数字信号处理技术分析与研究

裴兴庭　应雨希

摘要：随着我国科学技术的不断发展，在人们的生活、生产中以数字信号处理技术先进技术得到广泛应用，在数字化时代背景下，数字信号处理技术属于一项较为重要的技术，能够将视频、图片、声音等转换为数字信息，开展简便的操作就能够将数字信息呈现在人们眼前。本文从数字信号处理技术概述入手，接着阐述了数字信号处理技术分析，最后总结了数字信号处理技术应用，旨在为不断完善数字信号处理技术提供有效参考意见。

关键词；数字；信号处理技术；概述；应用

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2018）18-0240-02

自21世纪以来，我国的通讯技术、计算机技术均得到了较为迅速的发展，其应用领域也在不断扩大。从整体角度出发，当前数字信号处理技术已经逐渐从理论朝着应用型技术发展，其应用效果较为显著。数字信号处理技术能够转化声音、图片、视频等，其中的DSP可以将信息转变为模拟信息，并将信息输出，属于一种应用型技术。数字信号处理技术的应用，直接推动了各个行业的发展。

1数字信号处理技术概述

1.1特点

数字信号处理技术的本质在于实现数据的转换与提取，将信息从各个复杂的环境内提取出来，接着开展转换，为人们的识别提供便捷性，属于一种全新的信号处理形式。数字信号处理技术在其应用中，具有鲜明的特点，本身具有高速度、高精准性的特点，且运算能力较强。数字信号处理技术主要应用流水线结构中，属于一种较为独特的寻扯模式。硬件乘法累积属于操作界面常用的方式，能够在同一指令周期内实现一次乘法与加法，在实际的操作中其速度高达800Mb/s。数字信号处理技术在其应用中具备很强的稳定性，数字信号处理技术使用的二级逻辑，二级逻辑在环境适应力较强，能够在软件作用下，开展参数修改与处理，在其使用中灵活性较强。

1.2意义

在当前发展中，随着各类新技术的不断进步与发展，现阶段领域内生活、生产均起到了较为重要的作用。数字信号处理技术的发展相对迅速，其销售价格也在不断降低，所采用的技术结构、总线均朝着标准化反向发展，随着经济全球化发展，无疑对我国数字信号处理技术带来了新的竞争与挑战，但同样也是机遇。

2数字信号处理技术分析

2.1 离散时间信号

离散时间信号中，时间属于离散变量的信号，简单而言，就是独立的变量时间被量化，信号的幅值属于连续数值，也就是离散数值。数字信号中时间、幅值均属于离散性信号。离散时间信号可以使用序列开展描述。常用的序列主要包括：（1）单位轴序列；（2）矩形序列；（3）实指数序列；（4）单位阶跃序列。

离散时间信号表达式为：[yn=m=-∞∞xmhn-m=xn?hn]，针对其中的Z变换收敛域，需要依据序列的顺序性质确定，与此同时，只有实现Z变换收敛域，在Z平面上设置一环状区域：[Rx-?z?Rx+]。

2.2 快速傅立叶变换

1）关系转换

为确保分析的合理性，要将离散傅立叶转变为Z，其表达式为：[Xk=Xjwω=2πNk-XZZ=ej2πNk]。需要注意的是，虽说[xn]与[Xk]均属于N的有限长序列，但由于周期序列[xpn]和[xpk]截取的为主周期，是在主值区间内得到。其本质只要是做DFS、IDFS，必须要明确其中的隐含周期性，特别是其中的唯一特性，必须要强化注意。

2）模拟信号谱分析

首先，分析信号采样，促使其转变为离散信号，按照前面所述的方式，使用FFT实现联系信号频谱分析。在采样定理的基础上，需要注意的是采样频率必须要大于2倍信号，促使其成为最高频率，更好地满足采样定理。在采样之前还需要设置抗混矢低通滤波器，以此更好地满足频谱分析需求，如下图1所示。

截断信号实践长度为Tp=NT，F代表的是模拟信号频谱采样间隔，也就是频率分辨率，[F=FSN，FS=NF]，为避免信号混淆叠加，要求[Fs]>2[fc]，为提升频率，可以适当增加采样点数N，需要大于[2fcF]，也可以增加观察时间Tp，需要大于等于[1F]。

2.3 数字滤波器设计

1）FIR滤波器的设计

需要严格按照線信相位特性，系统的稳定性较强，因果关系较为清晰，阶数相对较高。其响应函数为[Hz=n=0N-1hnZ-n，yn=m=0N-1hmxn-m]，FIR滤波器的网络结构如下图2所示。

通过将上图内H（z）进行分解，将成对的零点放在一起，形成一个实系数的二阶形式。

2）IIR滤波器设计

IIR滤波器的在其设计中，必须要凸显出其特点，第一，属于递归系统，存在着稳定性问题；第二，可利用现成的模拟滤波器，设计方式较为成熟；第三，适用在相位特性不严格的场合内；第四，阶数相对较小，运算次数、储存单位均较少。

3数字信号处理技术应用

在当前时代发展中，数字信号处理技术的应用范围逐渐增加，在个领域内的均渗透了数字信号处理技术，数字信号处理技术应用主要如下：

3.1 通信领域的应用

数字信号处理技术在通信技术中的应用有目共睹，直接推动了通信技术的发展，数字信号处理技术在信号处理、信息处理中的应用，属于当前系统主流的发展典范，在领域内发挥着引导作用，比如：通信扩频、可视电话等，均需要数字信号处理技术的支持才能够实现，为人们的通讯提供了很大的便捷性。

3.2 图像技术的应用

数字信号处理技术在图像、图形内的应用较为广泛，比如：卫星广播、有线电视等。在DVD的应用中可以实现活动图像解压、借助MPEG2编码、译码器能够将相应的图像呈现出来。数字信号处理技术在图像技术上的应用，可以提升信息处理功能、速度。

3.3 仪表仪器内的应用

数字信号处理技术应用在仪表仪器内，可以取代高档单片机，能够有效提升产品的档次。最新的数字信号处理技术内具备很丰富的资源，能够简化仪器仪表内的硬件电路，以此确保仪表仪器精度，提升各类指标的运行效率与质量。数字信号处理技术芯片，可以进行产品挖掘，能够在很大程度上实现指标含量的提升。

3.4 在PC领域内的应用

数字信号处理技术在PC领域内的应用，具有主流发展位置，可以提升通信速度，并与MPEG图像技术形成有效的联系，以此实现产品音频的提升，采取视频的形式，实时交换计算机内的数据。不仅如此，数字信号处理技术还可以应用在助听器内，在其应用中可以弥补传统助听器的不足，最大程度改善患者的听觉，在全数码的助听器内，数字信号处理技术可以灵活相应系统频率，实现音频的输出、输入。数字信号处理技术在汽车电子系统内的应用，可以開展毫米波雷达、红外线测试等，实现汽车安全系数的提升。

4数字信号处理技术的发展思考

通过深入分析能够发展，数字信号处理技术在其发展与应用中，还拥有很大的发展空间，我国乃至世界对数字信号处理技术的研究还存在着很大的不足。只有不断改革数字信号处理技术，明确其涉及范围，促使数字信号处理技术朝着更高的运算速度迈进，低能耗、小尺寸的方向发展，才能够更好地满足生产需求。当前对于数字信号处理技术的开发程度还不够，针对应用中出现的各类问题，需要采取有效解决措施。

就当前的应用情况而言，在未来的很长一段时间内，数字信号处理技术属于主流，SFMD也将会广泛应用在数字信号处理技术中，这类新型的数字信号处理技术，在其改善过程中具备很强的兼容性，在工业生产中的应用也较为显著。我国必须要实现科学技术的创新，顺应时代发展特色，比如：融合互补金属氧化物、半导体技术等，不断扩大数字信号处理技术的储存量，在一定程度上，确保处理速度与处理效率。

5结束语

综上所述，随着我国科学技术地不断发展，各类技术的迅速更新，数字信号处理技术将会得到更好的发展，通过与各类新技术相衔接，能够提升数字信号处理技术的性能与功能。总而言之，数字信号处理技术的发展永无止境，能够推动人类的发展与进步，可以推动城市经济水平的提升。

参考文献：

[1]李鹏.基于新形势下的数字信号处理技术的应用和发展研究[J].电子测试，2016，22（06）：76-77.

[2]余进.数字信号处理技术的应用与发展[J].数字技术与应用，2015，18（12）：224-226.

[3]孙炳.关于数字信号处理技术的应用与发展研究[J].信息通信，2015，22（07）：177-179.

[4]陈文灵.数字信号处理技术的发展及其思考[J].电子技术与软件工程，2015，10（01）：15-18.

[5]刘明亮，朱江淼.数字信号处理对电子测量与仪器的影响研究[J].电子测量与仪器学报，2014，28（10）：1041-1046.

[6]王大伟. 数字信号处理算法在相干光通信系统中的应用研究[D].浙江大学，2013，35（02）：44-47.