Conceptos básicos de procesamiento de una señal digital

Un procesador de señal digital (DSP) toma señales del mundo real que han sido digitalizadas como voz, audio, vídeo, temperatura, presión o posición y luego la manipulan matemáticamente. El DSP está diseñado para realizar funciones matemáticas como suma, resta, multiplicación y división muy rápidamente.

Una señal digital debe ser procesada para que la información que contiene se pueda visualizar, analizar, o convertir a otro tipo de señal que pueda ser de utilidad. En el mundo real, los productos analógicos detectan señales tales como el sonido, la luz, la temperatura o la presión, y las manipulan. Los convertidores, como un convertidor de analógico a digital, toman la señal del mundo real y la convierten a formato digital de unos y ceros. A partir de aquí es cuando el procesador de señal digital se hace cargo capturando la información digitalizada y procesándola. A continuación, se devuelve la información digitalizada de nuevo para su uso en el mundo real. Lo hace de una de dos maneras, ya sea en formato digital o en un formato analógico pasando a través de un convertidor de digital a analógico. Y Todo esto ocurre a velocidades muy altas.

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Ejemplos de procesamiento de una señal digital

Para ilustrar algo mejor el concepto, veamos primero cómo es el procesamiento de una señal digital en un reproductor MP3:

• Fase de grabación: Durante la fase de grabación, el audio analógico se introduce a través de un receptor u otra fuente. Esta señal analógica se convierte a continuación en una señal digital mediante un convertidor de analógico a digital y se pasa al DSP. El DSP realiza la codificación MP3 y guarda el archivo en la memoria.

• Fase de reproducción: Durante la fase de reproducción, el archivo se coge de la memoria, es decodificado por el DSP y luego se convierte en una señal analógica a través del convertidor de digital a analógico por lo que puede salir a través del sistema de altavoces.

• En un ejemplo más complejo, el procesador de señal digital podría realizar otras funciones tales como control de volumen, ecualización y gestionar la interfaz de usuario.

La información de un DSP puede ser también utilizada por un ordenador para controlar cosas tales como la seguridad, un teléfono, sistemas de home cinema, así como para comprimir vídeo. Las señales pueden ser comprimidos de modo que se pueden transmitir con rapidez y de manera más eficiente de un lugar a otro (por ejemplo durante una teleconferencia se puede transmitir voz y vídeo a través de líneas telefónicas).

Las señales también se pueden mejorar o manipular para mejorar su calidad o proporcionar información que no es detectado por los seres humanos (por ejemplo, eliminación de eco en los teléfonos celulares o imágenes médicas tratadas por ordenador). Aunque las señales del mundo real pueden ser procesados en su forma analógica, el procesamiento de una señal digital proporciona las ventajas de alta velocidad y precisión.

¿Qué hay dentro de un procesador de señal digital?

Un procesador de señal digital  contiene los siguientes componentes clave:

• Memoria de programa: Almacena los programas que el DSP utilizará para procesar los datos.

• Memoria de datos: Almacena la información a procesar.

• Motor de cálculo: realiza el procesamiento matemático, accediendo al programa de la memoria de programa y a los datos de la memoria de datos

• Entrada / Salida: proporciona una amplia variedad de funciones para conectarse con el mundo exterior.