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數字信號處理的基本組成及其特點?

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  • 發(fā)布時間:2019/6/21 16:44:18
  • 作者:銀河電氣

  數字信號處理是指將事物的運動變化轉變?yōu)橐淮當底?,并用計算的方法從中提取有用的信息,以滿足我們實際應用的需求。

  數字信號處理是利用數字系統(tǒng)對數字信號(包括數字化后模擬信號)進行處理。圖1是一個典型的以數字信號處理器為核心部件的數字信號處理系統(tǒng)框圖,此系統(tǒng)既可處理數字信號,也可處理模擬信號。

數字信號處理系統(tǒng)框圖

圖1數字信號處理系統(tǒng)框圖

數字信號處理的基本組成?

  當用此系統(tǒng)處理數字信號時,如圖1所示,可直接將輸入數字信號x(n)送入數字信號處理器,由它按用戶需要進行處理后,直接從它的輸出端得到輸出的數字信號y(n)。

  當用此系統(tǒng)處理模擬信號時,需采用系統(tǒng)框圖1中所有部件。模擬信號xa(t)要經過防混疊的模擬濾波器進行濾波,然后進入模數轉換器(A/D)將模擬信號轉換成數字信號,隨后進入數字信號處理這一核心部件處理得到數字信號。若所需為數字信號,則直接輸出,若需要模擬信號,則再經過一個數/模轉換器(D/A)后送入平滑用模擬低通濾波器得到模擬信號。

數字信號處理的特點有哪些?

01數字信號處理具有以下明顯的優(yōu)點

  1) 精度高。模擬電路的精度由元器件決定,而模擬元器件精度達到10-3以上都不容易,而數字系統(tǒng)只要14位字長精度就可以達到10-4的精度。在高精度系統(tǒng)中,有時只能采用數字系統(tǒng)。

  2) 靈活性強。數字信號處理采用數字系統(tǒng),其性能主要由數字運算的系數決定。數字系統(tǒng)的系數調整只需通過軟件設計改變存儲的系數,遠比模擬系統(tǒng)調整參數方便。

  3) 可靠性強。因為數字系統(tǒng)只有兩個信號電平“0”和“1”,因而受周圍環(huán)境的溫度及噪聲的影響較小。而模擬系統(tǒng)的各元器件都有一定的溫度系數,且電平是連續(xù)變化的,易受溫度、噪聲、電磁感應等的影響。

  4) 可以實現多維信號的處理。不但可以處理語音信號,還可以處理圖像、視頻等多維信號。

  5) 易于大規(guī)模集成。由于數字部件具有高度規(guī)范性,便于大規(guī)模集成、大規(guī)模生產,而且對電路參數要求不嚴,故產品成品率高。

  6) 易于時分復用。由于數字系統(tǒng)的參數調節(jié)靈活方便,為時分復用提供了可能性。時分復用是指利用數字信號處理器,同時處理幾個通道的信號。每增加一路信號,只需要增加存放系數的存儲單元,不需要增加乘法器。

02數字信號處理的局限性

  1) 系統(tǒng)復雜性高,成本高。模擬接口等增加了系統(tǒng)的復雜性。

  2) 處理速度與精度的矛盾。影響處理速度的因素是算法的速度,轉換器的速度以及芯片的速度,而轉換器的速度與精度是互相矛盾的,要做到高速,精度就會下降。


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