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Processamento Digital de Sinais

Processamento Digital de Sinais. Representação, Transformação e Manipulação de Sinais Professor Fabrício Simões fg_simoes@yahoo.com.br www.cefetba.br/professores/fsimoes. Processamento: Analógico e Digital. Antes dos anos 60 Tecnologia analógica aplicada aos sinais contínuos.

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Processamento Digital de Sinais

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Presentation Transcript

  1. Processamento Digital de Sinais Representação, Transformação e Manipulação de Sinais Professor Fabrício Simões fg_simoes@yahoo.com.br www.cefetba.br/professores/fsimoes GPSC - Grupo de Pesquisa em Sistemas de Comunicações

  2. Processamento: Analógico e Digital • Antes dos anos 60 • Tecnologia analógica aplicada aos sinais contínuos. • Depois dos anos 60 • Tecnologia digital aplicada aos sinais digitais GPSC - Grupo de Pesquisa em Sistemas de Comunicações

  3. Processamento Analógico • Hardware: • Resistores, Capacitores e Indutores; • Diodos; • Transistores; • Amplificadores Operacionais; • Entre outros. GPSC - Grupo de Pesquisa em Sistemas de Comunicações

  4. Processamento Digital • Hardware: • Memórias; • DSP (Processadores); • Somadores e Multiplicadores; • Conversores A/D e D/A. GPSC - Grupo de Pesquisa em Sistemas de Comunicações

  5. 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. GPSC - Grupo de Pesquisa em Sistemas de Comunicações

  6. Aplicações: • Telecomunicações; • Controle e Automação; • Qualidade de Energia; • Vídeo e Áudio. GPSC - Grupo de Pesquisa em Sistemas de Comunicações

  7. Processamento de Sinais Principais Tópicos da Disciplina GPSC - Grupo de Pesquisa em Sistemas de Comunicações

  8. Amostragem GPSC - Grupo de Pesquisa em Sistemas de Comunicações

  9. Transformada de Fourier Sinal no domínio da frequência (Fourier) Sinal no domínio do tempo GPSC - Grupo de Pesquisa em Sistemas de Comunicações

  10. Transformada Z • Transformada Z: • Projeto de Filtros Digitais e Controladores Digitais. • Transformada Laplace: • Projeto de Filtros Analógicos e Controladores Analógicos. GPSC - Grupo de Pesquisa em Sistemas de Comunicações

  11. Filtros Digitais Sinal de Entrada Sinal de Saída Filtragem GPSC - Grupo de Pesquisa em Sistemas de Comunicações

  12. Processamento Digital de Sinais Conceitos Básicos Capítulo 1 GPSC - Grupo de Pesquisa em Sistemas de Comunicações

  13. 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. GPSC - Grupo de Pesquisa em Sistemas de Comunicações

  14. Exemplos de Sinais IGPM Ruído na Rede Elétrica Sinal de Voz GPSC - Grupo de Pesquisa em Sistemas de Comunicações

  15. 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. GPSC - Grupo de Pesquisa em Sistemas de Comunicações

  16. Deterministico x Aleatório • Sinal Determinístico: Comportamento do sinal pode ser determinado com precisão. • Sinal Aleatório: Comportamento é descrito por modelos de probabilidade. GPSC - Grupo de Pesquisa em Sistemas de Comunicações

  17. Sistema • Processa o sinal. • Exemplos: Filtro, Modulador, Amplificador, Equalizador, Controlador. GPSC - Grupo de Pesquisa em Sistemas de Comunicações

  18. Sinal Discreto • Sinal Contínuo Amostragem • Sinal Discreto GPSC - Grupo de Pesquisa em Sistemas de Comunicações

  19. Importante • Sinal Discreto não existe fisicamente; • Sinal Digital é real. É o que ocorre na prática. x(nT) 1,5V T t GPSC - Grupo de Pesquisa em Sistemas de Comunicações

  20. Conversão Analógico / Digital (Conversor A/D) Amostragem Quantização Codificação • Sinal Contínuo • Sinal Digital • Sinal Contínuo • Sinal Binário (Bits) • Seqüência Binária 1001 0101 1100 0100 • Sinal Discreto x[1] x[2] x[3] x[4] GPSC - Grupo de Pesquisa em Sistemas de Comunicações

  21. Amostragem (Sample and Hold). GPSC - Grupo de Pesquisa em Sistemas de Comunicações

  22. Quantização • Discretização da Amplitude 1,4V 1,35V 1,22V Quantização (Arredondamento) 1,2V 1,0V 1,1V 3,61V 3,6V Sinal Digital Sinal Analógico (Contínuo) Níveis de Quantização – {1,0V; 1,2V; 1,4V e 3,6V} GPSC - Grupo de Pesquisa em Sistemas de Comunicações

  23. Codificação • Exemplos de Digitalização: • Telefonias Fixa e Celular: • Fa = 8kHz • Nbits = 8 bits • CD: • Fa = 44kHz • Nbits = 16 bits GPSC - Grupo de Pesquisa em Sistemas de Comunicações

  24. Exemplo de um Conversor A/D GPSC - Grupo de Pesquisa em Sistemas de Comunicações

  25. Conversor D/A GPSC - Grupo de Pesquisa em Sistemas de Comunicações

  26. 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. GPSC - Grupo de Pesquisa em Sistemas de Comunicações

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