关于数字信号处理技术的应用与发展

天津工业大学 马天翔

关于数字信号处理技术的应用与发展

天津工业大学 马天翔

伴随着计算机技术的发展，计算机数字时代已经成为主流，而数字信号处理技术则是数字时代的主力军，是不可或缺的技术。所以关于数字信号处理的技术发展也一直受到人们的关注，数字信号的应用领域十分广阔，有通信领域，图像图形技术领域，仪表仪器领域，PC领域等等，还有未来不断挖掘的新应用领域，无疑会将数字信号处理技术推到高峰。此外，数字信号处理的计算发展也一直掌握着处理器DSP的结构演变与发展。本文就对当前的数字信号处理技术与发展作简要的说明，数字信号处理技术的特点，并举信号处理技术在短波收信设备中的应用作为重点例子来说明其应用，最后再对数字信号处理技术的前景作一定展望。希望可以借此让大家了解数字信号技术的重要性。

数字信号；处理技术；应用发展

随着人们对于通讯，计算机，机械设备的涉及领域越来越广，数字信号处理也逐渐发展壮大。数字信号处理技术就是将如视频，图片，声音等模拟信息转化为数字信息的技术。而DPS是让数字信号处理技术的功能得以有效使用的处理器或芯片，它们有时候也用作处理信息后再把信息转变成模拟信息输出。从更大的角度来看，数字信号处理技术是数字信号处理中理论性的实用性很强的应用型技术，这包括如硬件技术，数字信号处理理论，软件技术以及实现它的途径等等。下面就让我们来探讨一下关于数字信号处理技术的应用与发展。

一、数字信号处理技术的特点

数字信号处理技术的本质是对数据进行提取与变换，将信息从各种干扰与噪声的环境里提取，然后进行转换，变为便于机器或人识别的形式。早些时候的信号处理采用的主要是模拟的方法，但这种方法由于参数的修改很困难，模拟器对于周边的环境变化敏感程度不高，所以渐渐的退出了历史的舞台。应运而生的数字信号处理技术主要采取二值逻辑，对环境中的电路噪声，温度有较强的适应能力，不会因为它们的变化导致电路逻辑翻转，具有很强的稳定性。数字信号处理技术还可以用软件来修改处理的参数，有较强的灵活性。随着芯片技术的不断发展，也为数字信号处理技术带来许多好处与支撑，这表现在集成度高，高速处理能力强，多种并行结构的优良继承电路的推广与使用，也带动数字信号处理能力与响应速度的提升。数字信号处理技术采用的是数字的方法，将离散的符号或数字进行处理的技术，主要的工作是在剔除混杂在信号中的干扰，减少采集信号的多余成分，被称为数字滤波。还有就是可以将分离的多个信息碎片根据某种方式结合在一起的信号，或者用来增强一个信号里的某个分量，加强识别和分析。

二、数字信号处理技术在短波通信中的应用

数字信号处理技术在短波通信领域中的主要应用在信道扫描，信道的数字化，信道探测，自适应呼叫，链路质量分析，音频信号处理，扩频技术等方面，声码话，静态图像传输和传真等等。运用数字信号处理模块，是通过模拟前端的射频信号处理之后，中频信号在输入数字信号后对模块进行数字化的处理，最后再输出音频信号，数字量化基带信号和AGC控制信号三种信号。其中音频模拟的信号可直接输出提供给终端用户使用。AGC的控制信号反映到模拟前端的放大器信号的增益与数字量的基带信号，便于波形分析与频谱分析，这个信号还可以供给给终端设备使用，避免对于模拟信号的多次量化而引起噪声。我们采用AD+PDC+DSP的模式进行设计数字信号处理模块中的硬件构造，在经过放大滤波之后的中频信号被输入到高速模数进行量化，再输入到下面可编程的变频器进行降速，滤波，频谱搬移之后输出I/O的分量，再经过基带信号至数模之间的转换之后，完成了解调信号，输出最后的两路模拟量音频信号的任务。

三、数字信号处理技术的其他应用

除了上述数字信号处理在短波通信中的应用，还有许多其他方面的应用，现在让我们再举几个例子说明。在测量仪表和测试仪器领域中，随着数字信号处理技术的发展，原来的高档单片机被逐渐取代。将数字信号处理技术运用于测试仪器和测量仪表之中，可以大幅度提高产品的功能与档次。新型的数字信号处理技术有丰富的内部资源，可以使仪器上硬件电路得到简化，实现仪器仪表SOC速度和测量精度的准确度。可编程的数字信号处理技术在PC领域中占据着主流的位置，它将MPEG与高速通信技术相联系，用来实现视频形式与音频形式的转换。在以后的PC机中，人们可以根据自己的需求，处理各种多功能，多样式的DSP机。由于传统的助听器在许多功能上有瑕疵与不足，很难满足大多数有听觉障碍人士的需求，而全新的依靠数字信号处理技术的数码助听器就变得非常受重视，因为数字信号处理系统性能和效果都很好，使得听觉障碍的患者的听觉得到较大的改善。

四、数字信号处理技术的发展展望

数字信号处理技术的发展大致经过四个发展的阶段，第一阶段是70年代理论基础流行的时期，然后到了80年代数字信号处理技术的产品得到广泛的运用了90年代达到顶峰，第四阶段则是新时代再创辉煌的时期。在没有出现数字信号处理技术的时候，对数字信号的处理只能依靠简单的微处理器解决，但MPU的处理速度低下，不能达到高时效，高速度的要求，就慢慢的被数字信号处理技术所取代，从刚开始的只停留在理论阶段，随着集成电路的发展与广泛应用，就迎来了数字信号处理的春天，DSP（数字信号处理）芯片的问世是一个重要的里程碑，他昭示着DSP技术不断向着小型化转变，而且其技术也得到了跨越式的进展。然后随着CMOS技术的进步，第二代DSP芯片结合CMOS技术产生，大大提高了运算速度与储存容量。随着科技的发展，第五代DSP器件也已经问世，之后的前景一片光明。

五、总结

现在的数字信号处理技术正在不断发展，不断更新，它就像一个永不枯竭的宝库，等待着人们不断的挖掘，发现。相较于20年前，数字信号处理的性能提高了不止1500倍，可见其革新的力度，对于如今的消费者来说似乎还有许多其他的技术选择，但数字信号处理技术占据主导的位置不会发生改变。数字信号处理技术永远没有尽头，新型的数字信号处理技术装备更加高级的编译器，不容置疑，它正在向着更高速，更低功耗，更大容量的道路迈开步子。

[1]孙金林.数字信号处理技术的发展与思考[J].赤峰学院学报,2011,5.

[2]李方慧.数字信号处理技术的新进展[M].北京理工大学出版社,2010:8.

[3]杨春顺.数字信号处理技术在短波收信设备中的应用[J].舰船电子工程,2008,6.

[4]陈金鹰.DSP技术及应用[M].北京机械工业出版社,2004:13.

[5]曹志刚.现代通信原理[M].清华大学,1996:5.