Converter um sinal analogico num sinal digital

Processo de digitalização

Os computadores apenas lidam com sequências de dígitos binários ou bits e, na maior parte dos casos, os computadores não recebem informação na forma digital (sequências binárias) mas sim na forma analógica. Portanto, é óbvio que existe um processo que transforme essa informação na forma analógica em digital. Este processo designa-se por digitalização. Por definição, a digitalização é o processo que permite obter, através da transformação do sinal analógico em sinal digital, essas sequências binárias. A imagem apresentada mostra de uma forma simples e sintética, o aspecto do sinal analógico, e o aspecto do sinal digital, após o processo da digitalização.

A digitalização, ou conversão A/D, pode ser efectuada de várias maneiras. A técnica PCM ( Pulse Code Modulation), é a mais comum e processa-se em duas fases:

ØAmostragem;

ØQuantificação;

Amostragem

Amostragem consiste na retenção de um conjunto de um números de valores discretos a partir da gama contínua de valores assumidos pelo sinal analógico. Os valores analógicos devem ser capturados a intervalos de tempo e/ou de espaços regulares.

Uma outra forma de exprimir a taxa de amostragem é indicando a frequência com que se amostra o sinal, ou seja, o número de vezes por

segundo que se retém uma amostra do sinal.

A imagem representa de uma forma básica o aspecto do gráfico de um sinal amostrado e quantificado.

Quantificação

A quantificação é o processo pelo qual o sinal amostrado é convertido num outro sinal: o sinal quantificado. Este novo sinal assume apenas um determinado número de valores, pelo que a quantificação também se designa por discretização de valores ou da amplitude. O sinal quantificado já pode ser codificado em binário, ou seja já vai permitir a execução do processo final da digitalização: a codificação.

Codificação

A codificação consiste na associação de um grupo de dígitos binários, designados por palavras de código ou simplesmente código, a cada um dos valores quantificados. Este processo gera uma sequência de códigos binários, designada por sinal digital, e que corresponde ao sinal analógico original.

Uma forma de codificar um sinal é converter de decimal para binário o valor de cada nível de quantização. Outra das formas de codificação consiste em associar um código binário a cada um dos níveis de quantificação e, portanto, a cada valor do sinal quantificado, tal como se ilustra na seguinte figura.

Temos aqui quatro níveis de quantização, pelo que é possível, por exemplo, associar o código binário 00 ao nível N1, o código 01 ao nível N2, o código 10 na nível N3 e o código 11 ao nível N4, tal como se mostra na figura. O sinal codificado resultante corresponde ao sinal digital e obtém-se juntando todos os códigos pela ordem de ocorrência das amostras quantificadas: 1111100011101111110101.

Vantagens e desvantagens da representação digital

Vantagens

A maior vantagem da representação digital da informação consiste na universalidade da representação. Dado que qualquer tipo de media é codificado de uma forma única, todos os tipos de informação podem ser manipulados da mesma forma e pelo mesmo tipo de equipamento, ou seja, pelo mesmo hardware. Para além disso, as transformações operadas sobre a informação digital são operações sem erros, ao passo que as transformações analógicas introduzem ruído e distorções.

Ao nível de armazenamento de informação, a maior vantagem é o de permitir a utilização do mesmo dispositivo de armazenamento para todos os media.

Ao nível da transmissão de informação, a grande vantagem da representação digital é permitir a utilização de qualquer sistema de comunicações com capacidade de transportar informação digital (bits), já que possui o potencial necessário para transmitir informação multimédia digital.

Ao nível do processamento de informação, dado que toda a informação se encontra nos computadores, esta pode sempre ser manipulada, analisada, modificada, alterada e complementada por programas de computador. Este é o aspecto em que o potencial da representação digital é mais elevado.

Desvantagens

A maior desvantagem da representação digital consiste na distorção introduzida durante a digitalização ou conversão A/D. O processo da amostragem, seguido de quantificação e codificação dos valores amostrados pode introduzir distorções e conduzir a perdas de informação. Consequentemente, o sinal que se obtém após a conversão D/A, e que é apresentado ao utilizador final tem poucas probabilidades de ser completamente idêntico ao sinal original.

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