Цифровая обработка сигналов

Известно, что представляющие интерес для потребителя сигналы, представляющие звуковую, телеметрическую или видеоинформацию не могут быть переданы по кабельному или радиоканалу, записаны на магнитный или оптический носители в непосредственном виде. Эти сигналы приходится преобразовывать к виду, наилучшим образом подходящему для передачи по одному из доступных каналов или для записи на какой либо материальный носитель.

Главная цель обработки сигналов при их приеме или считывании заключается в необходимости извлечения содержащейся в них информации. Эта информация обычно заключена в амплитуде сигнала, его частоте или спектральном составе, в фазе или в относительных временных зависимостях нескольких сигналов.

При использовании цифровой обработки сигналов в связи аналоговая звуковая или видео информация сначала при помощи аналого-цифрового преобразователя преобразуется в цифровую форму, затем этот цифровой сигнал передается по цифровой линии связи.

Одной из задач обработки сигналов является сжатие полосы частот передаваемого сигнала без существенной потери информации. В высокоскоростных модемах и системах мобильной связи с этой целью широко используются алгоритмы устранения избыточности (сжатия) данных. Подобные методы используются в системах записи звука (MPEG), в телевидении высокой четкости (HDTV).

Промышленные системы управления используют информацию, полученную от датчиков системы сбора данных для выработки соответствующих сигналов, воздействующих на управляемый процесс.

В некоторых случаях в сигнале, содержащем информацию, присутствует шум, и основной целью обработки сигнала является восстановление сигнала в первоначальном виде. Для выполнения этой задачи часто используются такие методы, как фильтрация, автокорреляция, свертка и т.д. Причем эти функции могут быть реализованы как в аналоговой, так и в цифровой форме.

Обратите внимание, что как системы обработки сигналов, так и системы управления (контроллеры) подразумевают использование аналого-цифровых преобразователей (АЦП), цифро-аналоговых преобразователей (ЦАП), датчиков, устройств формирования сигнала. При этом в них в качестве обрабатывающих устройств могут применяться программируемые логические схемы, сигнальные процессоры или микроконтроллеры.