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Señal digital (procesamiento de señal)

La señal digital roja es la representación muestreada y cuantificada de la señal analógica gris. Una señal digital consta de una secuencia de muestras, que en este caso son números enteros: 4, 5, 4, 3, 4, 6...

En el contexto del procesamiento de señales digitales (DSP), una señal digital es una señal de amplitud cuantificada en tiempo discreto . En otras palabras, es una señal muestreada que consta de muestras que toman valores de un conjunto discreto (un conjunto contable que se puede asignar uno a uno a un subconjunto de números enteros ). Si ese conjunto discreto es finito, los valores discretos se pueden representar con palabras digitales de ancho finito . Lo más común es que estos valores discretos se representen como palabras de punto fijo (ya sea proporcionales a los valores de la forma de onda o expandidas ) o palabras de punto flotante . [1] [2] [3] [4] [5]

Forma de onda coseno discreta con una frecuencia de 50 Hz y una frecuencia de muestreo de 1000 muestras/seg, que satisface eficientemente el teorema de muestreo para la reconstrucción de la función coseno original a partir de muestras. (Los efectos de la cuantificación son demasiado sutiles para verse en este gráfico).

El proceso de conversión de analógico a digital produce una señal digital. [6] Se puede considerar que el proceso de conversión se produce en dos pasos:

  1. muestreo , que produce una señal de tiempo discreto de valor continuo, y
  2. Cuantización , que reemplaza cada valor de muestra con una aproximación seleccionada de un conjunto discreto dado (por ejemplo, truncando o redondeando).

Se puede demostrar que una señal analógica se puede reconstruir después de su conversión a digital (hasta la precisión proporcionada por la cuantificación utilizada), siempre que la señal tenga una potencia insignificante en frecuencias por encima del límite de Nyquist y no sature el cuantificador.

Las señales digitales prácticas comunes se representan como 8 bits (256 niveles), 16 bits (65.536 niveles), 24 bits (16,8 millones de niveles) y 32 bits (4,3 mil millones de niveles) utilizando modulación de código de pulso donde el número de Los niveles de cuantificación no se limitan necesariamente a potencias de dos . En muchas aplicaciones DSP se utiliza una representación de punto flotante .

Referencias

  1. ^ Smith, Steven W. (6 de noviembre de 2002). "3". Procesamiento de señales digitales: una guía práctica para ingenieros y científicos . Desmitificando la tecnología. vol. 1 (1 ed.). Newnes . págs. 35–39. ISBN 075067444X.
  2. ^ Harris, Frederic J. (24 de mayo de 2004). "1.1". Procesamiento de señales multivelocidad para sistemas de comunicación . Upper Saddle River, Nueva Jersey: Prentice Hall PTR. pag. 2.ISBN​ 0131465112.
  3. ^ Vaseghi, Saeed V. (2 de marzo de 2009). "1.4". Procesamiento avanzado de señales digitales y reducción de ruido (4 ed.). Chichester, West Suffix, Reino Unido: John Wiley & Sons. pag. 23.ISBN​ 0470754060.
  4. ^ Diniz, Paulo SR; Eduardo AB da Silva; Sergio L. Netto (13 de septiembre de 2010). "1.1". Procesamiento de señales digitales: análisis y diseño de sistemas (2 ed.). Nueva York y Reino Unido: Cambridge University Press. pag. 5.ISBN​ 0521887755.
  5. ^ Manolakis, Dimitris G .; Vinay K. Ingle (21 de noviembre de 2011). "1.1.1". Procesamiento de señales digitales aplicado: teoría y práctica . Cambridge, Reino Unido: Cambridge University Press. pag. 5.ISBN​ 0521110025.
  6. ^ Inglés, Vinay K.; John G. Proakis (1 de enero de 2011). "1.1". Procesamiento de señales digitales mediante MATLAB (3 ed.). Stamford, CT: CL Ingeniería. pag. 3.ISBN​ 1111427372.