El diezmado;
Entonces reduce la velocidad de muestreo descartando la mayoría de las muestras. El resultado es una señal
digital que es equivalente a un muestreo directo de la forma de onda original
La salida del latch
Hará que se active uno u otro de los inyectores de carga para mantener la tensión del condensador a cero
Usando un filtro digital paso bajo
En esta señal se produce una
versión digitalizada de la forma de onda de la entrada, de la misma forma que un filtro
paso bajo analógico reproduce la señal analógica
El contador se puede sustituir en el convertidor sigma-delta. En lugar de contar simplemente los pulsos del modulador
sigma, la señal digital se pasa por un filtro digital y luego se diezma para reducir la velocidad de muestreo
FILTROS DIGITALES FIR
Los filtros digitales de Respuesta Finita Impulsiva o filtros FIR por sus siglas en ingles Finite Impulse Response, se trata de un tipo de filtros digitales en el que, como su nombre indica, si la entrada es una señal impulso la salida tendrá un número finito de términos no nulos
H(z)=h0+h1Z(-1)+h2Z(-1)+h(n-1)Z-(n-1).
Diferencias entre FIR y IIR
FIR Son siempre estables
Presentan mayor error de cuantización en
función del número de bits empleado para
almacenar los coeficientes y las variables
intermedias.
Pueden diseñarse para que presente fase lineal,
no distorsionando las carácterísticas de fase y
el retardo de grupo
IIR
Aún cuando los polos estén situados dentro del
círculo de radio unidad, pueden presentar
inestabilidades si se implementan en sistemas
con aritmética de coma fija.
Son más apropiados cuando deseamos obtener
regiones de transición estrechas.
Requieren un mayor orden para valores de la
atenuación y zonas de transición similares lo
que supone un mayor retardo en la obtención
de la respuesta y mayor consumo de memoria.
Efecto Gibbs
Aparece cuando a la salida de un sistema de respuesta al impulso infinita (IIR) se le hace un truncamiento con el propósito de convertir el sistema en uno de respuesta al impulso finita FIR. Mientras más significativo el truncamiento mayor será la cantidad de oscilaciones de Gibbs que aparecen en el dominio de la frecuencia. Cuando la función que se desarrolla en series de Fourier tienen discontinuidades no es posible que hayan una buena convergencia en los entornos de las discontinuidades ocurre cuando se presentan saltos abruptos como de uno a menos uno.
Declinación
. Es la disminución de la frecuencia de muestreo, se disminuye en un factor entero, se guarda M de valores de cada muestra y los M-1 elementos intermedios son descartados generando la señal de salida x[n]. xd[n]=x[n M]. En declinación no se da aliasing;
Si x[n] tiene un espectro limitado entre ±π/M se coloca un filtro PB fc= π/M. En frecuencia el espectro original se alarga por un factor M y la magnitud se ve afectado por un factor 1/M, en el dominio de tiempo sucede lo contrario la senal se comprime A=ctte.
Aliasing
Se da cuando no se cumple que el teorema de muestre de Nyquist Ft=2*Fmax. Se deforma la señal de salida en frecuencia los espectros repetidos de la señal original se traslapan.
Interpolación
Es el proceso de incrementar la frecuen de muestreo tiene dos etapas upsampling y filtrado. Se insertan ceros igualmente espaciados entre cada par de muestras y después se filtra para obtener la señal original, la salida en el tiempo se multiplica por un factor L A=ctte.
Carácterísticas filtros analógicos
Existen con componentes pasivos, pasivos y activos que requieren mayor cantidad de dispositivos, difíciles de sintonizar, sus parámetros varían con la temperatura.
Entrada analógica;
Entrada analógica filtrada, entrada digitalizada, salida digitalizada, salida analógica S/H, salida analógica
Requerimiento filtro PB(rizado de paso tolerable, atenuación banda de rechazo, frec de paso frec de rechazo).
Sobremuestreo
Un sobremuestreo consiste en aplicar un filtro digital que actúa sobre el tiempo (dominio de frecuencia), cambiando de lugar las muestras, de forma que al superponerlas, se creen muestreos simultáneos virtuales. Estos muestreos simultáneos no son reales, son simulaciones generadas por el propio filtro.
Noise shaping
Técnica utilizada en audios digital, imagen y procesamiento de video, su propósito es de aumentar la senal aparente a ruido de la senal resultente. Se coloca el error de cuantificación en un bucle, una función de realimentación de bucle como un filtros, por lo que el bucle de realimentación filtra el error. Y[n]=x[n]+e[n-1]. SNR señal/Ruido.
Parks-mcclellan:
Minimizar el error en el pase y detener las bandas mediante la utilización de la aproximación de chebyshev. Es una variación del algo de remez de cambio.
Modulador delta:
El comparador decide cual tiene mayor voltaje y se forma un 0 o un 1 que se aplica a la entrada del latch, el reloj a 100 Khz sincroniza el latch de modo que la salida da 0 o 1 y carga ya sea positivamente o negativamente al capacitor C por pequenos montos de voltaje (mV) , el positivo aumenta la carga al capacitor y el negativo lo disminuye. El numero relativo de unos Vs. Ceros es directamente proporcional a la pendiente o derivada de la senal de entrada analógica.
Convertidor delta sigma:
Este circuito combina electrónica analógica con algoritmos DSP. El capacitor se compara con potencial de tierra y el voltaje decrece cuando la salida digital es 1 e incrementa su salida digital si es 0. Se trata de mantener el voltaje en el capacitor a 0 volts.
El numero de 1 y 0 entonces ya no es pendiente sino nivel del voltaje de entrada.
Slew rate:
(velocidad de respuesta). En un conversor delta si la señal de entrada cambia de forma brusca la tensión en el condensador cambia a una velocidad constante hasta que ambas tensiones se igualen. La velocidad constante de cambio de tensión se le denomina slew rate(limitando la velocidad de funcionamiento).
Modulador CVSD.:
es un método de codificación de voz . Es una modulación delta con un tamaño de paso.
CVSD codifica a 1 bit por muestra, de modo que el audio muestreado a 16 kHz se codifica a 16 kbit / s.
Es un modulador delta con pendiente continuamente variable (Motorola MS3518).
FILTRO Silábico
. Es un filtro que se coloca entre la circuitería lógica y los inyectores de carga de un modulador delta, esto permite que el tamaño del incremento dependa de cuanto tiempo esta sometido el circuito a la limitación del slew rate.
SINC
: Seno cardinal, el valor de la función tiene una singularidad evitable en cero. Esta función puede entenderse como la convolucion del tren de impulsos con un pulso rectangular que tiene un ancho igual al periodo de muestreo.
FIR VENTAJAS
. Son inherentemente estables. Se pueden diseñar con fase lineal. Son muy robustos para su implementación con aritmética de presición finita.
FIR DESVENTAJAS
: Mayor complejidad computacional. No siempre es posible obtener los coeficientes mediante una fórmula directa.
IIR VENTAJAS
. Prácticamente todas las Tec. De Diseño se basan en
prototipos de sist. Analógicos. Fórmulas cerradas para el cálculo de los coeficientes. Bajo orden para especificaciones estrictas – Baja complejidad computacional
IIR DESVENTAJAS:
Se debe tener mucho cuidado al trabajar con aritmética
de presición finita. No es posible diseñar filtros IIR de fase lineal exacta.
PARKS
Se emplea para diseño de filtros FIR, se busca optimizar según el criterio maxmin (minimizar el máximo erro); es una varianza del algoritmo de Remez. Exhiben fase linealsue error de aproximación es equiripple(rizado constante).
PRINCIPALES Tópicos DELTA SIGMA
Sobre muestreo , modulación de audio , decimacion
El diezmado;
Entonces reduce la velocidad de muestreo descartando la mayoría de las muestras. El resultado es una señal
digital que es equivalente a un muestreo directo de la forma de onda original
Sobremuestreo
Un sobremuestreo consiste en aplicar un filtro digital que actúa sobre el tiempo (dominio de frecuencia), cambiando de lugar las muestras, de forma que al superponerlas, se creen muestreos simultáneos virtuales
Modulación de audio , La entrada analógica puede ser una señal de audio con una amplitud de algunos voltios,
Multitasa DSP consta de:
1. Diezmo: es un proceso para disminuir la tasa de muestreo
2
Interpolación:
es un proceso para aumentar la tasa de muestreo.
Multirate ” significa “múltiples frecuencias de muestreo”. Un sistema DSP multirate usa múltiple frecuencias de muestreo dentro del sistema. Cuando una señal a un ritmo debe ser utilizada por un sistema que espera una tasa diferente, la tasa se debe aumentar o disminuir, y algunos el procesamiento es requerido para hacerlo. Por lo tanto
Relación de decibelios y potencia
Se denomina decibelio a la unidad empleada en Acústica y Telecomunicación para expresar la relación entre dos potencias, acústicas o eléctricas.
Como relación de potencias que es, la cifra en decibelios no indica nunca el valor absoluto de las dos potencias comparadas, sino la relación entre ellas. A diferencia de lo que ocurre en el sonido, donde siempre se