Sinais
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3.1
Dados e Sinais
Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display.
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3.2
Para ser transmitido o dado deve ser tranformado para sinais eletromagnéticos.
Nota
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3.3
33--1 ANALÓGICO E DIGITAL1 ANALÓGICO E DIGITAL
Dados Dados podempodem ser ser analógicoanalógico ouou digitaldigital. .
-- O O termotermo dado dado analógicoanalógico refererefere--se se àsàs informaçõesinformações queque sãosãocontinuascontinuas; ; -- O O termotermo dado digital dado digital refererefere--se à se à informaçõesinformações queque sãosão de de estadosestados discretosdiscretos. .
Dados Analógicos e Dados DigitaisSinais Analógicos e Sinais Digitais Sinais Periódicos e Sinais Não-periodicos
TópicosTópicos discustidosdiscustidos nestanesta seçãoseção::
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3.4
- Signais Analógicos podem tem infinitos números de valores em um dado intervalo;
- Sinais digitais possuem um número limitado de valores em um dado intervalo.
Nota
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3.5
Figura 3.1 Comparação de um sinal analógico e um sinal digital
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3.6
33--2 SINAIS PERIÓDICOS ANALÓGICOS2 SINAIS PERIÓDICOS ANALÓGICOSOs Os sinaissinais analógicosanalógicos periódicosperiódicos podempodem ser ser classificadosclassificadoscomo como simplessimples ouou compostocomposto. . Um Um sinalsinal analógicoanalógico periódicoperiódico simples, como simples, como umauma ondaondasenoidalsenoidal, , nãonão podepode ser ser decompostodecomposto emem sinaissinais maismaissimples. simples. Um Um sinalsinal analógicoanalógico periódicoperiódico compostocomposto é é formadoformado de de múltiplasmúltiplas ondasondas senoidais.senoidais.
Onda Senoidal (Sinal senoidal)Comprimento de onda (Wavelength)Domínios de Tempo e Freqüência Sinais CompostosLargura de Banda (Bandwidth)
TópicosTópicos discutidosdiscutidos nestanesta seçãoseção::
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3.7
Figura 3.2 Uma onda senoidal
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3.8
Figura 3.3 Dois sinais com as mesmas fase e freqüência, mas com amplitudes diferentes.
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3.9
Freqüência e Período são inversamenteproporcionais.
Nota
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3.10
Figura 3.4 Dois sinais com as mesmas amplitudes e fase,mas com freqüências diferentes.
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3.11
Tabela 3.1 Unidade de períodos e freqüências
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3.12
Detemine o período para o sinal elétrico cuja a freqüência seja de 60 Hz.
Exemplo 3.1
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3.13
Expresse um periodo de 100 ms em microsegundos.
Exemplo 3.2
Solução
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3.14
O periodo de um sinal é 100 ms. Qual é a freqüência emkilohertz?
Exemplo 3.5
Solução
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3.15
Se um sinal não muda com o tempo, suafreqüência é zero.
Se um sinal muda instantaneamente, sua freqüência é infinita.
Nota
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3.16
A fase descreve a posição da forma de onda em relação ao tempo 0.
Nota
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3.17
Figura 3.5 Três ondas senoidais com mesmas amplitudes e freqüências,Mas com fases diferentes.
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3.18
Figura 3.6 Comprimento de onda e período
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3.19
Figura 3.7 O domínio do tempo e o domínio da freqüência
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3.20
Uma onda senoidal completa no domínio do tempo pode ser representado como um simples pulso no domínio da freqüência.
Nota
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3.21
O domínio da freqüência é mais compacto e útilquando se estar trabalhando com mais de um sinal senoidal. Por exemplo, a Figure 3.8 mostra três ondassenoidais, cada uma com amplitudes e freqüências diferentes.
Exemplo 3.3
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3.22
Figura 3.8 O domínio do tempo e o domínio da freqüência para trêsondas senoidadis.
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3.23
Um sinal senoidal simples não é útil em comunicaçõesde dados;Em comunicação de dados utiliza-se sempre sinaisformados por sinais senoidais compostos.
Nota
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3.24
De acordo com a análise de Fourier, qualquer sinalcomposto é uma combinação de sinais senoidais simples, com diferentes freqüências, amplitudes e fases.
Nota
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3.25
Figura 3.9 Composição de um sinal periódico digital
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3.26
Figura 3.10 Decomposição de um sinal composto periódico no domínio do tempo e no domínio da freqüência.
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3.27
A figura 3.11 mostra um sinal composto não periódico. Pode ser um sinal gerado por um microfone ou um porum telefone quando uma palavra é pronunciada.
Exemplo 3.9
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3.28
Figura 3.11 Domínios do tempo e frequênciade um sinal não periódico
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3.29
A largura de banda (bandwidth) de um sinal composto é a diferença entre a maior e a menor freqüência contidas no sinal.
Nota
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3.30
Figura 3.12 Largura de banda de um sinal composto periódicoe de um sinal não periódico
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3.31
Se um sinal periódico é decmposto em cinco sinaissenoidais com freqüências de 100, 300, 500, 700, e 900 Hz, qual é a largura de banda? Desenhe o espectro, assumindo que todas as componentes tenham umaamplitude máxima de 10 V.SoluçãoFazendo-se fh ser a mairo freqüência, fl menorfreqüência, and Bw a largura de banda. Então
Exemplo 3.10
O espectro tem cinco pulsos, em 100, 300, 500, 700, e 900 Hz.
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3.32
Figura 3.13 O espectro é dado por:
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3.33
Um sinal periódico tem largura de banda de 20Hz. A maior freqüência do sinalé de 60Hz. Qual é o valor da menor freqüência? Desenhe o espectro do sinalcontendo todas as freqüência com a mesma amplitude .de SoluçãoSendo fh a maior freqüência e fl a menor freqüência, e B a largura de banda(bandwidth). Então:
Exemplo 3.11
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3.34
Um sinal não periódico composto tem uma largura de banda de 200 kHz, com a freqüência central de 140 kHz e amplitude de pico de 20 V. Os dois extremos dasfreqüências tem amplitude de 0V. Desenhe o espectro de freqüências.
Exemplo 3.12