數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)在電子信息工程中的應(yīng)用

侯健 李磊

關(guān)鍵詞：電子信息工程；數(shù)字信號(hào)；應(yīng)用

1引言

在大數(shù)據(jù)時(shí)代背景下，網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的應(yīng)用給各領(lǐng)域帶來(lái)了較大影響。而數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用可實(shí)現(xiàn)對(duì)圖像及視頻的有效處理，同時(shí)為電子信息工程發(fā)展提供有效的支持。電子信息工程技術(shù)可為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)更多的動(dòng)力，提升社會(huì)生產(chǎn)水平及人們的生活質(zhì)量，其中數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的應(yīng)用涉及較多的領(lǐng)域，對(duì)電子信息工程的運(yùn)行有著積極的作用。因此，應(yīng)對(duì)數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)在電子信息工程中的應(yīng)用進(jìn)行優(yōu)化創(chuàng)新，進(jìn)一步發(fā)揮數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的作用。

2電子信息系統(tǒng)的主電路及控制裝置結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)

電子信息系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)工程、工藝制造中被廣泛應(yīng)用，為建立電子通用控制平臺(tái)提供了相應(yīng)的條件，可解決傳統(tǒng)模擬電路控制中結(jié)構(gòu)單一及應(yīng)用成本高的問(wèn)題，并滿足其擴(kuò)展需求。在相關(guān)應(yīng)用中，可借助DSP微處理器．存儲(chǔ)器以及串口通信網(wǎng)絡(luò)來(lái)建立電子裝置主電路及控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并且以多種控制器及控制算法來(lái)進(jìn)行數(shù)字信號(hào)采樣、轉(zhuǎn)換及傳輸?shù)龋渲须娮友b置主電路及控制裝置結(jié)構(gòu)如圖1所示。對(duì)電子裝置回路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行分析可知，電子信息工程系統(tǒng)包括DSP微處理器、程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、PWM發(fā)生器等單元，還包括A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器、串口通信、電子裝置主電路及信號(hào)采樣等部分[1]。在不同的應(yīng)用需求下，電子裝置在運(yùn)行中可借助該方式來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)通用控制開(kāi)發(fā)平臺(tái)的應(yīng)用。根據(jù)不同控制器的模塊功能及通信接口的差異性，選擇頻率高以及集成度高的微處理器，可解決不同控制器之間的數(shù)字信號(hào)傳輸、處理及連接問(wèn)題，有效保障電子信息系統(tǒng)的電流、電壓以及信號(hào)調(diào)節(jié)控制的穩(wěn)定性。

3數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)

一般情況下，數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)主要通過(guò)符號(hào)或者數(shù)字序列來(lái)表示信號(hào)波形。在系統(tǒng)中輸入的信號(hào)為模擬信號(hào)，可借助采樣及模數(shù)轉(zhuǎn)換器使輸入的信號(hào)轉(zhuǎn)換為幅度上量化、時(shí)間上離散的序列。為使系統(tǒng)免受離散信號(hào)頻率的影響而產(chǎn)生混疊現(xiàn)象，應(yīng)通過(guò)低通模擬濾波器來(lái)高效處理輸入信號(hào)。在數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)中，數(shù)字信號(hào)處理器發(fā)揮了重要的作用，同日寸可將計(jì)算機(jī)作為其中的計(jì)算設(shè)備，使其具備良好的存貯能力，以離散量化序列形式輸出處理結(jié)果[2]。

4應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

4.1為電子信息工程運(yùn)行提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)

在電子信息工程技術(shù)快速發(fā)展的背景下，電子信息工程的運(yùn)行需要更多準(zhǔn)確數(shù)據(jù)的支持，應(yīng)用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)可為電子信息工程的運(yùn)行提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)條件。此外，建立數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)系統(tǒng)，可對(duì)區(qū)域中的通信信號(hào)進(jìn)行監(jiān)控，并且獲得準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。應(yīng)用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)系統(tǒng)可進(jìn)行污染物濃度監(jiān)測(cè)，并獲取相關(guān)指標(biāo)，動(dòng)態(tài)化地控制區(qū)域中的通信，從而有效運(yùn)行電子信息工程。同時(shí)，應(yīng)用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)可為電子信息工程提供所需的數(shù)據(jù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)區(qū)域通信的有效保護(hù)[3]。

4.2顯著提高電子信息工程的運(yùn)行效率

在電子信息工程中應(yīng)用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，可以減少人員工作時(shí)間，提升其工作效率。同時(shí)，應(yīng)用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，可更新管理層及相關(guān)人員的觀念，并使企業(yè)在當(dāng)前時(shí)代發(fā)展背景下抓住現(xiàn)代技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，為自身的運(yùn)行及管理提供相應(yīng)的支持，從而避免技術(shù)落后等帶來(lái)的不良影響。在電子信息工程運(yùn)行中，可結(jié)合新的理念對(duì)技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新，以發(fā)揮電子信息工程的優(yōu)勢(shì)，提升企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。

4.3為信息溝通提供便利

在電子信息工程中建立相應(yīng)平臺(tái)，可提升交流效率，降低溝通成本，并為企業(yè)的效益增長(zhǎng)提供保障。在電子信息工程中應(yīng)用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，可分析人員的反饋建議，并對(duì)信息進(jìn)行整理，便于電子信息工程管理層獲取人員的相關(guān)信息，并快速傳遞企業(yè)的新的管理政策及思路，從而為企業(yè)的運(yùn)行發(fā)展提供有效支持。

5應(yīng)用方向

5.1在短波通信中的應(yīng)用

短波通信利用數(shù)字信號(hào)實(shí)現(xiàn)通信，其應(yīng)用環(huán)境包括掃描、探測(cè)以及呼叫處理等，可通過(guò)對(duì)模擬前端射頻信號(hào)的處理，來(lái)整合頻信號(hào)與模塊，從而建立完善的通信系統(tǒng)。在信號(hào)傳輸?shù)倪^(guò)程中，一般有三種輔助信號(hào)，具體如圖2所示，可為信號(hào)的穩(wěn)定傳輸提供相應(yīng)保障。在工作中，應(yīng)對(duì)不同信號(hào)的特征進(jìn)行分析，再分析及量化模擬信號(hào)，借助數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)來(lái)分層處理輔助信號(hào)、短波信號(hào)中以控制信號(hào)為主的信號(hào)，并對(duì)收到的信號(hào)進(jìn)行維護(hù)。而在短波通信中應(yīng)用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)有不穩(wěn)定的特點(diǎn)，應(yīng)考慮濾波、頻譜搬移之后的輸出量，使其符合實(shí)際要求，以發(fā)揮短波通信的優(yōu)勢(shì)[4]。

5.2在軟件無(wú)線電和移動(dòng)機(jī)器人中的應(yīng)用

應(yīng)用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，可為完善軟件無(wú)線電通信技術(shù)結(jié)構(gòu)提供支持，提升無(wú)線信號(hào)的轉(zhuǎn)換效率。軟件無(wú)線電可通過(guò)射頻前端處理器處理信號(hào)，在相關(guān)技術(shù)的支持下，提升中頻處理速度，加強(qiáng)無(wú)線信號(hào)傳輸?shù)姆€(wěn)定性。其中，移動(dòng)機(jī)器人作為新技術(shù)下的產(chǎn)物，通過(guò)移動(dòng)控制系統(tǒng)可對(duì)其移動(dòng)進(jìn)行優(yōu)化、控制。移動(dòng)控制系統(tǒng)需要在數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的支持下完成控制任務(wù)，可通過(guò)完善數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人的控制。對(duì)機(jī)器人的行動(dòng)軌跡進(jìn)行記錄及分析，并為機(jī)器人在移動(dòng)中出現(xiàn)的問(wèn)題提出相應(yīng)的解決方案，可以提升移動(dòng)機(jī)器人的性能。

5.3其他方面的應(yīng)用

在電子信息工程中，數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的應(yīng)用比較廣泛。在測(cè)量?jī)x表及儀器領(lǐng)域，由于數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)應(yīng)用范圍較大，單片機(jī)被淘汰。應(yīng)用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)可簡(jiǎn)化儀器中硬件的電路，有效提升儀器、儀表的SOC速度，實(shí)現(xiàn)精確化測(cè)量。在PC領(lǐng)域，可通過(guò)數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)高效完成視頻及音頻的轉(zhuǎn)換。使用者可根據(jù)需求，使用DSP微處理器來(lái)處理相關(guān)系統(tǒng)問(wèn)題，進(jìn)而發(fā)揮數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的作用。

6提升應(yīng)用效果的措施

6.1建立數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)團(tuán)隊(duì)

在數(shù)字信號(hào)處理中，需要考慮電子信息工程技術(shù)的要點(diǎn)，落實(shí)工程信息化管理工作，應(yīng)對(duì)技術(shù)人員及管理人員的專業(yè)素質(zhì)、能力提出相應(yīng)要求，使其在工作中發(fā)揮出自身的優(yōu)勢(shì)?？杉訌?qiáng)對(duì)相關(guān)人員的培訓(xùn)，使其利用自身的知識(shí)及技能來(lái)推動(dòng)數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)發(fā)展。在進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)之后，應(yīng)對(duì)技術(shù)人員進(jìn)行測(cè)試，使其在掌握相關(guān)技術(shù)的同時(shí)，為開(kāi)發(fā)及研發(fā)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化。同時(shí)，要求相關(guān)人員互相配合，以有效完成技術(shù)開(kāi)發(fā)及優(yōu)化工作，從而提升團(tuán)隊(duì)合作的水平[5]。在數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)應(yīng)用及創(chuàng)新中，可邀請(qǐng)知名專家開(kāi)展教學(xué)工作，使相關(guān)人員深入了解數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)。在條件允許的情況下，也可委派工作人員進(jìn)入相關(guān)企業(yè)進(jìn)行學(xué)習(xí)，讓其了解更多的新技術(shù)及設(shè)備的使用方法，從而全面提高他們的專業(yè)能力，進(jìn)而為數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)在電子信息工程中的應(yīng)用提供保障。

6.2優(yōu)化機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制卡

在傳統(tǒng)電子機(jī)器人的應(yīng)用中，不僅需要定期對(duì)其運(yùn)動(dòng)性能及執(zhí)行力進(jìn)行測(cè)試和調(diào)整，還需要根據(jù)實(shí)際情況對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化處理。針對(duì)數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的特點(diǎn)，工作人員應(yīng)對(duì)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制卡進(jìn)行有效優(yōu)化，考慮機(jī)器人制作的特點(diǎn)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的及時(shí)管理?；诖?，可更好地了解機(jī)器人所處的環(huán)境，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人性能的改善，提升機(jī)器人的應(yīng)用水平，使其在更多的領(lǐng)域發(fā)揮作用。

6.3提升數(shù)據(jù)信息處理效率

在應(yīng)用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的過(guò)程中，應(yīng)對(duì)電子信息工程領(lǐng)域的發(fā)展情況進(jìn)行分析，從而提升數(shù)據(jù)處理的效果。同時(shí)，應(yīng)考慮數(shù)據(jù)信息的應(yīng)用需求，并優(yōu)化數(shù)據(jù)處理器，使其成為新的調(diào)解器。在開(kāi)展數(shù)字信號(hào)處理工作時(shí)，應(yīng)用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)可解決系統(tǒng)硬件性能不足的問(wèn)題，有效提升相關(guān)人員的工作水平，以加強(qiáng)系統(tǒng)的控制效果。

6.4優(yōu)化運(yùn)動(dòng)控制卡

在電子信息工程中，應(yīng)對(duì)數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)進(jìn)行不斷優(yōu)化，并從宏觀的角度對(duì)運(yùn)動(dòng)控制卡進(jìn)行優(yōu)化，從而為移動(dòng)機(jī)器人等技術(shù)的發(fā)展提供相應(yīng)的條件。其中，可通過(guò)電動(dòng)機(jī)來(lái)控制運(yùn)動(dòng)控制卡，以保證機(jī)器人的環(huán)境探測(cè)能力符合實(shí)際要求，且避免其在移動(dòng)的過(guò)程中受到障礙物的影響。

在機(jī)器人移動(dòng)的過(guò)程中，應(yīng)保證數(shù)字信號(hào)處理器發(fā)出的信號(hào)同步傳遞給電動(dòng)機(jī)[6]。應(yīng)用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)可加強(qiáng)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)能力。為發(fā)揮機(jī)器人的優(yōu)勢(shì)，應(yīng)進(jìn)一步對(duì)數(shù)字信號(hào)處理器進(jìn)行升級(jí)，從而提升數(shù)字信息處理方面的效果。在人力資源方面，應(yīng)用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)可緩解資源匱乏的問(wèn)題，從而提高機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)能力，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人替代部分工作人員，提升生產(chǎn)效率的同時(shí)降低投入成本，進(jìn)而推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

7發(fā)展趨勢(shì)

當(dāng)前，VLSI技術(shù)的應(yīng)用速度加快，這使數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)更加明顯，可大幅降低生產(chǎn)成本。此外，數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)可在更多的領(lǐng)域發(fā)揮作用，如醫(yī)療．通信以及軍事等，可為不同領(lǐng)域的發(fā)展提供有效的技術(shù)條件。以數(shù)字信號(hào)處理、模／數(shù)轉(zhuǎn)換器、抗混濾波器部件的相互作用來(lái)提升多元化數(shù)字系統(tǒng)協(xié)同運(yùn)行效果，可為人們的生產(chǎn)及生活提供幫助，進(jìn)而促進(jìn)社會(huì)快速發(fā)展。

8結(jié)束語(yǔ)

當(dāng)前，電子信息技術(shù)水平不斷提高。其中，應(yīng)用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)可滿足工作中的信息處理需求。根據(jù)數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)在短波通信、無(wú)線電和移動(dòng)機(jī)器人等領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀，加強(qiáng)對(duì)數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)團(tuán)隊(duì)的建設(shè)、優(yōu)化機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制卡、提升數(shù)據(jù)信息處理效率等，可以為電子領(lǐng)域的發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。