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数字信号处理入门指南

2012年04月13日 ?? 收藏1
什么是DSP?

数字信号处理器(DSP)采集已被数字化的现实世界的声音、音频、视频、温度、压力或位置等信号,并从数学的角度对其进行处理。DSP被设计用于快速执行“加”、“减”、“乘”、“除”等算术运算。

信号需要进行处理,这样其包含的信息才能被显示、分析或转换成另外一种可以利用的信号类型。在现实世界中,模拟产品探测声音、光、温度或压力等信号,并对其进行处理。模数转换器等转换器采集现实世界信号,并将其转换为1、0等数字格式。然后,DSP采集并处理数字化信息,再将数字化信息反馈至现实世界中应用。反馈可由两种方式中的任一种实现,或是数字化的,或是通过数模转换器将数字信息转换为模拟格式。所有处理都以非常高的速度进行。

为了说明这个概念,下图示出如何在MP3音频播放器中使用DSP。在录音阶段,模拟音频信号通过接收机或其它信号源进行输入。然后,这一模拟信号通过模数转换器转换为数字信号,并传至DSP。DSP对MP3进行编码并将文件保存在存储器内。在回放阶段,文件从存储器中取出,DSP对其进行解码,然后通过模数转换器将信号转换为模拟信号,这样就可以通过扬声器系统进行输出。在更复杂的例子中,DSP将执行其它功能,如音量控制、均衡以及用户接口。

DSP原理图
DSP原理图

计算机可以利用DSP的信息对安全、电话、家庭影院系统以及视频压缩等进行控制。信号可以被压缩,这样信号可以迅速并更有效的从一个地方传输到另一个地方(例如,电话会议可以通过电话线传输语音和视频)。为了提高信号质量或提供人类无法感知的信息,还可以增强或处理信号(例如,对手机进行回声消除或计算机增强医疗图像处理)。虽然也能以模拟形式对现实世界的信号进行处理,但用数字方式处理信号具有高速与高精度的优点。

由于DSP是可编程的,因此其应用广泛。您可以编写自己的软件或利用ADI公司及其第三方供应商提供的软件,为应用设计DSP解决方案。

DSP包含什么?

DSP包含以下重要部件:

程序存储器:存储DSP用于处理数据的程序

数据存储器:存储即将被处理的信息

计算引擎:执行数学处理,访问程序存储器中的程序以及数据存储器中的数据

输入/输出:提供连接外部世界的各种功能

数字信号处理入门指南
数字信号处理入门指南

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