Das Dokument ist eine Diplomarbeit von Dipl. Inform. (FH) Ingmar Klippert mit dem Titel „Verarbeitung von Audiosignalen mit Signalprozessoren und programmierbarer Logik“. Es befasst sich mit der Anwendung von Digitalen Signalprozessoren (DSPs) und Field-Programmable Gate Arrays (FPGAs) in digitalen Mischpulten. Die Arbeit wurde im Sommersemester 1996 und Wintersemester 1996/97 an der Fachhochschule Gießen unter der Betreuung von Prof. Dr. Klaus Wüst durchgeführt.
Zusammenfassung der Inhalte:
1. Einleitung:
Die Arbeit untersucht die zunehmende Integration digitaler Technologien in der Musikproduktion, insbesondere durch digitale Mischpulte, die analoge Geräte in professionellen Tonstudios ablösen. Vorteile digitaler Mischpulte sind:
- Verlustfreie Signalverarbeitung
- Automatisierung und Speicherung von Einstellungen
- Effizienzsteigerung bei komplexen Bearbeitungen
2. Grundlagen:
Es werden technische Grundlagen der Audioverarbeitung erläutert:
- AD/DA-Wandlung: Umwandlung analoger Signale in digitale und zurück.
- Digitale Klangbearbeitung: Effekte wie Verstärkung, Filterung, Panorama-Einstellungen und mehr werden mathematisch beschrieben.
- DSP-Architektur und Programmierung: Die Harvard-Architektur und Echtzeitbedingungen für DSPs werden analysiert.
- Programmierbare Logiken: FPGAs und ihre flexiblen Einsatzmöglichkeiten in der Audiotechnik werden vorgestellt.
3. Aufgabenstellung:
Die Arbeit umfasst die Entwicklung von Hardware- und Software-Komponenten für ein digitales Mischpult:
- Hardware: Aufgeteilt in Hostprozessor, Kanalsektion (8 Audioeingänge/-ausgänge), und Mixsektion.
- Software:
- Steuerungsprogramme für DSPs und FPGAs.
- Algorithmen für digitale Filter, Routing und Signalüberwachung.
4. Hardware:
Die Hardware des Mischpults wird detailliert beschrieben:
- Hostprozessor: Steuerung des Systems, Initialisierung der DSPs und Kommunikation mit einem PC.
- Kanalsektion: Verantwortlich für AD/DA-Wandlung, Filterung und Signalverarbeitung.
- Mixsektion: Verarbeitet und mischt alle Audiodaten über einen FPGA und einen leistungsstarken DSP.
- Synchronisation und Schnittstellen: Verschiedene Taktgeber und serielle/parallel Schnittstellen gewährleisten die Kommunikation zwischen Komponenten.
5. Software:
Softwaremodule werden beschrieben:
- Programme für die Steuerung und Signalverarbeitung auf DSPs.
- FPGA-Designs für Datenroutings und Synchronisation.
6. Schlussfolgerungen:
Die Arbeit hebt die Effizienz und Vielseitigkeit digitaler Mischpulte hervor und betont die Notwendigkeit leistungsstarker DSPs und FPGAs für moderne Audiotechnik.
Relevanz und Zielgruppe:
Das Dokument richtet sich an Ingenieure, Wissenschaftler und Techniker im Bereich Audiotechnik, die sich mit digitaler Signalverarbeitung und der Entwicklung von Mischpulten beschäftigen.
Vollständiges Dokument: