数字信号处理技术的优点分析

电子设计 2017-11-29 12063

电子常识

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描述

数字信号处理已经深入到我们生活的各方面，无论是手机、无线网络、ADSL、数字录像机、数字电视，还是有线网络、数码相机、MP3、MP4等，都离不开数字信号处理技术。

我们的世界是模拟的，我们面对的信号是模拟信号。为什么我们不直接用模拟信号处理技术，而要采用数字信号处理技术呢？

    这是因为：

   1 、数字信号处理技术更经济、更方便。随着CMOS技术的发展，我们可以以低成本方式实现功能强大的数字信号处理系统。而模拟信号处理系统却无法享受CMOS技术发展带来的好处，一个100uH的小电感，占用的硅片面积就相当于1个处理器占用的面积！而复杂的模拟信号处理需要海量的放大器、电感和电容！如果只采用模拟信号处理，IPOD的重量会增加100倍，成本会增加数十倍。

    2、模拟信号处理不但无法从CMOS管缩小过程中受益，而且受害。现代CMOS技术发展的基石是不断缩小CMOS管的尺寸，这不但提高了CPU的工作频率，而且可以在同样面积芯片上集成更多的CMOS管，从而不断降低CPU的成本，提高CPU的性能。但模拟信号处理芯片却无法受益于CMOS管的缩小进程。在硅片上制作的电容和电感，尺寸无法缩小。并且，CMOS管变小后，击穿电压变低，工作电压可以低于1V。这对数字信号处理是好事，降低了整个处理系统的功耗。但对于模拟信号处理来说，这就降低了整个处理系统的动态范围，要求处理系统有更低的噪音。这对模拟信号处理来说是非常难以达到的事情。

    3、数字信号处理抗干扰能力强。模拟信号处理容易受各种干扰，尤其是各种电磁干扰。但数字信号处理只涉及到0和1两种状态，对噪声的免疫能力比模拟信号处理强了数百倍。

    4、数字信号处理受环境影响小。模拟信号处理受温度和湿度等环境因素影响，环境温度一变，整个处理系统的参数就发生变化。而数字信号处理系统基本不受环境温度和湿度的影响。

    5、数字信号处理更灵活。对于数字信号处理来说，改变数字信号处理系统的功能只要修改处理程序就可以，整个系统的硬件不需要改变。模拟系统处理系统则不然，需要重新布局和布线，重新制作整个硬件系统。

    由于数字信号处理相对模拟信号处理有如此多的优点，人们总是尽量想办法用数字信号处理代替模拟信号处理。由此看来，数学信号处理技术必然会全面融入我们生活的方方面面。

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