數(shù)字信號在電子信息工程中的應用方法探析

徐赟

摘要：數(shù)字信號適用范圍廣、適應能力強，在實際中有著廣泛應用。電子信息工程中運用數(shù)字信號，可以提高信號傳輸?shù)木珳市耘c傳輸速度，促進電子信息工程健康發(fā)展。文章通過分析數(shù)字信號特點與優(yōu)勢，選擇數(shù)字電路為著手點，分析電子信息工程中數(shù)字電路的應用，實現(xiàn)兩者的有效融合，推動電子信息工程技術發(fā)展。

關鍵詞：數(shù)字信號技術;電子信息工程;方法探究

中圖分類號：TP3? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2022）08-0114-02

隨著科學技術的發(fā)展，數(shù)字信號技術得到廣泛應用，尤其是電子信息工程中應用數(shù)字信號技術。數(shù)字信號技術的優(yōu)勢在電子信息工程中得到充分發(fā)揮，解決了傳統(tǒng)通信方式存在的問題。因此，持續(xù)完善與優(yōu)化數(shù)字信號技術具有現(xiàn)實意義，可以提高電子信息工程建設的效率。

1 數(shù)字信號技術的特點與優(yōu)勢分析

1.1 特點分析

數(shù)字信號技術本質上是一種信息轉化技術，可以直接將模擬信息轉為數(shù)字信息，促進信號處理質量的提升，傳輸過程中存在快速性、準確性、及時性特點。信號處理通過數(shù)字信號處理器完成，由集成電路芯片組成，完成數(shù)字信號收集后，經(jīng)過過濾、采樣等流程完成信號轉換，在電子信息工程中起著不可替代的作用。

該技術通過篩選與提取信號數(shù)據(jù)，將其中無效信息剔除，選擇其中有效的信息，提高信號識別度和提穩(wěn)定性。數(shù)字信號處理技術使用前，普遍使用模擬信號，但存在參數(shù)修改難度大、靈敏度低等不足，實際中存在信號丟失情況。通過引入數(shù)字信號技術會有更高的感應能力與適應性，并且提高信號輸入輸出質量。

1.2優(yōu)勢分析

1）應用范圍廣

由于數(shù)字信號處理器的類型眾多，因此可以根據(jù)實際的軟件情況以及不同需求對處理器進行挑選，這可以在很大程度上擴大數(shù)字信號處理器的應用范圍。工作人員將數(shù)據(jù)存入數(shù)字信號處理系統(tǒng)，通過信息的轉換，最終得到自身所需要的內(nèi)容。

數(shù)字信號處理技術有著廣泛的使用范圍，可以在多個領域中使用。由于數(shù)字信號處理器類型較多，在實際中可以根據(jù)實際需求選擇。工作人員只需要在系統(tǒng)中錄入相關數(shù)據(jù)，經(jīng)過處理器轉換為需要的數(shù)據(jù)形式，如，計算機網(wǎng)絡技術，可以將其作為網(wǎng)絡調(diào)制器，在軟件編程過程中可以使用。

2）處理能力強

數(shù)字信號處理器處理能力極強，遠超模擬信號處理器，數(shù)據(jù)信息處理速度更快。因為數(shù)字信號處理器使用更為先進的處理芯片，保證芯片工作時不受外界因素干擾，通過執(zhí)行相關命令處理數(shù)據(jù)信號，促進信號處理效率與質量的提升。

3）集成度高

數(shù)字信號技術集成度較高，較為依賴高效處理芯片，這類芯片可以根據(jù)需求發(fā)揮不同的功能。數(shù)字信號處理器體積較小、功能強大，因此在實際中有著更為廣泛的應用。集成度高，處理效率高，可以根據(jù)實際需求選擇合適的芯片，提高電子信息工程技術水平。

2 數(shù)字信號在電子信息工程中的應用

數(shù)字信號在電子信息工程中的應用，具體體現(xiàn)在以下幾個方面：第一，數(shù)字信號在短波通信中的應用;第二，數(shù)字信號在軟件無線電中的應用;第三，數(shù)字信號技術在移動機器人中的應用。

1）數(shù)字信號在短波通信中的應用

數(shù)字信號技術在短波通信中的應用主要體現(xiàn)在信道掃描、信道數(shù)字化、信道質量分析等方面，對于提升工作質量和效率具有重要意義。另外，借助數(shù)字信號處理技術也能完成靜態(tài)圖像和聲碼化的傳真、傳輸，并且在短波通信中有效應用數(shù)字信號處理技術，可以大大改善信號的輸出質量。數(shù)字信號的適應能力更強，對操作系統(tǒng)的要求相對較低，因而將對提高數(shù)字信號與其相關的設備的兼容性有著積極影響，從而在短波通信中運用這些數(shù)字信號技術。

2）數(shù)字信號技術在軟件無線電中的應用

在技術的快速發(fā)展下，通信系統(tǒng)結構不斷更新?lián)Q代，將數(shù)字信號技術應用到軟件無線電中，能夠進一步完善通信系統(tǒng)結構。軟件無線電以硬件為通信平臺，然后功能通過軟件來實現(xiàn)。高效地利用數(shù)字信號處理器是軟件無線電功能的重要組成部分，從而充分發(fā)揮系統(tǒng)的通信功能。具體在應用過程中需要做好以下兩個方面的工作：第一，A/D變換轉換器;第二，數(shù)字下變頻。對于軟件無線電設計而言，需要充分發(fā)揮射頻前端的作用，實現(xiàn)對射頻型號的有效處理。對此，軟件無線電中的射頻信號需要充分利用A/D變換轉換器及時進行量化處理，提升信息轉化的有效性。

將數(shù)字信號處理技術應用到通信系統(tǒng)結構中，能夠對整個系統(tǒng)進行優(yōu)化，從而更好地滿足通信任務的需要。而數(shù)字信號處理技術的主要優(yōu)勢還是體現(xiàn)在那些高難度、高復雜度的無線電通訊當中。數(shù)字變頻技術作為數(shù)字信號處理技術的關鍵組成部分，在具體使用中發(fā)揮了關鍵作用。具體表現(xiàn)在提升信息傳輸效率方面，從而滿足現(xiàn)代快節(jié)奏的生活對傳輸效率的要求。具體的應用如下：

數(shù)字信號處理器本身在A/D變換轉換器的制作過程中可以發(fā)揮重要作用，并且數(shù)字化變頻也需要借助A/D變換轉換器的功能，在轉化之后發(fā)揮作用。在這一過程中還需要做好二次采樣、對比、數(shù)字下變頻或濾波等工作。在實際應用中以濾波為例，對相應的采樣點需要進行1000次左右的處理操作。在處理20MHz系統(tǒng)帶寬的系統(tǒng)時，采樣率超過25MHz時，為保證濾波處理效果，需要將運算能力提高到5000MIPS，面對這種實際需要，只有較高性能的數(shù)字信號處理器才能在規(guī)定時間內(nèi)完成復雜的算法處理。就當前的信息技術而言，實現(xiàn)這種運算目標最好依賴可編程數(shù)字信號處理器芯片實現(xiàn)，因此可以看出數(shù)字信號技術是目前技術手段中最為先進的一種。

3）數(shù)字信號技術在移動機器人中的應用

在智能終端技術和計算機技術的發(fā)展下，機器人逐漸出現(xiàn)在人們的工作和生活中。其中，在移動機器人中應用數(shù)字信號技術可以實現(xiàn)信號的有效識別和選擇，并根據(jù)相應的規(guī)定及時進行規(guī)避處理。移動機器人只有在接收到功能指令之后，才能對相關的數(shù)據(jù)內(nèi)容進行分析，并及時做好信息的反饋和數(shù)字信號的輸出，最終對遇到的障礙物進行識別，并根據(jù)內(nèi)部的指令自動進行規(guī)避，實現(xiàn)智能移動。

由于數(shù)字信號具有傳輸速度快、信號損失小的優(yōu)點，因此在應用數(shù)字信號時，移動機器人可以在不同的狀態(tài)下更好地識別數(shù)據(jù)信息，及時完成對障礙物的探測和規(guī)避，及時做出回應，提高反應速度。在機器人的系統(tǒng)設計中，需要對數(shù)字信號傳輸速度和準確度的控制進行自動選擇。將數(shù)字信號技術應用到移動機器人中，需要充分發(fā)揮數(shù)字信號的傳輸優(yōu)勢和控制能力優(yōu)勢。并且，機器人對數(shù)據(jù)信息的識別處理，可以最大限度地減少信息的衰減，提升障礙物規(guī)避的準確性和及時性。

在電子信息工程中加入數(shù)字信號處理技術，首先需要對運動控制卡進行優(yōu)化，保證智能機器人設計質量得以有效提升。針對當前市場上的機器人而言，其運動控制卡均采用步進電機模式進行控制。而步進電機為機器人進行環(huán)境探測提供可能，使其在前進或移動過程中，可以根據(jù)對信號的探測規(guī)避各種障礙物。在機器人的研究發(fā)展中，為了進一步提升功能水平，改善信號處理的效率，需要對運動控制卡中的數(shù)字信號設備進行優(yōu)化。在數(shù)字信號處理器的應用下，可以確保機器人將運動過程中收集到的信號信息第一時間傳遞給步進電機，然后電機以此為基礎，為其移動提供足夠的動力支持。

在優(yōu)化設計過程中，需要針對實驗數(shù)字信號處理技術在智能機器人設計中的作用進行驗證。具體操作為：選取兩個參數(shù)完全相同的機器人實驗，為保證實驗的有效性以及所得數(shù)據(jù)的準確性，可以在其中一個機器人上安裝信號處理器，另一個不予安裝。將兩個機器人同時啟動，并對周圍環(huán)境進行探測，展開數(shù)據(jù)采集，并且將采集到的數(shù)據(jù)通過USB接口上傳到計算機，利用數(shù)據(jù)信息處理技術對各數(shù)據(jù)進行處理，同時以脈沖信號的形式反饋給機器人。通過實驗對比發(fā)現(xiàn)，兩個機器人在各自運動能力方面存在明顯差異，其中安裝了數(shù)字信號處理器的機器人對于障礙物的規(guī)避更快速、靈活;而未安裝數(shù)字信號處理器的機器人在規(guī)避時略顯吃力，甚至碰到障礙物。由此可以推斷，將數(shù)字信號處理技術應用到移動機器人上可以有效提升其智能等級。

3 結語

數(shù)字信號技術有著顯著的優(yōu)勢與特點，這也是傳統(tǒng)模擬信號技術無法比擬的。合理運用數(shù)字信號技術可以提高電子信息工程發(fā)展，繼而帶動相關產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

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