數(shù)字信號在電子信息工程中的應(yīng)用分析

孫友景 趙正華

摘要：隨著時代的發(fā)展和科技的進(jìn)步，數(shù)字信號技術(shù)已被越來越多的行業(yè)所重視和應(yīng)用，特別是在電子信息工程中得到了更有效的應(yīng)用。數(shù)字信號技術(shù)的優(yōu)勢被充分發(fā)揮，傳統(tǒng)通信方式存在的問題得到了有效解決。因此，數(shù)字信號技術(shù)的不斷優(yōu)化和完善，對于電子信息工程的建設(shè)具有重大的意義?；诖?，本文筆者就數(shù)字信號在電子信息工程中的應(yīng)用進(jìn)行簡要分析。僅供業(yè)內(nèi)同行參考。

關(guān)鍵詞：數(shù)字信號;電子信息工程;應(yīng)用

1 應(yīng)用數(shù)字信號的特點

1.1 抗干擾能力強(qiáng)

數(shù)字信號在計算機(jī)中常用二進(jìn)制數(shù)表示。數(shù)字信號在受到其他的信號干擾時，只要干擾信號沒有超過其閾值范圍，便可恢復(fù)原有信號;若干擾信號超過數(shù)字信號的閾值范圍，則采用一定的編碼技術(shù)便可查出并糾正。因此，與模擬信號相比，數(shù)字通信中可以避免較高噪聲干擾，實現(xiàn)遠(yuǎn)距離、高質(zhì)量的傳輸。除了應(yīng)用于通訊技術(shù)，數(shù)字信號還可用于信息技術(shù)的處理，如高清晰電視、DVD激光機(jī)、VCD等。

1.2 便于加密

數(shù)字信號的處理能力較強(qiáng)，這主要是因為數(shù)字信號是通過單片計算機(jī)芯片進(jìn)行處理的。這種芯片的體積較小，可實現(xiàn)多樣化且性能穩(wěn)定，并可在信息的傳送過程中，利用數(shù)學(xué)邏輯運(yùn)算由數(shù)字轉(zhuǎn)換的信號，進(jìn)而達(dá)到加密數(shù)字信號、解密數(shù)字信號和處理數(shù)字信號的目的。

1.3 便于儲存、處理及交換

數(shù)字信號可通過與計算機(jī)聯(lián)網(wǎng)然后進(jìn)行存儲、處理和交換，同時，技術(shù)人員可以根據(jù)需求的不同更改數(shù)字信號的形式。所以，數(shù)字信號的穩(wěn)定性、靈活性高，可在很多領(lǐng)域得到應(yīng)用。

1.4 應(yīng)用范圍廣

與傳統(tǒng)的信號處理技術(shù)相比，數(shù)字信號處理器運(yùn)用的單片計算機(jī)芯片的存儲和運(yùn)行程序相對獨(dú)立，在對數(shù)字信號進(jìn)行處理的過程中，還可以下達(dá)其他的處理指令，使信息得到更加高效的處理，提高了信息的處理速度。此外，數(shù)字信號的處理器與其他信號的處理器相比，應(yīng)用單片計算機(jī)芯片，大部分電路均為數(shù)字電路，可通過大規(guī)?；虺笠?guī)模的集成電路進(jìn)行處理，進(jìn)而使數(shù)字信號處理器的體積和耗能均較小，并且具有多種類型，可以被多種軟件應(yīng)用。

2 數(shù)字信號的應(yīng)用

2.1 在軟件無線電中的應(yīng)用

軟件無線電可通過無線通信功能軟件在硬件平臺上進(jìn)行各種無線通信。其中，數(shù)字信號利用DSP可快速完成調(diào)制、解調(diào)、編碼、解碼、加密、解密、擴(kuò)頻和解擴(kuò)頻等處理，提高系統(tǒng)的性能。在軟件無線電體系中，數(shù)字信號處理部分是關(guān)鍵，對A/D轉(zhuǎn)換器、數(shù)字中頻處理等的設(shè)計及實現(xiàn)等諸多環(huán)節(jié)均有重要的意義。我們都知道，對于軟件無線電設(shè)計來說，需要通過射頻前端來對射頻型號進(jìn)行有效處理，這樣寬帶中的射頻型號才能被更好地實現(xiàn)。因此，軟件無線電中的射頻信號只有通過A/D變換轉(zhuǎn)換器進(jìn)行量化處理，信息的轉(zhuǎn)化才會更有效，進(jìn)而將射頻信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號。從上面的分析我們可知，數(shù)字信號處理器對于A/D變換轉(zhuǎn)換器的制作具有重要作用。而數(shù)字化變頻在一般情況下都是在信號通過A/D變換轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)化之后才起作用。這樣就還需要進(jìn)行二次采樣、對比、數(shù)字下變頻或濾波等工作。在這里，我們以濾波為例，要對濾波進(jìn)行有效處理，相應(yīng)的采樣點需要經(jīng)過1000次的處理操作。如20MHz系統(tǒng)帶寬的系統(tǒng)，采樣率如果超過25MHz，要實現(xiàn)濾波處理，運(yùn)算能力需要達(dá)到 5000MIPS，這種情況下，只有高性能的數(shù)字信號處理器才能實現(xiàn)邏輯如此之強(qiáng)且復(fù)雜的算法處理。以現(xiàn)階段的信息技術(shù)來說，最佳選擇就是通過可編程數(shù)字信號處理器芯片來實現(xiàn)，數(shù)字信號技術(shù)是目前的技術(shù)手段中最為先進(jìn)的一種。

2.2 在短波通信中的應(yīng)用

數(shù)字信號在其他的短波通信中有著廣泛的應(yīng)用，如信息數(shù)字化、鐵路信號分析等工作。其中，短波通信通過數(shù)字信號完成靜態(tài)圖片傳真，可以提高短波通信的價值。此外，利用數(shù)字信息技術(shù)進(jìn)行信號模擬，然后進(jìn)行射頻信號處理，可以進(jìn)行音頻信號的輸出?？傊诙滩ㄍㄐ胖袘?yīng)用數(shù)字信號技術(shù)，可提高短波通信的質(zhì)量與效率。比如，數(shù)字濾波器就是數(shù)字信號處理器的一種，在雷達(dá)的數(shù)字信號處理中有著重要的應(yīng)用。雷達(dá)在處理信號的時候，會受到云雨雜波等干擾，數(shù)字濾波器可通過運(yùn)算改變輸入信號的頻率成分，除去某些頻率的干擾，更加精準(zhǔn)、穩(wěn)定地達(dá)到濾波的目的。

2.3 在移動機(jī)器人中的應(yīng)用

利用數(shù)字信號處理繼續(xù)控制移動機(jī)器人，并同時運(yùn)用移動控制卡，可對機(jī)器人進(jìn)行實時控制。此外，基于數(shù)字信號處理，可以對移動機(jī)器人在工作過程中存在的缺陷不足進(jìn)行跟蹤，并進(jìn)行有針對性的解決，進(jìn)而可簡化人工操作步驟，提高機(jī)器人的工作能力。

3 應(yīng)用數(shù)字信號時的注意事項

目前，我國的電子信息工程的發(fā)展不夠成熟，技術(shù)較為落后，缺少相關(guān)核心技術(shù)的支持，缺少相關(guān)的專利權(quán)。在信息全球化的今天，我國電子信息工程的發(fā)展面對著諸多的考驗。在重視電子信息工程發(fā)展的同時，需加大對核心技術(shù)的研發(fā)，增加專利的自主權(quán)，制定科學(xué)的發(fā)展戰(zhàn)略，為以后的發(fā)展提供良好的保障。

綜上所述，隨著科技的發(fā)展，在如今的信息時代下，電子信息工程的發(fā)展有著廣闊的空間，快速、安全、有效地應(yīng)用電子信息工程是我們一直在鉆研的內(nèi)容。數(shù)字信號技術(shù)的誕生大大地提高了電子信息工程的利用率，并增加了安全保障。如今，數(shù)字信號已經(jīng)在電子信息工程中得到了越來越廣泛的應(yīng)用，并不斷改進(jìn)我們的生活方式。除了本文以外，黃岳、王鵬元等人也對數(shù)字信號在電子信息工程中的應(yīng)用情況進(jìn)行了較為詳細(xì)的分析。筆者通過閱讀他人的研究成果，得到了很多啟發(fā)，希望本文也可以為以后研究電子信息工程和數(shù)字信號的人提供參考和啟迪。伴隨著時代進(jìn)步，科技將會迎來更加智能化的改革，數(shù)字信號的應(yīng)用范圍會更廣闊。數(shù)字信息工程及數(shù)字信號的發(fā)展前景廣闊，我國要加強(qiáng)科技的發(fā)展，并加深對電子信息工程及數(shù)字信號的研究，爭取獲得更多的專利及核心技術(shù)，使我國的電子信息水平早日達(dá)到并超越國際水平。

參考文獻(xiàn)：

[1] 萬延.數(shù)字信號在電子信息工程中的應(yīng)用探討[J].計算機(jī)產(chǎn)品與流通，2018（09）.

[2] 高紅進(jìn).數(shù)字信號在電子信息工程中的應(yīng)用[J].環(huán)球市場，2018（05）.

[3] 王英凡.數(shù)字信號在電子信息工程中的應(yīng)用策略[J].信息與電腦（理論版），2018（23）.

（作者單位：淮安市洪澤區(qū)廣電網(wǎng)絡(luò)有限公司）