淺談數字信號在電子信息工程中的應用

鄭吉

摘要：作為一種非常重要的現代技術，數字信號適用范圍廣、處理能力強、集成度較高，在電子信息工程中的應用可以提升信號傳輸的精準度和傳輸速度，提高技術能力，這些是其他技術方法所不具備的。在短波通信、軟件無線電、移動機器工程方面，數字信號技術具有廣闊的發展前景。

關鍵詞：數字信號 電子信息工程 軟件無線電 短波通信

中圖分類號：TN0 ?文獻標識碼：A ?文章編號：1009—5349（2019）20—0251—02

隨著時代的發展和科技的進步，數字信號技術已被越來越多的行業所重視和應用，特別是在電子信息工程中得到了更有效的應用。數字信號技術的優勢被充分發揮，傳統通信方式存在的問題得到了有效解決。因此，數字信號技術的不斷優化和完善，對于電子信息工程的建設具有重大的意義。

一、內涵和特點

1.數字信號技術的內涵

數字信號處理技術是一種信息轉化技術，它將模擬信息轉化為數字信息，可以提高信號處理的質量，具有快速性、準確性和及時性。數字信號處理器是用來處理信號的器件，由大量的集成電路芯片組成，它的工作原理是先收集數字信號，然后通過信號過濾、采樣過濾和轉換，來實現實際需要的信號轉換，在電子信息工程中有不可替代性。

2.數字信號技術的特點

數字信號處理技術的特點是對信號數據進行篩選和提取，濾除無效信息，提取有效信息，并將其轉換為更便于識別的信號形式，從而使信號更加準確和穩定。在采用數字信號處理技術之前，主要采用的是模擬信號技術，但采用這種方法有一定的弊端，不方便修改數據參數，信號靈敏度較低。而數字信號技術則在邏輯上采用二進制技術，二進制技術在顏色、溫度和聲音的變化方面，其感應能力和適應性更強，具有更好的信號輸入和輸出。

二、應用優勢

1.適用范圍廣

數字信號處理技術適用范圍較廣，可以被廣泛應用到各個領域，這是因為數字信號處理器的類型非常多，可以根據軟件不同、需求不同來進行選擇。當工作人員在將數據存入數字處理系統中時，可以將各種信息很容易地轉換成所需形式。如計算機網絡技術，可以將其作為計算機的調制解調器，并應用于編程中。

2.處理能力強

數字信號處理器相對于模擬信號處理器來說，具有更強的處理能力，有著更快的處理速度。究其原因，數字信號處理器采用先進的哈佛結構的獨立處理芯片，這種結構可以保證芯片彼此不產生干擾、相對獨立的程序空間和存儲空間，從而設置獨立的數據處理線路。數字信號處理系統在執行相關指令的同時，對數據信號進行有效處理，大大提高了信息處理速度和效率。

3.集成度較高

數字信號技術具有較高的集成度，依賴于本質為單片計算機的高效處理芯片，這種芯片可以根據科技需要發揮多種功能。而且數字信號處理器相對來說體積更小、功能更強大，相對于模擬信號處理器具有更廣泛的應用。

三、具體應用

1.數字信號技術在短波通信中的應用

數字信號技術到短波通信中的有效應用，對于信道掃描、信道數字化、信道質量分析的提高等工作質量和效率的提高是十分有利的，發揮著非同尋常的作用。此外，靜態圖像和聲碼化的傳真、傳輸也可以通過數字信號技術來實現。同時，將數字信號技術有效應用到短波通信中，射頻信號處理工作可以通過信號模擬的方式，這對音頻信號輸出的實現是十分有利的。而且，數字信號具有極強的適應能力，可以在不同的操作系統中應用，其應用可以大大提升建設電子信息工程的兼容性。因此，將數字信號技術有效應用到短波通信中，對于提高電子信息工程的質量和效率是十分有利的，具有至關重要的價值和意義。

2.數字信號技術在軟件無線電中的應用

在各種通信系統結構中，出現了一種新的通信系統結構—軟件無線電。數字信號技術在軟件無線電中的有效應用，對于改進與完善通信系統結構是十分有利的。軟件無線電將硬件作為通信平臺，通過軟件實現通信功能。因此，軟件無線電的核心就是利用好數字信號處理器，以便系統中軟件的無線通信功能得到充分發揮。實現無線電技術有兩點非常重要，分別是A/D變換轉換器和數字下變頻。我們都知道，對于軟件無線電設計來說，需要通過射頻前端來對射頻型號進行有效處理，這樣寬帶中的射頻型號才能被更好地實現。因此，軟件無線電中的射頻信號只有通過A/D變換轉換器進行量化處理，信息的轉化才會更有效，進而將射頻信號轉化為數字信號。從上面的分析我們可知，數字信號處理器對于A/D變換轉換器的制作具有重要作用。而數字化變頻在一般情況下都是在信號通過A/D變換轉換器進行轉化之后才起作用。這樣就還需要進行二次采樣、對比、數字下變頻或濾波等工作。在這里，我們以濾波為例，要對濾波進行有效處理，相應的采樣點需要經過1000次的處理操作。如20MHz系統帶寬的系統，采樣率如果超過25MHz，要實現濾波處理，運算能力需要達到5000MIPS，這種情況下，只有高性能的數字信號處理器才能實現邏輯如此之強且復雜的算法處理。以現階段的信息技術來說，最佳選擇就是通過可編程數字信號處理器芯片來實現，數字信號技術是目前的技術手段中最為先進的一種。

3.數字信號技術在移動機器人中的應用

數字信號技術在移動機器人中的應用主要是，移動機器人通過應用數字信號技術來實現信號的有效識別和選擇，并根據相關指令作出規避。移動機器人只有接收到功能指令并識別出功能指令的類型，才能根據相應的內容作出相關操作。將數字信號技術有效應用到移動機器人以后，移動機器人就可以通過探測器反饋的信息和數字信號傳輸，對移動中遇到的障礙物作出識別，并根據內部控制指令自動規避所遇到的障礙物。數字信號具有傳輸速度快和信號損失小的優勢，將其應用到移動機器人中，移動機器人就可以實現在各種不同狀態下及時對障礙物作出及時的探測和規避。在機器人的系統設計中，可以對數字信號傳輸速度和準確度的控制進行自動化選擇。數字信號在移動機器人中的應用，在傳輸和控制能力方面是遠遠超過其他技術的。同時，利用數字信號對機器人通過探測器反饋回來的信息進行傳輸，可以最大程度地減少信息損失，更好地幫助機器人實現障礙物規避。

四、未來發展前景

數字信號技術已經在各個領域得到廣泛應用，并且因其自身的效率、性能等優勢的不斷提升，越來越受到電子產品的歡迎。目前，數字信號技術在各領域的應用還處在初級階段;不過，隨著科學技術的飛速發展，其水平會越來越成熟、完善，會在以下幾方面有所體現：首先，更加注重速度和設備功能、資源的損失，減小體積，滿足現代社會發展的需要。其次，更加注重核心結構的改進、改變和核心微體系結構的應用。

綜上所述，數字信號技術有其自身獨有的特點和優勢，這些是其他技術所無法比擬的。作為一種先進的信號處理、轉化技術，數字信號技術已在各個領域得到應用。數字信號技術在電子信息工程中得到了有效應用，發揮了非常重要的作用，具體體現在短波通信、軟件無線電、移動機器人等領域，這些都將推動電子信息工程的健康、可持續發展，使我國科技水平得到有效提升。

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責任編輯：于蕾