Codificación / decodificación de audio con el DSP.

Codificación / decodificación de audio con el DSP.
Se pretende diseñar un sistema codificador/decodificador de audio basado en
el DSP TMS 320C3x DSP. El algoritmo a implementar codifica la señal.
Para decodificarla solamente es necesario aplicar de nuevo el algoritmo
sobre la señal codificada.
Consiste en multiplicar la señal de entrada de audio proporcionada por el
conversor analógico/digital TLC32040 por una señal portadora sinusoidal
de 12.8 kHz. Con esto lo que se consigue es que el espectro en frecuencia de
la señal original se desplace obteniéndose una salida con bandas laterales
(diferencia y suma de ambas señales) como se representa en la figura 1.
moduladora
12.8 KHz
frecuencia
frecuencia
frecuencia
Filtrado pasa-baja
Figura 1.- Análisis espectral de la modulación con bandas laterales.
A continuación se realiza un filtrado pasa baja mediante un filtro FIR, de
manera que nos quedemos con la banda lateral inferior que tiene como
característica fundamental la de ser el espectro en frecuencia invertido de la
señal original, de manera que los tono graves se convierten en agudos y los
agudos se convierten en graves.
La decodificación consistirá en aplicar de nuevo el procedimiento para
quedarnos de nuevo con la banda lateral inferior que ahora coincidirá con la
original.
Hay que tener un especial cuidado con los filtros del conversor TLC32040 y
con las ganancias.
Notas técnicas
Para obtener una señal sinusoidal de 12.8 kHz podemos optar por disponer
de una tabla de senos e interpolar linealmente los valores que vayamos
necesitando en cada momento, ó se puede emplear la técnica CORDIC
para obtener el seno y el coseno del ángulo siguiente que se necesitará:
sin( A + δA) = sin( A) cos(δA) + cos( A) sin(δA)
cos( A + δA) = cos( A) cos(δA) − sin( A) sin(δA)
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con lo cual sólo necesitaríamos conocer, inicialmente que, sin(0)=0.0 y
cos(0)=1.0, además de conocer el sin(dA) y cos (dA).
Para calcular el ángulo incremento necesitamos conocer la frecuencia de
muestreo de la señal (F) y la de la señal moduladora (12.8 kHz):
δA =
12800 * 360
F
Para el desarrollo del filtro FIR podemos partir del ejemplo estudiado en el
laboratorio. Solamente habrá que calcular los nuevos coeficientes.
Tengan cuidado con el formato entero / punto flotante de los datos.
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