第三节 数字信号处理的优点

由本章第二节描述可知，自然界中大多数信号都是模拟信号，但有很多理由使我们没有在模拟域直接对信号进行处理，而是采用对模拟信号的数字化处理。首先，一个数字编程系统仅仅通过更改程序就可以灵活地重新配置数字信号处理操作。模拟系统的重新配置通常意味着对硬件的重新设计，然后进行测试和校验以观察其是否满足要求。数字化处理还具有许多模拟域处理无法比拟的优势，下面列举其中重要的几点：

（1）精度高

在模拟信号处理中，由于组件容错性的限制，系统处理精度很难控制，且一般无法达到10^-3以上。而数字信号处理由于处理的是数字信号，可通过改变系统中A/D转换器和数字信号处理器的字长、浮点算术运算等参数达到。

（2）可靠性

数字系统中只有“0”和“1”这两个信号电平，受外界噪声、温度等环境因素的影响较小，且很容易无损坏地存储在磁性介质（如磁盘或磁带）中，以至于可以在脱机的远程实验室中进行处理。

（3）灵活性

模拟系统对信号进行不同的处理时，需要对硬件重新设计和配置，还要进行测试和校验以观察可行性，而数字信号处理可通过软件仿真改变其参数，观看运行结果来确定其是否可行，即使进行硬件设计，也只需改变系统中的乘法器、加法器和延迟器等的参数。

（4）易于大规模集成

数字部件具有高度规范性，便于大规模集成和生产。随着大规模集成电路（VLSI）的发展，数字信号处理芯片的体积将更小，重量将更轻，可靠性将更高。

（5）时分复用

数字信号可通过分时将大量信号合成为一个信号（称复用信号），通过某个处理器处理后，再将信号解复用，即分离处理后的信号。这种方法可减少每路信号的处理代价。

图1-3给出了时分复用系统的基本框图；图1-4是时分复用的概念解释图，其中图1-4a和图1-4b分别是两路信号，这两路信号通过时分复用技术合并成信号图1-4c，在信号图1-4c中，原来的图1-4a和图1-4b信号在时间上是相互独立的。

图1-3 时分复用系统的基本框图

图1-4 时分复用的概念解释图