DSP Signal Filter Algoritmer
En digital signalprosessor (DSP) er en spesialisert type mikroprosessorbrikke som arbeider med lyd og andre typer signaler. Når programmert med riktig programvare, fungerer det som et signal filter. DSP-baserte filtre har bedre ytelse enn sine analoge motparter, og fordi programvaren definerer deres egenskaper, kan du programmere samme krets til å utføre mange forskjellige oppgaver. Ulike matematiske behandlinger, eller algoritmer, definere hva slags filter DSP blir.
DSP og Algoritmer
En DSP-brikken ikke behandler analoge signaler direkte; en analog-til-digital omformer første omformer signalene til en strøm av binære tall, hvert nummer som representerer en øyeblikkelig verdi ved et punkt i tid på et signal s bølge. DSP utfører beregninger på disse punkter, så en digital-til-analog krets svinger tallene tilbake til et analogt signal. DSP programvare består av algoritmer, eller matematiske trinn. IT-forskere har utviklet algoritmer som etterligner virkningen av analoge filtre, som equalizer og low-pass typer, og har skapt algoritmer for filterfunksjoner umulig å oppnå med tradisjonelle analoge kretser. DSP utfører flere hundre millioner skritt per sekund, slik sofistikert signalbehandling i sanntid.
Comb Filter
En av de enkleste DSP-algoritmer er for en funksjon som kalles kamfilteret. En kam filterets frekvensrespons kurven har en jevnt fordelt rekke skarpe topper ligner tennene på en kam, og brukes for dramatiske jet plane lydeffekter og videobehandling for TV-signaler. Når man mater et signal til en analog forsinkelseskrets og blande det forsinkede signal med den opprinnelige, vil kombinasjonen konstruktiv og destruktiv interferens resulterer i kammen respons. For å gjøre dette med en DSP, legger en algoritme gjeldende verdi i det binære tallstrømmen, s (m), med en tidligere verdi, s (mn). Tidsforskjellen, n, mellom nåværende og tidligere verdier er forsinkelsen. En kompakt plate, for eksempel, har 48.000 prøver per sekund; hvis n er 48, 48 delt på 48 000 er en tusendels sekund, eller ett millisekund.
gjennomsnitt Filter
En noe mer komplisert DSP-algoritme frembringer en funksjon som kalles en gjennomsnittsfilter. En gjennomsnitts filteret fjerner tilfeldig støy, for eksempel hakkete og klikk, fra en lydkilde. Algoritmen tar gjennomsnittet av den aktuelle inngangsverdi, s (m), og de siste n verdier, s (m-1) og s (m-2), for å s (mn). DSP utganger gjennomsnitts i stedet for inngangs, s (m). Dette er et glidende gjennomsnitt, som er verdien for m kontinuerlig øker for å behandle alle de binære verdier for det signal som strømmer gjennom DSP.
Lavpassfilter
Et lavpassfilter tillater signaler under en cut-off frekvens; ovenfor denne frekvens, vil filteret gradvis fjerner mer signal når frekvensen øker. Dens responskurven har en nedoverrettet skråning, kalt roll off, som begynner ved grensefrekvensen. En gjennomsnitts filter har noen av egenskapene til en low-pass filter, men algoritmer eksistere som nærmere modellere en low-pass respons. DSP ingeniører har skrevet mange algoritmer for low-pass responser, inkludert sinc filter. Denne algoritmen trenger et nummer for cut-off frekvens basert på samplingsfrekvens. Dersom grensefrekvensen er 500 hertz, for eksempel, ved en samplingsrate på 48 000 Hz, 48 000 delt på 500 er 96. For hvert nummer i DSP input stream, multipliseres algoritmen 96 ved to pi og prøvenummeret, tar sinus av resultatet og deretter deler av pi ganger prøvenummer. DSP utganger det endelige resultatet, og flytter til neste nummer i inngangsstrømmen.