DSP数字信号处理技术

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所属分类:音响技术

音响行业正处于模拟音响阶段向数字音响阶段过渡阶段,数字音响已成为音响的必然的发展趋势,数字产品,现在已在社会正得到大量的应用。产品的跟新换代,使音响技术已从传统的模拟技术,转向数字音响技术的掌握。

DSP数字信号处理技术

我们现在常常用到的音响数字产品是:数字调音台,数字处理器,数码卡拉OK效果器等,常常谈到DSP数字信号处理技术,在这里简单聊聊,对我们音响数字化,有更深的理解。

在任何智能数码系统当中,负责对各类数据进行运算的处理器,都是当仁不让的中枢核心,而在音响系统当中也不例外。近年来无论专业舞台音响、家用音响还是汽车音响,数字音频处理器DSP(Digital Signal Processer)都取得了极大发展,技术上日新月异,在应用上也越发广泛、普及。

一、DSP定义

DSP的全称为Digital Signal Processor,即数字信号处理技术。数字信号处理是利用计算机或专用处理设备,以数字形式对信号进行采集、变换、滤波、估值、增强、压缩、识别等处理,以得到符合人们需要的信号形式。DSP芯片即指能够实现数字信号处理技术的芯片。

该芯片的内部采用程序和数据分开的哈佛结构,具有专门的硬件乘法器,广泛采用流水线操作,提供特殊的指令,可以用来快速地实现各种数字信号处理算法,实时运行速度可达每秒数以千万条复杂指令程序,远远超过通用微处理器,是数字化电子世界中日益重要的电脑芯片。

DSP的工作原理是接收模拟信号,转换为0或1的数字信号。再对数字信号进行修改、删除、强化,并在其他系统芯片中把数字数据解译回模拟数据或实际环境格式。

二、DSP系统的优点

基于通用DSP芯片的数字信号处理系统与模拟信号处理系统相比,具有以下优点:

(1) 精度高,抗干扰能力强,稳定性好。精度仅受量化误差即有限字长的影响,信噪比高,器件性能影响小。受温度、环境等外部因素影响小。

(2) 编程方便,易于实现复杂算法(含自适应算法)。DSP芯片提供了高速计算平台,可实现复杂的信号处理。

(3) 可程控,当系统的功能和性能发生改变时,不需要重新设计、装配、调试。如实现不同的数字滤波(低通、高通、带通);软件无线电中不同工作模式的电台通信;虚拟仪器中的滤波器、频谱仪等。

(4) 接口简单,系统的电气特性简单,数据流采用标准协议。

(5) 集成方便。

(6) 可实现模拟处理不能实现的功能:线性相位、多抽样率处理、级联、易于存储等;

(7) 可用于频率非常低的信号。

数字信号处理器的出现,使数字信号处理技术应运而生并且得到迅速发展。从音频的质量来说,数字音频通过模数/数模转换后,越接近模拟音质就越好,数字化技术在音频的编辑、合成、效果处理、存储、传输和网络化及在价格等方面有极大的优势。

由于数字信号在传输过程中,并不会像模拟信号那样存在受到损耗和被干扰的问题,所以越来越多的音频产品都采用了数字输入接口,如CD机、DVD等。

三、数字音响设备中DSP主要功能

在音响设备的功能上,DSP主要负责的,是对不同声道的输入信号和输出信号进行调节校正,包括频段分频设置、分频点斜率设置、混音、分音、延时播放和不同频点的EQ均衡等等,让使用者通过这些调节,得以解决音响播放中的不良音效,并塑造出自己需要的声音形态、得出自己需要的愉悦听感。

对专业音响有点了解的朋友,相信都会马上联想到:DSP的这些功能,不就是和“调音台”差不多吗?事实上DSP在很大程度上,确实就是发挥了类似调音台的作用,而相比通过电路手段对信号电流进行电子校正的传统调音台,DSP采用数字芯片+电脑软件来对信号进行数字调节,占地小、操作方便,同时调节精度往往也更高,功能也更加全面丰富,因此适用范围自然也就更广,例如近年来在专业舞台音响和会场音响等领域,DSP设备都逐步替代了传统调音台的市场份额,而一些新推出的调音台,也往往已经和DSP软件深度结合,更多体现了DSP操作台的属性。

文章来源:中国hifi音响网

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