Capitulo 1 tesis procesamiento digital de señales

Capítulo 1

Introducción

El tratamiento digital de señales es un área de la ciencia y la ingeniería que se ha desarrollado muy rápidamente a lo largo de los últimos cuarenta años. Este rápido desarrollo es el resultado avances importantes en la tecnología digital, tanto en el campo de la informática como en la fabricación de los circuitos integrados.

Los sistemas digitales no solo proporcionan sistemas de tratamiento de señales más baratos y fiables, sino que presentan también otras ventajas. En particular, el hardware de procesamiento digital permite realizar operaciones programables. Mediante software, es más fácil modificar las funciones de procesamiento de señales que mediante hardware.

El desarrollo tecnológico de la última década, ha incorporado a la vida cotidiana los procesadores digitales de señales (DSPs), dispositivos electrónicos constituidos por una arquitectura de acceso múltiple a memoria, capaces de realizar cálculos aritméticos complejos de alta velocidad, transferencia de datos desde y hacia el mundo real. Estos dispositivos junto con las herramientas de procesado de señal, permiten el desarrollo de múltiples aplicaciones, en diferentes campos de la electrónica, la instrumentación y las telecomunicaciones.

Una de las aplicaciones más atractiva y de un carácter comercial de los DSPs, es la del procesamiento de señales de audio, donde la implementación en tiempo real de algoritmos de efectos de audio convierten a estos dispositivos en la pieza fundamental y el corazón de procesadores de audio, utilizados por músicos y profesionales de la industria del audio para la creación y mejoramiento de sus obras [1].

En el siguiente trabajo de investigación se sienta una base acerca del procesamiento y tratamiento de señales, enfocada principalmente a efectos de audio en un DSP mostrando algoritmos matemáticos, diagramas de bloques y programación en código basado en C por conversión de  bloques en Simulink.

1.  Planteamiento del problema

En el trabajo publicado por Rulph Chassaing denominado Digital Signal Processing and aplications with the TMS320C6713 and TMS320C6416 DSK 2ª edición se presentan diferentes prácticas sobre el uso del procesador digital de señales (DSPs), el cual se toma como base para varias materias de procesamiento digital de señales en la carrera de ingeniería en comunicaciones y electrónica. Sin embargo dichas prácticas no siempre explican todos los pasos o el código para su comprensión es un poco complicado. Lo que resulta inconveniente para quienes apenas comienzan a ver estos temas debido al surgimiento de dudas y la falta de explicación en los libros.

El problema fue la programación por código de nuevos programas desde Code Composer Studio (CCS), eran un tanto complicado de entender el código C y las funciones propias del procesador, además de que era muy tardado crear un nuevo proyecto, la información en internet no estaba planteada de forma que nuevos usuarios pudieran utilizarla y entenderla inmediatamente, si no que, estaba enfocada a personas que tuvieran ya algún conocimiento sobre esta área y más a un sobre los DSP.

Debido a la falta de prácticas completas y la escasa explicación de ellas, en el Campus Jalpa de la Universidad Autónoma de Zacatecas de deciden abordar algunos ejercicios sobre el audio digital con el motivo de tener más material de laboratorio y otras ideas sobre el procesamiento de audio digital, pero con una explicación sencilla y entendible para los alumnos que empiezan a cursar alguna materia sobre el procesamiento digital de señales.

Para la búsqueda de información para esta investigación se realizó una búsqueda acerca de trabajos o proyectos similares en internet y la biblioteca de la Universidad Autónoma de Zacatecas Campus Jalpa, y se encontraron dos investigaciones que están aplicadas a los DSP con similitudes al proyecto que se realizará.

El primero fue la tesis de “Estudio de efectos de audio para guitarra, e implementación

mediante DSP” [2] de la Universidad Pontifica Comillas (ICAI), este trabajo está enfocado al tratamiento de señales y su implementación en un ADSP 21000, es un trabajo que muestra el modelo y descripción de efectos de señales de audio para posteriormente implementarlos en un DSP los efectos están enfocados a una guitarra eléctrica, esta tesis fue realizada en febrero de 2006, los resultados fueron favorables en base a la aplicación de la guitarra eléctrica con el DSP. El procesador ADSP 21000 es un DSP lanzado en 1994, su mayor diferencia contra el procesador TMS320C6713 es su cantidad de memoria y la incompatibilidad con el programa de Labview.

El segundo trabajo es “Implementación de un procesador digital de efectos mediante dsp

e interfaz gráfica sobre plataforma W2000 y XP” [3] es un proyecto final de carrera que fue elaborado por la Universidad Politécnica de Catalunya (UPC) que consiste en la implementación de efectos de audio mediante DSP e interfaz gráfica sobre plataforma Windows 2000-XP su objetivo fue el de conseguir implementar mediante herramientas de programación de Alto nivel un sistema que sea capaz de comunicar el Interfaz gráfico generado por una aplicación programada en Visual C++ con una Placa de Evaluación de la DSP de la marca Texas Instruments DSP TMS6000 el modelo DSK6713. Además de una implementación de los diferentes algoritmos de procesado de señal necesarios para generar los efectos de audio que modificarán la señal de salida del sistema, este proyecto se asemeja mucho al que se realizara en este proyecto de investigación ya que se programaran efectos de audio con el mismo modelo de DSP, la diferencia será de que no se realizará con interfaz gráfica.

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