数字信号处理 (DSP) 在各个行业都有多种应用。与模拟信号处理不同，DSP 用途广泛，在处理声音或视频等信号方面具有诸多优势。以下是 DSP 的工作原理以及它可以提供的好处。

什么是数字信号处理？

数字信号处理是对已数字化的现实世界模拟信号的处理。模拟输入可以是语音、视频、位置等。  

模拟信号处理

压力、图像、视频和音频是在广泛的现实世界科学和工程应用中处理的模拟信号的示例。通过模拟信号处理，这些输入被原始处理——无需在处理之前将它们数字化，在输出之前将它们转换回模拟。

模拟数字处理的缺点

模拟信号处理的缺点包括：

• 该系统易受电气元件值变化的影响
• 模拟电路不灵活
• 该系统不适合编程应用程序
• 它不适用于乘法和除法等数学运算

DSP 处理如何解决这些缺点

数字信号处理系统可以解决与模拟处理相关的大多数挑战。DSP的主要优点是：

• 数字电路受元件变化的影响较小
• 数字电路更加灵活，这意味着无需修改硬件即可适应某些变化
• 数字电路是可编程的，非常适合数学和逻辑运算

典型的 DSP 电路具有以下关键组件：

• 信号处理模块
• 模数 (A/D) 转换器
• 数模 (D/A) 转换器

模数信号转换

ADC 的作用是为每个现实世界的模拟输入生成一个二进制代码。它通过量化和比较每个输入样本的幅度与其离散电平（例如，4 位转换器的 16 个离散电平）来实现这一点。它以预定的定期采样间隔处理模拟输入信号。

数模转换

D/A 将处理后的信号转换为模拟等效信号。在音频 DSP 应用程序中，您可以结合速度或音高调整功能来优化输出。然后可以在扬声器上播放完美的声音。

DSP 模块

在模拟信号被转换后，它的处理发生在“数字信号处理器”块中。DSP 是一种可编程计算引擎，可以访问算法指令和数据以执行逻辑和数学功能。在典型的四阶有限脉冲响应 (FIR) 滤波器中，该电路包括五个数字乘法组件、四个加法器和几个延迟元件。

数字信号处理技术

在当今的数字世界中，DSP 电路有许多有用的应用，包括：

• 雷达定位
• 音频和视频压缩
• 语音分析/识别
• 数字图像处理