Ein digitaler Signalprozessor (DSP) ist ein wichtiger Bestandteil vieler moderner Audiogeräte. Wahrscheinlich haben Sie schon einmal ein Produkt mit einem digitalen Signalprozessor benutzt - oder benutzen es sogar regelmäßig.
Wie bei vielen Technologien, die in unseren Lautsprechern, Kopfhörern oder Telefonen verbaut sind, ist es unwahrscheinlich, dass die meisten Menschen wissen, was diese äußerst wichtige Komponente ist, geschweige denn, was sie tut. Wenn Sie hierher gekommen sind, werden Sie sicher wissen wollen, was ein DSP ist. Kommen wir nun zu den wichtigen Informationen über digitale Signalprozessoren, damit Sie wissen, was sie sind und wie sie funktionieren. Fangen wir an.
Was ist ein digitaler Signalprozessor?
Wie der Name schon sagt, ist ein DSP eine Art Prozessor, ähnlich den Prozessoren in Laptops oder Computern, aber mit einem ganz anderen Zweck. Wie andere Prozessoren wird auch ein digitaler Signalprozessor in der Regel in einen Chip integriert und dann in ein technisches Gerät eingebaut, z. B. in ein Smartphone, einen Kopfhörer oder einen intelligenten Lautsprecher.
Ein digitaler Signalprozessor dient der Verarbeitung digitaler Signale. Die häufigste Form von digitalen Signalen, die ein DSP verarbeitet, sind Audiosignale. Aus diesem Grund ist ein digitaler Signalprozessor für moderne Kopfhörer, Ohrhörer und Lautsprecher so wichtig. Sie finden einen solchen beispielsweise in Ihren AirPods oder in Ihrem Amazon Echo.
Der DSP dekodiert in der Regel digitale Audiodateien. Deshalb können Sie sich auf Ihrem iPhone eine MP3- oder Wav-Datei anhören. Ohne DSP würden diese Signale nicht verarbeitet werden, so dass Sie die Musik nicht hören könnten. Die Funktionsweise von DSPs ist komplex. Aber für den Laien heißt das, dass man addieren und subtrahieren muss - nur eben in einem unglaublich schnellen Tempo.
Digitale Signalprozessoren sind für mehr verantwortlich als nur für die Umwandlung einer MP3-Datei in eine Audiodatei, die Sie dann anhören können. Sie sind auch ein wichtiges Element der Spracherkennungssoftware. Außerdem sind drahtlose Kopfhörer für viele Funktionen auf digitale Signalprozessoren angewiesen. Sie sind in der Lage, die von Ihrem Telefon oder Laptop über Bluetooth gesendeten Signale wieder in Audiosignale umzuwandeln. Dies geschieht durch die Verarbeitung der Codecs, die die Bluetooth-Technologie sendet.
DSPs sind überall um Sie herum. Sie sind in fast jedem modernen Audiogerät in irgendeiner Form enthalten. Wenn es in der Lage ist, digitale Audiosignale abzuspielen oder zu verwenden, dann braucht es einen DSP, der die Verarbeitung übernimmt. Es gibt keine Möglichkeit, dies zu umgehen. Digitale Signalprozessoren sind ein wichtiger Bestandteil Ihres Lebens.
Woraus setzt sich ein DSP zusammen?
Digitale Signalprozessoren bestehen im Wesentlichen aus vier Hauptkomponenten. Die Größe dieser Komponenten und ihre Fähigkeiten unterscheiden sich je nach ihrem Zweck. Einige DSPs sind zum Beispiel für einige wenige, genau definierte Aufgaben ausgelegt. Andere wiederum sind digitale Multi-Tasking-Signalprozessoren. Wenn sie viele Aufgaben zu erledigen haben, brauchen sie natürlich komplexere Komponenten, die diese Aufgaben übernehmen können.
Im Allgemeinen umfasst ein digitaler Signalprozessor Komponenten für Programmspeicher, Datenspeicher, eine Rechenmaschine und Anschlüsse für Ein- und Ausgabe.
Der Programmspeicher eines DSP ist der Ort, an dem sich alle wichtigen Programme befinden. Diese Daten benötigt der Prozessor, um die Daten zu verarbeiten, die an den DSP gesendet werden.
Der Datenspeicher ist ebenfalls eine wichtige Speicherkomponente. Aber hier werden keine Programme gespeichert, sondern die Informationen, die Sie in der Datenspeicherkomponente finden.
Als Nächstes folgt die Berechnungsmaschine. Wie der Name schon sagt, ist dies das Schlüsselelement des digitalen Signalprozessors, das die eigentliche Verarbeitung vornimmt. Er entnimmt die Informationen aus dem Datenspeicher und die Programme aus dem Programmspeicher. Dann führt es alle komplizierten mathematischen Berechnungen durch, die für die Verarbeitung dieser beiden Daten erforderlich sind.
Dies geschieht mit einer unglaublich hohen Geschwindigkeit. Er verarbeitet auch Daten und Informationen, die an den digitalen Signalprozessor gesendet werden. Anschließend sendet er sie zur Speicherung an die entsprechende Komponente, entweder den Datenspeicher oder den Programmspeicher.
Die andere Komponente, die sich in einem DSP befindet, ist die Eingangs- und Ausgangskomponente. Die Rolle dieser Komponente hängt von den Aufgaben ab, die der digitale Signalprozessor zu erfüllen hat. Dies wird häufig in Form von Häfen dargestellt. Diese Komponente kann aus LINK-Ports, externen Ports, Host-Ports, Timern und auch seriellen Ports bestehen.
Wenn Sie mehr über die Funktionsweise eines digitalen Signalprozessors wissen möchten, lohnt es sich, einige der wertvollen Online-Ressourcen zu konsultieren, die Ihnen weitere Informationen liefern. Wie bei allen Prozessoren in technischen Geräten ist es ein äußerst komplizierter Prozess, der sie funktionieren lässt.
Es kann sehr schwierig sein, diese komplexen Zusammenhänge zu verstehen, wenn man sich nicht gut mit Naturwissenschaften, Mathematik oder Informationstechnologie auskennt. Das Wichtigste ist, dass die soeben beschriebenen Komponenten flüssig und schnell funktionieren und für moderne Audiogeräte unerlässlich sind.
Warum sind digitale Signalprozessoren für moderne Audiogeräte wichtig?
Wenn man früher eine Schallplatte auflegte, hörte man die Kratzer, die der Missbrauch verursacht hatte. Die Audioqualität würde darunter leiden, und damit auch Ihr Hörerlebnis. Wenn Sie dann einen altmodischen Kopfhörer anschlossen, hörten Sie nur eine genaue Wiedergabe des Tons, den Sie hören würden, wenn Sie einen Plattenspieler über einen Lautsprecher laufen lassen würden.
Es gab keine Verstärkung. Es gab auch keine Konsistenz. Jeder noch so kleine Kratzer oder jede Verformung des Vinyls kann das Gehörte völlig verändern. Im analogen Zeitalter war das Hören von Musik mit vielen Schwierigkeiten verbunden. Und das gilt nicht nur für das Hören von Musik, sondern auch für das Telefonieren oder Sprechen durch ein Mikrofon.
Wir leben heute im digitalen Zeitalter, in dem wir das Glück haben, über Mikroprozessoren wie digitale Signalprozessoren zu verfügen, die uns ein völlig anderes Hörerlebnis ermöglichen.
Nehmen wir die Apple AirPods. Diese Ohrstöpsel sind sehr beliebt, weil sie bequem zu tragen sind und ein hervorragendes Hörerlebnis bieten. Aber ist Ihnen bewusst, dass sie digitale Signalprozessoren enthalten, die Ihren Gehörgang messen? Das ist richtig. Und der Grund dafür ist, dass Sie ein verbessertes Hörerlebnis haben. Die DSPs im Inneren der AirPods bewerten sofort Ihre Gehörgänge, um Ihnen eine optimale Klangqualität zu bieten.
Und das gilt nicht nur für die Apple AirPods. Diese Art von Technologie ist in zahlreichen Ohr- und Kopfhörern zu finden. Die aktive Geräuschunterdrückung, die für Bose Kopfhörer unerlässlich ist, umfasst auch digitale Signalprozessoren. So können sie auch bei eingeschaltetem ANC das Hörerlebnis verbessern.
Digitale Signalprozessoren werden ständig eingesetzt, um Bässe zu verstärken, Musik auszubalancieren oder einfach den Klang zu verbessern. Wenn Ihnen die automatischen Anpassungen der DSPs nicht gefallen, können Sie einen Equalizer verwenden, um den für Sie am besten geeigneten Klang zu finden. Dazu benötigen Sie jedoch einen DSP, da diese Prozessoren für digitale Equalizer zuständig sind.
Jede Form von Surround-Sound oder virtuellem Surround-Sound, die Sie in einem Kino oder auch nur durch das Anschließen Ihrer einfachen Regallautsprecher erleben, basiert auf digitalen Signalprozessoren. Dadurch entsteht der Eindruck, dass der Klang von verschiedenen Stellen im Raum kommt, in dem Sie sitzen.
Eine der besten Eigenschaften digitaler Signalprozessoren ist jedoch ihre Fähigkeit, Fehler sowohl in der Musik als auch in der Lautsprecher- oder Kopfhöreranordnung zu kompensieren. Die Zeiten, in denen man sich eine zerkratzte Schallplatte anhören oder sich damit abfinden musste, dass ein Lied übersprungen wurde, sind längst vorbei. Digitale Signalprozessoren haben die Art und Weise, wie wir Audio hören, revolutioniert. Und zum Glück sind sie hier, um zu bleiben.
Es besteht auch eine gute Chance, dass sie sich im Laufe der Zeit verbessern werden. Es ist schwer vorstellbar, wie sich das Hören von Musik von heute unterscheiden könnte. Man muss sich nur vergegenwärtigen, wie kurz es her ist, dass wir Kassetten, Schallplatten und CDs hörten, um sich vorzustellen, wie anders die Dinge in zwanzig oder dreißig Jahren sein könnten. Unabhängig davon, was passiert, können Sie sicher sein, dass digitale Signalprozessoren eine wichtige Rolle bei der Weiterentwicklung des Hörens von Audio spielen werden.
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