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数字信号处理技术在电子信息工程中的应用

2020-11-25任红星郑海霞

电子技术与软件工程 2020年22期
关键词:信号处理器数字信号信息工程

任红星 郑海霞

(陕西国防工业职业技术学院 陕西省西安市 710300)

随着社会的飞速发展,我国现代化科学技术也在不断的创新和变革,而以现代信息技术为基础的数字信号处理技术也得到了创新发展。同时,在电子信息工程中使用数字信号处理技术,能有效提高其技术能力,为我国先进科学技术提供有利的支撑。本文主要从数字信号处理技术的优势出发,深入探究在电子信息工程中,如何有效使用数字信息处理技术。

1 电子信息工程的发展现状

电子信息工程的创新发展,为人们的生活创造了许多便利条件,对人们的生活节奏逐渐加快,进一步提升了生活质量。而各类电子信息设备的进一步优化,促进了电子信息设备的平稳运行,对电子信息工程的发展有较大的促进作用。虽然我国的电子信息工程的发展历程较短,但在社会经济快速发展的背景下,促使我国加强了对电子信息工程的研究力度,从而使得电子信息市场中不断涌现出各种高品质、高效率、高颜值的技术产品[1]。另外,在电子信息工程的发展过程中,我国积极吸收了先进国家优秀的科学技术,虽然使得我国电子信息工程得到了很大的发展,但却未能接触到全球范围内最先进的技术,因此我国追赶全球先进技术还有一大段路要走。目前,不论是国家还是企业,对高水平、高专业、高素质的电子信息工程专业人员还是很稀缺,并且缺少完善的人才培养机制,并不利于我国电子信息工程事业的发展。

2 何为数字信号技术

2.1 数字信号技术概念

所谓数字信号技术,是一种通过数字化方式对信号内容进行表示,并采取相应的措施对信号进行科学有效处理的一种先进技术。相较于其他信号处理技术来说,数字信号技术是较为先进的一种技术形式,而与模拟信号处理技术相比,数字信号处理技术能对数字信号进行微处理,并能从实际需求出发,及时数字信号进行适当的处理,有效提升了信号处理的效率[2-3]。另外,数字信号处理器是一种针对信号处理的专业性器件,数字信号处理器在接收到原始数据信号后,先过滤信号,并进行抽样处理,随后转移数字信号等,通过这些具体的工序,在实际需求的基础上,进行信号转换工作。而这种信号处理技术被广泛运用到各种工程领域中,包括自动化工程、医疗卫生领域、航空航天领域以及雷达探测领域等。除此之外,随着科学技术的发展,数字信号处理技术得到了许多企业的青睐,并将其作为核心的产品,或者核心的科学技术,从而使得数字信号处理技术在电子信息工程中逐渐成为不可替代的一项重要技术,对电子信息工程的发展具有极大的促进作用。

2.2 数字信号技术的优点

从数字信号技术的本质出发,它其实就是有效的变更和转换已经提取的全部信号数据,并将其中有用的信息提取出来,从而使得数字信号更容易被识别。在传统的信号处理中,通常采用的是模拟信号处理技术,而使用模拟信号处理技术会使得参数变得相对固定,并不利于后期的修改,同时经过模拟信号处理技术处理的参数对环境变化的感知力较弱,且敏感度不高。而数字信号处理技术正好弥补了模拟信号处理技术的缺陷,这也正是数字信号处理技术一经提出,便成功代替了模拟信号处理技术的重要原因[4]。另外,数字信号处理技术运用的是先进的二值逻辑技术,能够敏锐的感知周围环境的变化,包括颜色、温度、声音等变化都很难逃过它的感知,因此数字信号处理技术在稳定上的优势尤为明显,能确保信号稳定的输入和输出。除此之外,在科技飞速发展的放下,数字信号处理技术得到了更广泛的运用,使得其适应能力也在逐渐得到加强,不断涌现出更多强大且使用灵活的信号处理器,在一定程度上促进了数字信号处理技术的发展。

3 数字信号处理技术的优势所在

3.1 更具有高效性

数字信号处理技术具有较强的数据信息处理能力,相较于其他技术而言,其技术优势还是比较大的[5]。而当前的数字信号处理系统中,具备有先进且独特的芯片结构。而属于哈弗结构的芯片,能在哈弗结构的帮助下,更顺利的运行,并且在运行过程中,能在两个不同的独立空间中,建立起程序运行和数据,以此保证芯片在运行正常的情况下,取得独立的数据处理能力,通过这样的方式,能避免芯片与其他线路运行发生矛盾和冲突。同时,对比其他的处理结构,哈弗结构对指令的接收速度更快,并且能根据指令的下达快速且准确的完成执行。由此,数字信号处理技术在处理信息数据时,具有一定的全面性和便捷性,进一步提升了信息数据的处理效率,并确保其信息数据处理质量。

3.2 针对目标的实现进行控制

当前,电子信息工程中的数字信号处理技术能很好的协调不同型号的设备,并通过计算机网络软件科学有效的处理各项数据和信息,以此促进数据信息的处理效率和处理质量的提升[6-7]。而将数字信号处理技术融入到信息数据的处理当中,有利于促进复杂数据信息的处理效率,并且能对其进行有效的利用,充分展示出数据信息的处理优势,从而使得数据处理器能将采集器转换为调解器。另外,相较于其他仪器来说,数据处理器在运行上更具有优势,不仅速度快且准确率高,能更好的完成滤波任务。同时,使用数字信号处理技术,能有效调整数字信号处理系统设计的不足之处,并且能科学合理的改善系统硬件设备,以此保证处理工作能更便捷高效的完成,从而实现控制目标的全系统、全方位的控制。

4 如何合理的使用数字信号处理技术

4.1 加强数字信号处理技术的推广和普及

电子信息工程和数字信号处理技术,具有较强的综合性和技术性特点,并且要求技术操作人员的技能水平达到一定的标准。而在实际工作中,应当提高对操作人员的培训力度,让员工能够充分掌握电子信息工程的相关知识,并且全面了解数字信号处理技术,从根本上降低人员操作失误的概率,从而有效提高工程运行质量,使得数字信号处理技术得到最大化的运用[9]。同时,可以聘请较为权威的行业人士,对操作人员进行详细的教学培训,让员工能在培训中进一步加强自身数字信号处理技术的使用效率,对数字信号处理技术有一个全面的认知,包括技术原理、技术构成以及技术应用等,保证每一位操作人员都具备一定技术知识,促使其在实际工作中能够熟练的使用数字信号处理技术,将所需的数据和信息进行集中的处理,更好的完成工作任务。另外,在开展培训教育的过程中,应当根据培训内容进一步检测员工的培训结果,以培训学习内容作为考核测试的主要内容,以此检测员工培训的收获。通过这样的方式,能充分了解工作人员对数字信号处理技术的掌握程度,以此保证每一位工作人员能对各个技术的使用环节进行有效的控制,并将数字信号处理技术的优势充分展示处理,从而促进我国数字信号处理技术的进一步发展。

4.2 运用到短波通讯中

在短波通讯中运用数字信号处理技术,主要是优化短波通讯中的信道数字化、传真、静态图像传输以及音频信号处理等方面的内容[10-11]。而数字信号处理技术能准确模拟出射频信号,并利用中频信号进一步处理数字化,以此成功输出音频信号。同时,科学合理的使用数字信号处理技术,还能进一步提升信号处理质量,这就说明,数字信号处理技术的使用为短波通讯提供较大的发展空间。

4.3 对运动控制卡进行优化

在电子信息工程中使用数字信号处理技术,运动控制卡的使用是关键,科学合理的优化运动控制卡,有助于提高机器人的设计质量。而在当前的机器人技术研究领域中,大部分运动控制卡都是依靠步进电机进行控制的,在步进电机的支撑下,可以使得机器人具有一定探测环境的能力,从而帮助机器人在运行的过程中,对空间中遇到的各种障碍物有相对的认识,以此成功避开障碍物,使得机器人的进行更为顺利[12]。因此,要想进一步提升机器人的运行性能,在后续的发展过程中,针对运动控制卡的数字信号器进行优化是十分必要的。另外,使用数字信号处理技术,能将信号率先传递给步进电机,使得机器人在运行的过程中,能够快速的接受到信号,以此为机器人的运行提供动能。同时,在机器人运行中,数字信号处理技术所起的作用是巨大的,因此在后续的发展中,应当不断优化数字信号处理器,以此为机器人提供源源不断的运动能力。例如,在进行运动控制卡优化设计时,可以通过实验验证的方式,检验在数字信号处理优化下的机器人技术差距。首先,可以选择配置相同的两个机器人参与该项验证,将数字信号处理器安装到其中一个机器人上,而另外一个机器人则不安装,随后同时启动两个机器认,将其周围环境中的信息数据采集完整,并使用USB 接口将采集的数据录入到计算机中,通过计算机能将数据信息转化为冲脉信号,以此将数据信息传递给机器人。而在观察两个机器人的运动能力中可以发现,装备数字信号处理器的机器人能很好的躲避障碍物,而没有将数字信号处理器安装上的机器人则会有不同程度的障碍物碰撞。通过这样的方式,可以看出数字信号处理器的使用,对机器人的智能性有很大的提升作用[13-14]。

4.4 优化通信系统结构

将数字信号处理技术使用在通信系统结构中,能起到一定的优化作用,使得无线电通信任务能更好的完成。另外,在通信系统结构中使用数字信号处理技术,能完成难度大且复杂的无线电通讯。同时,数字变频技术作为数字信号处理技术中涵盖的一项技术,能在数字信息进行转移后,实现信号的转换和变频,从而使得无线通讯工作顺利的完成。由此,将数字信号处理技术运用到信号传输过程中,能进一步加快信息的传输速度,使其工作效率更高[15]。

5 结论

由上述得知,将数字信号处理技术运用到电子信息工程中,能起到减少能源消耗的作用,使得数据信息处理速度加快,操作难度降低,并将其优势充分展示出来,包括控制管理、信号处理以及集成度。通过这样的方式将电子信息工程的各项实施要求落实到位,以此进一步推动电子信息工程的可持续发展。

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