Processamento Digital de Sinais

GPSC - Grupo de Pesquisa em Sistemas de Comunicações

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Processamento Digital de Sinais

Representação, Transformação e Manipulação de Sinais

Professor Fabrício Simõ[email protected]

www.cefetba.br/professores/fsimoes

mailto:[email protected]

http://www.cefetba.br/professores/fsimoes







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Processamento: Analógico e Digital Antes dos anos 60

Tecnologia analógica aplicada aos sinais contínuos.

Depois dos anos 60 Tecnologia digital aplicada aos sinais

digitais


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Processamento Analógico Hardware:

Resistores, Capacitores e Indutores; Diodos; Transistores; Amplificadores Operacionais; Entre outros.


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Processamento Digital Hardware:

Memórias; DSP (Processadores); Somadores e Multiplicadores; Conversores A/D e D/A.


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Processamento Digital de Sinais - Vantagens Menos susceptível ao ruído e/ou

interferência;

Facilidade de armazenar informação;

Maior flexibilidade. Sinais e Sistemas podem ser facilmente

alterados.


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Aplicações: Telecomunicações; Controle e Automação; Qualidade de Energia; Vídeo e Áudio.


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Processamento de Sinais

Principais Tópicos da Disciplina


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Amostragem


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Transformada de Fourier

Sinal no domínio do tempo

Sinal no domínio da frequência(Fourier)


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Transformada Z Transformada Z:

Projeto de Filtros Digitais e Controladores Digitais.

Transformada Laplace: Projeto de Filtros Analógicos e

Controladores Analógicos.


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Filtros Digitais

Sinal de Entrada Sinal de Saída

Filtragem


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Processamento Digital de Sinais

Conceitos Básicos Capítulo 1


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Conceitos

Sinais: Função de uma ou mais variáveis que transporta informação.

Ex.: Sinal de voz, de vídeo, de um sensor, sinal de recepção e transmissão, sinal de controle, taxas de interesse (IGPM, INCC, Ações da Petrobras), velocidade do vento, pressão.


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IGPM

Sinal de Voz

Exemplos de SinaisRuído na Rede Elétrica


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Tipos de SinaisSinal Contínuo (Sinal Analógico): Contínuo no tempo e na amplitude;

Sinal Discreto: Discretizado no tempo e contínuo na amplitude;

Sinal Digital: Discretizado no tempo e quantizado na amplitude.

Quantização – Amplitude assume um conjunto finito de valores.


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Deterministico x Aleatório Sinal Determinístico:

Comportamento do sinal pode ser determinado com precisão.

Sinal Aleatório: Comportamento é descrito por modelos de probabilidade.


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Sistema Processa o sinal.

Exemplos: Filtro, Modulador, Amplificador, Equalizador, Controlador.


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Sinal Discreto Sinal Contínuo

Sinal Discreto

Amostragem

[ ] ( ) ( ) ,

T é tempo de amostragem.t nT

x n x nT x t


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Importante Sinal Discreto não existe fisicamente;

Sinal Digital é real. É o que ocorre na prática.

T

1,5Vx(nT)

t


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Conversão Analógico / Digital (Conversor A/D)

Amostragem Quantização Codificação

Sinal Contínuo Sinal Digital Sinal Binário (Bits)

Sinal Contínuo

Seqüência Binária 1001 0101 1100 0100

Sinal Discreto x[1] x[2] x[3] x[4]


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Amostragem (Sample and Hold).


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Quantização Discretização da Amplitude

1,35V1,22V

1,1V 3,61V

1,4V

1,0V1,2V

3,6V

Quantização(Arredondamento)

Sinal Analógico (Contínuo) Sinal Digital

Níveis de Quantização – {1,0V; 1,2V; 1,4V e 3,6V}


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CodificaçãoNíveis de

QuantizaçãoBits

1,0V 00

1,2V 01

1,4V 10

3,6V 11

Exemplos de Digitalização:

• Telefonias Fixa e Celular:Fa = 8kHzNbits = 8 bits

• CD:Fa = 44kHzNbits = 16 bits


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Exemplo de um Conversor A/D


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Conversor D/A


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Sinal Discreto x Sinal Digital Na Implementação, a informação a ser

processada é representada por bits

Análise e Projeto, o sinal digital é modelado como um sinal discreto.

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