Precesado de señal

PROCESADO DE SEÑAL

TEMA 1. Cuantificación y codificación de señales.
1.1. Introducción.
Señales, sistemas y procesado de señal.
Señal: magnitud física que varía en el espacio, en el tiempo, o en cualquier otra
variable dependiente o independiente.
Ejemplos:

,

,

Sistema: Dispositivo que realiza alguna operación en una señal. Ej: filtros. Un sistema
se caracteriza por el tipo deoperación que realiza sobre la señal ÷ sistemas lineales,
no lineales.
Procesado de señal: Acción de pasar una señal por un determinado sistema.
Elementos básicos en un sistema de procesado digital.
La mayor parte de las señales que se manejan en ciencia e ingeniería son de
naturaleza analógica. Sin embargo podemos pensar en dos formas distintas de realizar
el procesado de las mismas, como serepresenta en la siguiente figura:

Fig. 1.1. Alternativas a la hora de realizar procesado sobre una señal analógica.

El primero de los caminos es puramente analógico, en el que el procesador está
constituido por elementos como bobinas, condensadores, resistencias, amplificadores,
etc. mientras que el segundo de los caminos puramente digital, en el que primeramente
se convierte la señalanalógica en una representación digital de la misma (con un
dispositivo que llamaremos conversor A/D), se procesa en digital (lo que supone usar
solamente operaciones matemáticas) y por último se vuelve a transformar al dominio
analógico (con un dispositivo que llamaremos conversor D/A).
1

Ventajas del procesado digital frente al analógico.
S
S
S
S

Flexibilidad a la hora dereconfigurar el sistema.
Mejora de la precisión (ausencia de tolerancia en componentes)
Facilidad de almacenaje de datos en medios magnéticos sin pérdida de calidad
Menor precio (en general) que la contrapartida analógica

Limitaciones del procesado digital.
S

Velocidad de trabajo de los conversores A/D y procesadores digitales. El
procesado analógico sigue siendo necesario en sistemas de muyalta frecuencia.

1.2. Clasificación de las señales.
En función del número de variables independientes.
-

Señales reales:

-

Señales complejas:

-

Vector de señales o señal multicanal:

-

Señales multidimensionales: I(x,y)

En función de las propiedades de la variable independiente.
-

Señales continuas en el tiempo (analógicas): definidas para cualquier instante de
tiempot. Pueden tomar valores entre
y
.

Fig. 1.2. Ejemplo de señal continua en el tiempo
(analógica)

-

Señales discretas en el tiempo: Definidas sólo para determinados instantes de
tiempo. Pueden tomar también valores entre
y
. Matemáticamente son
secuencias de números.
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Ejemplo:

Una señal discreta se puede obtener mediante dos procedimientos:
-

Mediante muestreo: procesoen el que se toman valores en instantes
determinados de tiempo de una señal analógica. Si estos intervalos de tiempo son
regulares se denomina muestreo periódico.

-

Almacenando valores en un periodo de tiempo de una magnitud de naturaleza
discreta.

Fig. 1.3. Ejemplo de señal discreta en el tiempo

En función de los valores que toma la señal:
Continua: puede tomar todos los valoresdesde

a

.

Discreta: Sólo puede tomar valores comprendidos en un conjunto finito de ellos.
Digital:

Señal discreta en el tiempo y discreta en los valores. Es el tipo de señal que
se utiliza en procesado digital.

En función de la naturaleza de la señal:
-

Determinísticas: Están definidas por una expresión matemática conocida, una
tabla de datos, o un mecanismo claramentedefinido. Los valores pasados,
presentes y futuros de la señal se pueden conocer con exactitud.

-

Aleatorias: No pueden conocerse a priori los valores que va a tomar la señal, ni
los mecanismos que la generan (ej: ruido, señal sísmica, señal de voz). Se utilizan
herramientas estadísticas para el estudio de sus propiedades.
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1.3. Señales útiles en tiempo discreto.
Existen varias señales...