数字信号处理技术在电子信息工程中的应用

数字信号处理技术在电子信息工程中的应用

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摘要:本文主要以数字信号处理技术在电子信息工程中的应用为切入点进行分析,结合当下数字信号处理技术的特点与优势为主要依据,从数字信号在软件无线电中、数字信号在处理移动机器人领域、数字信号在短波通信中这三方面进行深入探索与研究,主要目的在于加大对数字信号处理技术在电子信息工程中的应用力度,从而确保数字信号处理技术在电子信息工程中的应用水平与效率达到最大,使得数字信号处理技术被广泛利用。

关键词:数字信号;电子;信息工程;应用

引言

由于我国计算机技术的迅猛发展,使得数字信号处理技术成为当前利用比较广泛的技术,它在电子信息工程中以及通讯领域中的利用是最为广泛的,信号处理技术是一种持续性的科学技术,它对电子信息工程而来具有极大的现实意义。合理运用数字信号处理技术,对于电子信息工程的构建具有至关重要的作用,对于信息活动的开展具有积极作用,它是电子信息工程中不可或缺的技术之一,数字信息处理技术的实际运用,具体如下。

一、数字信号处理技术的特点与优势

(一)特点

数字信号处理技术从本质上来讲是指对全部的信号数据进行有效提取,然后进一步进行信号转换和变更的处理,从而实现有效信息与无效信息的分离,最终将数字信号变更为适合识别的信号形式。在之前的传统科学技术中,大多采用模拟信号处理方式,但是这样的信号处理方式有一定的缺点,由于模拟信号处理技术的参数比较难以修改,所以信号模拟器对于周边的环境变化感知不强,敏感度够,最终导致模拟信号处理技术逐渐被数字信号处理技术所替代。

(二)优势

数字信号处理系统的优势较多,其中最重要的一个性质就是数字信号处理技术可以实现可程控制。针对不同的软件和不同的需求,可以采用不同类型的数字信号处理器进行处理,这样就可以方便用户对种信息进行选择处理。例如,针对于计算机科学技术方面,工作人员在进行数字处理系统的数据载入时,就可以应用数字信号处理器,最大程度地发挥数字信号处理器的作用,使其能够成为计算机的调制解调器。这样,就可以实现应用数字信号处理技术对多种不同的程序的编程与编制。

与模拟信号处理技术相对比,数字信号处理技术具有一个比较明显的优势便是其处理速度非常快。因数字信号模拟器都有属于自己的特有芯片,它的芯片结构是比较繁杂的,但其存在的价值是巨大的,它具备较强的存储空间,在开展处理工作时并不会出现混乱的情况,都是互不干扰的。若是与普通的信号处理技术相对比,当信号处理结构接受到指令以后方可对数据进行处理,这便使得数字信号处理效率达到最佳,使得数字信号处理具备高速处理的能力。

比较显著的优势,便是数字信号处理器的芯片具备较强的现代科技的性能与作用。它主要应用的是大规模的集成电路或是通过计算机技术来实现制作的,因此相比其他的信号模拟器来讲,无论是它的体积,还是功能都是比较突出的,在实际运用中也比较便利。

二、数字信号处理技术在电子信息工程中的应用

(一)在软件无线电中

软件无线电是近些年应用比较广泛的通信结构,它隶属于新兴技术的行列中,软件无线电的主要思想便是将系统硬件来当作是通讯的基础平台,其他的通信功能大部分是利用软件来实现的。因此软件无线电的核心是数字信号处理器,基于数字领域中,若想将无线通信功能充分的展现出,是离不开数字信号处理器的。在应用软件无线电技术时,需重点注意A/D变换转换器与数字下的变频。在对软件无线电进行设计时,软件的无线电内的信号是通过射频前端的处理之后转变成宽带中频信号的,在这其中便缺少了A/D变换器对中频信号处理器的处理,若是未进行信号转换,会使得中频信号无法切实转换成数字信号。因此,在利用数字信号处理器时A/D转换器至关重要。

数字化变频则是在A/D转换器将信号进行变换后起作用的部分,它要完成其余剩下的绝大部分的处理工作,这其中包括数字下变频、滤波以及二次采样、对比等工作。以滤波为例,要能够完成滤波处理,就需要对采样点进行1000次操作处理,比如,对于一个系统宽带为20MHz的系统来说,采样率大于25MHz,就需要至少5000MIPS的运算能力来实现,这样的算法处理需要多个高性能的数字信号处理器组合进行实现,而按照目前的科学技术而言,利用可编程的数字信号处器芯片来实现是最合适的,也是目前的科技手段中最先进的技术。

(二)在处理移动机器人领域

在设计移动机器人领域,数字信号处理技术也有着非常重要的作用。在新型移动机器人的控制系统中,机器人的移动是基于USB总线,以PC为上位计算机的,应用运动控制卡对机器人实现的。机器人的运动控制卡需要应用步进电机进行控制,只有这样,才能够实现机器人的实时控制,便于分布式环境探测系统的建立,方便机器人实现环境地图的建立,目标的定位以及跟踪,实时导航,躲避障碍等功能。而其中最重要的步进电机控制的运动控制卡就是以一个数字信号处理器为核心的。

在对机器人的运动显卡展开设计时,利用数字信号处理技术可以将脉冲信号的发送来对机器人的左右步展开控制。例如,机器人的运动,首先需对机器人的周遭环境有一个大致了解,之后在利用USB,将所收集的信息输入到机器人的系统中,之后等待系统传输的命令或是信号;接着在系统中,将数字化信号转变成脉冲信号,最后一步便是输出脉冲信号,从而达到控制步进电机的目的,以此来对机器人的运动情况展开控制。在这期间,数字信号处理技术在信号转换种举足轻重,只有切实将数字信号转换清楚,才能全面的对机器人进行控制。

(三)在短波通信中

在短波通信中的数字信号处理技术的应用,主要是为了对信道扫描、音频信号处理、信道数字化、扩频技术、链路质量分析等,此外还包含静态图像传输、声码话等。在当前我国存在诸多新兴技术,比如数字信号处理技术就是其中的一种,它的存在在短波通讯中举足轻重,切实利用信号模拟技术,将射频信号处理完全,之后在应用中频信号对其进行处理,到最终把银哦in信号彻底的输出。因此,数字信号处理技术对短波通信具有极大的影响,它是实现短波通信的主要突进。

对于短波通信信号的传输,除了音频信号的输出,还包括数字量化基带信号和AGC控制信号的输出,这其余的两种信号输出不同于音频信号的输出,音频信号是可以直接提供给用户的终端输出,是最终直接使用的音频信息,而ACG控制信号输出是为了便于信号波形的分析和频谱的分析,所以ACG信号是一种反映到模拟前段的放大增益信号,在日常生活中可以提供给电子设备,避免模拟信号的多次量化而造成噪声的形成。

三、结束语

综上所述,数字信号处理技术在电子信息工程中的应用对于我国电子领域发展具有积极作用,它是保障计算机局域网构建水平的基础,结合实际的构建标准与需求来对各个层面的软硬件展开管理工作,此外,还可以切实增强局部网络的安全性,从而做好硬件与软件的防治工作,以便保障计算机局部网络顺利开展,切实防范网络安全问题。

参考文献:

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[4]纪楠.电子信息工程综合实践中信号处理系统的应用[J].信息通信,2015,08:143.

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