电子信息工程综合实践中信号处理系统的应用

冯行祥

(三明学院，福建 三明 365000)

时代在不断进步，计算机技术也在不断创新，人们的生活和生产已经离不开计算机技术的应用，而在计算机运行的过程中信号处理系统有着非常大的作用，在信号处理系统的支持下，可以构建出更加科学和便捷的网络应用平台，处理和分析数据也更加准确和可靠。而电子信息工程是一种比较复杂和综合的学科。DSP的出现更是推动了信号处理技术的发展，使其更加先进和强大，并广泛应用于军事、医学等各个行业领域内。所以对信号处理系统应用在电子信息工程综合实践中研究具有十分重要的意义。

1 电子信息工程和信号处理系统的综合概述

1.1 电子信息工程概述

在电子信息工程技术当中现代化的电子技术是最主要的技术，其主要包括信息技术和网路通信技术，进行控制的系统主要是计算机和集成电路，对各类比较复杂的电子信息进行处理采用自动化的方式[1]。电子设备、研发信息系统以及集成是我国最初的电子信息工程发展的阶段，这个阶段的发展进一步推动了我国电子信息工程的有效发展，但是在最初的发展阶段中，电子信息工程的内容相对较少，其主要的功能就是集成电路、传输图像等，而在时代不断发展的过程中，电子信息工程技术也在不断创新，出现了更多先进和科学的信息、数据传输等各种更加具体的功能。在未来社会中相信电子信息工程的发展会更加智能化、移动化、科学化。

1.2 信号处理系统概述

在现代社会中，随着计算机技术的不断发展，各行各业都开始应用计算机信号处理系统，这让人们的生活和工程更加方便和快捷。在现代社会中使用的信号处理系统是通过改进和创新原有的信号处理系统而来的。现代化的信号处理系统更加先进和科学，具有更大的便捷性。信号处理技术就是对记录下来的某个媒介的信号进行处理，保证抽取出的信息是可靠、有用的，也是对信号进行提取、变换和分析等进行综合处理的一个总过程[2]。信号处理系统能够解决许多复杂的问题，具有较多优势，所以在电子信息工程中积极应用信号处理系统，能使电子信息工程的作用最大化发挥出来。

1.3 在电子信息工程综合实践中应用信号处理系统的优点

1.3.1 增强信息处理灵活性

现代化的电子信息技术中软件存在着多样性，所以其处理信息的形式也就不一样。数字信号技术在处理信息时具有比较高的灵活性和可控性，其能够根据不同软件的信号对应类型不同的信号处理，将信息处理工作的能力病毒案增强，比如将数字信号处理系统应用在计算机领域当中，就可以采集数据，通过与其他软件相结合，就能处理和分析数据。数字信号处理还能够整编划分数据，让信息能够实现滤波工作，将硬件设施的要求大大降低，并具备更高的灵活性。

1.3.2 提高信息处理的速率

由于芯片结构比较独特，传统技术处理信息的效率得到有效提升，在电子信息工程领域中应用数字信号处理系统具有较高的信息处理效率主要缘于系统中的芯片结构储存分离开了程序的指令和数据，让信息在处理的过程中能够通过两种不同的线路运行。指令和数据的储存结构具有独立性且比其他的微处理结构更加优秀，能够将数据处理工作的效率不断提高。

1.3.3 具有较高的集成化

在现代化的信号处理系统中，所使用的芯片是单片，集成电路的规模相对较大，而且也增加了许多运算方面的功能，所以具有较高的集成化，也让人们日常的生活和工作更加便捷。

1.3.4 增强可控性

电子信息工程主要是将外界的信号捕获，再使用计算机或者计算机技术处理外界信号，并对其他设备进行控制的一种技术，其中最为重要的就是了解到外界的通信。外界的信号一般是以物理量的形式存在，运用计算机技术能够将计算机语言中的数字信号进行处理，计算机要想识别信息具体情况，就需要通过数字信号处理技术将信息转换为数据，而且在电子信息工程中应用数字信号处理系统，能够通过各种不同的软件处理不同类型的信号信息。通过程序对其进行控制，不会将内部的硬件结构改变，但是通过将编程可改变提高数字信号处理的能力，所以拥有较强的可控性。

2 系统的基本结构研究

2.1 系统的整体结构

系统主要是由DSP处理以及计算机控制构成，其中DSP还包括存储器、接口以及实时的通道[3]。计算机部分主要是由处理中心、ISA接口等组成，其中实践的界面能够实现对人机对话窗口操作，还是各种信号的入口和终端，系统的整体结构图(见图1)。

2.2 DSP处理部分概述

DSP处理部分主要是由前置放大器、模拟低通滤波器、通道选择开关、A/D转换器、D/A转换器、功率放大器、通道选择开关、DSP芯片、程序存储器以及数据存储器等组成，其中前置放大器的功能是要电压放大输入的模拟信号，保证输出的电平能够将A/D的要求满足；模拟低通滤波器主要是将奈奎斯特采样的定理满足，保证实时信号在经过采样之后不会出现失真的情况；通道选择开关的功能主要是为了让各种实验的需求得到满足；A/D转换器的功能是把模拟信号转变为一种数字信号，通过DSP进行数字信号处理工作；DSP芯片是最为核心的处理器，对各种数字信号进行计算，并处理输入输出、存取数据，控制端口等。

图1 系统的整体结构图

2.3 计算机处理部分概述

计算机处理部分主要是由ISA通信接口单元、PC处理单元、实验界面、支持软件组成[4]。其中ISA通信接口单元的功能是为了让PC和DSP之间的数据能实现交互，传送控制信号；PC处理单元主要是进一步处理DSP数据；实验界面的功能主要是为了将人机交互的功能实现，实验界面不仅能够将DSP处理的结果显示出来，对数据进行分析和保存，还能让实验人员在进行实验操作时对各种功能进行控制，通过实验界面可以对DSP处理板的硬件进行操作，还能以实验实际情况为准设置更加科学的参数；支持软件主要是DSP系统中的各种应用软件，可以通过操作PC机上的实验界面，加载出所有需要的DSP应用程序，从而对数字信号进行处理。

2.4 将DSP信号处理系统应用在电子信息工程综合实践中的作用

电子信息工程综合实践是一种具有较高综合性的工作[5]，在实践过程中使用一般的实验手段和设备很难将其作用充分体现出来，并且传统的实验设备由于体积较大，在具体操作的过程中的过程比较繁琐，可能会出现较多错误，导致最终的实验结果存在误差。而使用以DSP为基础的数字信号处理技术，可以通过利用计算机，将处理数据的过程演示出来，并且还能保证信号处理的精准性，具有较高的可控性和灵活性，提升实践效率。

3 在电子信息工程综合实践中信号处理系统的应用研究

3.1 在信号处理方面的应用

在现代社会中，信号处理系统，具有较广的应用市场，也发挥出了较大的作用，而信号处理系统于传统的信息处理相比，传统信息处理拥有较多缺点，在具体使用的过程中容易耗费大量的人力、物力和财力，并且还会耗费许多时间，不能让信息处理的质量得到保证，并且随着社会的不断发展，社会中涌现的信息量也越来越大，不能满足复杂且多变的数据类型，不能对数据进行集中化的处理，而在电子信息工程综合实践中应用信号处理系统，能够在使用过程中节约一些时间，且具有较高的数据信息处理准确效率，让整个工作的效率大大提高，具有非常重要的作用。

3.2 设计信号处理系统的思路

信号处理系统主要是对信息进行整合和分析，通过将输入信息和输出信息的系统渠道设置在系统的内部，有机结合收集和处理信息，有效完成各种信息处理和分析的工作，而且还可以将相关的信息共享，从而得到更加全面的信号处理信息。计算机微机是整个信号处理系统中的主导结构，与信号处理系统相互协作，让数据分析更加地可靠，更加地有效。

3.3 信号处理系统的结构分析

计算机微机单元和信号处理系统构成了计算机信号处理系统[6]。在实际运行的过程中，主要是在计算机微机单元中导入收集的数据信息，工作人员进行操作，下达相应指令后，通过计算机中的数字滤波器以及语言分析等功能将信息有效采集起来，将输入的信息通过信号处理器进行转换，在处理中心将转换后的模拟信号进行整理和分析，最后在计算机上显示出数据分析的结果。通过信号处理系统的分析和筛选，能够保证信息的准确性、真实性和可靠性，使人们在查阅和调取数据时更加方便，操作更加简单。

3.4 DSP应用软件研究

3.4.1 实现FFT的DSP软件

首先需要安排好应用程序的结构，需要按照相关的要求对模拟数据进行处理，并将其分成不同的结构，进行实时处理需要依靠外来的实时信号源，在ADC中通入模拟信号，让DSP系统进行FFT的计算。此处主要对实时处理的方式进行探讨，由于C31的结构比较特殊，所以将其作为实时的FFT性能相对较高，可以在一个周期内进行累加行乘的操作，而且在DSP系统中的位反转寻址操作具有一定的专业性，能够很容易实现FFT的要求，主要的服务流程(见图2)。

图2 FFT服务流程图

从图3可以看出，由于进行的是实时的FFT运算，所以可以将其中断识别码设定位0xFFA，进行实时处理还可以从计算机的显示器中看到实时输入信号的波形以及信号的频谱图，所以需要设置两个中断识别码，其中一个识别码主要是请求时间信号中的数据传输，另一个则表示频谱数据传输。

3.4.2 实现数字滤波器的DSP软件

应用该数字滤波器主要是实现有限长单位的脉冲响应滤波器以及无限长单位的脉冲响应滤波器，每一个滤波器都会处理实时信号以及计算机模拟的数据，每一种处理中应用了低通、高通以及不同的采样频率等内容，从而让实验者在进行实验时能够充分把握和了解数字滤波器。其中有限长单位的脉冲响应滤波器低通滤波处理要想实现，需要通过D/A通道送出观测的结果，并提供给外部的设备，而且还要提供给计算机，让其进行分析和处理[7-8]。其主要的处理流程图(见图3)。

图3 DSP软件处理流程图

由图3可知，系统可以根据中断请求的不同形式发送出不一致的波形数据，上图中的中断识别码的输出时间信号表示非0xFFF1、输入频谱信号表示为0xFFF2、输出的时间信号表示为0xFFF3、输出的频谱信号表示为0xFFF4。通过实现这两类软件的应用，就能够在电子信息工程综合实践中将应用信号处理系统的作用最大化发挥出来，应用价值较好。

4 结语

社会经济和时代在不断发展与进步的过程中，在电子信息工程综合实践中信号处理系统的应用越来越广泛，让人们的生活和工作更加便捷，也不断提高人们的生活质量和水平。信号处理系统具有耗能少、可靠性高且集成性高等特点，在电子信息工程综合实践中应用，能够将综合实践中的大量需求满足，并将DSP作为整个系统中的核心，与计算机结合起来，能让电子信息工程实践实现综合化的发展，同时让电子信息工程相关的教学活动得到完善和改进，具有十分重要的意义。因此，相关的研究人员应该做到与时俱进，积极利用社会中先进和科学的知识技术，不断创新信号处理系统，保证信号处理系统的科学性、稳定性和先进性，让其在电子信息工程综合实践中发挥最大的效能。