數(shù)字信號處理入門指南

數(shù)字信號處理器（DSP）采集已被數(shù)字化的現(xiàn)實(shí)世界的聲音、音頻、視頻、溫度、壓力或位置等信號，并從數(shù)學(xué)的角度對其進(jìn)行處理。DSP被設(shè)計(jì)用于快速執(zhí)行“加”、“減”、“乘”、“除”等算術(shù)運(yùn)算。

信號需要進(jìn)行處理，這樣其包含的信息才能被顯示、分析或轉(zhuǎn)換成另外一種可以利用的信號類型。在現(xiàn)實(shí)世界中，模擬產(chǎn)品探測聲音、光、溫度或壓力等信號，并對其進(jìn)行處理。模數(shù)轉(zhuǎn)換器等轉(zhuǎn)換器采集現(xiàn)實(shí)世界信號，并將其轉(zhuǎn)換為1、0等數(shù)字格式。然后，DSP采集并處理數(shù)字化信息，再將數(shù)字化信息反饋至現(xiàn)實(shí)世界中應(yīng)用。反饋可由兩種方式中的任一種實(shí)現(xiàn)，或是數(shù)字化的，或是通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器將數(shù)字信息轉(zhuǎn)換為模擬格式。所有處理都以非常高的速度進(jìn)行。

為了說明這個(gè)概念，下圖示出如何在MP3音頻播放器中使用DSP。在錄音階段，模擬音頻信號通過接收機(jī)或其它信號源進(jìn)行輸入。然后，這一模擬信號通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并傳至DSP。DSP對MP3進(jìn)行編碼并將文件保存在存儲(chǔ)器內(nèi)。在回放階段，文件從存儲(chǔ)器中取出，DSP對其進(jìn)行解碼，然后通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器將信號轉(zhuǎn)換為模擬信號，這樣就可以通過揚(yáng)聲器系統(tǒng)進(jìn)行輸出。在更復(fù)雜的例子中，DSP將執(zhí)行其它功能，如音量控制、均衡以及用戶接口。

計(jì)算機(jī)可以利用DSP的信息對安全、電話、家庭影院系統(tǒng)以及視頻壓縮等進(jìn)行控制。信號可以被壓縮，這樣信號可以迅速并更有效的從一個(gè)地方傳輸?shù)搅硪粋€(gè)地方（例如，電話會(huì)議可以通過電話線傳輸語音和視頻）。為了提高信號質(zhì)量或提供人類無法感知的信息，還可以增強(qiáng)或處理信號（例如，對手機(jī)進(jìn)行回聲消除或計(jì)算機(jī)增強(qiáng)醫(yī)療圖像處理）。雖然也能以模擬形式對現(xiàn)實(shí)世界的信號進(jìn)行處理，但用數(shù)字方式處理信號具有高速與高精度的優(yōu)點(diǎn)。

由于DSP是可編程的，因此其應(yīng)用廣泛。您可以編寫自己的軟件或利用ADI公司及其第三方供應(yīng)商提供的軟件，為應(yīng)用設(shè)計(jì)DSP解決方案。

欲了解關(guān)于使用DSP處理現(xiàn)實(shí)世界信號的優(yōu)勢的詳細(xì)信息，請閱讀《模擬對話》雜志中下文的第1部分：為什么使用DSP? 數(shù)字信號處理101——DSP系統(tǒng)設(shè)計(jì)入門課程。

DSP包含什么?

DSP包含以下重要部件：