Was ist ein DSP?

Digitale Signalprozessoren (DSP) nehmen reale Signale wie Sprache, Audio, Video, Temperatur, Druck oder Position auf, die digitalisiert wurden, und manipulieren sie dann mathematisch. Ein DSP wurde entwickelt, um mathematische Funktionen wie „Addieren“, „Subtrahieren“, „Multiplizieren“ und „Dividieren“ sehr schnell auszuführen.

Signale müssen verarbeitet werden, damit die darin enthaltenen Informationen angezeigt, analysiert oder in eine andere Art von Signal umgewandelt werden können, die von Nutzen sein kann. In der realen Welt erfassen analoge Produkte Signale wie Ton, Licht, Temperatur oder Druck und manipulieren sie. Wandler wie ein Analog-Digital-Wandler nehmen dann das reale Signal und wandeln es in das digitale Format von 1 und 0 um. Von hier aus übernimmt der DSP, indem er die digitalisierten Informationen erfasst und verarbeitet. Anschließend werden die digitalisierten Informationen zur Verwendung in der realen Welt zurückgespeist. Dies geschieht auf zwei Arten, entweder digital oder in einem analogen Format, indem ein Digital-Analog-Wandler durchlaufen wird. All dies geschieht bei sehr hohen Geschwindigkeiten.

Um dieses Konzept zu veranschaulichen, zeigt das folgende Diagramm, wie ein DSP in einem MP3-Audioplayer verwendet wird. Während der Aufnahmephase wird analoges Audio über einen Empfänger oder eine andere Quelle eingegeben. Dieses analoge Signal wird dann von einem Analog-Digital-Wandler in ein digitales Signal umgewandelt und dem DSP zugeführt. Der DSP führt die MP3-Codierung durch und speichert die Datei im Speicher. Während der Wiedergabephase wird die Datei aus dem Speicher entnommen, vom DSP dekodiert und dann über den Digital-Analog-Wandler wieder in ein analoges Signal umgewandelt, sodass sie über das Lautsprechersystem ausgegeben werden kann. In einem komplexeren Beispiel würde der DSP andere Funktionen wie Lautstärkeregelung, Entzerrung und Benutzeroberfläche ausführen.

Die Informationen eines DSP können von einem Computer verwendet werden, um Dinge wie Sicherheit, Telefon, Heimkinosysteme und Videokomprimierung zu steuern. Signale können komprimiert werden, so dass sie schneller und effizienter von einem Ort zum anderen übertragen werden können (z. b. Telefonkonferenzen können Sprache und Video über Telefonleitungen übertragen). Signale können auch verbessert oder manipuliert werden, um ihre Qualität zu verbessern oder Informationen bereitzustellen, die von Menschen nicht wahrgenommen werden (z. B. Echounterdrückung für Mobiltelefone oder computergestützte medizinische Bilder). Obwohl reale Signale in ihrer analogen Form verarbeitet werden können, bietet die digitale Verarbeitung von Signalen die Vorteile einer hohen Geschwindigkeit und Genauigkeit.

Da ein DSP programmierbar ist, kann er in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt werden. Sie können Ihre eigene Software erstellen oder Software von ADI und seinen Drittanbietern verwenden, um eine DSP-Lösung für eine Anwendung zu entwerfen. Weitere Informationen zu den Vorteilen der Verwendung von DSP zur Verarbeitung realer Signale finden Sie in Teil 1 des Artikels von Analog Dialogue mit dem Titel: Warum DSP verwenden? Digitale Signalverarbeitung 101 – Ein Einführungskurs in DSP-Systemdesign.