Processamento Digital de Sinais
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Processamento Digital de Sinais
Representação, Transformação e Manipulação de Sinais
Professor Fabrício Simõ[email protected]
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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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.