浅谈数字信号在电子信息工程中的应用

郑吉

摘要：作为一种非常重要的现代技术，数字信号适用范围广、处理能力强、集成度较高，在电子信息工程中的应用可以提升信号传输的精准度和传输速度，提高技术能力，这些是其他技术方法所不具备的。在短波通信、软件无线电、移动机器工程方面，数字信号技术具有广阔的发展前景。

关键词：数字信号 电子信息工程 软件无线电 短波通信

中图分类号：TN0  文献标识码：A  文章编号：1009—5349（2019）20—0251—02

随着时代的发展和科技的进步，数字信号技术已被越来越多的行业所重视和应用，特别是在电子信息工程中得到了更有效的应用。数字信号技术的优势被充分发挥，传统通信方式存在的问题得到了有效解决。因此，数字信号技术的不断优化和完善，对于电子信息工程的建设具有重大的意义。

一、内涵和特点

1.数字信号技术的内涵

数字信号处理技术是一种信息转化技术，它将模拟信息转化为数字信息，可以提高信号处理的质量，具有快速性、准确性和及时性。数字信号处理器是用来处理信号的器件，由大量的集成电路芯片组成，它的工作原理是先收集数字信号，然后通过信号过滤、采样过滤和转换，来实现实际需要的信号转换，在电子信息工程中有不可替代性。

2.数字信号技术的特点

数字信号处理技术的特点是对信号数据进行筛选和提取，滤除无效信息，提取有效信息，并将其转换为更便于识别的信号形式，从而使信号更加准确和稳定。在采用数字信号处理技术之前，主要采用的是模拟信号技术，但采用这种方法有一定的弊端，不方便修改数据参数，信号灵敏度较低。而数字信号技术则在逻辑上采用二进制技术，二进制技术在颜色、温度和声音的变化方面，其感应能力和适应性更强，具有更好的信号输入和输出。

二、应用优势

1.适用范围广

数字信号处理技术适用范围较广，可以被广泛应用到各个领域，这是因为数字信号处理器的类型非常多，可以根据软件不同、需求不同来进行选择。当工作人员在将数据存入数字处理系统中时，可以将各种信息很容易地转换成所需形式。如计算机网络技术，可以将其作为计算机的调制解调器，并应用于编程中。

2.处理能力强

数字信号处理器相对于模拟信号处理器来说，具有更强的处理能力，有着更快的处理速度。究其原因，数字信号处理器采用先进的哈佛结构的独立处理芯片，这种结构可以保证芯片彼此不产生干扰、相对独立的程序空间和存储空间，从而设置独立的数据处理线路。数字信号处理系统在执行相关指令的同时，对数据信号进行有效处理，大大提高了信息处理速度和效率。

3.集成度较高

数字信号技术具有较高的集成度，依赖于本质为单片计算机的高效处理芯片，这种芯片可以根据科技需要发挥多种功能。而且数字信号处理器相对来说体积更小、功能更强大，相对于模拟信号处理器具有更广泛的应用。

三、具体应用

1.数字信号技术在短波通信中的应用

数字信号技术到短波通信中的有效应用，对于信道扫描、信道数字化、信道质量分析的提高等工作质量和效率的提高是十分有利的，发挥着非同寻常的作用。此外，静态图像和声码化的传真、传输也可以通过数字信号技术来实现。同时，将数字信号技术有效应用到短波通信中，射频信号处理工作可以通过信号模拟的方式，这对音频信号输出的实现是十分有利的。而且，数字信号具有极强的适应能力，可以在不同的操作系统中应用，其应用可以大大提升建设电子信息工程的兼容性。因此，将数字信号技术有效应用到短波通信中，对于提高电子信息工程的质量和效率是十分有利的，具有至关重要的价值和意义。

2.数字信号技术在软件无线电中的应用

在各种通信系统结构中，出现了一种新的通信系统结构—软件无线电。数字信号技术在软件无线电中的有效应用，对于改进与完善通信系统结构是十分有利的。软件无线电将硬件作为通信平台，通过软件实现通信功能。因此，软件无线电的核心就是利用好数字信号处理器，以便系统中软件的无线通信功能得到充分发挥。实现无线电技术有两点非常重要，分别是A/D变换转换器和数字下变频。我们都知道，对于软件无线电设计来说，需要通过射频前端来对射频型号进行有效处理，这样宽带中的射频型号才能被更好地实现。因此，软件无线电中的射频信号只有通过A/D变换转换器进行量化处理，信息的转化才会更有效，进而将射频信号转化为数字信号。从上面的分析我们可知，数字信号处理器对于A/D变换转换器的制作具有重要作用。而数字化变频在一般情况下都是在信号通过A/D变换转换器进行转化之后才起作用。这样就还需要进行二次采样、对比、数字下变频或滤波等工作。在这里，我们以滤波为例，要对滤波进行有效处理，相应的采样点需要经过1000次的处理操作。如20MHz系统带宽的系统，采样率如果超过25MHz，要实现滤波处理，运算能力需要达到5000MIPS，这种情况下，只有高性能的数字信號处理器才能实现逻辑如此之强且复杂的算法处理。以现阶段的信息技术来说，最佳选择就是通过可编程数字信号处理器芯片来实现，数字信号技术是目前的技术手段中最为先进的一种。

3.数字信号技术在移动机器人中的应用

数字信号技术在移动机器人中的应用主要是，移动机器人通过应用数字信号技术来实现信号的有效识别和选择，并根据相关指令作出规避。移动机器人只有接收到功能指令并识别出功能指令的类型，才能根据相应的内容作出相关操作。将数字信号技术有效应用到移动机器人以后，移动机器人就可以通过探测器反馈的信息和数字信号传输，对移动中遇到的障碍物作出识别，并根据内部控制指令自动规避所遇到的障碍物。数字信号具有传输速度快和信号损失小的优势，将其应用到移动机器人中，移动机器人就可以实现在各种不同状态下及时对障碍物作出及时的探测和规避。在机器人的系统设计中，可以对数字信号传输速度和准确度的控制进行自动化选择。数字信号在移动机器人中的应用，在传输和控制能力方面是远远超过其他技术的。同时，利用数字信号对机器人通过探测器反馈回来的信息进行传输，可以最大程度地减少信息损失，更好地帮助机器人实现障碍物规避。

四、未来发展前景

数字信号技术已经在各个领域得到广泛应用，并且因其自身的效率、性能等优势的不断提升，越来越受到电子产品的欢迎。目前，数字信号技术在各领域的应用还处在初级阶段;不过，随着科学技术的飞速发展，其水平会越来越成熟、完善，会在以下几方面有所体现：首先，更加注重速度和设备功能、资源的损失，减小体积，满足现代社会发展的需要。其次，更加注重核心结构的改进、改变和核心微体系结构的应用。

综上所述，数字信号技术有其自身独有的特点和优势，这些是其他技术所无法比拟的。作为一种先进的信号处理、转化技术，数字信号技术已在各个领域得到应用。数字信号技术在电子信息工程中得到了有效应用，发挥了非常重要的作用，具体体现在短波通信、软件无线电、移动机器人等领域，这些都将推动电子信息工程的健康、可持续发展，使我国科技水平得到有效提升。

参考文献：

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责任编辑：于蕾