數(shù)字信號處理技術(shù)在電子信息工程中的應(yīng)用研究

蘇振東

（南京航空航天大學(xué) 電子信息工程學(xué)院，江蘇 南京210000）

現(xiàn)階段，在電子信息工程中科學(xué)合理地應(yīng)用數(shù)字信號處理技術(shù)，能夠使用不同的處理手段處理圖像和視頻，提升電子信息工程技術(shù)，在工作實踐中應(yīng)用數(shù)字信號處理技術(shù)，能夠有效改善電子信息工程發(fā)展中存在的不足之處，提升電子信息工程發(fā)展質(zhì)量。

1 電子信息工程發(fā)展現(xiàn)狀

眾所周知，電子信息工程的創(chuàng)新發(fā)展改變了人們的生活，提升了生活節(jié)奏和生活質(zhì)量。通過集中優(yōu)化處理各類電子信息設(shè)備，能夠有效確保電子信息設(shè)備更加可靠和穩(wěn)定地運行。由于中國信息技術(shù)起步比較晚，電子信息工程的發(fā)展歷程比較短，尤其是跟西方發(fā)達國家相比來說，還存在較大的差距和較多的不足。隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，中國逐漸加強了對電子信息工程的研究力度，不斷研發(fā)和推出各種高精尖技術(shù)產(chǎn)品，但是也帶來了較大的經(jīng)濟壓力。在發(fā)展中，中國也積極學(xué)習(xí)先進國家的領(lǐng)先技術(shù)和產(chǎn)品，但其實真正學(xué)習(xí)到的并不屬于全球范圍最先進的技術(shù)，跟全球先進技術(shù)還有很大的發(fā)展距離。目前不管是國家還是企業(yè)方面，都嚴(yán)重缺少高素質(zhì)、高專業(yè)性、高水平的電子信息工程專業(yè)人才，專業(yè)人才培養(yǎng)機制建立不夠系統(tǒng)和完善，阻礙了中國電子信息工程事業(yè)的發(fā)展。

2 數(shù)字信號處理技術(shù)優(yōu)勢

2.1 數(shù)據(jù)處理能力更加高效

數(shù)字信號處理技術(shù)具備的數(shù)據(jù)信息處理能力非常強，跟其他技術(shù)相比這屬于非常大的技術(shù)優(yōu)勢[1]?，F(xiàn)階段數(shù)字信號處理系統(tǒng)中裝備了更加先進和獨特的芯片結(jié)構(gòu)。這個芯片結(jié)構(gòu)屬于哈弗結(jié)構(gòu)，哈弗結(jié)構(gòu)的存在能夠在芯片的運行過程中，建立程序運行和數(shù)據(jù)分布兩個不同的獨立空間，這樣在芯片的正常運行過程中具備杜立德數(shù)據(jù)處理能力，不會跟其他線路的運行產(chǎn)生矛盾和沖突。跟其他的處理結(jié)構(gòu)相比哈弗結(jié)構(gòu)能夠更加快速地接收相應(yīng)指令并執(zhí)行，對于信息數(shù)據(jù)的處理更加全面和快捷，有效提升了信息數(shù)據(jù)的處理效率和處理質(zhì)量。

2.2 有效控制目標(biāo)的實現(xiàn)過程

目前電子信息工程中的數(shù)字信號處理技術(shù)能夠通過不同型號設(shè)備之間相互協(xié)調(diào)，并借助于計算機網(wǎng)絡(luò)軟件的使用科學(xué)合理地處理各項數(shù)字和信息，有效提升信息處理效率和處理質(zhì)量[2]。在信息數(shù)據(jù)的處理過程中，結(jié)合數(shù)字信號處理技術(shù)的應(yīng)用，還能夠有效利用和處理復(fù)雜的數(shù)據(jù)信息，發(fā)揮出數(shù)據(jù)信息處理優(yōu)勢，使用數(shù)據(jù)處理器把采集器調(diào)制成為解調(diào)器。跟其他類似的儀器相比較數(shù)據(jù)處理器的運行要更加快速和準(zhǔn)確，更加適合完成濾波任務(wù)。數(shù)字信號處理技術(shù)的應(yīng)用能夠科學(xué)合理地調(diào)整好數(shù)字信號處理系統(tǒng)硬件設(shè)備和軟件設(shè)計的不足之處，確保處理工作完成得更加快捷高效，針對控制目標(biāo)實現(xiàn)全方位、全系統(tǒng)控制。

2.3 集成度較高

在電子信息工程中數(shù)字信號處理技術(shù)之所以能夠得到較廣泛的應(yīng)用，還是因為使用了更加先進和高效的芯片結(jié)構(gòu)，例如高速計算機芯片和高位計算機芯片。雖然芯片的體積十分小巧，但是運行功能卻十分強大，能夠為人們提供更加快捷方便的服務(wù)。

3 在電子信息工程中數(shù)字信號處理技術(shù)的應(yīng)用措施

3.1 加強對數(shù)字信號處理技術(shù)的普及和推廣

不管是電子信息工程還是數(shù)字信號處理技術(shù)，這二者都具備較強的技術(shù)性和綜合性特點，對于技術(shù)操作人員的技能水平要求非常高[3]。在工作中需要加強對操作人員培訓(xùn)教育力度，讓員工能夠更加全面地了解和掌握數(shù)字信號處理技術(shù)、電子信息工程知識，減少人為操作失誤的出現(xiàn)，提升技術(shù)應(yīng)用質(zhì)量和工程運行質(zhì)量。可以聘請相關(guān)專業(yè)的專家和行業(yè)權(quán)威人士，針對操作人員進行數(shù)字信號處理技術(shù)的教學(xué)培訓(xùn)，了解數(shù)字信號處理技術(shù)的構(gòu)成、技術(shù)原理和技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢等知識點，確保每一位操作人員都能夠熟練地應(yīng)用數(shù)字信號處理技術(shù)，針對需要展示的數(shù)據(jù)和信息進行集中處理。在培訓(xùn)教育過程中，要注意檢驗培訓(xùn)結(jié)果，在培訓(xùn)中學(xué)習(xí)的內(nèi)容就是考核測試的主要內(nèi)容。通過考核得出考核結(jié)果，能夠了解工作人員對于數(shù)字信號處理技術(shù)的了解水平，確保每一位工作人員都能夠更好地控制各個技術(shù)應(yīng)用環(huán)節(jié)，把數(shù)字信號處理技術(shù)優(yōu)勢充分發(fā)揮出來，促進中國數(shù)字信號處理技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展。

3.2 短波通訊中的技術(shù)應(yīng)用

數(shù)字信號處理技術(shù)應(yīng)用在短波通訊當(dāng)中，主要是應(yīng)用在短波通訊的靜態(tài)圖像傳輸、信道數(shù)字化、音頻信號處理、傳真等方面[4]。數(shù)字信號處理技術(shù)能夠模擬出射頻信號，借助于中頻信號的應(yīng)用，針對信號進行數(shù)字化處理，并輸出音頻信號?？茖W(xué)合理地應(yīng)用數(shù)字信號處理技術(shù)，能夠有效提升信號處理質(zhì)量。數(shù)字信號處理技術(shù)的應(yīng)用也能夠為短波通訊提供較大的發(fā)展空間。

3.3 優(yōu)化運動控制卡

在電子信息工程中應(yīng)用數(shù)字信號處理技術(shù)，需要科學(xué)合理地優(yōu)化運動控制卡，提升移動機器人設(shè)計質(zhì)量。目前在機器人技術(shù)研究領(lǐng)域當(dāng)中，大部分運動控制卡都是使用步進電機進行控制，步進電機的應(yīng)用能夠幫助機器人具備探測環(huán)境的能力，在機器人的行進過程中能夠成功躲避在空間中遇到的各種障礙物。為了能夠有效提升機器人的性能，還需要在發(fā)展過程中不斷優(yōu)化運動控制卡中的數(shù)字信號器?；跀?shù)字信號處理器的應(yīng)用，能夠在機器人的運行過程中首先發(fā)出信號傳遞給步進電機，電機為機器人的運行提供動能。在機器人的運動過程中，數(shù)字信號處理技術(shù)發(fā)揮了非常重要的作用，因此需要不斷升級改造數(shù)字信號處理器，這樣才能夠不斷提升機器人的運動能力。

例如在優(yōu)化設(shè)計過程中，可以結(jié)合實驗驗證數(shù)字信號處理技術(shù)優(yōu)化機器人技術(shù)。首先選擇兩個相同設(shè)置的機器人參與試驗，其中一個機器人裝備數(shù)字信號處理器，另一個機器人不裝備數(shù)字信號處理器。同時啟動兩個機器人，采集在周圍環(huán)境中的信息數(shù)據(jù)。把采集到的數(shù)據(jù)使用USB接口能夠錄入到計算機當(dāng)中，計算機把數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)化成為脈沖信號又傳遞回機器人。通過觀察和對比兩個機器人的運動能力可知，裝備數(shù)字信號處理器的機器人能夠更好地實現(xiàn)障礙物的躲避，但是沒有裝備數(shù)字信號處理器的機器人則經(jīng)常會碰撞周圍障礙物。通過簡單的機器人試驗?zāi)軌蚩闯?，?shù)字信號處理的應(yīng)用能夠有效提升機器人的智能性[5]。

3.4 轉(zhuǎn)變通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

在通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中應(yīng)用數(shù)字信號處理技術(shù)，能夠起到優(yōu)化通信系統(tǒng)的作用，幫助無線電通信任務(wù)更快更好地完成。在通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中應(yīng)用數(shù)字信號處理技術(shù)，能夠完成難度更大、更加復(fù)雜的無線電通訊[6]。數(shù)字信號處理技術(shù)包括數(shù)字變頻技術(shù)，能夠在轉(zhuǎn)移數(shù)字信息之后完成信號的變頻和轉(zhuǎn)換，完成無線通訊工作。綜上所述，在信號傳輸過程中應(yīng)用數(shù)字信號處理技術(shù)，能夠提升信息傳輸效率。

4 數(shù)字信號處理技術(shù)的發(fā)展方向

隨著現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新發(fā)展，現(xiàn)階段數(shù)字信號處理技術(shù)正逐漸朝著系統(tǒng)集成數(shù)字信號處理技術(shù)方向發(fā)展，可以實現(xiàn)集合芯片的集中處理，在芯片上實現(xiàn)綜合集成，能夠形成數(shù)字信號處理集成電路。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展，數(shù)字信號處理技術(shù)內(nèi)核結(jié)構(gòu)也更加完善和強大，在哈弗結(jié)構(gòu)當(dāng)中并行使用能夠創(chuàng)新研發(fā)出更加高性能的處理器[7]。在未來，定點數(shù)字信號處理技術(shù)也會成為主流技術(shù)發(fā)展趨勢。雖然從目前的技術(shù)應(yīng)用效果來看，浮點數(shù)字信號處理技術(shù)運算能力非常強，動態(tài)范圍也十分廣泛，但是定點數(shù)字信號處理技術(shù)對于存儲器的要求要更低，相對比浮點數(shù)字信號處理技術(shù)不管是技術(shù)設(shè)備還是器件成本都非常低，電力使用也較少，因此在未來的發(fā)展中會逐漸成為主流產(chǎn)品。

5 結(jié)束語

通過對數(shù)字信號處理技術(shù)的分析可見，在電子信息工程中應(yīng)用數(shù)字信號處理技術(shù)，能夠有效減少能源消耗，提升數(shù)據(jù)信息處理速度，降低操作難度，把信號處理優(yōu)勢、控制管理優(yōu)勢和集成度優(yōu)勢充分發(fā)揮出來，有效滿足電子信息工程實踐各項要求，促進電子信息工程的可持續(xù)發(fā)展。