Introducción al procesamiento digital de señales Ing. José Arturo Marín Thames

Conceptos básicos ¿Qué es una señal? Una señal es un suceso que sirve para iniciar una acción; es decir puede incitar a la acción. Una señal se define como una función univaluada del tiempo, es decir, a cada instante de tiempo (la variable independiente), corresponde un valor único de la función (variable dependiente). Este valor de la función puede ser real o complejo, o sea que la señal puede ser real o compleja. La variable temporal es siempre real. 2

SEÑAL 3

Conceptos básicos ¿Qué es un sistema? Todo aquello que realiza operaciones sobre una señal de entrada y genera una señal de salida. Un sistema es una combinación de componentes que actúan juntos y realizan un objetivo determinado. El concepto de sistema se puede aplicar a fenómenos abstractos y dinámicos. 4

SISTEMA Elementos de un sistema de comunicación 5

Procesamiento de señales Es la adquisición, transformación y análisis de señales y sistemas. El procesamiento de señales es el procesamiento, amplificación e interpretación de señales. Las señales pueden proceder de diversas fuentes. Hay varios tipos de procesamiento de señales, dependiendo de la naturaleza de las mismas. [Fuente: Wikipedia] 6

Procesamiento digital de señales El Procesamiento de Señales Digitales o DSP (sigla en inglés de Digital Signal Processing) es la manipulación matemática de una señal de información para modificarla o mejorarla en algún sentido. Este está caracterizado por la representación en el dominio del tiempo discreto, en el dominio frecuencia discreta, u otro dominio discreto de señales por medio de una secuencia de números o símbolos y el procesado de esas señales. [fuente: Wikipedia] 7

Procesamiento digital de señales Esto se puede conseguir mediante un sistema basado en un procesador especializado (Digital Signal Processor) o microprocesador que posee un juego de instrucciones, un hardware y un software optimizados para aplicaciones que requieran operaciones numéricas a muy alta velocidad. Debido a esto es especialmente útil para el procesado y representación de señales analógicas en tiempo real: en un sistema que trabaje de esta forma (tiempo real) se reciben muestras (samples en inglés), normalmente provenientes de un conversor analógico/digital (ADC). 8

Dispositivos utilizados para el procesamiento digital de señales 9

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Procesamiento digital de señales Ejemplo de un sistema de procesamiento digital de señales, Fuente: Matías Zañartu UTFSM 11

Ventajas del procesamiento digital de señales Alta precisión, facilidad de reproducción, mejor y mayor capacidad de almacenamiento. Procesamiento avanzado y reprogramable. Menor consumo de potencia, reducción de tamaño y menor costo que un sistema analógico. Menor sensibilidad a variaciones ambientales como humedad, temperatura, etc. 12

Desventajas del procesamiento digital de señales Perdida de información por muestreo, por tanto no toda la información esta presente. Ancho de banda reducido por el muestreo por tanto se requiere filtrado. Se presenta error de redondeo por Cuantización. La velocidad en la adquisición y procesamiento de datos limita el ancho de banda de la señal que debe ser muestreada. 13

Tipos de señales encontradas en el procesamiento digital Ejemplo de un sistema de procesamiento digital de señales, Fuente: Pablo Turmero 14

Cuantización de señales Señal cuantizada digitalmente, Fuente: 15

Aplicaciones del procesamiento digital de señales Procesamiento de audio digital Procesamiento de voz digital Procesamiento de imágenes digitales Procesamiento de video digital Procesamiento de datos digitales 16