Señal digital (procesamiento de señal)

Una señal con valores discretos en tiempo y amplitud.

Para señales lógicas, consulte Señal digital .

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 de procesamiento de señal digital (DSP), una señal digital es un tiempo discreto , la amplitud cuantificada de la señal . 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 un ancho finito . Por lo general, estos valores discretos se representan como palabras de punto fijo (ya sea proporcionales a los valores de la forma de onda ocompanded ) o palabras de punto flotante . ^{[1] [2] [3] [4] [5]}

Forma de onda de coseno discreta con una frecuencia de 50 Hz y una frecuencia de muestreo de 1000 muestras / s, que satisface fácilmente 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 pensar que el proceso de conversión ocurre en dos pasos:

1. muestreo , que produce una señal de tiempo discreto de valor continuo, y
2. cuantificación , que reemplaza cada valor de muestra por 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 la 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) usando modulación de código de pulso donde el número de cuantificación niveles no se limita 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. 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 de señal digital avanzado 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 aplicadas: teoría y práctica . Cambridge, Reino Unido: Cambridge University Press. pag. 5. ISBN 0521110025.
6. Ingle, Vinay K .; John G. Proakis (1 de enero de 2011). "1,1". Procesamiento de señales digitales usando MATLAB (3 ed.). Stamford, CT: Ingeniería CL. pag. 3. ISBN 1111427372.