DSP (Digitaler Signalprozessor, Digitale Signalverarbeitung)
Ein digitaler Signalprozessor (Digital Signal Processor, DSP) ist ein spezialisierter Mikrochip, der kontinuierlich digitale Signale verarbeitet. Mit dem Akronym DSP wird auch die digitale Signalverarbeitung (Digital Signal Processing) abgekürzt, mit der ein digitaler Signalprozessor arbeitet.
Unter digitaler Signalverarbeitung versteht man verschiedene Techniken zur Verbesserung der Genauigkeit und Zuverlässigkeit der digitalen Kommunikation. Die Theorie hinter DSP ist recht komplex. Im Grunde funktioniert DSP durch die Klärung oder Standardisierung der Werte oder Zustände eines digitalen Signals. ADSP-Schaltkreise sind in der Lage, zwischen menschengemachten Signalen, die geordnet sind, und Rauschen, das von Natur aus chaotisch ist, zu unterscheiden.
Alle Kommunikationsschaltungen enthalten ein gewisses Maß an Rauschen, unabhängig davon, ob es sich um analoge oder digitale Signale handelt, und ungeachtet der Art der übertragenen Informationen. Rauschen ist der ewige Fluch der Kommunikationsingenieure, die stets nach neuen Wegen suchen, um das Signal-Rausch-Verhältnis in Kommunikationssystemen zu verbessern. Zu den traditionellen Methoden zur Optimierung des Signal-Rausch-Verhältnisses gehören die Erhöhung der übertragenen Signalleistung und die Steigerung der Empfängerempfindlichkeit. Bei drahtlosen Systemen können auch spezielle Antennenkonfigurationen helfen. Die digitale Signalverarbeitung verbessert die Empfindlichkeit einer Empfangseinheit drastisch. Der Effekt macht sich vor allem dann bemerkbar, wenn Rauschen mit einem gewünschten Signal konkurriert. Ein guter DSP-Schaltkreis kann manchmal wie ein elektronischer Zauberer wirken. Aber es gibt auch Grenzen, was er bewirken kann. Wenn das Rauschen so stark ist, dass alle Spuren des Signals ausgelöscht werden, kann ein DSP-Schaltkreis keine Ordnung in dem Chaos finden, und es wird kein Signal empfangen.
Bei einem analogen Eingangssignal, zum Beispiel einem analogen Radiosender, wird das Signal zunächst mit einem Analog-Digital-Wandler (ADC) in eine digitale Form umgewandelt. Das resultierende digitale Signal hat zwei oder mehr Pegel. Im Idealfall sind diese Pegel immer vorhersehbare, exakte Spannungen oder Ströme. Da das Eingangssignal jedoch Rauschen enthält, entsprechen die Pegel nicht immer den Standardwerten. Der DSP-Schaltkreis passt die Pegel so an, dass sie die richtigen Werte haben. Dadurch wird das Rauschen praktisch eliminiert. Das digitale Signal wird dann über einen Digital-Analog-Wandler (DAC) wieder in ein analoges Signal umgewandelt.
Wenn ein empfangenes Signal digital ist, zum Beispiel Computerdaten, dann sind ADC und DAC nicht erforderlich. Der DSP wirkt direkt auf das Eingangssignal ein, beseitigt durch Rauschen verursachte Unregelmäßigkeiten und minimiert so die Anzahl der Fehler pro Zeiteinheit.
Eine digitaler Signalprozessor kann auch verwendet werden, um Signale zu verfremden oder Effekte zu erzeugen, beispielsweise in der Musikproduktion oder in digitalen Sound-Prozessoren (DSP) in der Unterhaltungselektronik.
