Procesador Digital De Señales

SISTEMAS DE PROCESAMIENTO DIGITAL DE SEÑALES

1.1 Introduccion al procesamiento digital de señales
Una alternativa para el procesado analógico de señales es el procesado digital. Esta área se ha desarrollado durante los últimos 30 años gracias a los avances tecnológicos de procesadores digitales y de la fabricación de circuitos integrados.
Un sistema de procesamiento digital de señalesrealiza un conjunto de operaciones sobre una señal.
Una señal se define como una cantidad física que varía con el tiempo, el espacio o cualquier otra variable independiente; matemáticamente, una señal es una función definida en un rango continuo de tiempo en el cual la amplitud puede tomas valore continuos, por ejemplo, una función senoidal. Una señal digital es aquella en la cual el tiempo y laamplitud son discretas (definidas para determinados valores de tiempo o amplitud).
La señal se ha procesado una vez que se lleva a cabo el conjunto de operaciones en la misma.
Un sistema de procesamiento digital de señales se puede implementar mediante software (operaciones matemáticas especificadas en un programa) o hardware digital (circuitos lógicos) configurado para llevar a cabo lasoperaciones deseadas. En general, sistemas de procesamiento digital de señales se puede implementar como una combinación de software y de hardware digital, en el cual cada uno ejecuta un determinado conjunto de funciones.
Los procesadores digitales de señales son microprocesadores diseñados para realizar tareas de procesamiento digital de señales.
El procesamiento digital de señales ha permitido unsignificativo logro en aplicaciones como telecomunicaciones, imágenes médicas, radar y sonar, reproducción de equipos de alta fidelidad, entre otros. Además, ha facilitado el diseño y la construcción de equipos altamente sofisticaos que realizan complejas funciones y tareas especificas en cuanto al tratamiento en tiempo real de señales en forma digital.
1.2 Elementos de un sistema deprocesamiento digital de señales
El procesamiento digital de señales consiste básicamente de tres pasos: conversión de la señal analógica en digital, procesamiento de la señal digital y finalmente, conversión de la señal procesada en una forma analógica.

Diagrama a bloques de un sistema de procesamiento digital de señales
Dado que la amplitud de la señal analógica de entrada varia con el tiempo seusa un circuito Sample and Hold (S/H) que muestra la señal analógica de entrada en intervalos periódicos de tiempo y mantiene el valor constante muestreado en la entrada del convertidor análogo-digital para llevar a cabo la conversión digital.
La salida del convertidor A/D es una cadena de datos binarios que posteriormente son procesados por el procesador digital que implementa el algoritmodeseado. La salida del procesador digital es convertida en señal analógica por el convertido digital-análogo (D/A). El filtro pasabajas a la salida del convertidor D/A elimina los componentes de frecuencia indeseables para que a la salida se tenga procesada la señal analógica.

1.3 Conversión A/D y D/A
Dado que la mayoría de señales de interés practico como las señales de voz, biológicas,sísmicas, radar, sonar y de distintos tipos de comunicación como el audio y video son analógicas, es necesario convertirlas a formato digital para poderlas procesar por medios digitales, es decir, se requiere transformarlas en una secuencia de números de precisión finita; para realizar lo anterior se requieren convertidores análogos-digitales (A/D) y digital-análogos (D/A).
La conversión A/D constade las etapas siguientes:
* Muestreo
* Cuantificación
* Codificación

En la práctica la conversión A/D se efectúa en un solo dispositivo que toma la entrada Xa (t) y produce un número codificado binario.
Cuando se requiere convertir las señales procesadas en forma analógica se utilizan los convertidores digital-análogos (D/A).
1.4.1 Muestreo
El muestreo consiste en la...