什么是DSP

2019-07-20 15:27发布

信息化的基础是数字化。数字化的核心技术之一是数字信号处理。数字信号处理的任务在很大程度上需要由DSP器件来完成。DSP技术已成为人们日益关注的并得到迅速发展的前沿技术。

DSP是一种快速强大的微处理器,独特之处在于它能即时处理资料,正是这项即时能力使得DSP最适合支援无法容忍任何延迟的应用。举例来说,您是否曾使用过一种不允许双方同时说话的手机?您必须等到对方把话说完后,您才能接着说;如果您们两个人同时讲话,讯号就会被切断,使您听不到对方声音。今日的数位手机则允许您以正常方式交谈,因为它采用了DSP。
行动电话内的DSP能以超高速度处理语音,使您能即时听到对方的说话,完全感受不到任何延迟。再以相同应用为例,早期的行动电话常会出现回音,但数位行动电话却能将回音和通话停顿的现象完全消除。DSP会以声音之类的真实世界讯号为目标,透过数**算改变它的特性,以便得到更佳音质;DSP还能压缩资料(您的声音),消除背景杂讯,使您的声音能以更高速率传送,进而提供清彻无比的通话品质,没有恼人的回声。
这是DSP用途的最简单解释。要改善讯号,您需要数位讯号,然后对它进行处理,结果可能是更清晰的声音、更锐利的画面或是更快速的资料;而这项讯号加强能力也带来突破性的新应用,例如网路音乐和家庭宽频都因此得以实现。

Digital Signal Processing 数字信号处理


作为一个案例研究,我们来考虑数字领域里最通常的功能:滤波。简单地说,滤波就是对信号进行处理,以改善其特性。例如,滤波可以从信号里清除噪声或静电干扰,从而改善其信噪比。为什么要用微处理器,而不是模拟器件来对信号做滤波呢?我们来看看其优越性:
  • 模拟滤波器(或者更一般地说,模拟电路)的性能要取决于温度等环境因素。而数字滤波器则基本上不受环境的影响。
  • 数字滤波易于在非常小的宽容度内进行复制,因为其性能并不取决于性能已偏离正常值的器件的组合。
  • 一个模拟滤波器一旦制造出来,其特性(例如通带频率范围)是不容易改变的。使用微处理器来实现数字滤波器,就可以通过对其重新编程来改变滤波的特性。


信号处理方式的比较比较因素模拟方式数字方式修改设计的灵活性修改硬件设计,或调整硬件参数改变软件设置精度元器件精度A/D的位数和计算机字长,算法可靠性和可重复性受环境温度、湿度、噪声、电磁场等的干扰和影响大不受这些因素的影响大规模集成尽管已有一些模拟集成电路,但品种较少、集成度不高、价格较高DSP器件体积小、功能强、功耗小、一致性好、使用方便、性能/价格比高 实时性除开电路引入的延时外,处理是实时的 由计算机的处理速度决定高频信号的处理可以处理包括微波毫米波乃至光波信号按照奈准则的要求,受S/H、A/D和处理速度的限制
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