探討數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)在電子信息工程中的應(yīng)用

董偉剛

摘 要：在科學(xué)技術(shù)發(fā)展的帶動(dòng)下，電子信息工程也有了很大的發(fā)展。同時(shí)，數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)在電子信息工程中也得到了廣泛應(yīng)用。文章就此展開(kāi)了討論，先是分析了數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的原理及發(fā)展歷程，然后對(duì)數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)在軟件無(wú)線電、移動(dòng)機(jī)器、短波通信中的應(yīng)用進(jìn)行了分析。最后，就數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)發(fā)展形勢(shì)進(jìn)行了闡述。

關(guān)鍵詞：數(shù)字信號(hào);處理技術(shù);電子信息工程;應(yīng)用

應(yīng)用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，既可以提升電子信息工程的應(yīng)用效率，也可以促進(jìn)電子信息工程的技術(shù)革新。可以說(shuō)，數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)對(duì)電子信息工程的發(fā)展有著極其重要的影響。因此，在現(xiàn)代化背景下，應(yīng)繼續(xù)加大對(duì)數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的研究，深化數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)在電子信息工程中的應(yīng)用。

1 ? ?數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)簡(jiǎn)述

數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)是指利用計(jì)算機(jī)、專(zhuān)用處理設(shè)備，應(yīng)用數(shù)值計(jì)算原理，對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波、壓縮、識(shí)別等操作，從中提取出有效信息的一種技術(shù)。該技術(shù)具有精度高、穩(wěn)定性好、可重復(fù)、抗干擾性強(qiáng)、可大規(guī)模集成等優(yōu)點(diǎn)。

數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了4個(gè)階段：第一階段是理論提出，主要是在20世紀(jì)70年代。第二階段是技術(shù)初步應(yīng)用，主要是在20世紀(jì)80年代。第三階段是發(fā)展。數(shù)字信號(hào)技術(shù)得到了專(zhuān)業(yè)人士的廣泛關(guān)注，與其相關(guān)的研究也在不斷深入，主要是在20世紀(jì)90年代。第三階段是高速發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展，應(yīng)用范圍更廣，尤其是信號(hào)處理器的出現(xiàn)，進(jìn)一步推動(dòng)了信號(hào)處理技術(shù)的發(fā)展。

2 ? ?信號(hào)處理技術(shù)在電子信息工程中的應(yīng)用

2.1 ?在軟件無(wú)線電中的應(yīng)用

軟件無(wú)線電屬于一種通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)可作為通信系統(tǒng)平臺(tái)，輔助各種軟件完成通信。將數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)應(yīng)用到其中，可以提高通信效果，完善軟件無(wú)線電的功能。具體來(lái)說(shuō)，利用軟件無(wú)線電發(fā)射信號(hào)時(shí)，信號(hào)從射頻前端轉(zhuǎn)出后會(huì)變?yōu)閷拵е蓄l信號(hào)。其中，起作用的是模數(shù)（Analog to Digital，A/D）轉(zhuǎn)換器，能夠?qū)π盘?hào)進(jìn)行批量轉(zhuǎn)換處理，使原有的信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)。完成信號(hào)轉(zhuǎn)變后，就可以充分應(yīng)用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)對(duì)復(fù)雜信號(hào)進(jìn)行批量處理。在這一過(guò)程中，還可借助變頻、濾波等方式進(jìn)行信號(hào)過(guò)濾，應(yīng)用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)可以有效提高濾波效率。另外，在數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中，需要通過(guò)1 000次采樣點(diǎn)，進(jìn)行海量數(shù)據(jù)的處理。而通過(guò)數(shù)字信號(hào)芯片編程就可實(shí)現(xiàn)這一功能，且還能提高系統(tǒng)的精確性。由此可見(jiàn)，應(yīng)用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，不僅提升了軟件無(wú)線電技術(shù)的可靠性、穩(wěn)定性，而且還能適應(yīng)各種復(fù)雜的通信環(huán)境，保證通信效果。

2.2 ?在移動(dòng)機(jī)器中的應(yīng)用

近年來(lái)，隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，移動(dòng)機(jī)器人技術(shù)的應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)大。但從實(shí)際來(lái)看，大部分移動(dòng)機(jī)器人主要是以USB接口為基礎(chǔ)，應(yīng)用運(yùn)動(dòng)控制卡對(duì)機(jī)器人動(dòng)作進(jìn)行控制，以使機(jī)器人運(yùn)動(dòng)能達(dá)到預(yù)期目的。數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)在移動(dòng)機(jī)器中的主要應(yīng)用途徑是進(jìn)行運(yùn)動(dòng)信號(hào)處理，保證運(yùn)動(dòng)機(jī)器人能準(zhǔn)確動(dòng)作。

一般來(lái)說(shuō)，主要是應(yīng)用步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行機(jī)器人的控制，使環(huán)境探測(cè)系統(tǒng)發(fā)揮出應(yīng)有的作用，機(jī)器人可自行建立地圖，并在地圖限制范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)。數(shù)字信號(hào)處理器的作用是輔助步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行控制，USB收集信息并傳輸給計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換，經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換得到的脈沖信號(hào)會(huì)得到進(jìn)一步處理，最終使機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)得到控制。也就是說(shuō)，數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的主要作用是將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)槊}沖信號(hào)。

2.3 ?在短波通信中的應(yīng)用

數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)在短波通信中也得到了極其廣泛的應(yīng)用，且延伸出了多種處理技術(shù)，如擴(kuò)頻技術(shù)、音頻信號(hào)處理技術(shù)、信道掃描技術(shù)。利用這些技術(shù)不僅可以實(shí)現(xiàn)靜態(tài)圖形的傳輸、處理，而且也可以提升信號(hào)處理效率，保證短波通信效果。概括地說(shuō)，數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)在短波通信中的主要應(yīng)用方式就是利用數(shù)字信號(hào)模擬處理方法，將射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為中頻信號(hào)，以便后續(xù)信號(hào)模塊能智能、科學(xué)地處理信號(hào)，從而促進(jìn)音頻信號(hào)輸出工作的完成。不僅能降低數(shù)據(jù)通信不佳的發(fā)生概率，還可以提升數(shù)字信號(hào)的傳輸效率。

3 ? ?數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的發(fā)展

現(xiàn)如今，隨著數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)研究的不斷深入，數(shù)字信號(hào)技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域在不斷拓展，如在物聯(lián)網(wǎng)、儀器儀表、圖形圖像等中都有重要的應(yīng)用。但是，數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)仍有很大的開(kāi)發(fā)空間，目前來(lái)看，將會(huì)在以下幾個(gè)方面發(fā)展：第一，國(guó)際通信領(lǐng)域。理論上講，應(yīng)用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)可以提高國(guó)際通信效果，方便不同國(guó)家聯(lián)系。但從實(shí)際來(lái)看，數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)在國(guó)際通信領(lǐng)域中的應(yīng)用并不廣泛。所以，應(yīng)加大該技術(shù)的研究。第二，電子設(shè)備領(lǐng)域。數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的應(yīng)用范圍遠(yuǎn)不止當(dāng)下的通信、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域。在電子設(shè)備研究領(lǐng)域也可應(yīng)用該技術(shù)，以此提升電子設(shè)備研發(fā)效率。第三，信號(hào)處理速度方面。隨著數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的不斷發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展，但是若想真正發(fā)揮出數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，就要深入研究如何應(yīng)用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，提升信號(hào)處理速度，以便信號(hào)能被快速提取、處理、應(yīng)用。第四，其自身結(jié)構(gòu)完善方面。數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)尚不夠成熟。但是隨著相關(guān)研究的不斷深入，其自身結(jié)構(gòu)會(huì)不斷完善。尤其是數(shù)字信號(hào)處理器的結(jié)構(gòu)也會(huì)更加完善、先進(jìn)，并逐漸趨向于高速、大容量、低功耗。總之，數(shù)字信號(hào)技術(shù)對(duì)我國(guó)電子信息工程的發(fā)展非常重要，在未來(lái)發(fā)展中會(huì)不斷成熟、先進(jìn)，且在電子信息工程中的應(yīng)用也會(huì)更加深入。

4 ? ?結(jié)語(yǔ)

數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)對(duì)電子信息工程的發(fā)展起到了非常重要的促進(jìn)作用，應(yīng)以數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)為基礎(chǔ)繼續(xù)研究，使其在原有的應(yīng)用基礎(chǔ)上得到更為廣泛、深入的應(yīng)用。只有這樣才能提升數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的應(yīng)用水平，促進(jìn)我國(guó)電子信息工程的發(fā)展。

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