1 --Introdução O mundo em que vivemos contém uma larga variedade de sinais a que somos sensíveis, tais como, o som a temperatura e a luz. O som é detectado pelos ouvidos que o transformam em sinais eléctricos que são enviados ao cérebro, o que permite analisar o som quanto à amplitude, frequência e fase e determinar a sua direcção. Podem assim, distinguir-se sons produzidos por fontes diversificadas (música, voz, ruído de um motor, etc.). A temperatura sensibiliza receptores nervosos que se encontram distribuídos pela pele, os quais enviam sinais eléctricos ao cérebro, podendo resultar acções tais como ligar ou desligar o aquecimento e abrir ou fechar uma janela. cap.1-1
Para a luz, os olhos focam a imagem na retina, que a codifica em sinais eléctricos e os envia ao cérebro, onde são analisados. Deste modo, entre outras características, é identificada a forma e cor da imagem, e se esta se encontra ou não em movimento. De facto, o nosso corpo está equipado com cinco tipos de sensores: a vista, o ouvido, o tacto, o olfacto e o gosto que estimulam um poderoso computador, o nosso cérebro, fazendo-nos reagir de acordo com os sinais enviados. Perde-se no tempo o desejo do Homem em possuir uma máquina que, em dadas situações, o substituísse na tomada de decisões, de acordo com o estímulo de uma ou múltiplas variáveis ambientais. cap.1-2
Porém, se é fácil equipar uma máquina com diversos tipos de sensores que a habilitam a converter variáveis ambientais em sinais eléctricos, a tarefa complica-se quanto à necessidade de implementar um computador electrónico capaz de processar esses sinais de uma forma semelhante ao nosso cérebro. De facto, o nosso cérebro trabalha com sinais que variam continuamente no tempo, de que são exemplo a intensidade do som e a pressão do ar. Estes sinais de variação contínua no tempo são conhecidos pela designação de sinais analógicos. Assim, o nosso cérebro pode ser considerado como um poderoso computador analógico. Embora sejamos capazes de construir computadores analógicos, a evolução da tecnologia tem conduzido à realização de computadores digitais cada vez mais poderosos, do tipo computador pessoal (PC). cap.1-3
A designação de computador digital tem a ver com o facto deste tipo de computador operar com sinais digitais (figura 1.2), isto é, sinais que assumem valores discretos no tempo, em oposição à variação contínua dos sinais analógicos (figura 1.1). Figura 1.1 Sinal Analógico. Figura 1.2 Sinal Digital. cap.1-4
O processamento de sinais analógicos diz-se processamento analógico e o processamento de sinais digitais é designado por processamento digital. Os computadores digitais são excelentes para o processamento de números em aplicações com bases de dados ou folhas de cálculo mas não são bons no processamento de sinais analógicos como aqueles que traduzem o mundo real em que vivemos. Porém, embora seja possível usar circuitos analógicos para realizar grande parte das tarefas que actualmente são realizadas por intermédio de processadores digitais, são muitas as vantagens a favor do processamento digital, nomeadamente: a reprogramabilidade, a repetibilidade, a fácil implementação de algoritmos adaptativos assim como a possibilidade de implementar códigos correctores de erros. cap.1-5
São também de realçar os aspectos relacionados com a transmissão de dados, o seu armazenamento e compressão, como áreas em que o processamento digital tem vantagens significativas sobre o processamento analógico. Deste modo, para que possamos usar as potencialidades dos computadores digitais, os sinais analógicos devem ser convertidos em sinais digitais (números) para que possam ser processados por um computador digital. Esta operação é designada por conversão analógica-digital (A/D). cap.1-6
O processamento digital de sinal (digital signal processing - DSP) nos modernos sistemas é realizado por intermédio de microprocessadores, implementados em circuitos integrados (integrated circuit-ic). Estes ICs são conhecidos pela designação de processadores digitais de sinal (digital signal processor DSP). Após o processamento digital, o resultado apresenta-se ainda na forma de uma sequência de números, isto é, na forma digital, e na maioria das situações necessita de ser convertido de novo para a forma analógica, antes de estimular um actuador, por exemplo um altifalante. A conversão do sinal da representação digital para a representação analógica é conhecida por conversão digital-analógica (D/A). cap.1-7
Na figura 1.3 ilustra-se a cadeia de sequências típicas no processamento digital de sinal. transdutor filtro anti aliasin g sample / hold conversor A/ D DSP conversor D / A filtro de reconstrução actuador Figura 1.3 Sistema de processamento digital de sinal. cap.1-8