Processamento
Digital de Sinais
Representação, Transformação e
Manipulação de Sinais
Professor Fabrício Simões
[email protected]
www.cefetba.br/professores/fsimoes
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Sistemas de Comunicações
1
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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2
Processamento Analógico

Hardware:





Resistores, Capacitores e Indutores;
Diodos;
Transistores;
Amplificadores Operacionais;
Entre outros.
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3
Processamento Digital

Hardware:




Memórias;
DSP (Processadores);
Somadores e Multiplicadores;
Conversores A/D e D/A.
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4
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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5
Aplicações:




Telecomunicações;
Controle e Automação;
Qualidade de Energia;
Vídeo e Áudio.
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6
Processamento de Sinais
Principais Tópicos da Disciplina
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7
Amostragem
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8
Transformada de Fourier
Sinal no domínio da frequência
(Fourier)
Sinal no domínio do tempo
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9
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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11
Processamento Digital de
Sinais
Conceitos Básicos
Capítulo 1
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12
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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13
Exemplos de Sinais
IGPM
Ruído na Rede Elétrica
Sinal de Voz
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14
Tipos de Sinais
Sinal 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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15
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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16
Sistema

Processa o sinal.

Exemplos: Filtro, Modulador, Amplificador,
Equalizador, Controlador.
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Sinal Discreto

Sinal Contínuo
Amostragem

Sinal Discreto
x[n]  x(nT )  x(t ) t nT ,
T é tempo de amostragem.
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Importante

Sinal Discreto não existe fisicamente;
x(nT)
1,5V
T

t
Sinal Digital é real. É o que ocorre na
prática.
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Conversão Analógico / Digital
(Conversor A/D)
Amostragem

Sinal Contínuo



Quantização
Sinal Contínuo

Codificação
Sinal Digital

Sinal Binário
(Bits)
Seqüência Binária 1001 0101 1100 0100
Sinal Discreto
x[1] x[2]
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x[3] x[4]
20
Amostragem (Sample and Hold).
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Quantização

Discretização da Amplitude
1,4V
1,35V
1,22V
1,1V
3,61V
Quantização
(Arredondamento)
1,2V
1,0V
3,6V
Sinal Digital
Sinal Analógico (Contínuo)
Níveis de Quantização – {1,0V; 1,2V; 1,4V e 3,6V}
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Codificação
Níveis de
Quantização
Bits
Exemplos de Digitalização:
1,0V
00
1,2V
01
• Telefonias Fixa e Celular:
Fa = 8kHz
Nbits = 8 bits
1,4V
10
3,6V
11
• CD:
Fa = 44kHz
Nbits = 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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