Bộ xử lý âm thanh DSP ô tô là gì?

Mr Nguyễn Tháng Năm 8, 2021 200 Lượt xem
Chia sẻ

5/5 - (7 bình chọn)

Âm thanh là nền tảng của bất kỳ cuộc gọi hội nghị thành công nào. Cho dù bạn đang trò chuyện trên máy tính xách tay hay hệ thống hội nghị tích hợp, bạn cần phải có khả năng nghe rõ các bên khác, để không có sự hiểu lầm trong một cuộc trò chuyện có giá trị cao.

Bộ xử lý âm thanh DSP ô tô Helix V EIGHT DSP

Bộ xử lý âm thanh DSP ô tô Helix V EIGHT

Vì vậy, nhiều biến số có thể ảnh hưởng đến cuộc gọi hội nghị, bao gồm tiếng ồn xung quanh, độ trễ, tiếng vọng âm thanh, phản hồi và dao động âm lượng. May mắn thay, các công cụ truyền thông hợp nhất tốt nhất có bộ xử lý DSP tích hợp, có thể khắc phục hầu hết các vấn đề này.

Âm thanh có thể tạo ra hoặc phá vỡ một hội nghị quan trọng, vì vậy điều quan trọng là phải có các biện pháp bảo vệ DSP để làm sạch âm thanh và làm cho âm thanh trở nên dễ hiểu hơn. Trong hướng dẫn này, chúng tôi đã trình bày rõ công nghệ DSP là gì, cách DSP cải thiện tín hiệu âm thanh trong thời gian thực và những sản phẩm nào sử dụng công nghệ này để cải thiện trải nghiệm người dùng.

DSP ô tô là gì?

Viết tắt của “xử lý tín hiệu kỹ thuật số”, một hệ thống DSP điều khiển các tín hiệu âm thanh để đạt được một mục tiêu nhất định. Một số hệ thống DSP cũng có thể hoạt động với video và các dữ liệu khác. Ví dụ: hệ thống DSP có thể bao gồm một thuật toán phát hiện nguồn âm thanh chính và cách ly nó khỏi bất kỳ tiếng ồn không mong muốn nào, để tín hiệu rõ ràng hơn. Nhiều thuật toán có thể xử lý âm thanh đồng thời, tùy thuộc vào tín hiệu ban đầu và thiết bị hội nghị được sử dụng. Sau khi tín hiệu âm thanh được xử lý, nó sẽ được chuyển đổi trở lại thành tín hiệu tương tự và gửi đến loa.

Chức năng bộ xử lý âm thanh DSP ô tô

Dưới đây chỉ là một số cách DSP có thể cải thiện tín hiệu âm thanh của bạn:

Chuyển đổi A / DD / A: Hệ thống DSP có thể chuyển đổi tín hiệu tương tự sang dữ liệu kỹ thuật số, xử lý dữ liệu theo nhiều cách khác nhau và sau đó chuyển đổi lại thành tín hiệu tương tự mà không ảnh hưởng đến chất lượng âm thanh. Điều này cho phép người dùng kết nối micrô trực tiếp vào thiết bị DSP mà không cần thiết bị riêng.

Loại bỏ tiếng vọng âm thanh (AEC): Đây thường là quá trình đầu tiên trong chuỗi tín hiệu DSP và nó ngăn chặn tiếng vọng không mong muốn. Nếu không có chức năng khử tiếng vọng, giọng nói của bạn sẽ được khuếch đại trên hệ thống của bên kia (“đầu cuối”), được micrô của họ thu và sau đó phát lại trên loa của bạn. AEC trừ âm thanh đó khỏi tín hiệu của micrô trước khi bất kỳ tiếng vọng nào có thể xảy ra.

Điều khiển tự động:Tiếp theo, hệ thống DSP tự động hóa và cân bằng âm lượng trong suốt hội nghị, để tín hiệu không bao giờ quá lớn hoặc quá yên tĩnh. Điều này có thể giảm đáng kể sự mệt mỏi của âm thanh.

Gating: Một số hệ thống DSP có thể phân biệt giữa giọng nói và tiếng ồn không mong muốn, chẳng hạn như giấy nhăn và tiếng bước chân. Khi micrô thu bất kỳ tiếng ồn nào, thuật toán DSP sẽ “đóng cổng” (tức là tắt) micrô để micrô không gây nhiễu hội nghị.

Các loại bộ xử lý tín hiệu kỹ thuật số (Lựa chọn giải pháp phù hợp cho không gian)

Bộ xử lý âm thanh DSP ô tô, quá trình xử lý tín hiệu kỹ thuật số DSP có thể cực kỳ phức tạp và tốn kém. Tuy nhiên, nếu bạn đang làm việc trong một không gian nhỏ hơn với chỉ một vài người tham gia, thiết bị hội nghị của bạn có thể chỉ yêu cầu một chip DSP nhúng để tạo ra âm thanh chất lượng. Trong khi đó, nếu bạn đang sử dụng một hệ thống hội nghị lớn với hàng chục micrô và loa, bạn sẽ cần một thiết bị DSP độc lập để xử lý khối lượng công việc.

May mắn thay, các giải pháp hội nghị của Yamaha UC có thể xử lý DSP trong bất kỳ môi trường họp nào. Cho dù bạn đang làm việc trong phòng họp, phòng họp hay phòng họp, chúng tôi đều có các hệ thống tích hợp DSP mang đến âm thanh đáng kinh ngạc. Ví dụ, điện thoại hội nghị YVC-1000MS hoàn hảo cho các phòng hội nghị vừa và lớn,điện thoại lý tưởng cho các cuộc họp nhóm và phòng họp nhỏ. Mỗi giải pháp hội nghị này bao gồm một chip DSP nhúng có thể chạy các thuật toán âm thanh trong thời gian thực, để bạn nghe được âm thanh tốt nhất có thể trong môi trường hiện tại của mình.

Mặc dù nó đã tồn tại trong nhiều thập kỷ, nhưng ngành công nghiệp âm thanh đang bắt đầu áp dụng DSP như một tính năng lớn tiếp theo trong các sản phẩm âm thanh. Apple AirPods Pro, Âm thanh thực tế 360 của Sony và thậm chí cả loa Amazon Echo đều đang bắt đầu thêm DSP vào phần cứng của họ, vậy nó là gì? Và trên hết, điều gì sẽ thay đổi về trải nghiệm âm thanh của người tiêu dùng?

 

DSP là viết tắt của bộ xử lý tín hiệu kỹ thuật số, nghe khá dễ hiểu. Công nghệ này được tìm thấy bên trong tai nghe, điện thoại thông minh, loa thông minh, thiết bị âm thanh phòng thu, hệ thống giải trí trên xe và hơn thế nữa. Nó thực sự là nền tảng của các sản phẩm âm thanh hiện đại.

Có thể bạn đã quen với ý tưởng về một bộ xử lý từ CPU của máy tính, được thiết kế như những bộ xử lý đa năng. DSP là một bộ xử lý dành riêng cho các tín hiệu kỹ thuật số phức tạp như âm thanh. Chúng được thiết kế để thực hiện các chức năng toán học như cộng và trừ ở tốc độ cao với mức tiêu thụ năng lượng tối thiểu.

 

Nếu một thiết bị đang xử lý âm thanh, thiết bị đó gần như được đảm bảo có DSP tích hợp.

Các chip DSP xuất hiện ở nhiều kích cỡ, giá cả và điểm hiệu suất khác nhau. Mở rộng quy mô lên đến bộ xử lý đa kênh trong ô tô và thiết bị phòng thu chuyên nghiệp, cho đến chip công suất thấp nhỏ để nhận dạng giọng nói của loa thông minh. Chúng được sử dụng để tăng tốc độ thực thi các thuật toán liên quan đến âm thanh trong khi tiêu thụ ít năng lượng hơn so với một CPU thông thường.

 

Ví dụ: có một DSP bên trong điện thoại thông minh của bạn để giải mã các tệp MP3 , tăng âm trầm cho âm nhạc của bạn, chạy phép toán để loại bỏ tiếng ồn chủ động và nhận dạng giọng nói của bạn khi bạn nói “ Này, Google! ”. Các đơn vị DSP cũng được tìm thấy bên trong tai nghe không dây để chuyển đổi codec Bluetooth trở lại thành tín hiệu tương tự và loa rạp chiếu phim trong nhà để giải mã luồng dữ liệu thành trải nghiệm âm thanh vòm. Nếu nó xử lý âm thanh, gần như chắc chắn có một DSP trong đó.

Cách DSP sẽ thay đổi cách nghe nhạc của bạn mãi mãi

DSP quan trọng vì chúng là một phần thiết yếu của thiết bị âm thanh hiện đại , từ tai nghe đến DAC, loa ô tô và thiết bị chuyên nghiệp . DSP chất lượng cao sẽ cung cấp cho bạn sức mạnh xử lý cho các hiệu ứng chất lượng cao, từ EQ trên thiết bị đến khả năng nhận dạng giọng nói, khử tiếng ồn chủ động và âm thanh vòm. DSP cao cấp cũng yêu cầu rất ít năng lượng, kéo dài thời lượng pin của thiết bị để nghe lâu hơn.

Tuy nhiên, khả năng DSP không phải là thứ bạn sẽ tìm thấy trên nhiều nếu có bất kỳ trang thông số kỹ thuật nào. Với tai nghe, DSP đi kèm với khả năng của chip Bluetooth, trong khi các thiết bị khác thường cung cấp ADC, DAC và khả năng điều khiển loa, cùng với DSP, trên một chip duy nhất. Thay vì tìm kiếm thông số kỹ thuật xử lý, khả năng DSP thể hiện trong các khả năng khác của sản phẩm, giống như những khả năng được đề cập ở trên.

Ví dụ: Apple AirPods Pro sử dụng một dạng DSP để đo ống tai của bạn, sau đó điều chỉnh hiệu suất của tai nghe để tối ưu hóa chất lượng âm thanh. Ngoài ra, Âm thanh thực tế 360 của Sony cần lập bản đồ tai của bạn và điều chỉnh tín hiệu của nó để đạt được điều kỳ diệu.

Ngay cả những người đam mê âm thanh khó tính như nhân viên của chúng tôi cũng sử dụng hộp DSP sau khi bán ra thị trường để thực hiện những việc như hiệu suất chính xác cho loa bookshelf, tai nghe và thậm chí hiệu chỉnh hệ thống âm thanh vòm ảo có trong các sản phẩm như Sennheiser Ambeo Soundbar . Bằng cách sử dụng thiết bị DSP với micrô thích hợp, bạn có thể đo đầu ra của thiết bị âm thanh trong bất kỳ môi trường nào và điều chỉnh đầu ra để phát âm thanh theo cách bạn muốn.

 

Về cơ bản, bằng cách sử dụng một DSP hiện đại, bạn không cần phải hy vọng rằng thiết bị âm thanh của mình sẽ có âm thanh tốt, bạn có thể buộc nó phải hoạt động bất cứ lúc nào bằng cách nhờ thiết bị điện tử bù đắp những thiếu sót khi đang bay. Đây là một sự khác biệt lớn so với quá khứ, vì việc sử dụng các hộp DSP từng là lĩnh vực chỉ dành cho những người có sở thích hoặc bị ám ảnh. Không còn nữa.

DSP khác với CPU như thế nào?

Đây là phần kỹ thuật, vì vậy hãy thắt dây an toàn. Để nhanh chóng trình bày những điều cơ bản, bất kỳ bộ xử lý nào cũng được xây dựng dựa trên một vài nguyên tắc cốt lõi. Cụ thể: các bộ giải mã chuyển đổi mã thành các hoạt động cho bộ xử lý biết phải làm gì, các thanh ghi và bộ nhớ để lưu trữ các hoạt động và dữ liệu cũng như các đơn vị thực thi để xử lý toán và di chuyển dữ liệu xung quanh. Đây là những gì được gọi là kiến ​​trúc của bộ xử lý.

Bằng cách sử dụng một DSP hiện đại, bạn không còn phải hy vọng rằng thiết bị âm thanh của mình sẽ có âm thanh tốt, bạn có thể buộc nó phải hoạt động bất cứ lúc nào bằng cách nhờ thiết bị điện tử bù đắp những thiếu sót

Điểm mấu chốt cần hiểu là bạn có thể xây dựng một đơn vị thực thi để chạy một hoặc một số phép toán đa dạng ở đó. Đó là vấn đề của trường hợp sử dụng mong muốn và ngân sách năng lượng như những gì bạn sẽ xây dựng các đơn vị này để làm. Chỉ đơn giản đóng gói trong mọi tùy chọn có thể sẽ rất lãng phí về kích thước và điện năng tiêu thụ. Các CPU thông thường bao gồm các đơn vị thực thi cho những thứ cơ bản như cộng, trừ, nhân và chia, nhưng sẽ không tăng tốc các hoạt động phức tạp hơn trong phần cứng.

Tóm lại, DSP được tối ưu hóa cho các tác vụ phổ biến nhất được sử dụng trong khối lượng công việc xử lý tín hiệu kỹ thuật số. Danh sách này bao gồm toán học dấu phẩy động, phép toán modulo, phép toán số học bão hòa, phép nhân-tích lũy (MAC) và phép toán nhân-cộng (FMA) hợp nhất. Các chức năng này thường được yêu cầu trong bộ lọc, biến đổi Fourier, mã hóa codec và các thuật toán DSP khác. Các bộ xử lý tín hiệu kỹ thuật số thường được xây dựng để chạy song song một số hoạt động này (một kiến ​​trúc siêu địa phương) để xử lý nhanh hơn nhiều với tốc độ xung nhịp thấp hơn một CPU thông thường.

Bên trong điện thoại thông minh, bạn sẽ tìm thấy các thành phần CPU, DSP và GPU nằm cạnh nhau, mỗi thành phần được sử dụng cho các tác vụ cụ thể. DSP xử lý âm thanh, chẳng hạn như giải nén nhạc hoặc kích hoạt trợ lý giọng nói của bạn.

DSP cũng sử dụng hệ thống bộ nhớ được tối ưu hóa cao. Bởi vì các mẫu âm thanh phụ thuộc vào thời gian, chúng được đưa vào và ra khỏi DSP bằng cách sử dụng bộ đệm nối tiếp hoặc vào trước ra trước (FIFO). Các kiến ​​trúc bộ nhớ DSP được tối ưu hóa cho luồng dữ liệu có thứ tự cao này, không giống như các CPU sử dụng các khối bộ nhớ có thể ánh xạ lại trong đó vị trí cụ thể của một thanh ghi thường ít quan trọng hơn. Theo nghĩa này, kiến ​​trúc DSP là một đường dẫn có thứ tự trong khi các CPU thường chạy không theo thứ tự hơn nhiều. Do đó, DSP cũng phụ thuộc rất nhiều vào Truy cập Bộ nhớ Trực tiếp (DMA), di chuyển dữ liệu vào và ra khỏi bộ đệm theo những khoảng thời gian đều đặn mà không tốn thời gian xử lý. Bạn cũng sẽ không thấy điều này được sử dụng trong các CPU đa năng thường xuyên.

 

Nhìn chung, DSP được tối ưu hóa trong hai lĩnh vực chính so với các CPU đa năng. Chúng tăng tốc các phép toán DSP phổ biến trong phần cứng và tự hào về kiến ​​trúc bộ nhớ cụ thể được thiết kế cho các luồng dữ liệu thời gian thực. Kết quả thực là xử lý âm thanh và một số loại dữ liệu khác nhanh hơn và hiệu quả hơn.

Tại sao bạn nên chú ý

Vào năm 2020, nhiều công ty nổi tiếng hơn đang bắt đầu nắm lấy sức mạnh biến đổi của một DSP được sử dụng đúng cách. Từ việc tạo chính xác âm thanh 3D, đến việc tự động tối ưu hóa âm nhạc, cho phép thế hệ tiếp theo của codec âm thanh Bluetooth, số lượng phát triển ngày càng tăng trong lĩnh vực DSP sẽ thay đổi cách chúng ta nghe theo những cách rất rõ ràng.

Mặc dù nó có thể chậm và sẽ mất một vài năm để hầu hết mọi người nhìn thấy những cải tiến này, nhưng chưa bao giờ có thời điểm thú vị hơn để xem âm thanh cá nhân sẽ đi đến đâu.

Giới thiệu về xử lý tín hiệu kỹ thuật số

Bài viết này sẽ trình bày những kiến ​​thức cơ bản về Xử lý tín hiệu kỹ thuật số để dẫn đến một loạt bài viết về thống kê và xác suất được sử dụng để mô tả đặc tính của tín hiệu, Chuyển đổi tương tự sang kỹ thuật số (ADC) và Chuyển đổi kỹ thuật số sang tương tự (DAC), và kết luận với Phần mềm xử lý tín hiệu kỹ thuật số. Xử lý tín hiệu kỹ thuật số là thao tác toán học của tín hiệu thông tin, chẳng hạn như âm thanh, nhiệt độ, giọng nói và video và sửa đổi hoặc cải thiện chúng theo một số cách.

Khái niệm cơ bản về xử lý tín hiệu kỹ thuật số (DSP) dẫn đến một loạt các bài báo về thống kê và xác suất.

Xử lý tín hiệu kỹ thuật số là gì?

DSP điều khiển các loại tín hiệu khác nhau với mục đích lọc, đo lường hoặc nén và tạo ra các tín hiệu tương tự. Tín hiệu tương tự khác nhau bằng cách lấy thông tin và dịch nó thành các xung điện có biên độ khác nhau, trong khi thông tin tín hiệu số được dịch sang định dạng nhị phân trong đó mỗi bit dữ liệu được biểu diễn bằng hai biên độ phân biệt. Một sự khác biệt đáng chú ý khác là tín hiệu tương tự có thể được biểu diễn dưới dạng sóng sin và tín hiệu kỹ thuật số được biểu diễn dưới dạng sóng vuông. DSP có thể được tìm thấy trong hầu hết mọi lĩnh vực, cho dù đó là xử lý dầu, tái tạo âm thanh, radar và sonar, xử lý hình ảnh y tế hay viễn thông – về cơ bản là bất kỳ ứng dụng nào trong đó tín hiệu đang được nén và tái tạo.

 

 

Vậy xử lý tín hiệu kỹ thuật số chính xác là gì? Quá trình tín hiệu kỹ thuật số lấy các tín hiệu như âm thanh, giọng nói, video, nhiệt độ hoặc áp suất đã được số hóa và sau đó xử lý chúng theo phương pháp toán học. Thông tin này sau đó có thể được biểu diễn dưới dạng thời gian rời rạc, tần số rời rạc hoặc các dạng rời rạc khác để thông tin có thể được xử lý kỹ thuật số. Trong thế giới thực cần có một bộ chuyển đổi tín hiệu tương tự sang kỹ thuật số để lấy tín hiệu tương tự (âm thanh, ánh sáng, áp suất hoặc nhiệt độ) và chuyển đổi chúng thành số 0 và số 1 cho định dạng kỹ thuật số.

Một DSP chứa bốn thành phần chính:

  • Computing Engine: Các thao tác toán học, tính toán và xử lý bằng cách truy cập chương trình hoặc tác vụ từ Bộ nhớ chương trình và thông tin được lưu trữ trong Bộ nhớ dữ liệu.
  • Bộ nhớ dữ liệu: Bộ nhớ này lưu trữ thông tin được xử lý và hoạt động cùng với bộ nhớ chương trình.
  • Bộ nhớ chương trình: Bộ nhớ này lưu trữ các chương trình hoặc tác vụ mà DSP sẽ sử dụng để xử lý, nén hoặc thao tác dữ liệu.
  • I / O: Điều này có thể được sử dụng cho nhiều thứ khác nhau, tùy thuộc vào lĩnh vực mà DSP đang được sử dụng, tức là các cổng bên ngoài, cổng nối tiếp, bộ hẹn giờ và kết nối với thế giới bên ngoài.

Dưới đây là hình ảnh về bốn thành phần của DSP trông như thế nào trong cấu hình hệ thống chung.

 

 

DSP xe hơi

Bộ lọc Chebyshev là một bộ lọc kỹ thuật số có thể được sử dụng để tách một dải tần số khỏi dải tần số khác. Các bộ lọc này được biết đến với thuộc tính chính, tốc độ và mặc dù chúng không phải là tốt nhất trong danh mục hiệu suất, nhưng chúng vẫn quá đủ cho hầu hết các ứng dụng. Thiết kế của bộ lọc Chebyshev được thiết kế dựa trên kỹ thuật vật chất, được gọi là biến đổi. Về cơ bản, phép biến đổi z chuyển đổi tín hiệu thời gian rời rạc, được tạo thành từ một chuỗi số thực hoặc số phức thành biểu diễn miền tần số. Phản hồi Chebyshev thường được sử dụng để đạt được tốc độ cuộn nhanh hơn bằng cách cho phép tạo ra gợn sóng trong đáp ứng tần số. Các bộ lọc này được gọi là bộ lọc loại 1, có nghĩa là độ gợn sóng trong đáp ứng tần số chỉ được phép trong băng thông. Điều này cung cấp giá trị gần đúng nhất cho phản hồi lý tưởng của bất kỳ bộ lọc nào cho một thứ tự và gợn sóng được chỉ định. Nó được thiết kế để loại bỏ một số tần số nhất định và cho phép những tần số khác đi qua bộ lọc. Bộ lọc Chebyshev nói chung là tuyến tính trong phản ứng của nó và bộ lọc phi tuyến có thể dẫn đến tín hiệu đầu ra chứa các thành phần tần số không có trong tín hiệu đầu vào.

Tại sao sử dụng Xử lý tín hiệu kỹ thuật số?

Để hiểu cách xử lý tín hiệu kỹ thuật số, hoặc DSP, so sánh với mạch tương tự, người ta sẽ so sánh hai hệ thống với bất kỳ chức năng lọc nào. Mặc dù một bộ lọc tương tự sẽ sử dụng bộ khuếch đại, tụ điện, cuộn cảm hoặc điện trở và có giá cả phải chăng và dễ lắp ráp, nhưng sẽ khá khó khăn để hiệu chỉnh hoặc sửa đổi thứ tự bộ lọc. Tuy nhiên, những điều tương tự có thể được thực hiện với hệ thống DSP, chỉ là việc thiết kế và sửa đổi dễ dàng hơn. Chức năng bộ lọc trên hệ thống DSP dựa trên phần mềm, vì vậy có thể chọn nhiều bộ lọc. Ngoài ra, để tạo các bộ lọc linh hoạt và có thể điều chỉnh với các phản hồi bậc cao chỉ yêu cầu phần mềm DSP, trong khi analog yêu cầu phần cứng bổ sung.

Ví dụ, một bộ lọc thông dải thực tế, với đáp ứng tần số nhất định phải có điều khiển cuộn tắt dải dừng, điều chỉnh băng thông và điều khiển độ rộng, suy hao vô hạn trong băng dừng và đáp ứng trong băng thông hoàn toàn bằng phẳng với độ lệch pha bằng không. Nếu các phương pháp tương tự đang được sử dụng, các bộ lọc bậc hai sẽ yêu cầu rất nhiều phần Q cao so le, điều này cuối cùng có nghĩa là sẽ rất khó để điều chỉnh và điều chỉnh. Trong khi tiếp cận điều này với phần mềm DSP, sử dụng đáp ứng xung hữu hạn (FIR), đáp ứng thời gian của bộ lọc đối với xung là tổng trọng số của hiện tại và một số hữu hạn các giá trị đầu vào trước đó. Không có phản hồi, phản hồi duy nhất của nó đối với một mẫu nhất định kết thúc khi mẫu đó đến “cuối dòng”. Với những khác biệt về thiết kế này,

Khi tạo bộ lọc thông dải này, việc sử dụng DSP không phải là một nhiệm vụ tồi tệ để hoàn thành. Việc triển khai nó và sản xuất các bộ lọc dễ dàng hơn nhiều, vì bạn chỉ phải lập trình các bộ lọc giống nhau với mọi chip DSP đi vào thiết bị. Tuy nhiên, sử dụng các thành phần tương tự, bạn có nguy cơ linh kiện bị lỗi, điều chỉnh mạch và lập trình bộ lọc trên từng mạch tương tự riêng lẻ. DSP tạo ra một cách thiết kế bộ lọc hợp lý và ít tẻ nhạt hơn để xử lý tín hiệu và tăng độ chính xác cho việc điều chỉnh và điều chỉnh các bộ lọc nói chung.

ADC & DAC

Thiết bị điện được sử dụng nhiều trong hầu hết mọi lĩnh vực. Bộ chuyển đổi tương tự sang kỹ thuật số (ADC) và bộ chuyển đổi kỹ thuật số sang tương tự (DAC) là các thành phần thiết yếu cho bất kỳ biến thể nào của DSP trong bất kỳ lĩnh vực nào. Hai giao diện chuyển đổi này là cần thiết để chuyển đổi tín hiệu thế giới thực để cho phép thiết bị điện tử kỹ thuật số nhận bất kỳ tín hiệu tương tự nào và xử lý nó. Lấy ví dụ về micrô: ADC chuyển đổi tín hiệu tương tự được thu thập bởi đầu vào thiết bị âm thanh thành tín hiệu kỹ thuật số có thể được xuất ra bởi loa hoặc màn hình. Trong khi truyền qua thiết bị âm thanh đến máy tính, phần mềm có thể thêm tiếng vọng hoặc điều chỉnh nhịp độ và cao độ của giọng nói để có được âm thanh hoàn hảo. Mặt khác, DAC sẽ chuyển đổi tín hiệu kỹ thuật số đã được xử lý trở lại thành tín hiệu tương tự được sử dụng bởi thiết bị đầu ra âm thanh như màn hình.

 

 

Một loại bộ chuyển đổi tương tự sang kỹ thuật số, được gọi là ADC đoạn đường nối kỹ thuật số, bao gồm một bộ so sánh. Giá trị của điện áp tương tự tại một thời điểm nào đó được so sánh với một điện áp tiêu chuẩn nhất định. Một cách để đạt được điều này là áp dụng điện áp tương tự vào một đầu cuối của bộ so sánh và bộ kích hoạt, được gọi là bộ đếm nhị phân, điều khiển DAC. Trong khi đầu ra của DAC được thực hiện tới đầu cuối khác của bộ so sánh, nó sẽ kích hoạt tín hiệu nếu điện áp vượt quá đầu vào điện áp tương tự. Quá trình chuyển đổi của bộ so sánh dừng bộ đếm nhị phân, bộ đếm này sau đó giữ giá trị kỹ thuật số tương ứng với điện áp tương tự tại điểm đó. Hình dưới đây cho thấy một sơ đồ của ADC đoạn đường nối kỹ thuật số.

 

 

Các ứng dụng của DSP ô tô

Có rất nhiều biến thể của bộ xử lý tín hiệu kỹ thuật số có thể thực thi những thứ khác nhau, tùy thuộc vào ứng dụng đang được thực hiện. Một số biến thể này là xử lý tín hiệu âm thanh, nén âm thanh và video, xử lý và nhận dạng giọng nói, xử lý hình ảnh kỹ thuật số và các ứng dụng radar. Sự khác biệt giữa mỗi ứng dụng này là cách bộ xử lý tín hiệu kỹ thuật số có thể lọc từng đầu vào. Có năm khía cạnh khác nhau thay đổi theo từng DSP: tần số xung nhịp, kích thước RAM, độ rộng bus dữ liệu, kích thước ROM và điện áp I / O. Tất cả các thành phần này thực sự sẽ chỉ ảnh hưởng đến định dạng số học, tốc độ, tổ chức bộ nhớ và độ rộng dữ liệu của bộ xử lý.

Một kiểu bố trí kiến ​​trúc nổi tiếng là kiến trúc Harvard . Thiết kế này cho phép bộ xử lý truy cập đồng thời hai ngân hàng bộ nhớ bằng cách sử dụng hai bộ bus độc lập. Kiến trúc này có thể thực thi các phép toán trong khi tìm nạp thêm các hướng dẫn. Một thứ khác là kiến trúc bộ nhớ Von Neumann . Trong khi chỉ có một bus dữ liệu, không thể tải các thao tác trong khi tìm nạp các hướng dẫn. Điều này gây ra kẹt cuối cùng làm chậm quá trình thực thi các ứng dụng DSP. Trong khi các bộ xử lý này tương tự như bộ xử lý được sử dụng trong một máy tính tiêu chuẩn, các bộ xử lý tín hiệu kỹ thuật số này là chuyên biệt. Điều đó thường có nghĩa là, để thực hiện một tác vụ, các DSP được yêu cầu sử dụng số học điểm cố định.

Một cách khác là lấy mẫu, là sự giảm tín hiệu liên tục thành tín hiệu rời rạc. Một ứng dụng chính là chuyển đổi sóng âm thanh. Lấy mẫu âm thanh sử dụng tín hiệu kỹ thuật số và điều chế mã xung để tái tạo âm thanh. Nó là cần thiết để thu âm thanh từ 20 – 20.000 Hz để con người nghe thấy. Tốc độ lấy mẫu cao hơn khoảng 50 kHz – 60 kHz không thể cung cấp thêm thông tin cho tai người. Sử dụng các bộ lọc khác nhau với phần mềm DSP và ADC & DAC, các mẫu âm thanh có thể được tái tạo thông qua kỹ thuật này.

Xử lý tín hiệu kỹ thuật số được sử dụng nhiều trong các hoạt động hàng ngày và rất cần thiết trong việc tái tạo tín hiệu tương tự thành tín hiệu kỹ thuật số cho nhiều mục đích.

Tôi hy vọng rằng bài viết này đã cung cấp đủ thông tin để hiểu chung về DSP là gì, cách chúng hoạt động và chúng được sử dụng cụ thể để làm gì trong nhiều lĩnh vực. Nếu bạn có bất kỳ thắc mắc hay suy nghĩ nào, hãy để lại bình luận bên dưới nhé!


Chia sẻ