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数字信号处理系统在电子信息工程综合实践中的应用

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  摘 要:电子信息工程在多年的发展过程中,已经广泛应用于军事、医疗以及通信等领域。本文在分析当前电子信息工程领域信号处理问题的基础上,提出将数字信号处理系统应用其中,并分析了DSP信号处理系统的优劣势,为广泛推广数字信号处理系统在电子信息工程综合实践平台的应用奠定了基础。
  关键词:DSP;信号处理;电子信息工程;平台;可靠
  引言
  电子信息工程是一门综合类学科,涵盖了信号、设备以及系统三个方面的内容。作为现代社会发展必不可少的学科之一,也广泛应用于其他行业。随着DSP的出现,使得信号处理技术朝着更加先进、强大的方向发展;使得电子信息工程的应用领域更加广泛,目前已经广泛应用于通信、军事以及医学电子等领域[1]。
  近年来,随着科学技术的发展,计算机技术和电子信息技术也得到了飞速的发展,使得相关的数字信号处理技术被广泛应用于电子信息和通信等领域中。数字信号处理系统的主要功能是将系统所采集到信号转换为计算机可以识别的语言,进而发出明确的指令[2]。信号处理系统是连接计算机和信号的关键枢纽,对电子信息技术的发展具有非凡的意义。信号处理系统的应用全面提升了电子信息工程的实践效果,故应不断加强电子信息工程综合实践中信号处理系统的应用。
  1 电子信息工程发展历程
  随着电子信息工程的发展,目前电子信息工程主要包括有信息技术和网络通信技术。两种信息技术实现的关键基础在于计算机和集成电路,基于计算机和集成电路实现对电子信息的自动化处理。目前,我国针对电子信息技术的发展主要从电子水、信息系统研发以及集成等几个方面进行。最初的电子信息工程的主要技术在集成电路、音频图像的传输等[3]。随着科技的发展,现代电子信息工程已将互联网传输技术、信息传输技术以及电子信号传输等技术涵盖到其中,并一直处于不断创新的过程中。未来电子信息工程将会更加智能化、集成化、移动化以及小型化。
  2 DSP系统设计研究
  DSP指的是数字信号处理,数字信号处理系统设计的关键在于对信号处理和非信号处理的处理。
  针对信号处理问题,首先对输入输出的特性进行分析研究,并根据其确定DSP算法,而后基于相应汇编语言将相关特性指标表达于计算机上,最后在计算机上对相关特性指标进行仿真分析[4]。这一步骤中算法的确定和仿真是关键。其中,根据即将实现的性能指标,选择合适的算法,并对算法的结构进行设计;仿真的目的是将相关指标特性通过计算机体现出来。
  针对非信号问题的处理主要包括对设备可靠性、功耗、信号性价比等方面问题的解决。
  3 数字信号处理系统的优势分析
  近年来,随着信息技术的发展和進步,每天都会有大量的数据信息被传播,且信息被传播的范围被扩大、传播速度也被提升。在此新形势下,要求有高效的数字信号处理系统处理海量数据[5]。DSP的出现完美的解决了上述需求,该信号处理技术的主要优势如下:
  (1)DSP具有较强的可控性。基于DSP技术,用户可以根据待处理数据的类型和任务,选择不同的处理软件,从而提升对不同类型信号处理的能力,即提升了数据处理类型的多样性。比如,基于DSP技术所设计的滤波器能够实现对不同程序编程的滤波任务,并在滤波过程中不会系统内部的硬件造成损伤。
  (2)DSP处理速度快。基于DSP技术所设计的数字信号处理芯片,由于其独特的结构,大大提升了对信号的处理速度。具有独特结构的数据处理芯片能够实现数据在传输的过程中就可以对信息进行处理,进而提升了数据处理的速度,提升了整个系统的运行效率。此外,基于DSP技术的数字信号处理芯片的信息传输速度可达每秒百兆字节,且在高速信号传输的过程中,不会最终信号的处理质量造成影响。
  (3)DSP芯片的体积小,具有良好的集成性能。与传统信号处理系统相比,基于DSP的数据信号处理系统在传统信号处理系统的计算机技术和集成电路设计技术的基础上集成了单片机计算机,从而提升了芯片的运行速度和运算能力。此外,体积小的特点也从一定程度降低了信号处理系统的能耗。
  4 DSP在电子信息工程中的应用
  DSP信号处理系统为电子信息工程平台的核心单元。根据实际需求,基于DSP设计一款能够实时处理信号的平台;基于计算机实现对电子信息工程平台的操作。
  4.1 电子工程信息平台的结构概述
  基于DSP设计的电子工程信息平台主要由DSP系统和计算机组成。该平台具有操作简单,便于上手的特点。用户只需将所需处理的信息通过计算机输入后,DSP系统对有效信息进行处理,并将最终的处理结构通过计算机呈现出来。该平台的输入主要由操作者通过计算机实现,输出由DSP系统处理完成后实现。
  4.2 计算机单元
  电子信息工程实践平台中计算机的主要作用是连接信息与DSP处理系统。当待测信号确定后,由DSP系统中的调制解调器、FFI、数字滤波器等器件对信号进行分析处理,并在分析的基础上完成了图像处理、自动测量等。此外,基于计算机的通讯结构还能够有效降低实验人员试验步骤,并能够有效提升试验的精确性。
  4.3 DSP处理单元
  为了保证DSP信号处理系统不会对输入的数据造成失真等现象,用户根据计算机输入信息后,先通过数字滤波器确保所输入的信息不会失真;其次,在输入端加设放大器,放大输入端的电压信号,确保其电压要求与输入端的信道相匹配。传输完成后,通过A/D转换器将信号转换为模拟信号,在DSP处理单元中对所输入的信号进行分析处理。待信号全部处理完成后,信号原路返回,由计算机单元中显示处理。基于DSP处理单元能够实现对信号的输入、输出以及存取等操作。
  5 总结
  在科学技术高速发展的时代,为了确保信号处理的精确性、快速性以及实时性等,急需一款可靠、快速的信号处理系统。基于DSP为核心的信号处理系统具有可控性强、可处理信号的多样化、处理速度快以及集成度高等优势。
  参考文献
  [1] 耿荣生,沈功田,刘时风. 基于波形分析的声发射信号处理技术[J]. 无损检测,2002,24(6):257-261.
  [2] 刘春,吴晓玲,刘文清. 数字信号处理技术在气体检测中的应用[J]. 电子测量与仪器学报,2011,25(6):553-557.
  [3] 岳建海,裘正定. 信号处理技术在滚动轴承故障诊断中的应用与发展[J]. 信号处理,2005,21(2):185-190.
  [4] 倪飞,邓兴成,李贤. 空间光通信ATP系统中光信号处理技术研究[J]. 激光杂志,2000,21(4):15-16.
  [5] 张秀琦,刘辉,郑建斌,等. 信号处理技术在重叠化学信号解析中的应用[J]. 化学进展,2002,14(3):174-189.
  作者简介:黄何,男,1982年12月出生,四川省蓬溪县,大学本科,研究方向电子信息,工程师,四川九洲电器集团有限责任公司,621900。
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