數字信號處理入門(mén)指南

數字信號處理器（DSP）采集已被數字化的現實(shí)世界的聲音、音頻、視頻、溫度、壓力或位置等信號，并從數學(xué)的角度對其進(jìn)行處理。DSP被設計用于快速執行“加”、“減”、“乘”、“除”等算術(shù)運算。

信號需要進(jìn)行處理，這樣其包含的信息才能被顯示、分析或轉換成另外一種可以利用的信號類(lèi)型。在現實(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。模數轉換器等轉換器采集現實(shí)世界信號，并將其轉換為1、0等數字格式。然后，DSP采集并處理數字化信息，再將數字化信息反饋至現實(shí)世界中應用。反饋可由兩種方式中的任一種實(shí)現，或是數字化的，或是通過(guò)數模轉換器將數字信息轉換為模擬格式。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，模擬音頻信號通過(guò)接收機或其它信號源進(jìn)行輸入。然后，這一模擬信號通過(guò)模數轉換器轉換為數字信號，并傳至DSP。DSP對MP3進(jìn)行編碼并將文件保存在存儲器內。在回放階段，文件從存儲器中取出，DSP對其進(jìn)行解碼，然后通過(guò)模數轉換器將信號轉換為模擬信號，這樣就可以通過(guò)揚聲器系統進(jìn)行輸出。在更復雜的例子中，DSP將執行其它功能，如音量控制、均衡以及用戶(hù)接口。

計算機可以利用DSP的信息對安全、電話(huà)、家庭影院系統以及視頻壓縮等進(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)地方傳輸到另一個(gè)地方（例如，電話(huà)會(huì )議可以通過(guò)電話(huà)線(xiàn)傳輸語(yǔ)音和視頻）。為了提高信號質(zhì)量或提供人類(lèi)無(wú)法感知的信息，還可以增強或處理信號（例如，對手機進(jìn)行回聲消除或計算機增強醫療圖像處理）。雖然也能以模擬形式對現實(shí)世界的信號進(jìn)行處理，但用數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商提供的軟件，為應用設計DSP解決方案。

欲了解關(guān)于使用DSP處理現實(shí)世界信號的優(yōu)勢的詳細信息，請閱讀《模擬對話(huà)》雜志中下文的第1部分：為什么使用DSP? 數字信號處理101——DSP系統設計入門(mén)課程。

DSP包含什么?

DSP包含以下重要部件：