數字電子技術的應用與發展研究

【摘 要】本文討論了數字電子技術在各個領域中的應用和發展前景，文章主體分為三個部分。第一部分，概述了數字電子技術研究的內容和特點；第二部分介紹了數字電子技術的應用，具體包括四個方面：1數字電子技術在USB總線微波功率計上的應用2數字電子技術在雷達接收機上的應用3數字電子技術在網絡中的應用4對數字電子技術的發展前景進行了展望；第三部分綜述全文。

【關鍵詞】數字化；電子技術；應用與發展

隨著電子設備的普及，數字電子技術應用到各個領域，發展前景良好。數字電子技術為建設信息化社會奠定了堅實的技術基礎。研究數字電子技術的實際應用，能發現實踐工作中遇到的問題，有利于數字電子技術的進一步完善。筆者對此進行探討，僅供交流參考。

一、關于數字電子技術的研究內容和特點

數字電子技術主要研究各種邏輯門電路、集成器件的功能及其應用，例如，邏輯門電路組合和時序電路的分析和設計、 集成芯片各腳功能和555定時器等等?？茖W技術推動數字電子技術發展，突出了電子信號處理的優勢。將模擬信號按比例轉換成數字信號，將數字信號送到數字電路進行處理，再將處理結果根據需要轉換為相應的模擬信號輸出，能充分發揮和利用數字電路在信號處理上的強大功能。

二、關于數字電子技術的應用和發展

（一）數字電子技術在微波功率計上的應用

微波功率計是以數字電子技術和虛擬儀器理論為依據，通過對應軟件實現了將微波功率和直流電壓之間的轉換，完成了兩者之間的采集與傳輸。微波功率計探頭由三部分組成，分別是USB通信電路、檢測微弱信號電路和檢波二極管電路。微波功率計的軟件由三部分組成，分別是應用程序、驅動程序和控制器固件程序組成。試驗在常溫下進行，首先確定各項參數，功率范圍是[-55dBm，+20dBm]，頻率范圍是[10MHz，18GHz]，功率待測電50個，隨機抽取。然后用所設計的微波功率計進行測量，結果顯示，基本能夠達到測量目標，實現連續波的平均功率測量。但是由于溫度和電路穩定性的影響，動態范圍兩端的測量數據誤差較大。整體上看，微波功率計能夠達到相關標準，符合要求。微波功率計的優點是系統簡單、操作簡便，體積精巧、精準度高、能夠與WINDOWS系統設備匹配。

（二）數字電子技術在雷達接收機上的應用

雷達接受機要有較強的抗干擾探測能力，要能在寬工作頻道工作，要有高度的靈敏性。數字電子技術已經應用到雷達接收機等高精確度儀器中，雷達接收機正由模擬接收機向數字化接收機方向轉變。轉變內容具體涉及三個方面，低噪聲放大器、鏡頻抑制混放電路和I/Q解調技術。運用高指標的數字變頻和數字過濾技術能完成前兩者的轉變，運用數字電子技術能實現I/Q解調技術的轉變。一般情況下，雷達接收機使用正交型I/Q解調技術對回波進行處理，獲取中頻信號的相位與幅度等相關信息，從而提升雷達的檢測性能。非正交相位與非平衡幅度等因素，會使相應的信號產生多余的鏡頻分量與幅相誤差，影響后級的數字處理電路的性能。

（三）數字電子技術在網絡中的應用

數字電子技術研究的內容是邏輯門電路、集成器件的功能和集成器件的應用，具體包括，邏輯門電路組合和時序電路的分析和設計、集成芯片各腳功能以及555定時器。數字電路在信號處理方面的功能非常強大，首先依照比例把模擬信號轉變成數字信號，然后把數字信號送到數字電路進行處理，最后依據需要把處理結果轉換成模擬信號進行輸出。要理解數字電子技術的工作原理，首先要了解一個相關概念，幅值是幅度取值的簡稱，幅值是指數值被限制在有限個數值之內。數字信號要求幅度的取值是離散型的。常見的數字信號是二進制碼，二進制碼之所以能被廣泛使用，是因為它受噪音影響小，便于數字電路進行處理。數字信號的突出優點是抗干擾能力強，不積累噪聲，有利于信息儲存、交換和加密處理，有利于減小設備體積和設備集成化，便于構成綜合數字網和綜合業務數字網，進而加寬占用的信道頻帶。

信號的數字化過程要經過抽樣、量化和編碼三個步驟，信號的數字化過程也叫做脈沖編碼調制。抽樣是指用每隔一定時間的信號樣值序列來代替原來在時間上連續的信號，也就是在時間上將模擬信號離散化。量化是用有限個幅度值近似原來連續變化的幅度值，把模擬信號的連續幅度變為有限數量的有一定間隔的離散值。編碼則是按照一定的規律，把量化后的值用二進制表示，然后轉換成二值或多值的數字信號流。這樣得到的數字信號可以通過電纜、微波干線、衛星通道等數字線路進行傳輸。在接收端則與上述模擬信號數字化過程相反，再經過后置濾波又恢復成原來的模擬信號。把模擬信號轉換成數字信號，提高了網絡通信信號的處理能力和網絡信息的傳輸效率，實現了通信的高速度和大容量。高速信息電子網絡主要由四部分組成，分別是通信網絡、計算機、數據庫和日用電子產品，它們共同組成了完備的網絡體系。計算機和服務器先把模擬信息轉化為數字信息，并且進行信息輸入或輸出；然后數字信息在數字電路上進行傳輸，最后對信息進行存儲，并將數字信息再轉換成模擬信息，完成數字電子技術對網絡信息的傳輸的處理和控制。

（四）數字電子技術的發展

運用數字電子技術處理模擬信號，從20世紀70年代開始到現如今，這種“數字化”技術幾乎應用到了所有領域。數字化技術的發展總是以電子電子設備為載體，與電子設備同步發展。隨著網絡化進程的加快，電子設備的普及，電子設備更新換代的加快，數字化技術已經滲透到生產生活的各個方面。數字電子技術是構建網絡技術高速公路的核心技術，也是為今后科技發展提供基本的技術支持。

三、結語

數字化技術與各種電子設備通行，走入生產生活的各個方面，應用到微波功率計、雷達接收機和計算機網絡等多個領域。數字化技術是信息革命的產物，科技推動信息發展，數字化技術還將繼續變化發展，相關科研工作者要與時俱進，走在科技前沿，讓數字電子技術更好地服務于生產生活。

參考文獻：

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作者簡介：劉寶兵（1980-），男，河南鄭州人，學士，助教，研究方向：電學。