Lista de Exercícios sobre Digitalização de Sinais Analógicos

sensors ISSN 14248220 wwwmdpicomjournalsensors Sistemas de Comunicações Digitais Lista 1 Digitalização de Sinais Analógicos 1 Um sinal analógico de informação vai ser digitalizado e transmitido na forma serial usando sistema PCM O erro máximo de quantização deve ser de 002 Volts A frequência máxima do sinal analógico é de 100 Hz e sua amplitude varia na faixa de 10V a 10V a Determine a frequência taxa mínima de amostragem necessária R fs 200 Hz b Determine o número de bits necessários em cada palavra PCM R 9 bitsamostra c Determine a taxa de bits mínima necessária no sinal PCM ou seja a taxa de bits serial da digitalização R 18 kbitss 2 Uma memória de 40MB megabytes é usada para armazenar dados PCM Suponha que um sinal de voz é amostrado a 8000 amostrass e que o sinal codificado PCM tenha uma relação sinalruído média SN de quantização de 30 dB Determine quantos minutos de conversação podem ser armazenados nesta memória Lembre das seguintes conversões relacionadas a memória de armazenamento em Bytes B 1MB1024KB 1KB1024 Bytes 1 Byte8 bits R 13981 min 3 Um sistema de reprodução de áudio digital stereo utiliza PCM de 16 bits com uma taxa de amostragem do sinal de 441 kHz em cada canal de aúdio O sinal analógico tem largura de faixa de 2205 kHz a Determine a taxa da sequência PCM em bitss considerando os dois canais R 141 Mbitss b Encontre a relação sinalruído média de quantização em dB R 9632 dB 4 Um concerto de um famoso pianista com duração de 50 minutos foi digitalizado e armazenado em um site de músicas clássicas A faixa de áudio considerada para digitalização foi de 0 a 10 kHz utilizando como frequência de amostragem 10 vezes a frequência máxima e amplitude quantizada em 256 níveis Para realizar transferências de dados deste site o computador utilizado consegue manter uma taxa constante de 48 Mbitss para download Com base nas informações acima determine o tempo estimado em segundos para a completa transferência do arquivo para esse computador R 500 s 5 Cabos elétricos de linhas de transmissão estão sujeitos a vibrar sob efeito do vento Estas vibrações podem alcançar algumas dezenas de Hertz Hz Um sistema projetado para monitorar com boa precisão este fenômeno capta um sinal elétrico analógico proporcional à aceleração instantânea do cabo e com as seguintes características Faixa de frequências do sinal analógico 0 a 100 Hz Excursão em amplitude do sinal analógico 5V a 5V Este sinal é digitalizado com uma resolução de 50mV e transmitido para uma central de processamento onde é analisado Determine do ponto de vista teórico qual é a mínima taxa de transmissão serial destes dados digitalizados Rb em bitss R 1600 bitss 2 6 Considere que 0 sinal analdgico xt cos 27 5 t 10 cos 27 10 t4 cos 27 20 t é amostrado com uma frequéncia de amostragem f 60 Hz Considerando o processo de amostragem real por pulsos usando FlatTop Sampling determine a Grafico do espectro do sinal analégico xt denominado de Xf A rt Xf 2 5f fo 5f fo 1 b Desenhar 0 espectro do sinal amostrado PAM resposta em mddulo Wf assumindo 7 T2 Apresentar no grafico as réplicas do espectro até 4 f WP SMD SS wer et 2 iT arf poe f Calcular a taxa de saida em bitss R F n supondo uma saida serial dos bits do AD g Associar as palavras binarias com os niveis de quantizacao n 3 e determinar a sequéncia de bits de saida para as primeiras 4 amostras