数字电子技术的应用与发展研究

【摘 要】本文讨论了数字电子技术在各个领域中的应用和发展前景，文章主体分为三个部分。第一部分，概述了数字电子技术研究的内容和特点；第二部分介绍了数字电子技术的应用，具体包括四个方面：1数字电子技术在USB总线微波功率计上的应用2数字电子技术在雷达接收机上的应用3数字电子技术在网络中的应用4对数字电子技术的发展前景进行了展望；第三部分综述全文。

【关键词】数字化；电子技术；应用与发展

随着电子设备的普及，数字电子技术应用到各个领域，发展前景良好。数字电子技术为建设信息化社会奠定了坚实的技术基础。研究数字电子技术的实际应用，能发现实践工作中遇到的问题，有利于数字电子技术的进一步完善。笔者对此进行探讨，仅供交流参考。

一、关于数字电子技术的研究内容和特点

数字电子技术主要研究各种逻辑门电路、集成器件的功能及其應用，例如，逻辑门电路组合和时序电路的分析和设计、 集成芯片各脚功能和555定时器等等。科学技术推动数字电子技术发展，突出了电子信号处理的优势。将模拟信号按比例转换成数字信号，将数字信号送到数字电路进行处理，再将处理结果根据需要转换为相应的模拟信号输出，能充分发挥和利用数字电路在信号处理上的强大功能。

二、关于数字电子技术的应用和发展

（一）数字电子技术在微波功率计上的应用

微波功率计是以数字电子技术和虚拟仪器理论为依据，通过对应软件实现了将微波功率和直流电压之间的转换，完成了两者之间的采集与传输。微波功率计探头由三部分组成，分别是USB通信电路、检测微弱信号电路和检波二极管电路。微波功率计的软件由三部分组成，分别是应用程序、驱动程序和控制器固件程序组成。试验在常温下进行，首先确定各项参数，功率范围是[-55dBm，+20dBm]，频率范围是[10MHz，18GHz]，功率待测电50个，随机抽取。然后用所设计的微波功率计进行测量，结果显示，基本能够达到测量目标，实现连续波的平均功率测量。但是由于温度和电路稳定性的影响，动态范围两端的测量数据误差较大。整体上看，微波功率计能够达到相关标准，符合要求。微波功率计的优点是系统简单、操作简便，体积精巧、精准度高、能够与WINDOWS系统设备匹配。

（二）数字电子技术在雷达接收机上的应用

雷达接受机要有较强的抗干扰探测能力，要能在宽工作频道工作，要有高度的灵敏性。数字电子技术已经应用到雷达接收机等高精确度仪器中，雷达接收机正由模拟接收机向数字化接收机方向转变。转变内容具体涉及三个方面，低噪声放大器、镜频抑制混放电路和I/Q解调技术。运用高指标的数字变频和数字过滤技术能完成前两者的转变，运用数字电子技术能实现I/Q解调技术的转变。一般情况下，雷达接收机使用正交型I/Q解调技术对回波进行处理，获取中频信号的相位与幅度等相关信息，从而提升雷达的检测性能。非正交相位与非平衡幅度等因素，会使相应的信号产生多余的镜频分量与幅相误差，影响后级的数字处理电路的性能。

（三）数字电子技术在网络中的应用

数字电子技术研究的内容是逻辑门电路、集成器件的功能和集成器件的应用，具体包括，逻辑门电路组合和时序电路的分析和设计、集成芯片各脚功能以及555定时器。数字电路在信号处理方面的功能非常强大，首先依照比例把模拟信号转变成数字信号，然后把数字信号送到数字电路进行处理，最后依据需要把处理结果转换成模拟信号进行输出。要理解数字电子技术的工作原理，首先要了解一个相关概念，幅值是幅度取值的简称，幅值是指数值被限制在有限个数值之内。数字信号要求幅度的取值是离散型的。常见的数字信号是二进制码，二进制码之所以能被广泛使用，是因为它受噪音影响小，便于数字电路进行处理。数字信号的突出优点是抗干扰能力强，不积累噪声，有利于信息储存、交换和加密处理，有利于减小设备体积和设备集成化，便于构成综合数字网和综合业务数字网，进而加宽占用的信道频带。

信号的数字化过程要经过抽样、量化和编码三个步骤，信号的数字化过程也叫做脉冲编码调制。抽样是指用每隔一定时间的信号样值序列来代替原来在时间上连续的信号，也就是在时间上将模拟信号离散化。量化是用有限个幅度值近似原来连续变化的幅度值，把模拟信号的连续幅度变为有限数量的有一定间隔的离散值。编码则是按照一定的规律，把量化后的值用二进制表示，然后转换成二值或多值的数字信号流。这样得到的数字信号可以通过电缆、微波干线、卫星通道等数字线路进行传输。在接收端则与上述模拟信号数字化过程相反，再经过后置滤波又恢复成原来的模拟信号。把模拟信号转换成数字信号，提高了网络通信信号的处理能力和网络信息的传输效率，实现了通信的高速度和大容量。高速信息电子网络主要由四部分组成，分别是通信网络、计算机、数据库和日用电子产品，它们共同组成了完备的网络体系。计算机和服务器先把模拟信息转化为数字信息，并且进行信息输入或输出；然后数字信息在数字电路上进行传输，最后对信息进行存储，并将数字信息再转换成模拟信息，完成数字电子技术对网络信息的传输的处理和控制。

（四）数字电子技术的发展

运用数字电子技术处理模拟信号，从20世纪70年代开始到现如今，这种“数字化”技术几乎应用到了所有领域。数字化技术的发展总是以电子电子设备为载体，与电子设备同步发展。随着网络化进程的加快，电子设备的普及，电子设备更新换代的加快，数字化技术已经渗透到生产生活的各个方面。数字电子技术是构建网络技术高速公路的核心技术，也是为今后科技发展提供基本的技术支持。

三、结语

数字化技术与各种电子设备通行，走入生产生活的各个方面，应用到微波功率计、雷达接收机和计算机网络等多个领域。数字化技术是信息革命的产物，科技推动信息发展，数字化技术还将继续变化发展，相关科研工作者要与时俱进，走在科技前沿，让数字电子技术更好地服务于生产生活。

参考文献：

[1]赵海永.项目教学法在电子教学中的应用探析[J]. 职业. 2011（08）

[2]郑冰，方华丽.《数字电子技术》课程项目化教学改革[J].广西轻工业. 2010（07）

作者简介：刘宝兵（1980-），男，河南郑州人，学士，助教，研究方向：电学。