Le traitement numérique du signal (DSP) implique généralement le traitement mathématique des données, généralement sous la forme d’échantillons de niveau de tension. Diverses caractéristiques, y compris l’intensité et les interférences, sont généralement représentées par des nombres qu’un ordinateur peut changer pour modifier le signal. En plus de le modifier, les numéros peuvent être utilisés pour recueillir des informations, telles que des équipements de communication, médicaux ou scientifiques. Les processeurs informatiques et autres composants électroniques sont souvent utilisés pour incorporer le DSP dans diverses applications.
Un composant souvent utilisé est le convertisseur de signal numérique. Il peut convertir des signaux de formats analogiques en formats numériques, ce qui est parfois effectué sur des signaux d’entrée pour les échantillonner et calculer une valeur numérique. La tension est généralement la caractéristique utilisée pour identifier les caractéristiques du signal. Les intervalles de temps pour l’échantillonnage sont généralement espacés de manière régulière, tandis que le niveau de tension à un moment donné dans le temps est généralement converti en un nombre. Le signal réel est généralement mieux reconstruit lorsque l’échantillonnage se produit à une vitesse relativement rapide par rapport au temps.
L’étape suivante est souvent la conversion numérique-analogique ; un signal renvoyé sous une forme analogique traitée mathématiquement est généralement modifié et parfois amplifié pour être utilisé avec des haut-parleurs ou des écouteurs, par exemple. Un signal de câble numérique est souvent utilisé pour la télévision, mais les téléphones peuvent intégrer des fonctionnalités telles que la compression des données, la réduction de l’écho et le filtrage avec DSP. Les instruments d’acquisition de données scientifiques et ceux utilisés pour enregistrer les tremblements de terre utilisent généralement également le traitement numérique du signal. D’autres systèmes tels que les radars militaires, les systèmes d’imagerie médicale et les équipements utilisés pour traiter les photographies d’engins spatiaux le font également.
Le filtrage est une opération courante ; les aspects d’un signal peuvent être modifiés, tels que la forme d’onde réelle ainsi que sa fréquence. Le traitement numérique du signal ajoute parfois un délai afin qu’un processeur puisse comparer des parties des données pour apporter des modifications. Les impulsions soudaines peuvent également être filtrées en utilisant des techniques mathématiques sophistiquées. Celles-ci incluent parfois des opérations appelées transformée de Fourier discrète (DFT), DFT inverse et transformée de Fourier rapide.
Le traitement numérique du signal a commencé dans les années 1960 lorsque les ordinateurs numériques ont été développés. Il a été avancé principalement grâce aux systèmes radar, à l’exploration pétrolière, à l’imagerie médicale et à la technologie spatiale. Les ordinateurs personnels ont intégré le DSP à partir des années 1980, tandis que les téléphones mobiles et les systèmes de messagerie vocale ont généralement stimulé son développement au cours des années 1990. Les scientifiques et les ingénieurs ont généralement besoin de compétences en traitement du signal numérique même lorsqu’ils étudient en tant qu’étudiants de premier cycle; ils doivent aussi souvent être familiarisés avec les communications, les probabilités et les concepts statistiques.