数字信号处理技术在电子信息工程中的应用徐佳姣

发表时间:2020/7/1   来源:《工程管理前沿》2020年3月8期   作者:徐佳姣
[导读] 社会经济的快速发展也促进了数字信号技术的应用,当前图像、视频以及音频等均可当成模拟信息予以处理,在处理数字信号的过程中其关键设备为DSP,该设备的应用能够有效转化模拟信号,更加容易被计算机所接收。
        摘要:社会经济的快速发展也促进了数字信号技术的应用,当前图像、视频以及音频等均可当成模拟信息予以处理,在处理数字信号的过程中其关键设备为DSP,该设备的应用能够有效转化模拟信号,更加容易被计算机所接收。为了能够进一步促进电子信息工程的发展,就需要对数字信号技术进行合理的应用,通过不同的处理方式对图像与视频等进行有效处理。
        关键词:数字信号;处理技术;电子信息;应用
        1数字信息处理技术的概述
        概括来讲,数字信息处理技术主要是将声音和视频等转化成数字的技术,但是从根本上来看,这项技术在转变成信息的过程中,需要从嘈杂的环境中进行信息的提取并转变成被人们所接受的模式。在未出现数字信息技术的时候,信号的处理方式主要为模拟,但是这种操作存在很多的不足之处,不能满足人们日益增长的需求,因此在相关科学人员的研究下就出现了数字信息处理技术,该项技术从出现到如今共经历了四个阶段,70年代初期提出了理论依据,80年代则将理论应用到了研发中,90年代在不断的改革创新中,最终形成了数字信息处理技术。
        2数字信号处理技术的优势
        相较于以往人们所采用的模拟信号处理技术,数字信号具有能够实现远程控制的优势,并且数字信号处理技术能够针对不同设备、不同软件以及不同用途等内容采用不同的处理方式对数字信号进行处理,因此,数字信号处理技术具有更强的灵活性,能够满足不同人群的需求。比如,计算机领域的科学工作人员在对数字信号进行处理时,采用数字信号处理技术更加能够充分发挥出现代数字信号处理器的优势与特性,并且能够使其替代原始的调制解调器,如此一来,采用数字信号处理技术便能够实现对不同类别的程序进行编译。且数字信号处理技术专用的数字信号处理器相较于原始的模拟信号处理器其运算速度更快、更高效。这是因为当前的数字信号处理器拥有专属的芯片,并且采用哈佛结构进行设计而成,其能够使芯片中存储与运算的独立性得到保障,如此便使数字信号处理器拥有了专属的信号传输通道。同时,相较于以往的信号微处理结构,当前采用的哈佛结构设计的数字信号处理器能够实现对指令以及信号数据的同时处理,由此便使数字信号处理器的信息处理效率得到了提升。最后,数字信号处理技术采用的处理器具有更高的集成性,因此能够实现更多的用途以及功能。其主要采用超大规模的集成电路构成,相较于其他处理器具有更小的体积,但其使用性能较其他处理器更强,因此数字信号处理器在现代信息科学技术中的使用更加便捷,在各种环境的信号处理中都具有一定的优势。
        3数字信号处理技术在电子信息工程中的应用策略
        3.1优化运动控制卡
        移动机器人的设计离不开移动控制卡的支持,而数字信号处理技术的推广和应用则是提高移动控制卡运行性能的重要因素。操作人员在操作机器人运行时,主要是通过数字信号处理器发出的信号引导机器人移动,然后利用完善的移动控制卡检测机器人周围的环境,确保机器人按照要求有序移动。操作人员在开展移动控制卡的优化工作时,必须先根据移动机器人运行的实际情况,分别进行安装数字信号处理器的机器人和未安装数字信号处理器机器人的对比试验工作,仔细的观察两个机器人在运行过程中的实际反应。经过严格的试验发现,已经安装了数字信号处理器的机器人在运行过程中产生了反应,而未安装数字信号处理器的机器人则未出现任何反应。所以,经过优化处理的数字信号处理器不仅能够有效地控制机器人,同时也确保了机器人按照预定的轨迹正常运行。
        3.2数字信号处理技术普及
        为了能够进一步加快电子信息工程的发展以及数字信号技术的广泛应用,就需要在企业中加强对于员工数字信号技术的接受、理解以及应用。这就要求企业需引进专业性人才,然后鼓励企业老员工能够向技术人才进行学习与交流,督促企业来员工不断地提升与完善自己。同时作为企业管理者,可为企业员工定期开设讲座,普及数字信号处理技术,并提供其实践与学习的机会。


        3.3数字信号处理技术在移动机器人领域的应用
        数字信号处理技术在移动机器人设计领域也具有重要作用,在多数新型移动机器人的控制系统构造中,它的移动以及运作多数是基于USB总线来完成的,通过移动控制卡实现对机器人的控制,便于建立分布式的环境探测系统,以此实现构建周围环境地图的目标,并对设定的目标内容进行跟踪以及定位操作,同时可借助环境探测系统实现导航以及躲避障碍物,而数字信号处理器便是运动控制卡的核心内容。因此,数字信号处理器在计算机的移动控制卡设计中产生着影响步进电机的适应性作用,其中,以移动机器人的操作为例,机器人首先需要借助步进电机采集外部环境的数据,并通过USB总线向上位计算机传输收集到的环境信息数据,在由上位计算机对其数据进行分析并发送相关的操作指令。上位计算机需要将机器人收集到的环境数据信号进行转换,才能够将其转为换能够被机器人所识别的脉冲信号,最后通过输出脉冲信号来实现对机器人步进电机的控制,进而以此实现操作机器人运动的目标。数字信号处理技术以及数字信号处理器具有重要的作用,承担着将数字信号转换为脉冲信号的任务,通过数字信号处理器才能够使机器人输出信号,才能够控制机器人的运动。
        3.4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。
        3.5数字信号在短波通信中的应用
        数字信号处理技术在短波通信中具有对信号通道进行扩频、音频信号处理、信号通道的数字化以及信号通道扫描的作用,且还承担着图像传输以及传真等任务。因此,数字信号处理技术在短波通信中具有重要作用,而在短波通信中,数字信号处理技术主要是对短波通信中的射频信号进行处理,之后再通过中频信号对信号模块继续数字化处理,最后才能够完成对音频信号的传输。因此,数字信号处理及时是当前时期短波通信中的重要技术内容,是实现短波通信的重要基础内容。而数字信号处理技术在短波通信中除了输出音频信号外,还承担着对基带信号进行数字量化以及输出ACG控制信号的作用,而这两种信号不同于短波信号中的音频输出,其主要是为了实现对信号波形的分析,所以ACG信号主要是对信号进行放大增幅以及前端模拟操作,使其能够在给终端设备传输信号时避免因为信号量化而形成的噪音。
        结论
        电子信息工程中应用数字信号处理技术时,不仅要充分利用现代计算机信息技术创新和优化数字信号处理管理模式,而且应根据企业自身发展的实际情况,加强员工技能的培训力度,要求员工掌握数字信号处理器的相关知识。
        参考文献;
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        [2]刘帮星.浅谈数字信号处理技术在电子信息工程中的应用[J].计算机产品与流通,2019,(9):61.
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