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

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

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

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

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

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

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

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

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

GPSC - Grupo de Pesquisa em Sistemas de Comunicações 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

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

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

GPSC - Grupo de Pesquisa em Sistemas de Comunicações 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

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

GPSC - Grupo de Pesquisa em Sistemas de Comunicações 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

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

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

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

GPSC - Grupo de Pesquisa em Sistemas de Comunicações 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

Conversão Analógico / Digital (Conversor A/D) Amostragem Quantização Codificação Sinal Contínuo Sinal Contínuo Sinal Digital 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

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

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

GPSC - Grupo de Pesquisa em Sistemas de Comunicações Codificação Exemplos de Digitalização: Telefonias Fixa e Celular: Fa = 8kHz Nbits = 8 bits CD: Fa = 44kHz Nbits = 16 bits Níveis de Quantização Bits 1,0V 00 1,2V 01 1,4V 10 3,6V 11 GPSC - Grupo de Pesquisa em Sistemas de Comunicações

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

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

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