A digitalização de um sinal analógico é composta pelas fases de amostragem, quantização e codificação.
Amostragem
A amostragem é o processo que permite a retenção de um conjunto finito de valores discretos dos sinais analógicos.
Como um sinal analógico é continuo no tempo e em amplitude, contem um numero infinito de valores, dificultando o seu processamento pelo computador. Assim, há necessidade de inicialmente amostrar o sinal analógico.
Na prática, para se amostrar um sinal analógico multiplica-se (electronicamente) este por um Impulso eléctrico em intervalos de tempos iguais. Desta forma, no Instante do Impulso é obtido o valor correspondente da amostra do sinal analógico.
Quantização
Depois de amostrado o sinal analógico, sob a forma de amostras ou impulsos PAM, é preciso quantizar ou quantificar a infinidade de valores que a amplitude do sinal apresenta. O circuito electrónico que efectua esta conversão designa-se por conversão analógica-digital (A/D ou do inglês ADC).
Quantizar um sinal PAM significa atribuir-lhe um determinado valor numa gama de níveis que o conversor A/D apresenta. Assim, por exemplo, um sinal com uma amplitude de 8,3 V poderia ser quantizado para um valor inteiro acima ou abaixo dele. Devido a este arredondamento, origina-se um erro de quantização resultante da diferença de amplitude entre o sinal quantizado e o sinal real.
Codificação
Os valores das amplitudes dos impulsos PAM, depois de quantizados, precisam de ser codificados para poderem ser representados por uma sequência de bits com valor 0 ou 1.
Uma das formas de codificar o sinal é através da modulação PCM (Pulse-Code Modulation), utilizando um impulso de amplitude fixa, duração constante e valores lógicos 0 ou 1.
O quadro 6.1 apresenta os valores da quantização e da codificação do sinal analógico e o sinal digital obtido do exemplo simples representado anteriormente nas figuras 6.1, 6.2 e 6.3.
Neste caso, para a codificação dos valores quantizados foram utilizados apenas quatro bits.
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