Pridėti Pamėgtą vietą Nustatyti pagrindinį puslapį
vieta:Pagrindinis >> naujienos

produktai Kategorija

produktai Žymos

Fmuser svetainės

Kas yra skaitmeninis signalų apdorojimas?

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


Kas yra skaitmeninis signalų apdorojimas?
DSP manipuliuoja įvairių tipų signalais, norėdama filtruoti, matuoti ar suspausti ir generuoti analoginius signalus. Analoginiai signalai skiriasi imant informaciją ir paverčiant ją skirtingos amplitudės elektros impulsais, tuo tarpu skaitmeninio signalo informacija verčiama į dvejetainį formatą, kur kiekvienas duomenų bitas yra pavaizduotas dviem skirtingais amplitudėmis. Kitas pastebimas skirtumas yra tas, kad analoginiai signalai gali būti vaizduojami kaip sinusinės bangos, o skaitmeniniai signalai - kaip kvadratinės bangos. DSP galima rasti beveik bet kurioje srityje, nesvarbu, ar tai naftos perdirbimas, garso atkūrimas, radaras ir sonarinis įrenginys, medicininių vaizdų apdorojimas ar telekomunikacijos - iš esmės bet kuri programa, kurioje signalai yra suglaudinami ir atkuriami.


Taigi, kas tiksliai yra skaitmeninis signalo apdorojimas? Skaitmeninio signalo procesas imasi tokių signalų kaip garso, balso, vaizdo, temperatūros ar slėgio, kurie jau buvo suskaitmeninti, ir tada jais matematiškai manipuliuoja. Tada ši informacija gali būti pavaizduota kaip atskiras laikas, diskretus dažnis ar kitos diskrečios formos, kad informaciją būtų galima apdoroti skaitmeniniu būdu. Analoginio-skaitmeninio keitiklio reikia realiame pasaulyje, kad būtų galima paimti analoginius signalus (garsą, šviesą, slėgį ar temperatūrą) ir konvertuoti juos į 0 ir 1 skaitmeniniam formatui.

DSP sudaro keturi pagrindiniai komponentai:
Kompiuterių variklis: Matematiniai manipuliavimai, skaičiavimai ir procesai, pasiekiant programą ar užduotį iš programos atminties ir duomenų atmintyje saugomą informaciją.
Duomenų atmintis: joje saugoma apdorojama informacija ir ji veikia kartu su programos atmintimi.
Programos atmintis: joje saugomos programos arba užduotys, kurias DSP naudos duomenims apdoroti, suglaudinti ar manipuliuoti.
I / O: Tai gali būti naudojama įvairiems dalykams, priklausomai nuo to, kuriai sričiai DSP yra naudojamas, ty išoriniams prievadams, nuosekliesiems prievadams, laikmačiams ir prisijungimui prie išorinio pasaulio.



Žemiau yra paveikslėlis, kaip keturi DSP komponentai atrodo bendroje sistemos konfigūracijoje.


DSP filtrai
„Chebyshev“ filtras yra skaitmeninis filtras, kurį galima naudoti norint atskirti vieną dažnio juostą nuo kitos. Šie filtrai yra žinomi dėl savo pagrindinės savybės, greičio ir, nors jie nėra geriausi našumo kategorijoje, jie yra daugiau nei pakankami daugumai programų. „Chebyshev“ filtro dizainas buvo sukurtas remiantis matematine technika, vadinama z-transformacija. Iš esmės, z-transformacija diskrečiojo laiko signalą, sudarytą iš realiųjų arba sudėtingųjų skaičių sekos, paverčia dažnio srities reprezentacija. „Chebyshev“ reakcija paprastai naudojama norint pasiekti greitesnį nuskaitymą, leidžiant įsibėgėti dažnio atsakui. Šie filtrai yra vadinami 1 tipo filtrais, tai reiškia, kad dažnio atsako virpėjimas leidžiamas tik pralaidumo juostoje. Tai geriausiai suderina idealų bet kurio filtro atsakymą pagal nurodytą užsakymą ir virpėjimą. Jis buvo skirtas pašalinti tam tikrus dažnius ir leisti kitiems praeiti pro filtrą. „Chebyshev“ filtras paprastai reaguoja tiesiškai, o netiesinis filtras gali sukelti išvesties signalą, turintį dažnio komponentus, kurių nebuvo įvesties signale.


Kodėl verta naudoti skaitmeninį signalų apdorojimą?
Norint suprasti, kaip skaitmeninis signalo apdorojimas, arba DSP, yra lyginamas su analogine schema, reikėtų palyginti dvi sistemas su bet kuria filtro funkcija. Nors analoginis filtras naudotų stiprintuvus, kondensatorius, induktorius ar rezistorius ir būtų prieinamas ir lengvai surinktas, kalibruoti ar modifikuoti filtrų tvarką yra gana sunku. Vis dėlto tuos pačius dalykus galima padaryti naudojant DSP sistemą, tiesiog lengviau juos suprojektuoti ir modifikuoti. Filtravimo funkcija DSP sistemoje yra pagrįsta programine įranga, todėl galima pasirinkti iš kelių filtrų. Taip pat norint sukurti lanksčius ir reguliuojamus filtrus su aukšto lygio atsakymais, reikia tik DSP programinės įrangos, tuo tarpu analoginiam reikalinga papildoma aparatinė įranga.

Pvz., Praktinis dažnių juostos filtras, turintis nurodytą dažnio atsaką, turėtų turėti sustabdymo juostos išplėtimo valdymą, pralaidumo juostos derinimą ir pločio valdymą, neribotą slopinimą sustabdymo juostoje ir pralaidumo diapazono atsaką, kuris yra visiškai lygus su nuliniu fazės poslinkiu. Jei būtų naudojami analogiški metodai, antros eilės filtrams prireiktų daug pakopinių aukštos Q sekcijų, o tai galiausiai reiškia, kad ją suderinti ir sureguliuoti bus ypač sunku. Kol tai atliekama naudojant DSP programinę įrangą, naudojant baigtinį impulsų atsakymą (FIR), filtro laiko atsakas į impulsą yra svertinė dabarties ir baigtinių ankstesnių įvesties verčių suma. Negavus grįžtamojo ryšio, vienintelis jo atsakas į tam tikrą pavyzdį baigiasi, kai mėginys pasiekia „linijos galą“. Atsižvelgiant į šiuos dizaino skirtumus, DSP programinė įranga pasirinkta dėl savo lankstumo ir paprastumo, palyginti su analoginių schemų filtrų projektavimu.

Kuriant šį pralaidumo filtrą, naudoti DSP nėra baisi užduotis. Įdiegti filtrą ir jį pagaminti yra daug lengviau, nes filtrus reikia programuoti tik su kiekvienu DSP lustu, patenkančiu į įrenginį. Tačiau, naudodami analoginius komponentus, rizikuojate sugadinti komponentus, sureguliuodami grandinę ir užprogramuodami filtrą kiekvienoje atskiroje analoginėje grandinėje. DSP sukuria prieinamą ir mažiau nuobodų filtrų projektavimo būdą signalo apdorojimui ir padidina filtrų nustatymo ir reguliavimo tikslumą apskritai.


ADC ir DAC
Elektros įranga yra plačiai naudojama beveik visose srityse. Analoginiai skaitmeniniai keitikliai (ADC) ir skaitmeniniai analoginiai keitikliai (DAC) yra pagrindiniai bet kokio DSP kitimo bet kurioje srityje komponentai. Šios dvi konvertuojančios sąsajos yra reikalingos realaus pasaulio signalams konvertuoti, kad skaitmeninė elektroninė įranga galėtų pasiimti bet kokį analoginį signalą ir jį apdoroti. Paimkite, pavyzdžiui, mikrofoną: ADC konvertuoja analoginį signalą, įvestą įvesties į garso įrangą, į skaitmeninį signalą, kurį gali išvesti garsiakalbiai ar monitoriai. Programinė įranga, eidama per garso aparatūrą į kompiuterį, gali įtraukti aidus arba pakoreguoti balso tempą ir aukštį, kad gautų tobulą garsą. Kita vertus, DAC konvertuos jau apdorotą skaitmeninį signalą atgal į analoginį signalą, kurį naudoja garso išvesties įranga, tokia kaip monitoriai. Žemiau yra paveikslas, parodantis, kaip veikia ankstesnis pavyzdys ir kaip jo garso įvesties signalus galima patobulinti atkuriant, o po to išvesti kaip skaitmeninius signalus per monitorius.


Analoginio skaitmeninio keitiklio tipas, žinomas kaip skaitmeninis rampos ADC, apima lygintuvą. Analoginės įtampos vertė tam tikru momentu yra lyginama su duota standartine įtampa. Vienas iš būdų tai pasiekti yra pritaikyti analoginę įtampą prie vieno komparatoriaus ir gaiduko, žinomo kaip dvejetainis skaitiklis, kuris varo DAC. Kol DAC išėjimas yra įdiegtas į kitą komparatoriaus gnybtą, jis suaktyvins signalą, jei įtampa viršys analoginės įtampos įvestį. Komparatoriaus perėjimas sustabdo dvejetainį skaitiklį, kuris tada laiko skaitmeninę vertę, atitinkančią analoginę įtampą tame taške. Žemiau pateiktame paveikslėlyje parodyta skaitmeninio rampos ADC schema.


DSP programos
Yra daugybė skaitmeninio signalo procesoriaus variantų, galinčių vykdyti įvairius veiksmus, atsižvelgiant į vykdomą programą. Kai kurie iš šių variantų yra garso signalo apdorojimas, garso ir vaizdo glaudinimas, kalbos apdorojimas ir atpažinimas, skaitmeninio vaizdo apdorojimas ir radaro programos. Skirtumas tarp šių programų yra tai, kaip skaitmeninis signalo procesorius gali filtruoti kiekvieną įvestį. Yra penki skirtingi aspektai, kurie skiriasi priklausomai nuo kiekvieno DSP: laikrodžio dažnis, RAM dydis, duomenų magistralės plotis, ROM dydis ir įvesties / išvesties įtampa. Visi šie komponentai iš tikrųjų daro įtaką procesoriaus aritmetiniam formatui, greičiui, atminties struktūrai ir duomenų plotui.

Vienas gerai žinomas architektūros išdėstymas yra Harvardo architektūra. Ši konstrukcija leidžia procesoriui vienu metu pasiekti du atminties bankus naudojant du nepriklausomus magistralių rinkinius. Ši architektūra gali atlikti matematines operacijas, gaudama kitas instrukcijas. Kita yra Von Neumanno atminties architektūra. Nors yra tik viena duomenų magistralė, operacijų negalima įkelti, kol pateikiamos instrukcijos. Tai sukelia strigtį, kuri galiausiai sulėtina DSP programų vykdymą. Nors šie procesoriai yra panašūs į standartiniame kompiuteryje naudojamus procesorius, šie skaitmeninių signalų procesoriai yra specializuoti. Tai dažnai reiškia, kad norint atlikti užduotį, DSP turi būti naudojama fiksuoto taško aritmetika.

Kitas yra atranka, tai yra nuolatinio signalo sumažinimas iki diskretaus signalo. Viena pagrindinių programų yra garso bangos konvertavimas. Garso atrankai garso atkūrimui naudojami skaitmeniniai signalai ir impulsų kodo moduliacija. Žmonėms būtina išgirsti garsą tarp 20 - 20,000 Hz. Didesnis nei maždaug 50 kHz - 60 kHz mėginių skaičius negali suteikti daugiau informacijos žmogaus ausiai. Naudojant skirtingus filtrus su DSP programine įranga ir ADC bei DAC, garso technika galima atkurti naudojant šią techniką.

Skaitmeninis signalo apdorojimas yra plačiai naudojamas kasdienėse operacijose ir yra būtinas atkuriant analoginius signalus prie skaitmeninių signalų įvairiais tikslais.


Tau taip pat gali patikti:

DSP - skaitmeninis signalų apdorojimas Susipažinkite

Paaiškinkite skaitmeninio signalo apdorojimo (DSP) ir moduliavimas

Palik žinutę

Vardas *
El.pašto adresas* *
Telefonas
Adresas
kodas Žiūrėti patvirtinimo kodą? Spauskite atsigaivinti!
Žinutė

Žinučių sąrašas

Komentarai Kraunasi ...
Pagrindinis| Apie mus| produktai| naujienos| parsisiųsti| parama| grįžtamasis ryšys| Susisiekite su mumis| tarnyba
FMUSER FM / TV transliavimas „vieno langelio“ tiekėjas
Susisiekite su mumis