探讨数字信号处理技术在电子信息工程中的应用

冼浩然

【摘要】随着我国科学技术的飞速发展，电子信息工程技术在日常生活中的应用越来越广泛，也给人们的生活带来了更多的便利。数字信号处理技术是电子信息工程中非常重要的一项技术，推动着电子信息工程朝着更加高效、实用的方向发展。本文以当前电子信息工程的发展现状为背景，结合数字信号处理技术的应用优势，深入探讨了数字信号处理技术在电子信息工程中的应用及发展前景。

【关键词】电子信息工程;数字信号处理技术;应用前景

随着数字化信息时代的到来，数字信号处理技术在多个领域中的信号处理过程中都表现出很大的优势。近年来，我国经济迅速发展，人民生活水平逐渐提高，整个社会对数字信号处理技术的依赖程度也越来越高。当前数字信号信息传输方式已经步入平稳发展阶段，想要更进一步地提高信息传输的质量和效率，促进电子信息工程的发展，就必须对数字信号处理技术进行深入的研究，以期不斷地优化数字信号处理技术。将数字信号处理技术更加科学、合理地应用到电子信息工程中来，提高电子信息工程的工作效率，为社会创造更大的效益。

1. 电子信息工程的发展现状

电子信息工程是指在合理使用计算机技术和信息处理技术的基础上，以更加高效的方式对电子设备的信息进行控制和处理，在生活中电子信息技术的使用非常普遍。但我国电子信息工程的整体技术水平与部分发达国家相比还存在一定的差距，由于我国电子信息工程起步时间比较晚，至今经历的发展时间也不长，国内最初的科技基础比较薄弱等多方面的问题，导致我国现阶段电子信息工程的发展还被受到很多问题的制约。此外，由于我国电子信息工程学科引进时间比较晚，相关领域的高级技术人才基本处于缺失状态，因此我国的电子信息工程水平还有很长一段发展的道路要走。

2. 数字信号处理技术的应用优势

模拟信号的复制存储过程都是繁琐而高耗的，显然无法满足当今日益增长的数据业务需求，因此如今大部分的信号都是便于复制存储的数字信号。在如此环境下，直接对数字信号进行信号处理的技术就显得十分必要。由于我国电子信息工程开始的时间比较晚，前期的发展速度缓慢，数字信号处理技术的出现作为电子信息工程发展的转折点，过去电子信息工程发展低迷的情况开始得到改善。数字信号处理技术主要通过数字化方式对收集的信号数据进行处理，除对数据的分析、筛选、数据图像化显示等基本处理操作外，还能在处理的过程中对数字信号数据的稳定性进行加强，保障数字信号在传播过程中的精确度和信息的安全，使传输系统的有效性和可靠性，即传输速率和误码率都得到一定的优化。

2.1 数据处理功能全面

数字信号处理技术的数据处理功能非常全面，不但可以比较稳定地执行一般的信号处理任务，还能通过计算机编程的方式灵活地增加一些实用的数据处理快捷功能，如卷积、滤波、逆滤波、统计等。且数字信号数据的处理过程中，对数据进行筛选、计算等操作的标准是可以依据数据的来源和数据类型进行个性化数据处理，具有一般信号数据处理器难以直接实现的自定义功能特性，使得经过数字信号处理过的数据更具有参考价值。

2.2 高效稳定的特性

由于数字信号处理技术依托门电路或计算机实现对数据的各项处理功能，因此数字信号处理技术也具有大部分计算机技术的优点，其中优势最明显的就是数据处理的高效性和稳定性。当代数字信号处理技术在计算机单片芯片中完成数据处理工作，能够在极短的时间内对海量的数据同时进行收集、统计、分析等多项处理，且对数据的处理结果可以做到接近百分之百的准确。在计算机后台执行数字信号处理工作时，在保证计算机内部的运行环境安装无误的前提下，几乎可以避免过去各项数据处理工作中因为受到外界干扰而出现的错误。相比之下，模拟信号的处理技术则由于电子器件对外界环境的敏感和自身固有的性质而容易引入噪声和失真，故信噪比总体上也要劣于数字信号处理。

2.3 数字信号处理器的内存占用小

对于计算机而言，本地内存的分配和节省是必须考虑的问题。数字信号处理技术在进行信号数据处理时，可以在数据处理结束后及时对处理完成的信息进行保存，并在处理过程中加固处理器的结构。这种处理形式可以很好的防止搜集的无效数据对内存的消耗，且在处理时不会因为处理器的不稳定而产生垃圾数据造成内存的浪费。此外，数字信号处理器不但能够实现的功能很多，而且本身的结构较为简单，在计算机本地占用的内存体积小。

3. 数字信号处理技术在电子信息工程中的应用

3.1 数字信号处理在软件无线电的应用

随着计算机科学技术的不断发展，应用软件在我国已经实现了普及，客户端和移动端的高度开发让各种软件的使用都很方便。数字信号处理技术在软件的通信环节中发挥着关键性的作用，能够对发出与接受的无线电进行多种处理，如进行直接序列扩频、跳频扩频、解扩等。其主要实现途径为数字信号处理器与A/D、D/A变换转换器的配合使用，以及利用数字信号处理技术对收集的数据进行数字滤波处理，实现大量的采样率计算。

3.2 数字信号处理技术在移动机器人中的应用

移动机器人是计算机编程技术和电子信息控制技术结合的智能机器人产物，机器人的运动是建立在移动控制卡的基础上，通过PC端写入的算法对机器人内部硬件进行操控。移动控制卡的使用是数字信号处理技术得到应用的完美体现，真正意义上发挥了数字信号处理器的作用。借助移动控制卡对机器人进行性能检测，可以在测试者建立的机器人分布式探测系统中对机器人的运动轨迹进行观察，从而发现一些机器人设计、制造过程中忽视的问题并及时解决。此外，数字信号处理技术还能借助机器人内部的USB对机器人在运动过程中经过的环境进行数据搜集，并将数据分析后得到的有效信息转化为数字信号，帮助提高机器人运动过程中的障碍绕行能力和定位能力。

4. 数字信号处理技术在电子信息工程的应用前景

结合以上数字信号处理技术的优点和在电子信息工程的实际应用情况来看，随着未来数字信号处理技术的发展，电子信息工程对数字信号处理技术的使用程度将进一步提高。数字信号处理技术凭借体积小、功能齐全、性能稳定等多项优点，能比较高效地解决电子信息工程中存在的大部分信号传输和通信控制问题。但我国的电子信息工程发展还不够成熟，数字信号处理技术在电子信息工程中的普及应用還需要克服大量的阻碍，需要进一步地针对这些问题对数字信号处理技术的应用条件进行改善。

4.1 优化移动机器人中的移动控制卡

移动控制卡的使用确实很大程度上促进了移动机器人的研发和升级，但移动控制卡的应用还可以进一步地完善。首先，未来应该加强对移动控制卡的管理，让移动控制卡与数字信号处理器的配合更加流畅，保证移动机器人在移动过程中运动得更加平稳;其次，可以加入步进电机来辅助移动控制卡的管控工作，提高分布式探测系统在机器人探测运动环境中的精准度，使机器人避障能力进一步提高。通过以上工作对移动控制卡进行优化之后，移动机器人的移动速度和行进中的避障能力都将得到提升，进而强化机器人整体的移动功能。

4.2 推动数字信号处理技术的普及

要提高数字信号处理技术在电子信息工程中的使用频率，就需要解决数字信号处理技术实际应用方面人才缺失的问题。可以在数字信号处理这一电子信息工程专业必修学科中增设其实际应用的案例学习，在培养电子信息工程专业人才的专业知识技能的同时提高他们运用数字信号处理技术的能力。此外，进行数字信号处理技术的企业内部科普或者定期为员工开设数字信号处理技术的技能培训，都有助于降低数字信号处理技术在实际的电子信息工程中的应用门槛，让数字信号处理技术成为电子信息工程行业中耳熟能详的一项基本技术。

5. 结束语

综上所述，随着我国经济发展和科学技术发展水平的不断提高，数字信号处理技术的应用也越来越广泛。数字信号处理技术在电子信息工程中的应用优势越来越明显，能够有效地弥补电子信息工程发展存在的缺陷，促进电子信息工程的技术升级。未来在电子信息工程中更加合理地使用数字信号处理技术，能够更进一步地促进电子信息工程发展和社会经济发展的进步。

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