Processamento digital de áudio: uma abordagem didática com arduino

Abstract

Este trabalho apresenta o desenvolvimento de uma plataforma para o processamento digital de sinais (DSP), indicada para utilização em aplicações didáticas por utilizar-se de sinais de áudio, largamente conhecidos e de fácil obtenção, e baseada em um microcontrolador (MCU) Arduino Due, muito utilizado em áreas da eletrônica para ensino e prototipagem, possibilitando uma curva de aprendizado mais suave nas temáticas relacionadas aos filtros digitais. Para isso foi projetado um circuito de condicionamento de sinais para o conversor analógico-digital-analógico da MCU e algoritmos de testes para extração de parâmetros da plataforma, além de um filtro utilizado como exemplo dos conceitos apresentados. Os resultados foram satisfatórios com baixos níveis de distorção harmônica total (THD < 0.1 %) e boa margem dinâmica (DNR = 62 dB), fazendo com que a plataforma em si não interfira de modo significativo nas análises quantitativas e qualitativas dos sinais aplicados após serem processados pelos filtros programados.

This work shows the development of a platform for digital signal processing (DSP), intended for use in didactic applications by using audio signals, widely known and easy to obtain, and based on an Arduino Due microcontroller (MCU), widely used in the areas of electronics for teaching and prototyping, allowing a smoother learning curve in subjects related to digital filters. For this it was designed a signal conditioning circuit for the analog-digital-analog (ADA) converter of the MCU, test algorithms to extract the parameters of the platform, and a filter used as an example of the concepts. The results were acceptable with low levels of total harmonic distortion (THD < 0,1 %) and good dynamic range (DNR = 62 dB), meaning that the platform itself did not interfere significantly in the quantitative and qualitative analysis of the signals applied after processing by the programmed filters.