Che cosa è un DSP?

I processori di segnali digitali (DSP) prendono segnali reali come voce, audio, video, temperatura, pressione o posizione che sono stati digitalizzati e quindi li manipolano matematicamente. Un DSP è progettato per eseguire funzioni matematiche come “aggiungi”, “sottrai”, “moltiplica” e “dividi” molto rapidamente.

I segnali devono essere elaborati in modo che le informazioni che contengono possano essere visualizzate, analizzate o convertite in un altro tipo di segnale che potrebbe essere utile. Nel mondo reale, i prodotti analogici rilevano segnali come suono, luce, temperatura o pressione e li manipolano. I convertitori come un convertitore analogico-digitale prendono quindi il segnale del mondo reale e lo trasformano nel formato digitale di 1 e 0. Da qui, il DSP prende il sopravvento catturando le informazioni digitalizzate e elaborandole. Si alimenta quindi le informazioni digitalizzate indietro per l’uso nel mondo reale. Lo fa in uno dei due modi, digitalmente o in un formato analogico passando attraverso un convertitore digitale-analogico. Tutto ciò avviene a velocità molto elevate.

Per illustrare questo concetto, il diagramma seguente mostra come un DSP viene utilizzato in un lettore audio MP3. Durante la fase di registrazione, l’audio analogico viene immesso attraverso un ricevitore o un’altra sorgente. Questo segnale analogico viene quindi convertito in un segnale digitale da un convertitore analogico-digitale e passato al DSP. Il DSP esegue la codifica MP3 e salva il file in memoria. Durante la fase di riproduzione, il file viene prelevato dalla memoria, decodificato dal DSP e poi riconvertito in un segnale analogico attraverso il convertitore digitale-analogico in modo che possa essere emesso attraverso il sistema di altoparlanti. In un esempio più complesso, il DSP eseguirebbe altre funzioni come il controllo del volume, l’equalizzazione e l’interfaccia utente.

Le informazioni di un DSP possono essere utilizzate da un computer per controllare cose come sicurezza, telefono, sistemi home theater e compressione video. I segnali possono essere compressi in modo che possano essere trasmessi rapidamente e in modo più efficiente da un luogo all’altro (ad es. teleconferenza può trasmettere voce e video tramite linee telefoniche). I segnali possono anche essere migliorati o manipolati per migliorare la loro qualità o fornire informazioni che non sono percepite dall’uomo (ad esempio la cancellazione dell’eco per i telefoni cellulari o le immagini mediche potenziate dal computer). Sebbene i segnali del mondo reale possano essere elaborati nella loro forma analogica, l’elaborazione digitale dei segnali offre i vantaggi di alta velocità e precisione.

Poiché è programmabile, un DSP può essere utilizzato in un’ampia varietà di applicazioni. È possibile creare il proprio software o utilizzare il software fornito da ADI e dalle sue terze parti per progettare una soluzione DSP per un’applicazione. Per informazioni più dettagliate sui vantaggi dell’utilizzo di DSP per elaborare segnali del mondo reale, leggere la parte 1 dell’articolo di Analog Dialogue intitolato: Perché usare DSP? Digital Signal Processing 101 – Un corso introduttivo nella progettazione di sistemi DSP.