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摘要：數字電子技術是隨著信息時代的逐漸深入而衍生的新技術，既是模擬電子技術的延伸，也是在模擬電子技術之上發展起來的。無論是工業生產還是日常家居生活，數字電子技術的相關應用已經廣泛深入到了各個領域中。本文首先介紹了數字電子技術的主要優點，然后分析了數字電子技術近年來的發展歷程，最后重點說明了數字電子技術的應用領域。
關鍵詞：數字電子技術；優點；發展歷程；應用領域
數字電子技術主要是通過邏輯電路、集成系統以及各類傳感器將模擬信號轉換為數字信號，然后再應用到數字電路的各個環節中，最后再進一步轉換為模擬信號輸出。數字電子技術的廣泛應用不但加快了我國信息化時代的到來速度，還大大提高了我國工業、通信業以及互聯網行業的技術更新效率。
1數字電子技術的主要優點
1.1加快了信號的接收速度
數字電子技術的主要處理對象就是信號，而信號由于在傳輸過程中受到的不確定因素的干擾，很容易影響最終的接收速度。接收速度的快慢則直接體現了信息傳播的速度。模擬信號的波形是連續不穩定的，由于其波形種類較多不易區分，在傳輸過程中一旦受到干擾就波形就會發生變化，進而影響接收時的辨識度。而數字信號的波形則比較簡單，主要由高低電平組成，信號處理難度較低，接收方便。就比如我們熟知的手機通信網絡的發展，從1G、2G到4G的變革就是數字電子技術接收速度提升的體現。從20年前的28kb/S提升到100Mb/s，數字電子技術最主要的優點就是可以加快信號的傳輸接收速度。
1.2提高了信號的抗干擾度
信號除了在傳輸接收過程易受到干擾外，在處理和使用中也容易受到信道、編碼器、解碼器等器件的干擾，從而影響信號的利用率。模擬信號由于自身的多變性，在模擬電路中其信道帶寬很難被全部利用，在數字電路出現之前，模擬信號的利用率僅僅37.2%，大部分的幅值都被濾波、噪波屏蔽過濾掉了，抗干擾度非常低。數字信號的有限波形種類使得其在受到干擾時波形變化的可能性降低，即使信號波形受到干擾發生變化，但變化后容易判斷出源信號波形，易于恢復。從而大大提高了其抗干擾能力，以及數字信號的可利用性。據統計，隨著數字電子技術的發展，數字信號的抗干擾度不斷提高，從2016年的52.4%已經提升到2018年的76.3%。這就意味著在信息傳輸過程中，信號失真、降質的可能性將大大減少[1]。
1.3保證了信號的準確精度
受到傳輸接收速度以及外界干擾的因素，信號在經過一系列的處理后很難保證其最后應用的準確度。這種現象就比如人們在日常通信中打電話聲音聽不清，信息接收不到以及網頁打不開的情況，都是由于信號的不穩定因素降低了其準確精度。模擬信號無論是在信號采集過程中還是傳輸處理過程中，信號質量都容易因為電子元件、集成系統的不靈敏性而降低，從而影響了整個電路系統的準確度。但數字信號就不同，因為只有0/1兩種高低電平，信號易于編碼傳輸。在2018中國電信行業峰會上，我們看到了數字電子技術在提升信號質量，保證信息傳播的精確度上的進展，據報告顯示，截止到2018年6月，我國電信行業信息傳輸的準確度已經可以保證在93�7%左右。由此可見，數字電子技術對信號精度提高是有重要作用的。
2數字電子技術的發展歷程
2.1數字電子技術的出現與應用
數字電子技術的出現最早可以追根到20世紀50年代電子管、晶體管等配套集成電路的研發。隨著傳統邏輯電路系統的改變，集成電路的大規模使用改變了電路系統的組成結構。按照每片芯片上的元器件數量可將集成電路分成小規模、中規模以及大規模的集成電路，現階段大規模集成電路的元器件超過10萬個，集成度可達千億。由于模擬電子技術已經不適合集成電路中元器件、材料以及連接電路一體化的構成方式。所以數字電子技術應運而生，其特殊的0/1二進制編碼組合方式，不但實現了方波波形的穩定性，還保證了幅值頻率的有限變化區間。數字電子技術的編碼方式不僅眾多，還大大有效擴展了集成電路系統中的編碼種類。
2.2數字與模擬電子技術的融合
隨著信息時代的到來，人們對信息傳輸速率和信息接收質量的要求越來越高，單一的數字電子技術已經不能保證信息時代高速率、高保真的信息傳播要求。傳統的模擬電子技術雖然存在著抗干擾能力弱，波形不穩定，準確度低等原因，但其使用壽命的長期性以及高抗噪能力也是數字電子技.術不能比擬的。因此，將數字電子技術與模擬電子技術結合已經成為信息時展的必然。通過將元件整合、電阻升級以及EEROM集成后，不但實現了電子元件綜合性能的提高，還保證了整個集成電路系統的穩定性[2]。并還從源頭上彌補了數字電子技術的缺陷，為其未來發展創造了更多的可能性。
3數字電子技術的應用領域
3.1移動通信領域
人類高效率傳播信息的需求增大帶動了移動通信領域的迅猛發展，人類對手機、計算機等電子產品的不單單停留在打電話、瀏覽網頁等基礎層面上。對于移動電話，人類需要保證在任何地點都可以跨越區域限制而聯系到對方，而且要保證通話質量高，建立聯絡時間短。為了實現這一目標，就需要數字電子技術的應用推動。如圖1所示，接收端與發送端通過信源編解碼、信道編解碼器將數字信號進行編碼、調制、降噪、濾波、解調、解碼等過程后高準確度的傳輸到客戶端。其中，數字濾波技術可以高度剔除雜亂的干擾信號，保存原信號中有用的部分。數字變頻技術則可以根據數字信號的與其傳輸距離和時長要求調整信號頻率帶寬。比如目前的4G通信技術，在之前的3G通訊速度上提高了3.5倍，無論是高質量的視頻圖片，還是高保真的語音通話，都可以通過4G網絡傳輸，速度也可以保證在100M之上。
3.2網絡應用領域
將數字電子技術應用在網絡領域，是當前互聯網平臺發展的大勢所趨。其在互聯網領域的主要應用包括互聯網的智能化管理，網絡信號的處理速度，以及網絡信息的安全加密。首先，數字信號高強度的抗干擾能力以及高精度的傳輸質量，可以讓計算機更加便捷的處理交換二進制信息[3]。其次，模擬信號在經過采樣、量化、編碼后轉換成的數字信號可以直接應用在數字電路中，進而減輕了網絡系統超大數據量的計算壓力。最后，數字電子技術中的數字交換功能可以實現對信號編解碼過程的嚴格加密，不但可以實現信息的保密性，還可以簡化信號的加解密過程，降低成本。在《2018年全球寬帶網速排行榜》中，我們可以看到排名第一的新加坡下行帶寬速率已經達到了185.25Mbps，中國雖位居18名，但下行帶寬速率也已經達到了86.88Mbps。數字電子技術的應用更是將在2019年全球試運行的5G網絡速度推到了10Gbps的高峰。
3.3虛擬技術領域
虛擬技術指的是將音視頻、內存、服務器等實體資源抽象轉換成不受區域、物理狀態限制的虛擬組合。這與數字電子技術將模擬的電信號通過編解碼轉換成數字信號的理念一致。因此，將數字電子技術應用在虛擬技術領域可以拓寬虛擬技術的發展空間。微波功率測量是實現虛擬轉換的第一步，利用數字電子技術的USB總線通信功能，可以對微信號進行降噪、累加做差以及求交集的功能。進而完成采集信息、傳遞微波功率的目的。比如虛擬現實技術，就是利用數字電子技術將人眼看到的信息傳換成可編輯的虛擬信息，然后在人腦成像。據統計，僅2018年虛擬現實應用的活躍客戶人群在全球就達到了8.6億，市場營銷總值超過64.7億美元。
4小結
隨著當前數字電子技術不斷進步發展，其在各行各業當中都得到了廣泛的發展與應用,數字電子技術的發展和應用，不但是我國社會信息化程度的體現，也是推動我國經濟水平、科學技術發展的關鍵[4]。數字電子技術的應用不但可以提高信號的抗干擾程度，還可以保證信號的準確精度。雖然目前我國的數字電子技術的主要應用領域是電話通信、互聯網、虛擬技術等高科技領域，但我們相信，隨著國家扶持投入力度的逐漸增加，數字電子技術的未來發展勢頭一定是愈加強勁的。
作者:周祥 單位:蘇州工業園區職業技術學院
