數(shù)字信號(hào)處理入門(mén)指南

數(shù)字信號(hào)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(hào)，并從數(shù)學(xué)的角度對(duì)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(hào)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(hào)類(lèi)型。在現(xiàn)實(shí)世界中，模擬產(chǎn)品探測(cè)聲音、光、溫度或壓力等信號(hào)，并對(duì)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(hào)，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(guò)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(shuō)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(hào)通過(guò)接收機(jī)或其它信號(hào)源進(jìn)行輸入。然后，這一模擬信號(hào)通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并傳至DSP。DSP對(duì)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(duì)其進(jìn)行解碼，然后通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器將信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，這樣就可以通過(guò)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(duì)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(hào)可以被壓縮，這樣信號(hào)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(guò)電話線傳輸語(yǔ)音和視頻）。為了提高信號(hào)質(zhì)量或提供人類(lèi)無(wú)法感知的信息，還可以增強(qiáng)或處理信號(hào)（例如，對(duì)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(duì)現(xiàn)實(shí)世界的信號(hào)進(jìn)行處理，但用數(shù)字方式處理信號(hào)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(xiě)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(hào)的優(yōu)勢(shì)的詳細(xì)信息，請(qǐng)閱讀《模擬對(duì)話》雜志中下文的第1部分：為什么使用DSP? 數(shù)字信號(hào)處理101——DSP系統(tǒng)設(shè)計(jì)入門(mén)課程。

DSP包含什么?

DSP包含以下重要部件：