Cualquier componente capaz de efectuar cálculos matemáticos resulta adecuado para implementar DSP. El procesador de cualquier ordenador de sobremesa es capaz de hacer cálculos, por lo tanto es adecuado como DSP.
El ordenador personal dispone además de medios de interacción con el usuario (pantalla, teclado, altavoces…). Si se quiere diseñar un sistema DSP, el empleo de un ordenador personal simplifica la tarea. Tal es así que podemos encontrar el ordenador como elemento de proceso en gran número de soluciones.
PERSEUS, SDR-14 o FLEX-1000 son algunos ejemplos de SDR que están apareciendo recientemente y que precisan un ordenador personal para funcionar correctamente. El proceso de la señal para obtener audio en diferentes modos, efectuar filtrajes… y otras operaciones relacionadas con el proceso de señal se hace en el ordenador. El proceso de cálculo necesario para observar el espectro de la señal también se hace a partir de las muestras. El control de la radio, tal como selección de frecuencia no tiene nada que ver con el proceso digital dentro del ordenador.
Existe, sin embargo, una diferencia entre los dos primeros dispositivos y el tercero. En los dos primeros las muestras digitales se obtienen directamente de la radio, mientras que en el tercero las muestras las obtiene el propio ordenador. La señal que entra en el ordenador es analógica y se introduce a través de la entrada de audio. Los dispositivos de entrada de audio de los ordenadores son convertidores analógico/digitales que convierten la entrada analógica en muestras procesables.
La calidad de un proceso digital (el que se efectúa después de haber obtenido las muestras) depende de dos factores: La precisión en el cálculo y el número de cálculos. Cualquier ordenador puede hacer cualquier número de cálculos con cualquier precisión, sólo es cuestión de tiempo. Pero en radio digital no se tiene tiempo. La entrada de datos para ser procesados es constante, por lo que la precisión y número de cálculos se ven limitados en función del procesador empleado.
Por un lado, el ritmo de entrada de datos depende del ancho de banda de la señal que se va a tratar (Como mínimo el doble de muestras por segundo que el ancho de banda de la señal en Hz, tal y como se demostró mediante el teorema de Nyquist). Así, si se quiere una visión panorámica de, pongamos, la parte de CW de la banda de 10m se precisarán al menos (desde 28000 a 28070 KHz) 140000 muestras por segundo (160000 es un valor práctico que evita las limitaciones prácticas de aproximarse al límite teórico).
El número de cálculos que pueden hacerse se suelen estimar por cada nueva muestra. A la velocidad del ejemplo anterior, se obtiene una nueva muestra cada 6,25 microsegundos. El número de cálculo que pueden hacerse entre muestra y muestra será mayor cuanto mayor sea la velocidad del procesador, y mayor cuanto menor sea la precisión en los mismos.
Algunos cálculos requieren un proceso en “tiempo real”, y no admiten pérdida de muestras, si se quiere obtener una salida correcta. Un ejemplo de tal proceso es la conversión audio de una señal con modulación USB. Sin embargo el anteriormente mencionado de visión panorámica, aunque maneja muchos datos no precisa una visión en tiempo real.
El ancho de banda de una señal USB es de 3 KHz, así que, siguiendo el criterio anterior, podemos estimar que basta con una muestra cada 125 microsegundos (a 8 KHz) para tratar la señal lo que amplía la capacidad de cálculo.
El proceso digital de señales se basa en una cuidadosa selección de técnicas de cálculo y su implementación en un sistema determinado para obtener el mejor resultado posible. La selección de ritmos de muestras, algoritmos y precisión de los cálculos junto con otras técnicas para el máximo aprovechamiento de los recursos del procesador empleado y del entorno disponible son la finalidad de este trabajo.
La figura muestra una parte de un menú del programa Spectravue, en su ventana de configuración del receptor SDR-14. Aquí puede apreciarse cómo el sistema es capaz de demodular (ya que funciona en tiempo real) con anchos de banda de 50 KHz, de 100 Khz y de 150 KHz. A 190 KHz ya “avisa” de que no puede funcionar con todos los PC. En el resto de anchos de banda (entre 1 y 4 MHz en la imagen) no es posible la demodulación, pero sí la visualización del espectro (que no precisa tiempo real o TODAS las muestras).
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