數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)在電子信息工程中的運(yùn)用與研究

張振宇

（新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)興新職業(yè)技術(shù)學(xué)院，新疆 鐵門(mén)關(guān) 841007）

0 引言

依靠科學(xué)技術(shù)水平的不斷發(fā)展，人們的生活水平正在穩(wěn)步提高。在日常的學(xué)習(xí)、工作以及生活中，電子信息技術(shù)正在被廣泛地應(yīng)用，為了保證電子信息工程能夠長(zhǎng)久運(yùn)行并且可持續(xù)發(fā)展，專(zhuān)業(yè)的科技人員就要在電子信息工程中融入數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，針對(duì)圖片和視頻的處理，要尋找出創(chuàng)新的處理方法。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，要聯(lián)系實(shí)際情況，對(duì)電子信息工程發(fā)展的現(xiàn)狀進(jìn)行分析，結(jié)合數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，推動(dòng)其長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。

1 數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)概述

1.1 含義

從其技術(shù)角度來(lái)看，數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)就是采用數(shù)字的方式，對(duì)目標(biāo)信號(hào)進(jìn)行處理，并將從中獲取的數(shù)據(jù)傳輸?shù)狡渌鶎?duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)處理器中實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳輸，相對(duì)于以往的模擬信號(hào)處理技術(shù)而言，在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中的信號(hào)微處理中適用程度更高，并且可以根據(jù)現(xiàn)實(shí)需求，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的轉(zhuǎn)換。當(dāng)前，信號(hào)處理技術(shù)正在多個(gè)領(lǐng)域中被大范圍地應(yīng)用，在醫(yī)療、航空、航天以及自動(dòng)化領(lǐng)域等，都發(fā)揮了很大的作用，同時(shí)，將其應(yīng)用到電子信息工程之中，也推動(dòng)了電子信息技術(shù)的發(fā)展[1]。

1.2 優(yōu)點(diǎn)

1.2.1 使用范圍廣

數(shù)字信號(hào)處理器是實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的關(guān)鍵儀器，擁有很多種類(lèi)，可以在各個(gè)行業(yè)中發(fā)揮不同的作用，成為多個(gè)軟件開(kāi)發(fā)推廣的技術(shù)支持。基于此，數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)才能在各個(gè)領(lǐng)域之中被廣泛地應(yīng)用，具有優(yōu)秀的適用性。在實(shí)際進(jìn)行信息處理和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)時(shí)，可以在短時(shí)間內(nèi)將信息轉(zhuǎn)換成所需形式，并且操作難度不高。

1.2.2 處理效率高

作為一種信號(hào)處理技術(shù)來(lái)說(shuō)，相比于以往的模擬信號(hào)處理技術(shù)，數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)可以判斷指令，在短時(shí)間內(nèi)對(duì)其進(jìn)行識(shí)別，擁有極快的處理速度。實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的關(guān)鍵在于數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)在工作的過(guò)程中所使用到的數(shù)字信號(hào)處理器內(nèi)部安裝了具有高度獨(dú)特性的芯片，運(yùn)用到的結(jié)構(gòu)是哈弗結(jié)構(gòu)，因此，在實(shí)際的信息處理過(guò)程中，可以將數(shù)字信息的程序與信息存儲(chǔ)的空間分隔開(kāi)，避免受到干擾，實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)處理器的高速運(yùn)轉(zhuǎn)。

1.3 數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)在電子信息工程中的應(yīng)用原則

1.3.1 客觀性原則

無(wú)論哪種信號(hào)處理技術(shù)，在電子信息工程應(yīng)用的過(guò)程中，都應(yīng)該遵循信號(hào)處理的客觀性原則，數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)也不例外。遵循這項(xiàng)原則，可以使信號(hào)的檢測(cè)工作更加客觀，在電子信息工程的發(fā)展中，數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)可以對(duì)其涵蓋的組織形式、運(yùn)行成果和建設(shè)條件等實(shí)現(xiàn)全面的反映，達(dá)到多層次和多角度的客觀分析。

1.3.2 科學(xué)性原則

在電子信息工程的應(yīng)用中，數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)還應(yīng)該遵循科學(xué)性的原則，就是說(shuō)要對(duì)信號(hào)處理獲得的成果實(shí)現(xiàn)合理的擴(kuò)張，在確保電子信息工程可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)上，做到數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的科學(xué)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)第一是要有可行的技術(shù)支持，第二是要做到對(duì)有關(guān)法律規(guī)定充分考慮，保障其健康長(zhǎng)遠(yuǎn)地向前邁進(jìn)。

1.3.3 環(huán)保性原則

我國(guó)正在努力建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)，數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)在遵循客觀性與科學(xué)性的原則之外，還要遵循環(huán)保性原則。在保證各項(xiàng)設(shè)備順利運(yùn)行和各項(xiàng)工作順利開(kāi)展的基礎(chǔ)之下，還需要考慮到環(huán)境保護(hù)的重要性，爭(zhēng)取做到用最少的資源發(fā)揮最大的價(jià)值。為社會(huì)帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，還要做到為社會(huì)帶來(lái)社會(huì)效益。

2 電子信息工程現(xiàn)狀

電子信息工程對(duì)于我們的生產(chǎn)生活有很大的價(jià)值和作用，能夠依靠電子信息設(shè)備對(duì)電子信息進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)信息處理的便捷化。但是就實(shí)際情況而言，電子信息工程在發(fā)展中還存在著兩大問(wèn)題。第一，由于種種原因，電子信息工程在我國(guó)的起步較晚，發(fā)展進(jìn)程與一些西方發(fā)達(dá)國(guó)家之間存在脫節(jié)現(xiàn)象。因此，在從發(fā)達(dá)國(guó)家引進(jìn)更為先進(jìn)的技術(shù)時(shí)，在國(guó)內(nèi)推行起來(lái)就會(huì)消耗掉規(guī)模比較大的資金，增加成本投入。除此之外，引進(jìn)的技術(shù)并不是當(dāng)今最為先進(jìn)的技術(shù)；第二，我國(guó)缺乏大量的專(zhuān)業(yè)性人才，電子信息工程的發(fā)展缺少創(chuàng)新性，這對(duì)于電子信息技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展是不利的[2]。

3 數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)在電子信息工程中的優(yōu)勢(shì)

3.1 數(shù)據(jù)處理能力高

在現(xiàn)如今的數(shù)據(jù)處理方面來(lái)看，數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)與其他技術(shù)相比有更好地適用性，原因在于數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)在工作過(guò)程中所使用到的數(shù)字信號(hào)處理器內(nèi)部安裝了具有高度獨(dú)特性的芯片，運(yùn)用到的結(jié)構(gòu)是哈弗結(jié)構(gòu)，可以使芯片的程序運(yùn)行和數(shù)據(jù)保存分別處在不同的空間之中，擁有較強(qiáng)的獨(dú)立性，在運(yùn)行過(guò)程中不會(huì)受到其他因素的干擾，運(yùn)行速度較高。

3.2 實(shí)現(xiàn)過(guò)程更加可控

在電子信息工程中可以很好地將數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)應(yīng)用其中的原理是利用不同設(shè)備之間的相互協(xié)調(diào)，利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)信息的全面管理以及數(shù)字的互通，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)處理的高效率。此外，數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)還可以發(fā)揮數(shù)字信號(hào)處理器的優(yōu)勢(shì)，處理較為復(fù)雜的數(shù)據(jù)信息，還可以依照實(shí)際情況對(duì)數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)中的硬件實(shí)現(xiàn)充分利用，增強(qiáng)數(shù)據(jù)信息的適應(yīng)性，促使處理數(shù)據(jù)具有高度的靈活性，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的全面掌控。

3.3 集成度更高

大規(guī)模的集成線路利用與聯(lián)合計(jì)算機(jī)技術(shù)的配合，實(shí)現(xiàn)了單片計(jì)算機(jī)的組成。在電子信息工程中，應(yīng)用的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)能夠發(fā)揮很好的效果主要是由于其配置了先進(jìn)的芯片結(jié)構(gòu)，這種芯片結(jié)構(gòu)主要是由高速計(jì)算芯片與高位計(jì)算芯片組合而成的，雖然這種芯片結(jié)構(gòu)的體積小，但是擁有強(qiáng)大的功能，運(yùn)行效果的穩(wěn)定性也比較好，為電子信息工程的發(fā)展提供了優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

4 數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)在電子信息工程中的運(yùn)用

4.1 數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)在軟件無(wú)線電系統(tǒng)中的應(yīng)用

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，軟件無(wú)線電系統(tǒng)正在被廣泛應(yīng)用。軟件無(wú)線電系統(tǒng)是一種通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，在實(shí)際的應(yīng)用中，可以被看作一個(gè)通信系統(tǒng)的平臺(tái)，數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)在通信中的重要應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了軟件無(wú)線電功能的完善，促使它可以運(yùn)用多種程序?qū)崿F(xiàn)通信的功能，同時(shí)，提升了通信的效果。

數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)在軟件無(wú)線電中應(yīng)用的技術(shù)內(nèi)容主要是體現(xiàn)在兩個(gè)方面。第一，A/D變換器，在運(yùn)用軟件無(wú)線電進(jìn)行信號(hào)發(fā)射的過(guò)程中，正是因?yàn)榇嬖贏/D變換器，信號(hào)才可以實(shí)現(xiàn)通過(guò)射頻前端轉(zhuǎn)換為寬帶中頻信號(hào)，這種變換器對(duì)中頻信號(hào)進(jìn)行了批量統(tǒng)一的處理，實(shí)現(xiàn)了將信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的目標(biāo)。在無(wú)線電技術(shù)中，A/D變換器發(fā)揮了巨大的作用，在提升了信號(hào)轉(zhuǎn)換效率的同時(shí)，還提高了軟件無(wú)線電的水平；第二，數(shù)字變頻技術(shù)，這種技術(shù)在實(shí)際的應(yīng)用上，也收獲了比較好的效果，它可以實(shí)現(xiàn)對(duì)龐大且復(fù)雜數(shù)據(jù)的過(guò)濾工作，采取的方式通常是變頻以及濾波。在實(shí)際地處理信息的過(guò)程中，數(shù)字變頻技術(shù)為了達(dá)到提高濾波速度的目標(biāo)，通常要對(duì)采樣點(diǎn)進(jìn)行一千次左右的處理，在這個(gè)過(guò)程中，涉及的數(shù)據(jù)量非常龐大，因此，需要借用可以編程的數(shù)字信號(hào)芯片，實(shí)現(xiàn)這項(xiàng)工作完成的高效率。當(dāng)系統(tǒng)要求的精確度較高時(shí)，這項(xiàng)工作可能要達(dá)到五千次，這時(shí)就需要將多個(gè)數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換器組合在一起，這些內(nèi)容都是可編程數(shù)字信號(hào)芯片強(qiáng)大功能的體現(xiàn)。數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)運(yùn)用到軟件無(wú)線電技術(shù)中提高了其處理信號(hào)的水平[3]。

4.2 數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)在移動(dòng)機(jī)器人領(lǐng)域的應(yīng)用

隨著技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代高新技術(shù)實(shí)現(xiàn)了緊密結(jié)合，并研發(fā)出了一種由計(jì)算機(jī)編程技術(shù)和電子信息控制技術(shù)結(jié)合所產(chǎn)生的智能機(jī)器人產(chǎn)物——移動(dòng)機(jī)器人，這種移動(dòng)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)效果是依靠移動(dòng)控制系統(tǒng)的性能來(lái)決定的[4]。為了加強(qiáng)移動(dòng)控制系統(tǒng)的性能，就可以將數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)應(yīng)用其中，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)機(jī)器人的順利移動(dòng)，達(dá)到良好的控制效果。除此之外，數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)還可以利用移動(dòng)機(jī)器人的USB，對(duì)機(jī)器人整個(gè)移動(dòng)軌跡周?chē)臄?shù)據(jù)進(jìn)行收集匯總，將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行有效整合后，可以將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，移動(dòng)機(jī)器人在移動(dòng)的過(guò)程中，可以根據(jù)獲得的信號(hào)規(guī)避前方障礙物，還可以提高它的定位能力。

4.3 數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)在短波通信中的應(yīng)用

數(shù)字信號(hào)通信技術(shù)除了上述兩種應(yīng)用形式外，還可以應(yīng)用到短波通信中，在實(shí)際的工作中，它可以實(shí)現(xiàn)音頻信號(hào)處理、掃描信號(hào)通道以及信號(hào)通道數(shù)據(jù)化等，并且還可以發(fā)揮圖像傳輸或傳真的作用。我們可以得知，在短波通信領(lǐng)域，數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)也具有很大的優(yōu)勢(shì)。它主要是用來(lái)處理短波通信中的射頻信號(hào)，再利用中頻信號(hào)實(shí)現(xiàn)信息模塊的數(shù)字化處理，最終實(shí)現(xiàn)音頻信號(hào)傳輸?shù)哪康摹＿@種技術(shù)是短波通信得以實(shí)現(xiàn)的前提，短波通信對(duì)數(shù)字信號(hào)的依賴(lài)度很高。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在當(dāng)前階段，電子信息工程的發(fā)展存在著一定的復(fù)雜性，而數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的存在為電子信息工程的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展提供了保障，是促進(jìn)其在各個(gè)領(lǐng)域大規(guī)模應(yīng)用的基礎(chǔ)。數(shù)字信息處理技術(shù)的應(yīng)用提高了電子信息工程建設(shè)的質(zhì)量，推動(dòng)其向著更加穩(wěn)定的方向邁進(jìn)。科研人員在研發(fā)過(guò)程中，要充分發(fā)揮這項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)信息化時(shí)代的發(fā)展。