PROCESOS ALEATORIOS EN PROCESAMIENTO DIGITAL DE SEÑALES REALIZADO POR: JAVIER E. SÁNCHEZ ARTURO TOURIÑO S.

CONTENIDO Procesos Aleatorios Continuo discreto Procesamiento de señales Analógico Digital Ventajas del procesado digital sobre el analógico Introducción a los DSP Características Operaciones básicas Herramientas para su diseño. Ventajas e Inconvenientes. Algunos Fabricantes. Campo de uso de los DSP’s. Aplicaciones de los DSP’s en procesos aleatorios: Prótesis Auditiva Monitoreo de Motores

INTRODUCCIÓN Definir conceptos fundamentales tales como procesos aleatorios y procesamiento de señales. Analizar e interpretar todos los datos disponibles sobre la tecnología de los procesadores digitales de señales (DSP’s) y sus aplicaciones para procesos aleatorios.

PROCESOS ALEATORIOS Continuo Discreto

PROCESO ALEATORIO CONTINUO

PROCESO ALEATORIO DISCRETO

PROCESAMIENTO DE SEÑALES Analógico Digital

PROCESADO DE SEÑAL ANALOGICA

SISTEMA DIGITAL DE PROCESADO DE SEÑALES

VENTAJAS DEL PROCESADO DIGITAL DE SEÑALES FRENTE AL ANALOGICO Flexibilidad a la hora de reconfigurar las operaciones. Mejor control en los requisitos de precisión. Se pueden almacenar fácilmente en soportes magnéticos sin deterioro o pérdida en la fidelidad de la señal. Permite hacer operaciones matemáticas con mayor presición. Más barato debido al menor costo del hardware.

PROCESADOR DIGITAL DE SEÑALES(DSP) Los DSP son microprocesadores diseñados para procesamiento digital de señales tanto determinísticas como aleatorias. La variedad de procesadores DSP ha aumentado espectacularmente desde la introducción de los primeros chips comerciales a principios de los ochenta. La gama de DSP’s que existe en el mercado, se adaptan de mejor forma para la solución de problemas en campos que van desde militar hasta el medico.

CARACTERISTICAS COMUNES DE UN DSP Especialización en operaciones aritméticas de alta velocidad. Transferencia de datos desde o hacia el mundo real. Arquitectura de memoria de múltimples accesos.

OPERACIONES BASICAS

OPERACIONES QUE DEBE SOPORTAR LA ARQUITECTURA DSP En el Análisis de señales.  Modificación de la señal. Extraer información de la señal.

EN EL ANALISIS DE SEÑALES SE EFECTUAN LAS SIGUIENTES OPERACIONES Convolución de 2 funciones f y g: Transformada Discreta de Fourier : Función de Correlación:

HERRAMIENTAS PARA EL DISEÑO DE ALGORITMOS MATLAB Y SIMULINK VisualDSP (provisto por Analog Devices) PRAAT Y SIGNALYZE

VENTAJAS E INCONVENIENTES DE LOS DSP’s Precisión garantizada Reproductividad perfecta Gran flexibilidad Mayor rendimiento INCONVENIENTES Velocidad y costo Tiempo de diseño Problema con la longitud de los datos

PARAMETROS A LA HORA DE LA SELECCIÓN DEL DSP Rango Dinámico. Anchura de los datos. Tipo de aritmética.

CAMPO DE USO DE LOS DSP’s En el sector de las telecomunicaciones para la codificación ADPCM, cancelación de eco o telefonía móvil. En instrumentación médica: En las imágenes ultrasónicas, radiografías digitales y varias formas de tomografía.

CAMPO DE USO DE LOS DSP’s En el campo militar para procesamiento de radar, sonar o guía de misiles. En el campo del tratamiento de voz y audio para la codificación, síntesis y reconocimiento de voz.

TAREAS ASIGNADAS SOBRE ALGUNOS DSP La familia 56000 de Motorola, para telefonía y estereo de alta fidelidad. El TMS320C30 de Texas Instruments, para procesamiento de imágenes, gráficas 3D y simulaciones cientifícas.

PRINCIPALES FABRICANTES TEXAS INSTRUMENTS. MOTOROLA. OTROS: HITACHI, IBM, ANALOG DEVICES.

MODELO DSP MARCA HITACHI

EJEMPLO DE APLICACION DE LOS DSP’s Prótesis auditiva Monitoreo de máquinas rotativas

PROTESIS AUDITIVA Se han diseñado prótesis auditivas basadas en un DSP que permite extraer la información lingüísticamente relevante, cualquiera que ella sea y la transmite a la piel de una persona por medio de un par de microvibradores. La Frecuencia Fundamental es el fenómeno perceptual auditivo que se relaciona con las variaciones en la tasa de repetición de una señal sonora periódica.

PROTESIS AUDITIVA Para encontrar la frecuencia fundamental se implementan el algoritmo de autocorrelación través de la transformada de Fourier en punto fijo.

DIAGRAMA DE BLOQUE DE LA PROTESIS AUDITIVA

MONITOREO DE MÁQUINAS ROTATIVAS El monitoreo con DSP es usado para mantenimiento preventivo. Anticiparse a la falla de máquina y con esto evitar el apagado de la producción. Se obtiene el espectro de frecuencias de la máquina.

MONITOREO DE MÁQUINAS ROTATIVAS Uso de sensores para captar los datos. Convertidores A/D y D/A DSP Ventana de resultados

CONCLUSION En este trabajo se ha buscado realizar un pequeño estudio, de una tecnología en pleno desarrollo. Durante su ejecución, se ha procedido a la recopilación de material tal como: manuales de usuario, textos y fundamentalmente publicaciones obtenidas de los propios fabricantes a través de Internet, lo que proporciona una alta seguridad acerca de la actualidad y validez de los datos aquí expuestos. Siendo conscientes de que la investigación y el desarrollo con DSP’s es, aunque muy extendido, de relativamente corta aparición, el objetivo primordial de este trabajo, es poder mirar los DSPs como herramientas que apoyan el constante desarrollo humano.

FIN