Достоинства цифровых систем обработки сигналов перед аналоговыми

Рассмотрев само понятие цифрового сигнала и то, как он представляется в технических средствах, постараемся ответить на вопрос: чем цифровая обработка сигналов лучше аналоговой? В чем преимущества цифровых систем обработки перед аналоговыми?

При разработке аналоговых устройств очень трудно добиться высокой точности преобразования. Она ограничивается, прежде всего, точностью (допусками) задания номиналов применяемых компонентов. Так погрешность задания номиналов самых распространенных серий резисторов и конденсаторов не меньше 5 %. В цифровых же устройствах точность представления и преобразования величин ограничивается лишь разрядностью переменных. Увеличению разрядности переменных в цифровых системах обработки сигналов может препятствовать лишь низкая производительность вычислительных узлов (при увеличении разрядности переменных время выполнения программы по осуществлению над ними тех или иных операций обычно увеличивается, т. к. переменные при большой разрядности представляются несколькими байтами и обработка ведется в рамках многобайтной арифметики).

Цифровые системы обработки сигналов отличаются от аналоговых устойчивостью к воздействию различных дестабилизирующих факторов. Одним из основных факторов, препятствующих долговременной метрологической стабильности аналоговых устройств, является изменение температуры окружающей среды, приводящей к изменению параметров пассивных и активных компонентов схемы. Цифровые устройства устойчиво без потери точности работают при изменении температуры в самом широком диапазоне, вплоть до критического момента выхода устройства из строя. К другим распространенным дестабилизирующим факторам работы устройств можно отнести нестабильность напряжения питания и старение элементов. Однако, очевидно, что цифровые устройства так же менее восприимчивы к ним, чем аналоговые.

Цифровые системы обработки сигналов отличаются от аналоговых большей помехозащищенностью. Действительно, при представлении сигналов двоичным кодом даже высокий уровень помех не мешает безошибочно различать в нем уровни нулей и единиц и не приводит к искажению информации.

Цифровые системы обработки сигналов обладают всеми достоинствами электронной вычислительной техники. Если в аналоговых системах необходимость проведения новых операций над сигналом требует введения в их структуру новых узлов, то в цифровых программируемых системах это приведет лишь к необходимости смены программы. При этом сложность алгоритмов обработки будет ограничиваться лишь сложностью программы. В цифровых вычислительных системах можно легко и быстро менять алгоритм обработки сигналов, как угодно долго хранить отсчеты сигналов.