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数字信号处理的基本组成及其特点?

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  • 发布时间:2019/6/21 16:44:18
  • 作者:银河电气

  数字信号处理是指将事物的运动变化转变为一串数字,并用计算的方法从中提取有用的信息,以满足我们实际应用的需求。

  数字信号处理是利用数字系统对数字信号(包括数字化后模拟信号)进行处理。图1是一个典型的以数字信号处理器为核心部件的数字信号处理系统框图,此系统既可处理数字信号,也可处理模拟信号。

数字信号处理系统框图

图1数字信号处理系统框图

数字信号处理的基本组成?

  当用此系统处理数字信号时,如图1所示,可直接将输入数字信号x(n)送入数字信号处理器,由它按用户需要进行处理后,直接从它的输出端得到输出的数字信号y(n)。

  当用此系统处理模拟信号时,需采用系统框图1中所有部件。模拟信号xa(t)要经过防混叠的模拟滤波器进行滤波,然后进入模数转换器(A/D)将模拟信号转换成数字信号,随后进入数字信号处理这一核心部件处理得到数字信号。若所需为数字信号,则直接输出,若需要模拟信号,则再经过一个数/模转换器(D/A)后送入平滑用模拟低通滤波器得到模拟信号。

数字信号处理的特点有哪些?

01数字信号处理具有以下明显的优点

  1) 精度高。模拟电路的精度由元器件决定,而模拟元器件精度达到10-3以上都不容易,而数字系统只要14位字长精度就可以达到10-4的精度。在高精度系统中,有时只能采用数字系统。

  2) 灵活性强。数字信号处理采用数字系统,其性能主要由数字运算的系数决定。数字系统的系数调整只需通过软件设计改变存储的系数,远比模拟系统调整参数方便。

  3) 可靠性强。因为数字系统只有两个信号电平“0”和“1”,因而受周围环境的温度及噪声的影响较小。而模拟系统的各元器件都有一定的温度系数,且电平是连续变化的,易受温度、噪声、电磁感应等的影响。

  4) 可以实现多维信号的处理。不但可以处理语音信号,还可以处理图像、视频等多维信号。

  5) 易于大规模集成。由于数字部件具有高度规范性,便于大规模集成、大规模生产,而且对电路参数要求不严,故产品成品率高。

  6) 易于时分复用。由于数字系统的参数调节灵活方便,为时分复用提供了可能性。时分复用是指利用数字信号处理器,同时处理几个通道的信号。每增加一路信号,只需要增加存放系数的存储单元,不需要增加乘法器。

02数字信号处理的局限性

  1) 系统复杂性高,成本高。模拟接口等增加了系统的复杂性。

  2) 处理速度与精度的矛盾。影响处理速度的因素是算法的速度,转换器的速度以及芯片的速度,而转换器的速度与精度是互相矛盾的,要做到高速,精度就会下降。