基于DSP的音頻信號處理系統設計

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　　摘要：傳統的音頻信號處理系統已經無法滿足人們的實際需求，而數字化也是音頻處理系統設計的發展趨勢。本文著重分析了基于DSP的音頻信號處理系統設計，具有一定參考價值。
　　[關鍵詞]DSP音頻信號處理系統
　　1引言
　　隨著數字化技術的發展，許多場合所使用的音頻設備都由數字化音頻處理技術代替了模擬音頻技術，數字化音頻處理技術主要是通過數字濾波算法對所收集到的信號進行處理與變化來實現的。運用數字化技術必然會涉及許多復雜的數字運算，而DSP數字運算處理器的出現正好符合此要求，DSP芯片能夠快速實現數字信號之間的轉換與處理計算任務。
　　2音頻信號處理系統發展分析
　　現如今音頻信號處理系統已經不再僅僅局限于傳統模擬信號處理的范圍，而是在逐漸朝著數字化的趨勢進行發展，DSP技術將能夠支持多聲道、密集型的音頻處理計算。尤其是最近幾年，DSP音頻處理技術發展尤為迅速，在此背景下誕生了一系列的音頻電子產品。
　　傳統的模擬錄音技術主要是通過話筒將各種聲音收集起來，之后轉換為模擬電壓信號，再通過相應的錄音設備將電壓信號記錄在相對應的媒介之，上，再重新播放時再次將所記錄的信號重新轉變為模擬信號，通過揚聲器來播放所記錄的聲音。但是這種方式易于受到外界因素的影響與干擾，在每次重放時都會產生一些變化，進而對音質造成嚴重的影響，雖然可以通過優化元件及材料提高音質，但是所需要的費用較高，并且所提高音質也是具有一定的限度?；贒SP的音頻處理系統能夠將模擬聲音信號進行采樣、量化以及編碼處理，讓其轉變為數字信號，之后再將其進行加工、傳輸與記錄;再重放時將所記錄的數字信號還原為模擬信號，進而獲得更為優秀的音質。運用數字音頻技術最主要的原因是計算機技術的快速發展，使得音頻系統處理時變得更加高效快捷。當音頻信號轉換為數字信號時，后續所有的處理操作實際上都可以被看作數字化的處理。在音頻信號處理系統中，DSP具有著非常多的優勢，如設計簡單、計算處理速度快、穩定強、精度高等，同時還不易于收到外界環境因素的干擾。
　　3DSP技術及其發展研究分析
　　數字信號處理DSP是一門涉及到多學科的技術，它主要是通過利用計算機或者專業設備，對信號進行收集、加工、濾波及處理等操作，最終得到人們所需要的數字化信號。數字信號處理在計算過程中需要專業的設備和專用的集成電路，具有靈活、精準、尺寸小以及抗干擾強的特點，這些都是模擬信號處理無法代替的。
　　隨著DSP技術的發展，所具有的功能將會變得越來越強大，目前已經有許多二代智能家電開始運用DSP來進行控制。系統集成DSP是潮流，小型化的DSP芯片始終是DSP技術發展的重要方向?，F階段各個DSP廠家都開始使用新工藝，改進DSP芯片的內部核心，并將其它幾個單元統統集成在一起。其次為了滿足客戶對音頻處理系統的使用需求，DSP技術應不斷追求更高的運算速度與降低能耗，內核所擁有的結構也應進一步完善。雖然它已經應用到音頻處理系統之中，但是人們的要求也越來越高，所以它的必須提高DSP的運行處理速度以及降低運行工號。DSP的結構主要是針對實際的應用，目前雖然DSP所擁有的功能越來越強大，但是銷售價格卻在逐年降低，DSP的接口也趨于標準化發展，在音頻處理系統中應用DSP技術將必然使其具有強大的市場競爭力。
　　4基于DSP的音頻處理系統設計分析
　　隨著DSP技術的推廣與普及，數字信號音頻處理技術也得到了顯著的發展，讓語音信息數據實現高效處理提供了可能。只有DSP數字處理器的速度越快，性能越高，它完全可以應對各種復雜的數字音頻信號。
　　4.1系統硬件設計分析
　　基于DSP的音頻處理系統設計方案主要是以TI公司的數字信號處理器為核心，連接TI公司的音頻編解碼器A一IC23，并外接儲存器、音量控制器以及電源芯片，這樣就可以形成一個完整的系統，進而可以實現對音頻信號的收集、編解碼以及輸出等工作。它主要包括了DSP模塊，這也是整個系統的核心，DSP設計主要包含DSP芯片、程序加載方式以及控制信號方式，系統所使用的DSP芯片可以采用TI公司的TMSVC5416;其次是AD/DA轉換模塊，這個模塊可以使用TLV320AIC23，內部具有集成化的模數轉換器以及數模轉換器，同時可以采用多樣數字插補濾波的技術。最后為儲存模塊，可以使用SST公司的SST39VF400A。
　　4.2系統軟件實現
　　基于DSP的音頻處理系統可以采用TI公司所推出的DSP編程開發環境。其次DSP軟件部分需要用到串行口中斷以及定時器中斷的方式，同時在中斷向量表中說明中斷發生時如何進入到中斷程序。TLV320AIC23內部具有十幾個可編程控制寄存器，之后可以通過不同方式的設置，對DSP芯片的工作狀態進行調整。當通過麥克風收集到相應的語音信號時，經過數字濾波處理后將由耳機輸出，再通過FIR數字濾波子程序對其進行處理。
　　5結束語
　　綜上所述，DSP對于音頻處理系統設計非常重要。因此相關設計者應積極加強對DSP技術的學習與研究，充分發揮出DSP的作用及優勢，這樣才可以讓音頻處理系統運行更加高效快捷。除此之外，還需要在設計過程中應重視硬件的選用以及軟件的實現，認真學習各個硬件及軟件的優劣勢，只有這樣才可以設計出更加高質量的音頻產品。
　　參考文獻
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