Lägg till favorit set Hemsida
Placera:Hem >> Nyheter

Kategori

produkter Tags

Fmuser webbplatser

Vad är digital signalbehandling?

Date:2019/10/15 17:37:52 Hits:


Vad är digital signalbehandling?
DSP manipulerar olika typer av signaler med avsikt att filtrera, mäta eller komprimera och producera analoga signaler. Analoga signaler skiljer sig genom att ta information och översätta den till elektriska pulser med varierande amplitud, medan digital signalinformation översätts till binärt format där varje bit av data representeras av två urskiljbara amplituder. En annan märkbar skillnad är att analoga signaler kan representeras som sinusvågor och digitala signaler representeras som kvadratiska vågor. DSP finns i nästan alla områden, oavsett om det är oljebehandling, ljudåtergivning, radar och ekolod, medicinsk bildbehandling eller telekommunikation - väsentligen alla applikationer där signaler komprimeras och reproduceras.


Så vad är exakt digital signalbehandling? Den digitala signalprocessen tar signaler som ljud, röst, video, temperatur eller tryck som redan har digitaliserats och sedan manipulerar dem matematiskt. Denna information kan sedan representeras som diskret tid, diskret frekvens eller andra diskreta former så att informationen kan behandlas digitalt. En analog-till-digital-omvandlare behövs i den verkliga världen för att ta analoga signaler (ljud, ljus, tryck eller temperatur) och konvertera dem till 0 och 1 för ett digitalt format.

En DSP innehåller fyra viktiga komponenter:
Datormotor: Matematiska manipulationer, beräkningar och processer genom att komma åt programmet eller uppgiften från programminnet och informationen lagrad i dataminnet.
Dataminne: Detta lagrar informationen som ska behandlas och fungerar hand i hand med programminnet.
Programminne: Detta lagrar program eller uppgifter som DSP kommer att använda för att bearbeta, komprimera eller manipulera data.
I / O: Detta kan användas för olika saker, beroende på fältet DSP används för, t.ex. externa portar, seriella portar, tidtagare och anslutning till omvärlden.



Nedan visas en bild av hur de fyra komponenterna i en DSP ser ut i en allmän systemkonfiguration.


DSP FIlters
Chebyshev-filtret är ett digitalt filter som kan användas för att separera ett frekvensband från ett annat. Dessa filter är kända för sitt primära attribut, hastighet och även om de inte är de bästa i prestandakategorin är de mer än tillräckliga för de flesta applikationer. Konstruktionen av Chebyshev-filtret konstruerades kring den matematiska tekniken, känd som z-transform. I grund och botten konverterar z-transformen en diskret-tidssignal som består av en sekvens med verkliga eller komplexa nummer till en frekvensdomänrepresentation. Chebyshev-svaret används vanligtvis för att uppnå en snabbare avrullning genom att tillåta krusning i frekvenssvaret. Dessa filter kallas typ 1-filter, vilket innebär att krusningen i frekvenssvaret endast är tillåtet i passbandet. Detta ger den bästa tillnärmningen till det perfekta svaret för vilket filter som helst för en bestämd ordning och krusning. Det var utformat för att ta bort vissa frekvenser och låta andra passera genom filtret. Chebyshev-filtret är generellt linjärt i sitt svar och ett olinjärt filter kan resultera i att utsignalen innehåller frekvenskomponenter som inte fanns i insignalen.


Varför använda digital signalbehandling?
För att förstå hur digital signalbehandling, eller DSP, jämförs med analoga kretsar, skulle man jämföra de två systemen med vilken filterfunktion som helst. Medan ett analogt filter skulle använda förstärkare, kondensatorer, induktorer eller motstånd, och vara överkomligt och lätt att montera, skulle det vara ganska svårt att kalibrera eller ändra filterordning. Men samma saker kan göras med ett DSP-system, bara lättare att designa och modifiera. Filterfunktionen på ett DSP-system är programvarubaserad, så att flera filter kan väljas från. För att skapa flexibla och justerbara filter med svar på hög ordning krävs bara DSP-programvaran, medan analog kräver ytterligare hårdvara.

Exempelvis bör ett praktiskt bandpassfilter med ett givet frekvenssvar ha en stoppband-avrullningskontroll, passbandsinställning och breddstyrning, oändlig dämpning i stoppbandet och ett svar inom passbandet som är helt platt med noll fasförskjutning. Om analoga metoder användes, skulle andra ordningens filter kräva en hel del förskjutna hög-Q-sektioner, vilket i slutändan innebär att det kommer att vara extremt svårt att ställa in och justera. Samtidigt som man närmar sig detta med DSP-programvara, använder ett ändligt impulsrespons (FIR), är filtrets tidsrespons på en impuls den vägda summan av nuvarande och ett begränsat antal tidigare ingångsvärden. Utan återkoppling slutar dess enda svar på ett givet prov när provet når "slutet av linjen". Med dessa designskillnader i åtanke väljs DSP-programvara för sin flexibilitet och enkelhet jämfört med analoga kretsfilterkonstruktioner.

När du skapar detta bandpassfilter är det inte en hemsk uppgift att använda DSP. Att implementera det och tillverka filtren är mycket enklare, eftersom du bara måste programmera filtren på samma sätt med varje DSP-chip som går in i enheten. Men med användning av analoga komponenter har du risken för felaktiga komponenter, justerar kretsen och programmerar filtret på varje enskild analog krets. DSP skapar ett prisvärt och mindre tråkigt sätt att utforma filter för signalbehandling och ökar noggrannheten för inställning och justering av filter i allmänhet.


ADC & DAC
Elektrisk utrustning används starkt inom nästan alla områden. Analoga till digitala omvandlare (ADC) och digitala till analoga omvandlare (DAC) är viktiga komponenter för alla variationer av DSP inom vilket område som helst. Dessa två konverteringsgränssnitt är nödvändiga för att konvertera verkliga signaler för att möjliggöra för digital elektronisk utrustning att plocka upp all analog signal och bearbeta den. Ta till exempel en mikrofon: ADC konverterar den analoga signalen som samlas in av en ingång till ljudutrustning till en digital signal som kan matas ut av högtalare eller bildskärmar. Medan den passerar genom ljudutrustningen till datorn, kan programvaran lägga till ekon eller justera röstens tempo och tonhöjd för att få ett perfekt ljud. Å andra sidan kommer DAC att konvertera den redan bearbetade digitala signalen tillbaka till den analoga signalen som används av ljudutgångsutrustning, t.ex. skärmar. Nedan visas en figur som visar hur det föregående exemplet fungerar och hur dess ljudingångssignaler kan förbättras genom reproduktion och sedan matas ut som digitala signaler via skärmar.


En typ av analog till digitalomvandlare, känd som den digitala rampen ADC, innefattar en komparator. Värdet på den analoga spänningen vid någon tidpunkt jämförs med en given standardspänning. Ett sätt att uppnå detta är genom att applicera den analoga spänningen på en terminal på komparatorn och utlösaren, känd som en binär räknare, som driver en DAC. Medan utgången från DAC implementeras till komparatorns andra terminal kommer den att utlösa en signal om spänningen överskrider den analoga spänningsingången. Jämförelsens övergång stoppar den binära räknaren, som sedan håller det digitala värdet som motsvarar den analoga spänningen vid den punkten. Figuren nedan visar ett diagram över en digital ramp ADC.


Ansökningar av DSP
Det finns många varianter av en digital signalprocessor som kan köra olika saker, beroende på vilken applikation som utförs. Några av dessa varianter är ljudsignalbehandling, ljud- och videokomprimering, talbehandling och igenkänning, digital bildbehandling och radarapplikationer. Skillnaden mellan var och en av dessa applikationer är hur den digitala signalprocessorn kan filtrera varje ingång. Det finns fem olika aspekter som varierar från varje DSP: klockfrekvens, RAM-storlek, databussbredd, ROM-storlek och I / O-spänning. Alla dessa komponenter kommer verkligen bara att påverka det aritmetiska formatet, hastigheten, minnesorganisationen och datorns bredd på en processor.

En välkänd arkitekturlayout är Harvard-arkitekturen. Denna design gör det möjligt för en processor att samtidigt komma åt två minnesbanker med två oberoende uppsättningar bussar. Denna arkitektur kan utföra matematiska operationer medan du hämtar ytterligare instruktioner. En annan är Von Neumann-minnesarkitekturen. Det finns bara en databuss, men operationerna kan inte laddas medan instruktionerna hämtas. Detta orsakar ett papper som slutligen bromsar körningen av DSP-applikationer. Medan dessa processorer liknar en processor som används i en standarddator, är dessa digitala signalprocessorer specialiserade. Det betyder ofta att DSP: er för att utföra en uppgift krävs för att använda fastpunktsaritmetik.

En annan är sampling, vilket är reduktionen av en kontinuerlig signal till en diskret signal. En viktig applikation är omvandlingen av en ljudvåg. Ljudsampling använder digitala signaler och pulskodmodulering för reproduktion av ljud. Det är nödvändigt att fånga ljud mellan 20 - 20,000 Hz för människor att höra. Exempelfrekvenser högre än för omkring 50 kHz - 60 kHz kan inte ge mer information till det mänskliga örat. Med hjälp av olika filter med DSP-programvara och ADC: s och DAC, kan ljudprover reproduceras genom denna teknik.

Digital signalbehandling används starkt i dagliga operationer och är väsentlig för att återskapa analoga signaler till digitala signaler för många ändamål.


Du kanske också gillar:

DSP - Digital Signal Processing Tutorial

Förklara Digital Signal Processing (DSP) och Modulation

Lämna ett meddelande

Namn *
E-post *
Telefon
Adress
Koda Se verifieringskoden? Klicka uppdatera!
Meddelande

meddelande~~POS=TRUNC

Kommentarer Loading ...
Hem| Om oss| Produkter| Nyheter| Download| Kundservice| Återkoppling| Kontakt| Service
FMUSER FM / TV Broadcast One-Stop-leverantör
Kontakt