Ingenieri

Nuestro mundo está lleno de señales, tanto naturales como las que produce el hombre. Algunos ejemplos son la variación en la presión del aire cuando hablamos, los ascensos y descensos diarios de la temperatura y las señales eléctricas periódicas que genera el corazón. Las señales representan información. A menudo, las señales no llevan directamente la información necesaria y es posible que noestén libres de perturbaciones. Es en este contexto que el procesamiento de señales forma la base para resaltar, extraer, almacenar o transmitir información útil. Las señales eléctricas quizás ofrecen el ámbito más amplio para tales manipulaciones. De hecho, es común convertir las señales en forma eléctrica para su procesamiento.
El valor de un señal, en cualquier instante, corresponde a su amplitud(instantánea). El tiempo puede asumir un continuo de valores, t, o valores discretos, nts, donde ts es un intervalo muestreado y n es un entero. La amplitud también puede tomar valores continuos o estar cuantizada en un número finito de niveles discretos entre sus extremos. Esto resulta en cuatro tipos posibles de señales, como se muestra en la figura 1.1.

Figura 1.1 Señales analógica,muestreada, cuantizada y digital
La música que usted escucha de un reproductor de discos compactos (CD) debido a cambios en la presión del aire causados por la vibración en el diafragma del altavoz es una señal analógica porque la variación de la presión es una función continua del tiempo. Sin embargo, la información almacenada en el disco compacto está en forma digital. Ésta debe procesarse yconvertirse en una forma analógica antes de que pueda escucharse Página 2 | Inicio del artículola música. Un registro del aumento anual de la población mundial describe tiempo medido en incrementos de uno (año), y el aumento poblacional se mide en incrementos de uno (persona). Esto es una señal digital con valores discretos tanto para el tiempo como para la población.
1.1.1 Procesamiento de señales
Lasseñales analógicas han sido tema de mucho estudio en el pasado. En décadas recientes, las señales digitales han recibido una atención cada vez más amplia. Puesto que son números, pueden procesarse por medio de los mismos circuitos lógicos utilizados en computadores digitales.
Dos esquemas conceptuales para el procesamiento de señales se ilustran en la figura 1.2. El procesamiento digital deseñales analógicas necesita que usemos un convertidor analógico a digital (ADC) para muestrear la señal analógica antes del procesamiento y un convertidor digital a analógico (DAC) para convertir la señal digital procesada de nuevo a la forma analógica.

Figura 1.2 Procesamiento de señales analógicas y digitales
Pocas tecnologías han revolucionado el mundo tan profundamente como las basadas en elprocesamiento de señales digitales. Por ejemplo, la tecnología de música grabada fue, hasta hace poco, completamente analógica de principio a fin, y la fuente comercial más importante de música grabada solía ser el disco LP (larga duración). La llegada del disco compacto digital ha cambiado todo en sólo unos cuantos años y ha hecho al disco de larga duración prácticamente obsoleto. El procesamiento deseñales, tanto analógicas como digitales, forma el corazón de esta aplicación y de muchas otras.
1.1.2 Muestreo y cuantización
El muestreo de señales analógicas es muchas veces un asunto de necesidad práctica. Constituye también el primer paso en el procesamiento de señales digitales (DSP). Para procesar una señal analógica por medios digitales, debemos convertirla en una señal digital en dospasos. Primero, debemos muestrearla, por lo común en intervalos uniformes ts. La cantidad discreta nts se relaciona con el índice entero n. Luego, debemos cuantizar los valores de la muestra (amplitudes). Tanto el muestreo como la cuantización conducen a una pérdida potencial de información. La buena noticia es que la señal puede muestrearse sin pérdida de información si es de banda limitada a...