淺談數(shù)字電子技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展

【摘 要】數(shù)字電子技術(shù)在科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與市場(chǎng)的巨大需求的帶動(dòng)下迅速的發(fā)展著，數(shù)字電子技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域也得到了擴(kuò)大，數(shù)字電子技術(shù)的發(fā)展與壯大已經(jīng)逐漸占領(lǐng)了全球信息化進(jìn)程的主導(dǎo)地位。本篇文章主要闡述了數(shù)字電子技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀，分析了數(shù)字電子技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。

【關(guān)鍵詞】數(shù)字電子技術(shù)；應(yīng)用現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢(shì)

0.前言

數(shù)字電子技術(shù)是當(dāng)前發(fā)展最快的學(xué)科之一，電子技術(shù)可分為數(shù)字電子技術(shù)和模擬電子技術(shù)，就邏輯器件而言，已經(jīng)從20世紀(jì)40年代的電子管、20世紀(jì)50年代的晶體管和20世紀(jì)60年代的小規(guī)模集成電路，從中等規(guī)模到大規(guī)模集成，至今已發(fā)展到了超大規(guī)模集成電路。近幾年又出現(xiàn)了可編程邏輯器件，為數(shù)字電路設(shè)計(jì)提供了更加完善方便的器件設(shè)計(jì)過(guò)程和方法也再不斷的演變和發(fā)展。半導(dǎo)體技術(shù)的大力發(fā)展推動(dòng)了PC等電子設(shè)備的廣泛使用，數(shù)字電子技術(shù)作為電子時(shí)代的支撐技術(shù)，在全球電子信息化的進(jìn)程中起著巨大的推動(dòng)作用。

1.數(shù)字電子技術(shù)較模擬電子技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

數(shù)模信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換往往是要將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)、數(shù)模轉(zhuǎn)換是將傳感器從自然界獲取的連續(xù)的信號(hào)波形經(jīng)過(guò)濾波、去噪等處理，最后形成由固定高低電平組成的數(shù)字信號(hào)，也就是人們常說(shuō)的“0101”信號(hào)。

之所以在信號(hào)處理中多是將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，主要原因包括如下幾點(diǎn)：

（1）模擬信號(hào)有無(wú)窮多種可能的波形，同一個(gè)波形稍微變化就成了另一種波形，而數(shù)字信號(hào)只有兩種波形（高電平和低電平），這就為信號(hào)的接收與處理提供了方便。

（2）模擬信號(hào)是由一連串連續(xù)的信號(hào)波形組成的，其信號(hào)極其容易受到干擾，這些干擾不僅僅是來(lái)自信號(hào)的采集階段，也來(lái)自信號(hào)傳輸過(guò)程中和電子元器件造成的誤差，這就導(dǎo)致了采集信號(hào)的精度難以得到保證，從而影響試驗(yàn)的準(zhǔn)確性或系統(tǒng)的可靠性。而數(shù)字電路中只采用高低電平對(duì)信號(hào)進(jìn)行編碼，這就保證了信號(hào)的抗感染能力，提高了信號(hào)的精度。

2.數(shù)字電子技術(shù)的應(yīng)用

從二十世紀(jì)七十年代以來(lái)，信號(hào)的數(shù)字化處理模式席卷了全球的電子技術(shù)領(lǐng)域，模擬信號(hào)的數(shù)字化越來(lái)越得到推崇，我們就以下兩個(gè)例子來(lái)說(shuō)明數(shù)字電子技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用。

2.1 USB總線微波功率計(jì)

將數(shù)字電子技術(shù)應(yīng)用于虛擬儀器中，結(jié)合相應(yīng)的軟件設(shè)計(jì)，開(kāi)發(fā)出USB總線微薄功率計(jì)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)微波功率的采集測(cè)量與傳輸。

該微波功率計(jì)由USB通信接口、微信號(hào)檢測(cè)電路等組成功率探測(cè)器，在探測(cè)器采集到相應(yīng)的微波功率信號(hào)后，首先由已燒寫(xiě)程序的微信號(hào)檢測(cè)電路芯片對(duì)采集信號(hào)進(jìn)行去噪、求差值和累加等操作，然后對(duì)信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行固件程度修改，最后，USB通信接口通過(guò)鏈路將處理好的數(shù)據(jù)信息發(fā)送到上位機(jī)，再由上位機(jī)程序來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。

由于集成應(yīng)用了數(shù)電技術(shù)，該功率計(jì)體積小巧、測(cè)量精度高、系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單，而且收發(fā)數(shù)據(jù)可以與PC機(jī)進(jìn)行交互，匹配性較好。

2.2雷達(dá)接收機(jī)

數(shù)字電子技術(shù)的不斷發(fā)展成熟，使得其應(yīng)用范圍已經(jīng)涉及到精密設(shè)備的生產(chǎn)制造中。雷達(dá)接收機(jī)作為軍民兩用的高精度電子設(shè)備，其要求要具有較強(qiáng)的抗干擾能力，這就要求雷達(dá)接收機(jī)要具有較寬的工作頻段和高靈敏度，因此現(xiàn)代雷達(dá)接收機(jī)正逐漸由模擬接收機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字接收機(jī)。

雷達(dá)接收機(jī)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型主要是要解決低噪聲放大器、抑制混放電路和I/Q解調(diào)技術(shù)的研發(fā)，而這些技術(shù)的研發(fā)都必須建立在數(shù)字電子技術(shù)的基礎(chǔ)上，比如放大器和抑制混放電路都需要數(shù)字變頻和數(shù)字濾波技術(shù)。

3.數(shù)字電子技術(shù)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)

3.1數(shù)字電子技術(shù)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)

隨著信息化時(shí)代的到來(lái)，社會(huì)需求推動(dòng)著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)字電子技術(shù)更是成為社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主力軍，市場(chǎng)需求推動(dòng)著信息技術(shù)向更深層次的邁進(jìn)。因此科技信息的不斷進(jìn)步加速了產(chǎn)業(yè)的升級(jí)換代，這就要求數(shù)字電子技術(shù)必須要順應(yīng)市場(chǎng)的需求。數(shù)字化是電子技術(shù)的必由之路，這已經(jīng)成為當(dāng)代的共識(shí)。我國(guó)的電子技術(shù)研究者經(jīng)過(guò)多次探索和實(shí)驗(yàn)，使得數(shù)字化的歷程在不斷進(jìn)行著一系列的重大變革。當(dāng)代我們所應(yīng)用的電子產(chǎn)品由于技術(shù)的不斷革新正在以前所未有的速度進(jìn)行更新?lián)Q代，而這種革新又主要表現(xiàn)在大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷膹V泛應(yīng)用之中。特別是在當(dāng)今這個(gè)時(shí)代，半導(dǎo)體的工藝水平經(jīng)過(guò)不斷開(kāi)發(fā)已經(jīng)達(dá)到了深亞微米，芯片的集成高度也達(dá)到千兆位，時(shí)鐘頻率也正在向千兆赫茲以上發(fā)展，數(shù)據(jù)傳輸位數(shù)甚至達(dá)到了每秒幾十億次，這些技術(shù)在之前是難以想象的，這就注定SOC（System 0h aCh5p）片上系統(tǒng)必將成為未來(lái)集成電路技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。電子設(shè)計(jì)技術(shù)在不斷的更新?lián)Q代，發(fā)展到了今天，又將面臨另一次更大意義的突破—5PGA在EDA（電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化）基礎(chǔ)上的廣泛應(yīng)用，此技術(shù)的廣泛應(yīng)用必將在我們的信息時(shí)代再創(chuàng)奇跡。

3.2數(shù)字與模擬電子技術(shù)之間的融合

數(shù)字與模擬電子技術(shù)之間的融合促進(jìn)了新型電子器件的誕生，不斷地提高性能一直是電子器件追求的目標(biāo)，模擬技術(shù)與數(shù)字電子技術(shù)的融合首先提高了傳統(tǒng)電子器件的性能，促進(jìn)了新型電子器件的誕生。例如，傳統(tǒng)電位器噪聲大、使用壽命短、可靠性差，而集成了EEROM、電子開(kāi)關(guān)和線性電阻技術(shù)數(shù)字電位器因改變了傳統(tǒng)電位器的機(jī)械結(jié)構(gòu)，從而根除了傳統(tǒng)電位器的固有缺陷，提高了其性能。目前各種電子產(chǎn)品中廣泛應(yīng)用的開(kāi)關(guān)電壓調(diào)節(jié)器、D類音頻功率放大器都是數(shù)字與模擬相結(jié)合的新型電子器件。

4.總結(jié)

隨著科技的大力發(fā)展，數(shù)字電子技術(shù)將更廣泛地應(yīng)用到生產(chǎn)生活中去，要大力發(fā)展數(shù)字電子技術(shù)，就要擺脫傳統(tǒng)技術(shù)理念的束縛，將其與新興技術(shù)結(jié)合起來(lái)，從而大大提高自身的工作效率，為電子產(chǎn)品向數(shù)字化邁進(jìn)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，為未來(lái)的科技發(fā)展保駕護(hù)航。

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