וואָס איז דיגיטאַל סיגנאַל פּראַסעסינג?

וואָס איז דיגיטאַל סיגנאַל פּראַסעסינג? 
DSP מאַניפּיאַלייץ פאַרשידענע טייפּס פון סיגנאַלז מיט די כוונה פון פֿילטרירונג, מעסטן אָדער קאַמפּרעסינג און פּראָדוצירן אַנאַלאָג סיגנאַלז. אַנאַלאָג סיגנאַלז זענען אַנדערש דורך גענומען אינפֿאָרמאַציע און איבערזעצן עס אין עלעקטריק פּאַלסיז פון וועריינג אַמפּליטוד, כוועראַז דיגיטאַל סיגנאַל אינפֿאָרמאַציע איז איבערגעזעצט אין ביינערי פֿאָרמאַט, ווו יעדער ביסל פון דאַטן איז רעפּריזענטיד דורך צוויי דיסטינגגווישאַבאַל אַמפּליטודז. אן אנדער באמערקט חילוק איז אַז אַנאַלאָג סיגנאַלז קענען זיין רעפּריזענטיד ווי סינוס כוואליעס און דיגיטאַל סיגנאַלז זענען רעפּריזענטיד ווי קוואַדראַט כוואליעס. דספּ קענען זיין געפֿונען אין כּמעט קיין פעלד, צי עס איז ייל פּראַסעסינג, געזונט רעפּראָדוקציע, ראַדאַר און סאָנאַר, מעדיציניש בילד פּראַסעסינג אָדער טעלאַקאַמיונאַקיישאַנז - יסענשאַלי קיין אַפּלאַקיישאַן אין וואָס סיגנאַלז זענען קאַמפּרעסט און ריפּראַדוסט. 

אַזוי וואָס פּונקט איז דיגיטאַל סיגנאַל פּראַסעסינג? דער דיגיטאַל סיגנאַל פּראָצעס נעמט סיגנאַלז ווי אַודיאָ, קול, ווידעא, טעמפּעראַטור אָדער דרוק וואָס האָבן שוין דידזשאַטייזד און דאַן מאַניפּיאַלייץ זיי מאַטאַמאַטיק. די אינפֿאָרמאַציע קענען זיין רעפּריזענטיד ווי דיסקרעטע צייט, דיסקרעטע אָפטקייַט אָדער אנדערע דיסקרעטע פארמען אַזוי אַז די אינפֿאָרמאַציע קענען זיין פּראַסעסט דיגיטאַל. אַן אַנאַלאָג-צו-דיגיטאַל קאַנווערטער איז דארף אין דער עמעס וועלט צו נעמען אַנאַלאָג סיגנאַלז (געזונט, ליכט, דרוק אָדער טעמפּעראַטור) און גער זיי אין 0 ס און 1 ס פֿאַר אַ דיגיטאַל פֿאָרמאַט. 

א DSP כּולל פיר שליסל קאַמפּאָונאַנץ: 
 קאַמפּיוטינג מאָטאָר: מאַטאַמאַטיקאַל מאַניפּיאַליישאַנז, חשבונות און פּראַסעסאַז דורך אַקסעס די פּראָגראַם אָדער אַרבעט פֿון די פּראָגראַם זכּרון און  די אינפֿאָרמאַציע סטאָרד אין די דאַטאַ זכּרון.
 דאַטאַ זכּרון: דאָס סטאָרז די אינפֿאָרמאַציע צו זיין פּראַסעסט און אַרבעט האַנט אין האַנט מיט פּראָגראַם זכּרון. 
 פּראָגראַם זכּרון: דאָס סטאָרז די מגילה, אָדער טאַסקס, וואָס די DSP וועט נוצן צו פּראָצעס, קאָמפּרעס אָדער מאַניפּולירן דאַטן.
 I/O: דאָס קענען זיין גענוצט פֿאַר פאַרשידן טינגז, דיפּענדינג אויף די פעלד DSP איז געניצט פֿאַר, ד"ה פונדרויסנדיק פּאָרץ, סיריאַל פּאָרץ, טיימערז און קאַנעקטינג צו די אַרויס וועלט. 

ונטער איז אַ פיגור פון ווי די פיר קאַמפּאָונאַנץ פון אַ DSP קוקן ווי אין אַ גענעראַל סיסטעם קאַנפיגיעריישאַן. 

דספּ פילטערס 
דער טשעבישעוו פילטער איז א דיגיטאַלער פילטער וואס קען ווערן גענוצט צו צעטיילן איין באנדע פון ​​אָפטקייט פון א צווייטן. די פילטערס זענען באַוווסט פֿאַר זייער ערשטיק אַטריביוט, גיכקייַט, און כאָטש זיי זענען נישט דער בעסטער אין דער פאָרשטעלונג קאַטעגאָריע, זיי זענען מער ווי טויגן פֿאַר רובֿ אַפּלאַקיישאַנז. דער פּלאַן פון די טשעבישעוו פילטער איז געווען ענדזשאַנירד אַרום די מאַמאַטיקאַל טעכניק, באקאנט ווי ז-טראַנספאָרם. בייסיקלי, די z-transform קאַנווערץ אַ דיסקרעטע-צייט סיגנאַל, וואָס איז קאַמפּרייזד פון אַ סיקוואַנס פון פאַקטיש אָדער קאָמפּלעקס נומערן אין אַ אָפטקייַט פעלד פאַרטרעטונג. די טשעבישעוו ענטפער איז בכלל געניצט פֿאַר אַטשיווינג אַ פאַסטער ראָלל-אַוועק דורך אַלאַוינג ריפּאַל אין די אָפטקייַט ענטפער. די פילטערס זענען גערופן טיפּ 1 פילטערס, טייַטש אַז די ריפּאַל אין די אָפטקייַט ענטפער איז בלויז ערלויבט אין די פּאַסבאַנד. דאָס גיט די בעסטער אַפּראַקסאַמיישאַן צו די ידעאַל ענטפער פון קיין פילטער פֿאַר אַ ספּעציפיש סדר און ריפּאַל. עס איז דיזיינד צו באַזייַטיקן זיכער פריקוואַנסיז און לאָזן אנדערע צו פאָרן דורך די פילטער. די טשעבישעוו פילטער איז בכלל לינעאַר אין זיין ענטפער און אַ ניט-לינעאַר פילטער קען רעזולטאַט אין די רעזולטאַט סיגנאַל מיט אָפטקייַט קאַמפּאָונאַנץ וואָס זענען נישט פאָרשטעלן אין די אַרייַנשרייַב סיגנאַל. 


פארוואס נוצן דיגיטאַל סיגנאַל פּראַסעסינג?
צו פֿאַרשטיין ווי דיגיטאַל סיגנאַל פּראַסעסינג, אָדער DSP, קאַמפּערז מיט אַנאַלאָג סערקיאַליישאַן, איינער וואָלט פאַרגלייַכן די צוויי סיסטעמען מיט קיין פילטער פונקציע. בשעת אַן אַנאַלאָג פילטער וואָלט נוצן אַמפּלאַפייערז, קאַפּאַסאַטערז, ינדאַקטערז אָדער רעסיסטאָרס און זיין אַפאָרדאַבאַל און גרינג צו אַסעמבאַל, עס וואָלט זיין גאַנץ שווער צו קאַלאַברייט אָדער מאָדיפיצירן די פילטער סדר. אָבער, די זעלבע טינגז קענען זיין געטאן מיט אַ DSP סיסטעם, נאָר גרינגער צו פּלאַן און מאָדיפיצירן. די פילטער פונקציע אויף אַ DSP סיסטעם איז ווייכווארג-באזירט, אַזוי איר קענען קלייַבן עטלעכע פילטערס. צו שאַפֿן פלעקסאַבאַל און אַדזשאַסטאַבאַל פילטערס מיט הויך-סדר רעספּאָנסעס בלויז ריקווייערז די DSP ווייכווארג, כאָטש אַנאַלאָג ריקווייערז נאָך ייַזנוואַרג. 

פֿאַר בייַשפּיל, אַ פּראַקטיש באַנדפּאַסס פילטער מיט אַ געגעבן אָפטקייַט ענטפער זאָל האָבן אַ סטאָפּבאַנד ראָלל-אַוועק קאָנטראָל, פּאַסבאַנד טונינג און ברייט קאָנטראָל, ינפאַנאַט אַטטענואַטיאָן אין די סטאָפּבאַנד, און אַ ענטפער אין די פּאַסבאַנד וואָס איז גאָר פלאַך מיט נול פאַסע יבעררוק. אויב אַנאַלאָג מעטהאָדס זענען געוויינט, צווייטע סדר פילטערס וואָלט דאַרפן אַ פּלאַץ פון סטאַגערד הויך-ק סעקשאַנז, וואָס לעסאָף מיטל אַז עס וועט זיין גאָר שווער צו סטרויערן און סטרויערן. ווען איר אַפּראָוטשינג דעם מיט DSP ווייכווארג, ניצן אַ ענדלעך ימפּאַלס ענטפער (FIR), די צייט ענטפער פון די פילטער צו אַ שטופּ איז די ווייטיד סאַכאַקל פון די פאָרשטעלן און אַ ענדלעך נומער פון פריערדיקן אַרייַנשרייַב וואַלועס. מיט קיין באַמערקונגען, זיין בלויז ענטפער צו אַ געגעבן מוסטער ענדס ווען דער מוסטער ריטשאַז די "סוף פון די שורה". מיט די פּלאַן דיפעראַנסיז אין זינען, DSP ווייכווארג איז אויסדערוויילט פֿאַר זייַן בייגיקייט און פּאַשטעס איבער אַנאַלאָג סערקיאַליישאַן פילטער דיזיינז. 

ווען קריייטינג דעם באַנדפּאַסס פילטער, די נוצן פון DSP איז נישט אַ שרעקלעך אַרבעט צו פאַרענדיקן. ימפּלאַמענטינג עס און מאַנופאַקטורינג די פילטערס איז פיל גרינגער, ווייַל איר נאָר האָבן צו פּראָגראַם די פילטערס די זעלבע מיט יעדער DSP שפּאָן וואָס איז אריין אין די מיטל. אָבער, ניצן אַנאַלאָג קאַמפּאָונאַנץ, איר האָבן די ריזיקירן פון פאָלטי קאַמפּאָונאַנץ, אַדזשאַסטינג די קרייַז און פּראָגראַם די פילטער אויף יעדער יחיד אַנאַלאָג קרייַז. DSP קריייץ אַ אַפאָרדאַבאַל און ווייניקער טידיאַס וועג פון פילטער פּלאַן פֿאַר סיגנאַל פּראַסעסינג און ינקריסיז די אַקיעראַסי פֿאַר טונינג און אַדזשאַסטינג פילטערס אין אַלגעמיין.


ADC & DAC
עלעקטריש עקוויפּמענט איז שווער געניצט אין כּמעט יעדער פעלד. אַנאַלאָג צו דיגיטאַל קאָנווערטערס (ADC) און דיגיטאַל צו אַנאַלאָג קאָנווערטערס (דאַק) זענען יקערדיק קאַמפּאָונאַנץ פֿאַר קיין ווערייישאַן פון דספּ אין קיין פעלד. די צוויי קאַנווערטינג ינטערפייסיז זענען נייטיק צו בייַטן פאַקטיש וועלט סיגנאַלז צו לאָזן דיגיטאַל עלעקטראָניש ויסריכט צו קלייַבן קיין אַנאַלאָג סיגנאַל און פּראָצעס עס. נעמען אַ מיקראָפאָן פֿאַר בייַשפּיל: די ADC קאַנווערץ די אַנאַלאָג סיגנאַל געזאמלט דורך אַ אַרייַנשרייַב צו אַודיאָ עקוויפּמענט אין אַ דיגיטאַל סיגנאַל וואָס קענען זיין אָוטפּוטיד דורך ספּיקערז אָדער מאָניטאָרס. בשעת עס גייט דורך די אַודיאָ עקוויפּמענט צו די קאָמפּיוטער, ווייכווארג קענען לייגן עקאָוז אָדער סטרויערן די טעמפּאָ און פּעך פון די קול צו באַקומען אַ גאנץ געזונט. אויף די אנדערע האַנט, DAC וועט גער די שוין פּראַסעסט דיגיטאַל סיגנאַל צוריק אין די אַנאַלאָג סיגנאַל וואָס איז געניצט דורך אַודיאָ רעזולטאַט ויסריכט אַזאַ ווי מאָניטאָרס. ונטער איז אַ פיגור וואָס ווייַזן ווי די פריערדיקע ביישפּיל אַרבעט און ווי די אַודיאָ אַרייַנשרייַב סיגנאַלז קענען זיין ענכאַנסט דורך רעפּראָדוקציע, און דערנאָך רעזולטאַט ווי דיגיטאַל סיגנאַלז דורך מאָניטאָרס.

א טיפּ פון אַנאַלאָג צו דיגיטאַל קאַנווערטער, באקאנט ווי די דיגיטאַל ראַמפּע אַדק, ינוואַלווז אַ קאַמפּעראַטאָר. די ווערט פון די אַנאַלאָג וואָולטידזש אין עטלעכע פונט אין צייט איז קאַמפּערד מיט אַ געגעבן נאָרמאַל וואָולטידזש. איין וועג צו דערגרייכן דעם איז דורך אַפּלייינג די אַנאַלאָג וואָולטידזש צו איין וואָקזאַל פון די פאַרגלייַך און צינגל, באקאנט ווי אַ ביינערי טאָמבאַנק, וואָס דרייווז אַ דאַק. בשעת די רעזולטאַט פון די DAC איז ימפּלאַמענאַד צו די אנדערע וואָקזאַל פון די קאַמפּעראַטאָר, עס וועט צינגל אַ סיגנאַל אויב די וואָולטידזש יקסידז די אַנאַלאָג וואָולטידזש אַרייַנשרייַב. די יבערגאַנג פון די קאַמפּעראַטאָר סטאַפּס די ביינערי טאָמבאַנק, וואָס דעמאָלט האלט די דיגיטאַל ווערט קאָראַספּאַנדינג צו די אַנאַלאָג וואָולטידזש אין דעם פונט. די פיגור אונטן ווייזט אַ דיאַגראַמע פון ​​אַ דיגיטאַל ראַמפּע אַדק. 

אַפּפּליקאַטיאָנס פון DSP
עס זענען פילע וועריאַנץ פון אַ דיגיטאַל סיגנאַל פּראַסעסער וואָס קענען ויספירן פאַרשידענע טינגז, דיפּענדינג אויף די אַפּלאַקיישאַן. עטלעכע פון ​​די וועריאַנץ זענען אַודיאָ סיגנאַל פּראַסעסינג, אַודיאָ און ווידעא קאַמפּרעשאַן, רייד פּראַסעסינג און דערקענונג, דיגיטאַל בילד פּראַסעסינג און ראַדאַר אַפּלאַקיישאַנז. דער חילוק צווישן יעדער פון די אַפּלאַקיישאַנז איז ווי די דיגיטאַל סיגנאַל פּראַסעסער קענען פילטער יעדער אַרייַנשרייַב. עס זענען פינף פאַרשידענע אַספּעקץ וואָס וועריז פון יעדער דספּ: זייגער אָפטקייַט, באַראַן גרייס, דאַטן ויטאָבוס ברייט, ראַם גרייס און איך / אָ וואָולטידזש. אַלע פון ​​די קאַמפּאָונאַנץ טאַקע נאָר וועט ווירקן די אַריטמעטיק פֿאָרמאַט, גיכקייַט, זכּרון אָרגאַניזאַציע און דאַטן ברייט פון אַ פּראַסעסער. 

איינער באקאנט אַרקאַטעקטשער אויסלייג איז די האַרוואַרד אַרקאַטעקטשער. דער פּלאַן אַלאַוז אַ פּראַסעסער צו סיימאַלטייניאַסלי אַקסעס צוויי זיקאָרן באַנקס ניצן צוויי פרייַ שטעלט פון בוסעס. די אַרקאַטעקטשער קענען ויספירן מאַטאַמאַטיקאַל אַפּעריישאַנז בשעת ברענגען ווייַטער ינסטראַקשאַנז. אן אנדער איז די Von Neumann זכּרון אַרקאַטעקטשער. בשעת עס איז בלויז איין דאַטן ויטאָבוס, אַפּעריישאַנז קענען ניט זיין לאָודיד בשעת ינסטראַקשאַנז זענען פעטשט. דאָס ז אַ קלעם וואָס לעסאָף סלאָוז אַראָפּ די דורכפירונג פון DSP אַפּלאַקיישאַנז. בשעת די פּראַסעסערז זענען ענלעך צו אַ פּראַסעסער געניצט אין אַ נאָרמאַל קאָמפּיוטער, די דיגיטאַל סיגנאַל פּראַסעסערז זענען ספּעשאַלייזד. אַז אָפט מיטל אַז, צו דורכפירן אַ אַרבעט, די DSPs זענען פארלאנגט צו נוצן פאַרפעסטיקט פונט אַריטמעטיק. 

אן אנדער איז מוסטערונג, וואָס איז די רעדוקציע פון ​​אַ קעסיידערדיק סיגנאַל צו אַ דיסקרעטע סיגנאַל. איין הויפּט אַפּלאַקיישאַן איז די קאַנווערזשאַן פון אַ געזונט כוואַליע. אַודיאָ מוסטערונג ניצט דיגיטאַל סיגנאַלז און פּאַלס-קאָד מאַדזשאַליישאַן פֿאַר די רעפּראָדוקציע פון ​​געזונט. עס איז נייטיק צו כאַפּן אַודיאָ צווישן 20-20,000 הז פֿאַר יומאַנז צו הערן. מוסטער ראַטעס העכער ווי אַז פון אַרום 50 כז - 60 כז קענען נישט צושטעלן מער אינפֿאָרמאַציע צו דעם מענטש אויער. מיט פאַרשידענע פילטערס מיט DSP ווייכווארג און ADC & DAC, סאַמפּאַלז פון אַודיאָ קענען זיין ריפּראַדוסט דורך דעם טעכניק. 

דיגיטאַל סיגנאַל פּראַסעסינג איז שווער געניצט אין טאָג-צו-טאָג אַפּעריישאַנז, און איז יקערדיק אין ריקריייטינג אַנאַלאָג סיגנאַלז צו דיגיטאַל סיגנאַלז פֿאַר פילע צוועקן.

איר זאלט ​​אויך ווי:

דספּ - דיגיטאַל סיגנאַל פּראַסעסינג טוטאָריאַל

דערקלערן די דיגיטאַל סיגנאַל פּראַסעסינג (דספּ) און די מאַדזשאַליישאַן

לאז איבער א מעלדונג 

אַרטיקל ליסטע