数字信号在电子信息工程中的应用

数字信号在电子信息工程中的应用

闫宗胜

新疆广电网络股份有限公司运营分公司，新疆 乌鲁木齐 830000

摘要：数字信号作为一种重要的现代技术，在社会生产生活中发挥着不可替代的作用，是对传统的电子信息工程管理模式的新突破，也是深化电子信息工程改革的重要课题。本文通过分析数字信号的基本特征及应用优势，结合应用现状，分析了其发展前景，提出未来发展的期望，仅供参考。

关键词：数字信号；电子工程；信息工程

引言：随着科技的发展，作为维护社会工业生产有效运行的重要工具，数字信号技术对生产生活产生了持续而深远的影响。本文以数字信号在电子信息工程中的应用实例为切入点，探讨数字信号处理技术的内在价值，以期为电子信息工程的快速发展注入持续的动力。

1数字信号概述及其基本特征

1.1数字信号技术的内涵

数字信号采用数字0、1进行数据的转化和传递，作为一种专业的信号处理设备，在信号过滤、采样处理等工作中发挥着重要作用。采用一定的编码技术，使得与模拟信号相比具有更强的抗干扰能力，从而更加适合远距离传输。作为一种信号处理技术，广泛地应用于各种信号处理工作中，兼具电话、电报、数据及图像等多种信息的传送功能，且由于便于进行加密和纠错，因而具有较高的可靠性。

1.2数字信号的特征

信号实际上是一种物理量，可以通过频率、相位和幅度的变化用来表示不同的信息内容，描述状态。模拟信号是一种连续信号，只有在离散时间信号上才有定义，模拟信号到数字信号的转化，与数字信号到模拟信号的转化，为更好的适应工作环境创造了可能性。数字信号通过压缩减少了占用带宽，能在有限的带宽内进行更多、更高频的信息。在实际应用中能准确的实现变化的信息转化为0、1两种状态，大大提高了工作环境中噪声的干扰，也提升了传输质量。

1.3数字信号的应用优势

1.3.1抗干扰能力强

数字信号在计算机中常用二进制数表示。数字信号在受到其他的信号干扰时，只要干扰信号没有超过其阈值范围，便可恢复原有信号；若干扰信号超过数字信号的阈值范围，则采用一定的编码技术便可查出并纠正。因此，与模拟信号相比，数字通信中可以避免较高噪声干扰，实现远距离、高质量的传输。除了应用于通讯技术，数字信号还可用于信息技术的处理，如高清晰电视、DVD激光机、VCD等。

1.3.2便于加密

数字信号的处理能力较强，这主要是因为数字信号是通过单片计算机芯片进行处理的。这种芯片的体积较小，可实现多样化且性能稳定，并可在信息的传送过程中，利用数学逻辑运算由数字转换的信号，进而达到加密数字信号、解密数字信号和处理数字信号的目的。

1.3.3便于储存、处理及交换

数字信号可通过与计算机联网然后进行存储、处理和交换，同时，技术人员可以根据需求的不同更改数字信号的形式。所以，数字信号的稳定性、灵活性高，可在很多领域得到应用。

1.3.4应用范围广

与传统的信号处理技术相比，数字信号处理器运用的单片计算机芯片的存储和运行程序相对独立，在对数字信号进行处理的过程中，还可以下达其他的处理指令，使信息得到更加高效的处理，提高了信息的处理速度。此外，数字信号的处理器与其他信号的处理器相比，应用单片计算机芯片，大部分电路均为数字电路，可通过大规模或超大规模的集成电路进行处理，进而使数字信号处理器的体积和耗能均较小，并且具有多种类型，可被多种软件应用。

2数字信号在电子信息工程中的应用

目前电子信息工程整体发展水平还不是很高，为了提升整体的技术和发展水平，我国积极开展外资合作等一系列措施，不断学习外国的先进技术，因此，电子信息工程现代化技术的发展越来越快，对电子信息工程的研究也更加深入。我国与发达国家在电子信息领域存在着一定的差距，只有不断深化探究，才能让我国的电子信息工程与外国的差距逐渐缩小。但由于过分依赖外国的技术，在自我的电子信息工程领域的创新能力和创造性较弱，这在一定情况下阻碍了我国科技技术的发展和进步。

电子信息工程领域还缺乏良好的市场环境。没有良好的市场环境和政治环境无法让企业或者产品走得更远，这两种环境是必不可少的因素。所谓的政治环境就是指没有相关的法律法规来保护电子信息工程领域，一些从事电子信息工程相关的企业没有得到法律的有效保护，用不正规手段竞争的现象比比皆是，这种现象所带来的风险也是较大的。我国的电子信息工程在一定程度上促进了电商模式的经济发展，但很多企业为了避免风险，依然走传统道路的模式，严重限制了电子信息工程的广泛使用。

2.1数字信号在软件无线电中的应用

软件无线电是无线电通信领域的重要组成，软件无线电技术最早服务于军事，进而转化到民用的无线移动通信，由于能将模拟信号数字化过程最大限度靠近天线，因此借助DSP在处理能力的优势进行调制、译码、分离等工作。本质上而言是一个通信系统结构，对软件有着较高的依赖性，从而基本满足通信功能。正是发出射频信号中A/D变换和数字变频两大核心技术的应用，使得软件无线电具有集中批量处理中频信号、完成信号转变之后的变频、滤波、二次采样等工作。就滤波工作而言，在一个滤波工作周期内，需要进行上千次的采样，可见其工作量之大，正是数字信号芯片的良好运行保证了无线电技术发挥功能。

2.2数字信号在短波通信领域的应用

数字信号对短波通信的重要作用不言而喻，并且短波通信涉及的领域广泛，既包括图像静态处理也包括音频信号处理，没有数字信号处理技术短波通信的优势就无法体现。具体而言，在扩频、信道数字化、链路质量分析等方面，作为一种新兴技术起到了关键作用。数字信号模拟技术是对相关信号进行智能化与数字化处理，利用模拟RF信号，从而实现音频信号的输出。

2.3数字信号在移动机器人中的应用

移动机器人技术以USB为基础，借助于运动控制卡进行调整机器人移动，这也是机器人实现移动的关键，也是数字信号的核心应用。在具体的控制移动过程中，结合环境探测系统、定位系统，主要依靠步进电机，实现移动、避障、追踪等功能。在步进电机中最重要的还是数字信号处理器，数字限号转变为脉冲信号是数字信号处理器的关键部分，是整个机器人的移动最重要的影响因素。进一步提升数字信号处理器的实际价值在于更准确的实现目标定位、目标跟踪，进一步保证数字信号处理工作的有效开展。

3数字信号处理技术的未来展望

数字信号处理技术日益普及，也在不断发展优化，不断提高数字信号处理技术的效率是电子产品发展的动力来源。数字信号处理技术尚处于初步发展阶段，结合其应用优势和自身特点，在今后的发展中会更加注重运行速度，致力于减少电子设备损耗、减小元件体积和质量，进一步满足社会生产的新需求。数字信号处理技术可推进DSP系统集成电路成为编程多媒体的主流设备，并且在数据与图像研究方面，必将成为一个新的研究热点。

结论：科技发展的时代背景下，追求更便捷、更高效的科技手段是必然趋势，而实现这一目标离不开数字信号处理技术。发展电子信息工程是社会经济发展的必要工作，也是基于传统的实践操作进行的创新优化，使之与现代化、智能化电子工程实现更紧密的融合，也是电子信息工程健康可持续发展的保障。

参考文献：

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