器在軟件無線電系統(tǒng)中具有重要作用。在A/D轉(zhuǎn)換器將信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換后再使用數(shù)字化變頻將信號(hào)進(jìn)行變換，從而完成剩下的數(shù)據(jù)處理工作，而這方面主要含括了數(shù)字信號(hào)的濾波、變頻、比對(duì)以及二次采樣等內(nèi)容。其中，以數(shù)字信號(hào)的濾波為例，想要完成數(shù)字信號(hào)的濾波處理，便需要對(duì)采樣的數(shù)據(jù)進(jìn)行1000次的處理，例如，如果采樣的數(shù)據(jù)系統(tǒng)寬帶為20MHz，其采樣率大于25MHz，那么對(duì)此寬帶最少需要具備5000MIPS運(yùn)算能力的數(shù)字化變頻才能夠?qū)崿F(xiàn)，因此，這樣的處理操作需要通過多個(gè)數(shù)字信號(hào)處理器進(jìn)行組合完成。目前，最合適的便是具備編程功能的數(shù)字信號(hào)處理器芯片，這也是當(dāng)前最先進(jìn)的信號(hào)處理技術(shù)。

結(jié)語

綜上所述，隨著當(dāng)前我國科學(xué)技術(shù)水平的不斷進(jìn)步及發(fā)展，也促進(jìn)了數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的優(yōu)化與革新?，F(xiàn)階段，數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)在電子信息工程中已經(jīng)具備了較為成熟后的運(yùn)用案例，該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用也在一定程度上推動(dòng)了我國電子信息工程發(fā)展，相信在未來各行各業(yè)中會(huì)更加普遍及廣泛的應(yīng)用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，也會(huì)研發(fā)出更多節(jié)能環(huán)保以及先進(jìn)高段產(chǎn)品，最終促進(jìn)我國電子行業(yè)的健康穩(wěn)定發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]金鑫.數(shù)字電子技術(shù)中的數(shù)字信號(hào)和數(shù)字電路[J].現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟(jì)和信息化，2015，5（15）：55-56.