摘要:随着我国科学技术的不断发展,互联网以及很多新兴的业务成为发展主流,因此数据传输流量也在逐年递增,数字信号处理已经成为我国信息传输发展过程中不可或缺的关键,但是随着科研人员不断研究和应用发现,实际上数字信号处理过程中还有很多缺陷难以解决,随着深入研究和发展科研人员发现了信噪比这一概念,信噪比在数字信号处理方面成为一个重要的定义,在很多数字信号处理缺陷都是依赖信噪比系数来补偿的,而且以信噪比来处理数字信号处理过程中出现的问题已经成为一项成熟的技术,被广泛应用的过程中也广受好评。本文主要了解数字信号处理技术以及通过数字信号处理进行有关信噪处理的研究,并通过这些研究找到可以实现系统稳定发展的关键。
关键字:数字信号处理;信噪处理;技术
一、引言
随着现代科技的发展,器件技术的发展也在不断推进,这一方面技术的发展也从很大程度上推动了越来越高速的数字处理器件的问世。通过国内外专家学者的研究可以了解到非线性系统中的内噪声和外噪声对于增加系统输出有着积极作用,数字信号的处理过程中,对于噪声的处理一直存在,虽然在实际操作过程中,由于噪声的存在影响了信噪比,从而导致很多有效信息无法提取,但是也是由于噪声的存在使得很多微弱的信号得以被检测,所以很多时候造成反而给数字处理带来了意想不到的结果。科研人员利用这个特点,在进行数字信号处理的过程中输入带有噪声的信号,然后通过不断调整信噪比提取更多微弱信号,增强数字信号处理的能力。
二、数字信号处理概述
数字信号处理就是将事物的发展轨迹转化为数字形式,通过先进的技术和仪器从这些数字中提取尽可能多的信息,通过获得的信息来满足实际需求。实际上数字信号的处理过程需要经过很多不同的步骤和机器。
2.1数字信号处理过程
目前所知道的大部分信号都是由事物的运动形成的,处理这些数字信号的第一步就是利用传感器将数字信号转化为电信号,然后再将电信号转化为我们可以看得见摸得着的信息。同时数字信号处理过程中的辅助电路和数字信号处理器之间形成一个系统,这就是一个简单的数字信号处理系统雏形,利用这个系统来进行数字处理的有很多,例如,我们说话和唱歌时产生的声波会通过麦克风转化话电信号,然后电信号就能转化为可以听的见的声音了,这就是一次完整的数字信号处理过程。典型的数字信号处理系统中一般会由7个单元组成:信号转换、低通滤波、模数转换、数字信号处理、数模转化、低通滤波、信号转换,通过这7个单元的传导就可以完成一次数字信号处理。
2.2数字信号处理的相关概念
2.2.1低通滤波
低通滤波时初始信号转化为电信号之后的第一个步骤,这个步骤的主要任务就是过滤掉信号中的高频部分,为信号的下一步传导作铺垫,同时还可保证再下一次传导中不会受到影响。由于数字信号处理实际上的控制装置是计算机,所以处理时都是依靠二进制进行的,数字信号通过二进制的计算处理转化为模拟信号发出,发挥数字信号的作用。
2.2.2数模转换
数模转换的这一部分就是将处理完成后的数字信号变成连续的时间信号,连续的时间信号就是可以用线段将这些信号相连,但是由于是线段相连,所以棱角比较突出,整条线段很不平滑。就是数字信号必须要转化成模拟信号才能被到我们能够看得见摸得着听得见。经过数字信号处理单元之后,这些信号还是会再被低通滤波处理,这样就可以将时间信号用平滑的线段连接,使得信号变成平滑信号,这样的信号才能被传输到出来进入下一个单元。
2.3数字信号处理的应用
随着科技日益发达,我们对于这些新技术的应用也是越来越得心应手,因此在实际生活中我们可以看到很多数字信号处理系统的应用实例。
因为数字信号处理主要就是利用数学的方式对信号进行一系列处理,使得数字信号被转导成我们需要的信息,因此在发展过程中,很多人也会认为数字信号处理系统只能处理数字滤波技术、波普分析技术的相关信号,但是随着计算机网络技术的发展,数字信号在其他各个领域被广泛应用。
2.3.1数字滤波器
数字滤波器是一种由加法器、乘法器等原件构成的算法装置,它一般有两种类型限冲激响应型和无限冲击响应型,它有两种运行方式:硬件和软件,数字滤波器应用数字信号处理系统可以表现出体积小、稳定性高以及可远程控制等优势,使数字滤波器有更好的发展。
2.3.2谱分析
谱就是对信号特性的一种分析方法,在实际中由于仪器限制,通过谱分析观察到的信息十分有限,因此随着计算机技术的发展,科研人员开始将数字处理应用于谱分析之中,很大程度上提高了谱分析的范围。
三、信噪比影响因素分析
在实际生活中噪声是无处不在的,而噪声也被分为很多种,一般我们所说的就是内噪声和外噪声,这些噪声的来源广泛,分布广泛,而且到目前位置还没有发现能够完全消除噪声的方法。数字信号处理通过对噪声的波谱进行分析和记录,进而实现对噪声的实时分析。信噪比与FOV、层间距、平均次数、重复时间、回波时间、反转时间等因素有着很大的关系,这些因素也是影响信噪比大小的关键。
四、数字信号处理中信噪处理分析技术研究
数字信号处理技术随着计算机技术的发展而被广泛应用,应用越来越广泛的同时科研人员又开始了对信噪比的相关技术的研究,通过不断研究和优化使得数字信号处理系统得到更大的发展。
4.1数字信号信道化设计
根据目前的科技发展水平,被处理之前的数字信号会先经过ADC或者DSP进行设计,设计后的信号才会进行信道化设计,经过信道化设计之后就可以提取出有效信号,将有效信号进行专业的算法处理,完成这一系列步骤就可以实现信号降噪处理。
4.2FIR滤波器处理
数字信号经过信道化设计就可以实现降噪的目的,而完成信道化设计的关键主要是:信道数的设定和滤波器组的排列,由此可以看出滤波器的重要性。滤波器组的排列方式有奇型排列和偶型排列两种,奇型排列一般应用于带通滤波器,偶型滤波器一般应用于低通滤波器。随着人们对滤波器认识不断加深,科研人员开始了对FIR滤波器的设计,这种新型滤波器应用偶型排列方式,由于具有更好的稳定性而被广泛应用。
4.3数字信号时域和频域检测分析
时域检测就是对传感器接收到的信号先进行计算,将检测结果与实际限定进行比较;频域信号检测则是将信号进行傅里叶变换转换,然后经过比较确定信号是否有效。时域和频域是信号的基本特征,通过对时域和频域的研究可以对信号进行有效分析,而且根据实际情况,时域和频域还可以进行相互转换。时域是分析信号在不同时间内的不同状态分析,频域是研究信号运动的频率,时域的优势在于清晰直观,频域的优势在于简单明了,在数字信号处理分析过程中,时域和频域发挥了同样重要的作用,两者之间相互联系,共同给数字信号处理提供便捷的方式。
五、结束语
随着我国信息水平不断发展,数字信号处理技术也变得更加受欢迎,被广泛应用于很多的领域,数字信号处理中的信噪比的研究成为重要的技术指标,在实际应用中也被给予重视。本文通过对数字信号处理以及信噪处理分析技术的研究,希望可以找到有效提高信号提取准确性的方式,实现数字信号处理系统的稳定发展。
参考文献:
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