论数字信号处理技术应用领域

论数字信号处理技术应用领域

作者：周军晓崔莹超

来源：《消费电子·理论版》2013年第06期

摘要：本文介绍了了数字信号处理（DSP）的系统构成及其特点，并在此基础上分析了DSP技术的发展，总结概括了数字信号处理技术的应用领域的概况，对DSP发展的研究具有一定的价值与意义。

关键词：数字信号处理；信息处理；应用领域

中图分类号：TN919 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2013） 12-0000-01

一、前言

20世纪60年代，数字信号处理器（DigitalSignalProcessor）随着信息技术的快速发展应运而生。此后，DSP进入了其飞速发展的阶段。作为目前电子工业领域发展最迅速的DSP技术，备受各大行业的关注与应用。当然，在我国更是并不例外。其市场一片开阔，现如今DSP 不仅被应用于通信领域，而且被广泛应用于各种消费产品中，因此，DSP的有关学习显得非常重要。

二、DSP系统构成

数字信号处理器是为快速处理各种数字信号，而设计的内部存储特殊算的微处理器。在DSP系统中，需把模拟信号转化为数字信号，然后对数字信号进行滤波、增强、压缩等各种变换，其处理速度最高达2000MIPS，其处理速度比最快的CPU处理速度快几十倍。如图1，为一个典型的DSP系统。

如图1所示，对于输入信号，第一步进行抗混叠滤波，然后进行A/D变换将输入模拟信号变换成数字信号，之后经DSP芯片对输入的数字信号进行处理，包括乘法运算，加法运算，加乘运算等。最后，输出的信号经过D/A转换器变换转换为模拟值，最后进行滤波得到我们所需的连续的模拟波形[1]。

三、DSP系统的特点

DSP系统以数字信号处理为基础，其突出特点为，其可编程装置的可塑性，可以结合软硬件来实现各种线性、非线性算法。对比，数字逻辑电路，只针对硬件开发的特点，DSP明显具有优势。DSP的硬件开发实现起来越来越容易，而且，周期也渐缩短，实现了起来效率高，无疑会更加节约成本。另外，DSP的时分复用特性，即DSP系统分时段来处理几路不同的信号，表现出其特殊的灵活性。其同样具有低功耗及便于接口的特点；除此之外，DSP还具有稳定性、实时性好、可重复性好、便于集成、重量轻、高精度、体积小、可靠性强、功能更加健全和具有特殊应用等特性。具有以上特点的DSP系统正在向模拟系统靠拢，却远远超出模拟系统所能实现的有限功能[1]。

四、DSP目前的主要应用领域

由于DSP技术的飞速发展，决定了电子产品更新换代的频率越来越高。在我国，DSP技术被广泛应用于各大行业，各大领域。电脑、航天、医疗、娱乐、教育、电器制造业等许多方面。DSP技术的应用与更新显得特别重要。随着DSP技术的发展，DSP技术也逐渐被应用于控制业。在汽车电子、信息安全以及信号处理等领域更是应用广泛。

（一）数字化移动电话

数字移动电话包括两类即高速、低速移动电话。而无论是高速移动电话或者是低速移动电话，都至少要用到1个数字信号处理器，因此，移动电话的快速发展决定的数字信号处理器的大量需求[2]。

（二）数据调制解调器

在传统的应用领域中，DSP的一大应用即为调制解调器。作为连接网络最简单的方式，各种PC机都要通过调制解调器来实现电话线路的拨号功能。因此，调制解调器將通信与信息处理系统有机地联系在一起。而由于网络用户容易出现拥挤等现象。就需要传送数据更快的调制解调器。这样，更高性能的DSP器件就随之被需要。

（三）磁盘/光盘控制器需求

多种信息存储媒体产品的快速发展，磁盘存储器、可写可读磁盘和可写非可读等磁盘存储器随之诞生。现如今磁盘驱动器，存储容量远远大于GB数量级，而小型微型磁盘存储器也逐渐向大存储容量及快速存取的趋势发展，所以其控制器需具有精度高与速度快的特性。当然，所用的DSP性能更需要更高的标准，速度高，处理快的DSP将成为其必不可少的器件[3]。

（四）图形图像处理需求

在电视、电影、影像行业里，各种压缩/解压，编码/译码技术的各个环节都要广泛地应用DSP芯片技术。高速度、高精度的DSP更是不可或缺。随着图像压缩与解压技术的迅速发展，各种新的图像分析方法或者图像分析算法，更是要求，高性能的DSP随之配套[4-5]。

（五）汽车电子系统及其它应用领域

汽车电子系统更是发展日新月异。汽车导航仪等，数据传输至终端，则需用信号处理器对其进行分析。而汽车内摄像机所拍摄的图像的数据信息也必将需数字信号处理处理的一系列转换，才能将信息转换为人们所能接受的信息方式来供人们查阅。所以，DSP在汽车电子系统领域的应用也将大大促进DSP的快速发展。

（六）声音处理。

在通信领域，以脉冲编码调制（PCM）处理为例。由于脉冲编码调制压缩信息十分有限，远远不能提供计算机的应用。而采用声音数字压缩技术中，DSP被大量广泛地采用，尤其是各种各样的音效卡。而高质量、高速度的声音处理技术，就需要更多高性能DSP。

参考文献：

[1]丁美玉，高西全.数字信号处理[M].西安电子科技大学出版社，1997.

[2]张丽娟.DSP在移动通信中的应用[J].电子产品世界，2000（12）.

[3]裘云.DSP技术及其前景[J].微计算机信息，2000，5.

[4]魏晓云，陈杰，曾云.DSP技术的最新发展及其应用现状[J].半导体技术.2003（28）：9.

[5]申敏.DSP原理及其在移动通信中的应用[M].北京：人民邮电出版社，1999.

[作者简介]周军晓（1991-），女，河南省禹州市，河南师范大学，本科大三学生，电子信息工程专业，课题方向：信号和信息处理技术研究。