探讨数字信号处理的发展

学生姓名： 韩洋

学生学号： 20114075162

所在学院： 信息技术学院

专业班级： 电子信息工程

中国·大庆

2014  年   6 月

探讨数字信号处理的发展

摘要：计算机技术发展迅速，数字时代已经成为社会的主流，数字信号处理技术是现代社会的重要技术。数字信号的应用十分广泛，通信、PC、图像图形以及仪表仪器方面都有数字信号处理技术的应用，还有很多新领域能够应用数字信号处理技术。本文本文简要说明了数字信号处理技术的特点，数字信号处理技术的发展历史，并且举例说明了数字信号处理技术在应用，最后对数字信号处理技术前景作了展望。

关键词：数字信号处理；技术；发展；应用

数字信号处理（Digital Signal Processing,DSP）是利用数字信号芯片，以数字计算的方法来处理信号，有速度快、灵活、精确、体积小和抗干扰能力强等等优点。DSP主要是由硬件、理论和算法三个基础来支撑它的发展。硬件指的是使用超大规模集成电路实现的芯片，当前很多芯片的速度都在增加，最高的每秒16亿次，而且市面上的价格也在大幅度下降。软件在通信、雷达、电视以及电子产品方面的应用很多，比如信号加密解密，信号调制解调等等。知成体系的理论主要包括数字滤波理论、小波变换理论以及离散线性系统理论等等。

1、数字信号处理技术的特点

数字信号处理实际上就是对数据进行提取以及变换，把信息从有干扰的环境里提取处理，之后再进行转换，变成便于识别的形式。较早的信号处理方法是模拟，这种方法很难修改参数，而且模拟器对周边环境变换不够敏感，渐渐被淘汰。数字信号处理技术采用的是二值逻辑，对电路噪音和温度有很强的适应能力。芯片技术的快速发展为数字信号处理技术带来了很多好处，比如集成度高，高速处理的能力强，带动了数字信号处理的能力。数字信号处理技术是把离散的符号或者数字进行处理，主要的工作是剔除信号当中的干扰，减少所采集信号的多余成分，也被称为数字滤波，还可以把分散的信息结合在一起，从而加强识别和分析。数字信号处理技术比模拟信号处理技术有更多的优势，比如：信号处理的动态范围比模拟信号大几十倍，更加精确；数字信号处理更加灵活，能够快速处理、缓存以及重组数据，可以灵活改变系统的参量，实现可编程处理；数字信号处理过程中不产生其他的噪音，信噪比更高；算法有直接的可实现性；良好的可靠性和预见性；可以对多径干扰和白噪音进行最佳处理。

2、数字信号处理的发展史

70年代DSP是基于数字滤波的信号处理，由分立的小规模集成电路组成，或者是使用计算机编程来实现，受到当时计算机技术的限制，主要是应用在医疗电子和生物电子等低频信号处理方面。80年代DSP进入到快速富立叶变换为主的信号处理阶段，出现了通用信号处理芯片，在雷达、地震以及语音通信方面应用，但是芯片的价格比较贵，还不能进入消费领域。90年代DSP技术发展到非线性谱估计为代表的信号处理阶段，能够使用高速的DSP处理技术提取更深层次的信息，硬件使用更加高速的芯片，实现巨大的计算量，每秒可以完成16亿次操作，并且使用微电子工艺批量生产，芯片的成本大大降低，在通信、数字电视和消费电子等领域开始广泛应用，并且占有了巨大市场。

3、数字信号处理的应用

3、1、数字信号处理技术在短波通信当中的应用

在短波通讯领域当中，数字信号处理技术主要应用在信道扫描、探测、数字化，链路质量分析，自适应呼叫，音频信号处理以及扩频技术等等方面。使用信号处理技术模块，是在模拟前端的射频信号处理之后，中频信号在输入数字信号后对模块进行数字化处理，之后再输出音频信号，AGC控制信号以及数字量化基带信号。AGC的控制信号反映到模拟前端的数字量的基带信号，以便分析波形和频谱，还可以供给终端设备，避免模拟信号的多次量化而引发的噪音。采用AD+PDC+DSP的模式来处理模块中的硬件构造，放大滤波之后的中频信号被输入到高速模数进行量化，然后在输入到可编程的变频器中降速，在搬移频率和频谱之后输出I/O的分量，之后经过基带信号到数模的转换之后，完成解调信息，输出最后的两路模拟量音频信号的任务。

3、2、数字信号处理技术在其他方面的应用

数字信号技术在测量仪表和测量仪器领域当中也被广泛运用，取代了之前的高档单片机，可以大幅度提高产品的功能，简化仪器上硬件的电路，实现测量的高精确度。数字信号处理技术在PC领域也被广泛应用，实现音频和视频的转换。信号处理技术在数字电视方面也已经普及，数字电视接收机已经有接收地面广播的数字电视机、接收有线电视广播的机顶盒、接收卫星数字电视广播的解码器。

4、数字信号处理技术的展望

今后DSP的发展领域将更加广泛，通信、电视控制、家用电器等消费类电子产品的数字时代已经到来，会迎来新的高潮。还可以开发大批专用的芯片，与其他的集成电路融合在一起，嵌入DSP内核的电路，发展成为性价比高的专用芯片。新的单芯片系统，不仅有大量的数字电路，还要有大量的模拟电路、敏感元件、高速A/D和D/A、所以从芯片结构、算法、生产工艺以及生产规范等方面会进入一个新阶段。

5、总结

现在数字信号技术的不断发展，不断发展，如同一个巨大的宝藏等待人们不断的开发和挖掘，对比于20年前，数字信号处理的性能提高了1500倍以上，虽然消费者还有更多的其他技术选择，但数字信号处理技术的主导位置不会发生改变，新型的数字信号处理技术装备以及高级编译器，它正向着高速，更低功效，更大容量的道路迈开步子。

参考文献：

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第二篇：关于数字信号处理技术的应用与发展