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數字信號處理知識點總結:數字信號處理的基本組成及其特點

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發表于 2019-6-21 17:32:51 | 只看該作者 |只看大圖 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式
  數字信號處理是指將事物的運動變化轉變為一串數字,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框圖,此系統既可處理數字信號,也可處理模擬信號。
圖1數字信號處理系統框圖

一、數字信號處理的基本組成
  當用此系統處理數字信號時,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)。
  當用此系統處理模擬信號時,需采用系統框圖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。
二、數字信號處理的特點有哪些?
1.數字信號處理具有以下明顯的優點

  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,而數字系統只要14位字長精度就可以達到10-4的精度。在高精度系統中,有時只能采用數字系統。
  2) 靈活性強。數字信號處理采用數字系統,其性能主要由數字運算的系數決定。數字系統的系數調整只需通過軟件設計改變存儲的系數,遠比模擬系統調整參數方便。
  3) 可靠性強。因為數字系統只有兩個信號電平“0”和“1”,因而受周圍環境的溫度及噪聲的影響較小。而模擬系統的各元器件都有一定的溫度系數,且電平是連續變化的,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) 易于大規模集成。由于數字部件具有高度規范性,便于大規模集成、大規模生產,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。由于數字系統的參數調節靈活方便,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。
2.數字信號處理的局限性
  1) 系統復雜性高,成本高。模擬接口等增加了系統的復雜性。
  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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