數(shù)字電子技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展

羅　淼，田　梅（貴州電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院，貴州　凱里　556000）

數(shù)字電子技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展

羅淼，田梅
（貴州電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院，貴州凱里556000）

摘要:市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展給數(shù)字電子技術(shù)提出了更高的要求：數(shù)字電子技術(shù)應(yīng)剛緊跟時(shí)代步伐，順應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)趨勢(shì)，在原有的技術(shù)理念基礎(chǔ)上不斷創(chuàng)新，不斷突破當(dāng)前的技術(shù)瓶頸，進(jìn)一步提高工作效率，促進(jìn)未來(lái)科技的飛速發(fā)展。本文就數(shù)字電子技術(shù)的定義做了概述，并對(duì)其分類(lèi)做了簡(jiǎn)單介紹。隨后介紹了數(shù)字電子技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)就其在雷達(dá)接收器、基于USB總線(xiàn)的“微波功率測(cè)量計(jì)”、網(wǎng)絡(luò)、EDA技術(shù)中的應(yīng)用做了詳細(xì)概述。文章最后對(duì)數(shù)字電子技術(shù)的發(fā)展做了展望。

關(guān)鍵詞：數(shù)字電子技術(shù)；應(yīng)用；發(fā)展

0　引言

20世紀(jì)中期至21世紀(jì)初，電子技術(shù)特別是數(shù)字電子技術(shù)得到了飛速的發(fā)展，使工業(yè)、農(nóng)業(yè)、科研、醫(yī)療以及人們的日常生活發(fā)生了根本性的變革。

數(shù)字電子技術(shù)的飛速發(fā)展以及其在各行各業(yè)上的應(yīng)用在很大程度上加快了我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，與此同時(shí)各行各業(yè)對(duì)數(shù)字電子技術(shù)也提出了更高的要求。在這一背景下，針對(duì)已有的數(shù)字電子技術(shù)對(duì)其應(yīng)用現(xiàn)狀和未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行深入探析具有重大意義。

1　數(shù)字電子技術(shù)概述

1.1數(shù)字電子技術(shù)的定義

數(shù)字電子技術(shù)是研究各種集成器件以及邏輯門(mén)電路、集成芯片功能并進(jìn)行其應(yīng)用的一門(mén)學(xué)科。當(dāng)前計(jì)算機(jī)技術(shù)迅速發(fā)展，利用數(shù)字電路對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理的優(yōu)勢(shì)尤為明顯。以數(shù)字電路處理信號(hào)為例：在處理過(guò)程中，數(shù)字電路按照特定的比例將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為一系列的數(shù)字信號(hào)。模擬信號(hào)全部轉(zhuǎn)化完成以后，這些數(shù)字信號(hào)被傳送到數(shù)字電路里面進(jìn)行一系列的處理；數(shù)字電路完成處理工作后依據(jù)需要將這些最終的結(jié)果轉(zhuǎn)換為相應(yīng)模擬信號(hào)。數(shù)字電路處理信號(hào)的最后一步，輸出被轉(zhuǎn)換后的模擬信號(hào)。

1.2數(shù)字電子技術(shù)的分類(lèi)

當(dāng)前被大眾普遍接受的數(shù)字電子技術(shù)分類(lèi)是：模擬電子技術(shù)與數(shù)字電子技術(shù)。作為當(dāng)前社會(huì)發(fā)展最快的學(xué)科，數(shù)字電子技術(shù)在我國(guó)各行各業(yè)有著廣泛的應(yīng)用，同時(shí)在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求下快速發(fā)展。在短短50年里，數(shù)字電子技術(shù)已經(jīng)由最原始的小規(guī)模集成電路發(fā)展到了今天超大規(guī)模集成電路。在創(chuàng)新技術(shù)上，數(shù)字電子技術(shù)表現(xiàn)出了驚人的潛力。

2　數(shù)字電子技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

當(dāng)前，在信號(hào)處理方面最為常見(jiàn)的是模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換。我們經(jīng)常聽(tīng)到的“0101”信號(hào)就是一種經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號(hào)。

與模擬電子技術(shù)相比，數(shù)字電子技術(shù)具有這樣幾大優(yōu)勢(shì):

模擬信號(hào)在波形上種類(lèi)多樣，同時(shí)波形富有變化。相比之下數(shù)字信號(hào)的波形顯得非常簡(jiǎn)單，只有低電平和高電平這樣兩種。與模擬信號(hào)相比，數(shù)字型號(hào)在信號(hào)的接收與信號(hào)處理上更加的高效。連續(xù)的信號(hào)組成了模擬信號(hào)的波形。模擬信號(hào)的這一特性使得其在信號(hào)采集階段和傳輸中非常容易受到外界的干擾，信息誤差極易出現(xiàn)。模擬信號(hào)的采集往往沒(méi)有較高的精確度，最終造成實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的不準(zhǔn)確。與模擬信號(hào)不同的是，數(shù)字信號(hào)在波形上單一，只有兩種，能很好的保證信號(hào)的穩(wěn)定性，其抗干擾能力是模擬信號(hào)不能比擬的。數(shù)字信號(hào)在很大程度行提高了信號(hào)精度，進(jìn)而增加了實(shí)驗(yàn)可靠性。

數(shù)字電路具有高穩(wěn)定性、高可靠性、可編程性、易于設(shè)計(jì)、經(jīng)濟(jì)性等眾多優(yōu)點(diǎn)，其應(yīng)用越來(lái)越廣泛。現(xiàn)代電子工程中愈來(lái)愈多的模擬信息已被數(shù)字信號(hào)所取代。例如，視頻圖像，聲音由原來(lái)的模擬磁帶存儲(chǔ)變成現(xiàn)在的光盤(pán)存儲(chǔ)；交通燈控制器、汽車(chē)化油器控制裝置由以前的機(jī)電控制變成了現(xiàn)在的微處理器控制。

3　數(shù)字電子技術(shù)的應(yīng)用

3.1在“雷達(dá)接收器”中的應(yīng)用

在雷達(dá)接收器上，數(shù)字電子技術(shù)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在一下幾個(gè)方面：

數(shù)字電子技術(shù)讓雷達(dá)接收器擁有了一下四個(gè)功能：解調(diào)、放大、濾波、變頻。其中，濾波功能保證了無(wú)用信息與干擾信息的有效濾除，有效的目標(biāo)回波號(hào)被保留；解調(diào)與放大的功能保證了目標(biāo)回波信號(hào)的正確轉(zhuǎn)化與輸出。

數(shù)字電子技術(shù)在雷達(dá)接收器上的運(yùn)用使得雷達(dá)接收器擁有了非常高的靈敏度，同時(shí)在信號(hào)可靠性上進(jìn)一步提升，抗干擾性也成倍增加。雷達(dá)接收器中涉及到的數(shù)字電子技術(shù)主要有這樣幾類(lèi)：數(shù)字濾波技術(shù)、數(shù)字變頻技術(shù)等等。

總而言之雷達(dá)接收器與數(shù)字電子技術(shù)的結(jié)合讓傳統(tǒng)接收器擁有了更為強(qiáng)大的功能。

3.2基于USB總線(xiàn)的“微波功率測(cè)量計(jì)”

基于USB總線(xiàn)的“微波功率測(cè)量計(jì)”以數(shù)字電子技術(shù)作為開(kāi)發(fā)工具，同時(shí)結(jié)合了相對(duì)應(yīng)的計(jì)算機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)了對(duì)微波功率進(jìn)行精確測(cè)量。

基于USB總線(xiàn)的“微波功率測(cè)量計(jì)”由兩個(gè)部分組成：微波檢測(cè)電路、USB接口。該微波功率測(cè)量計(jì)工作原理如下：通過(guò)探測(cè)儀收集功率信號(hào)；在收集完信號(hào)后，通過(guò)微波檢測(cè)電路對(duì)信號(hào)有效處理，如去噪等；根據(jù)微波檢測(cè)電路的處理結(jié)果，對(duì)信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的修正；借助于鏈路USB接口將已修改好的數(shù)據(jù)上傳上位機(jī)；上位機(jī)對(duì)收到的數(shù)據(jù)處理。

總而言之，數(shù)字電子技術(shù)在基于USB總線(xiàn)的“微波功率測(cè)量計(jì)”中的運(yùn)用使得其具備了更高的精確度。

3.3在網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用

當(dāng)前我們的生活已經(jīng)離不開(kāi)網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)讓我們的生活更加的便利，數(shù)字電子技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用加快了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)更新速度，同時(shí)網(wǎng)絡(luò)催化了數(shù)字電子技術(shù)的飛速發(fā)展。

當(dāng)前，網(wǎng)絡(luò)中數(shù)字電子技術(shù)的應(yīng)用前景變得無(wú)比廣闊。網(wǎng)絡(luò)中數(shù)字信號(hào)的應(yīng)用顯示出了不可比擬的優(yōu)勢(shì)。網(wǎng)絡(luò)中數(shù)字信號(hào)的應(yīng)用提高了網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性，增強(qiáng)了其抗干擾能力，同時(shí)也進(jìn)一步提高了網(wǎng)絡(luò)的儲(chǔ)存能力，讓網(wǎng)絡(luò)信息的傳輸更加的安全更加的快捷?？偟膩?lái)說(shuō)，數(shù)字電子技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合是綜合數(shù)字化與設(shè)備集成化的產(chǎn)物。

當(dāng)前，數(shù)字電子技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的融合引領(lǐng)了信息時(shí)代信息技術(shù)的發(fā)展，這是當(dāng)前信息技術(shù)的革新迫切需要的。數(shù)字電子技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與的結(jié)合加快了信息化建設(shè)的高速發(fā)展，同時(shí)也在無(wú)形間改變了我們的生活和生產(chǎn)方式。數(shù)字電子技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用標(biāo)志著信息時(shí)代的飛速發(fā)展。

以網(wǎng)絡(luò)信息處理為例，數(shù)字電子技術(shù)的應(yīng)用大大的提高了信息處理效率，同時(shí)信息傳輸能力成倍增強(qiáng)，在數(shù)字電子技術(shù)的應(yīng)用下，信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)的速度幾何式提升，網(wǎng)絡(luò)信息處理變得高效。

3.4EDA技術(shù)

EDA技術(shù)是最新的現(xiàn)代電子技術(shù)，幫助電子設(shè)計(jì)工程師利用計(jì)算機(jī)完成電子系統(tǒng)的自動(dòng)設(shè)計(jì)，是從事數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)的人員所必須掌握的一種技術(shù)，特別是在使用大規(guī)模PLD（如CPLD和FPGA）設(shè)計(jì)數(shù)字電路時(shí)，必須使用EDA的手段。EDA技術(shù)可幫助設(shè)計(jì)者完成大量的輔助性工作。

4　數(shù)字電子技術(shù)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

計(jì)算機(jī)的迅速普及標(biāo)志著信息化時(shí)代已經(jīng)到來(lái)。社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展離不開(kāi)電子技術(shù)的運(yùn)用。當(dāng)前，數(shù)字電子技術(shù)已經(jīng)成為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中不可或缺的實(shí)力干將。市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)對(duì)數(shù)字電子技術(shù)提出了更高的要求?；诖吮尘埃瑪?shù)字電子技術(shù)在未來(lái)的發(fā)展中必然會(huì)遵循市場(chǎng)需求完成更大的技術(shù)革新。

當(dāng)前我國(guó)數(shù)字電子技術(shù)方面的學(xué)者不斷探索，數(shù)字化的歷程不斷加快。目前我們所接觸到的電子產(chǎn)品由于數(shù)字電子技術(shù)的不斷革新，其更新?lián)Q代的速度驚人。這種數(shù)字電子技術(shù)的革新主要表現(xiàn)在大規(guī)模可編程邏輯器件的廣泛應(yīng)用上。

經(jīng)過(guò)一次次的技術(shù)革新，我國(guó)半導(dǎo)體工藝水平在不斷的技術(shù)突破下已經(jīng)達(dá)到了深亞微米水平，而芯片集成高度也達(dá)到了前所未有的級(jí)別——千兆位。同時(shí)時(shí)鐘頻率也正朝著千兆赫茲的方向快速前進(jìn)。在數(shù)字電子技術(shù)的不斷突破下，數(shù)據(jù)傳輸位數(shù)已經(jīng)達(dá)到了每秒幾十億次。以上這些數(shù)字電子技術(shù)在10年前世不可想象的。數(shù)字電子在集成電路中的應(yīng)用必會(huì)成為電子技術(shù)發(fā)展的熱門(mén)，而這也注定了svstem ohach5p片上的系統(tǒng)必會(huì)成為未來(lái)數(shù)字電子技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。

5　小結(jié)

總而言之，數(shù)字電子技術(shù)與我們的生活息息相關(guān)。他不再是高高在上，遙不可及的高科技，而是參與我們的生活，影響我們的生活的隨行者。作為信息時(shí)代的佼佼者，數(shù)字電子技術(shù)是信息系統(tǒng)構(gòu)建中的關(guān)鍵技術(shù)，它在各行各業(yè)中的廣泛應(yīng)用在很大程度上提高了我們的生活水平，為我們的生活不斷帶來(lái)便利與驚喜，越來(lái)越收到大眾的認(rèn)可。

市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展給數(shù)字電子技術(shù)提出了更高的要求：數(shù)字電子技術(shù)應(yīng)剛緊跟時(shí)代步伐，順應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)趨勢(shì)，在原有的技術(shù)理念基礎(chǔ)上不斷創(chuàng)新，不斷突破當(dāng)前的技術(shù)瓶頸，進(jìn)一步提高工作效率，促進(jìn)未來(lái)科技的飛速發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：羅淼（1982-），男，貴州省畢節(jié)市人，研究方向：電子電路設(shè)計(jì)方向。