Electronica

Procesamiento Digital de Señales
Oskar Sánchez
Dirección de Investigación y Postgrado, Universidad Nacional Politécnica “Antonio José de Sucre” Barquisimeto, Venezuela
oskr2588@gmail.com oskar.sanchez@inac.gob.ve

Abstract— El procesamiento digital de señales (PDS, digital signal processing o DSP) es el tratamiento, análisis y manipulación de la información contenida en una o más señales quea su vez pueden ser representadas en funciones matemáticas específicas, con la finalidad de mejorar o modificar las mismas. En este sentido la señal está caracterizada por manejar la amplitud de forma discreta y por estar en función del dominio del tiempo discreto, las cuales son condiciones necesarias para que la señal pueda ser procesada por un microprocesador o un procesador DSP especializado.I. INTRODUCCIÓN La electrónica digital es la rama de la ingeniería encargada del estudio detallado y sistemático del procesamiento digital de señales, enfocada a la representación, transformación y manipulación de la información contenida en ella. Este tipo de señales son discretas, la amplitud solo puede tener un numero finito de valores diferentes y su forma eléctrica no guarda relación consu magnitud física original, debido a que dichas señales discretas son modificadas matemáticamente. No obstante, cabe destacar que el primer tipo de procesamiento electrónico de una señal que se desarrollo fue el analógico que a diferencia del digital las señales transportadas son continuamente variables en el tiempo y constituyen una representación eléctrica de las magnitudes físicas originales,tales como la voz, temperatura, presión, imagen, entre otras. II. Procesamiento Digital de Señales
Antes de entrar en materia, es necesario indicar que es una señal y se define como, “aquella cantidad física que varía con el tiempo, espacio o cualquier otra variable o variables independientes” [1]. Para una mejor comprensión de la definición de PDS y un mayor sustento del tema, se tomo en cuentala siguiente definición, la cual estipula que el “Procesamiento Digital de Señales” (DSP) se concentra en el análisis y en el procesamiento de señales representadas en forma digital, es decir, discretizadas en el tiempo y en la amplitud” [2]. Dicho contenido coincide con el objetivo de este artículo. A su vez, “Con las técnicas digitales, se produce una taza de error extremadamente baja,produciendo una señal de alta fidelidad con posibilidad de detección de error y corrección por un proceso similar que no es compatible con los analógicos” [3]. En el PDS es de suma importancia considerar la discretización en el tiempo, la discretización en amplitud y la codificación o digitalización de la señal, mas aun si la señal eléctrica a tratar es de tipo analógica; la primera se define como elmuestreo de la señal y matemáticamente modifica las ecuaciones de las trasformadas, convolución, correlación, entre otras y si no cumple con ciertas premisas como el teorema de Nyquist genera un posible problema, denominado aliasing que

no es más que el solapamiento de la señal y se origina cuando la tasa de muestreo es insuficiente, ocasionando una perdida irrecuperable de la información contenidaen la señal. Por otra parte, la segunda consideración es definida como la cuantificación (cuantización) de la señal, esta parte del proceso puede ser casi imperceptible si se cuantifica la señal con muchos bits o muy notoria si la cuantificación consta de pocos bits, la discretización en amplitud puede provocar algunos efectos indeseables, tales como: Si procede de la conversión A/D de la señal,adiciona un fenómeno denominado ruido de cuantización, también afecta los cálculos y si es significativo, puede producir errores importantes e incluso inestabilidad en algunos sistemas. Finalmente la codificación consiste en digitalizar la señal en valores binarios (0 y 1), representados de acuerdo al número de símbolos o bits y para ello existen varias técnicas de codificación, tales como; NRZ,...