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Telecomunicações

CONVERSÃO ANALÓGICO-DIGITAL DE UMA ONDA SONORA

Sistemas digitais podem ser encontrados em inúmeros equipamentos eletrônicos como videogames, telefones, rádios, TV’s e equipamentos de áudio de alta qualidade. No entanto, em todos esses aparelhos, devem existir sistemas analógicos capazes de gerar as ondas sonoras ou as ondas luminosas que serão percebidas por nossos olhos ou ouvidos. Por essa razão, a utilização de sistemas digitais torna necessária a utilização de conversores analógico-digitais.

Em um telefone digital, assim como em um telefone convencional, há um microfone que converte as ondas sonoras em ondas elétricas. Entretanto, no telefone digital, seja ele celular ou fixo, as ondas elétricas produzidas pelo microfone não são diretamente transmitidas desde o aparelho emissor até o aparelho receptor.

Antes que a transmissão seja efetuada, a onda elétrica é “analisada” e convertida em números que passarão a representá-la a partir daquele momento. Tais números correspondem a medidas de amplitude do sinal originado no microfone. Esse processo de análise e conversão da onda original em números é realizado pelo conversor analógico digital (CAD).

Os sinais codificados pelo computador instalado no aparelho emissor chegam ao aparelho receptor. O computador inserido no aparelho receptor e associado ao conversor digital analógico (CDA) analisa os códigos numéricos e produz uma série de comandos com os quais, finalmente, um alto-falante reproduz ondas sonoras semelhantes àquelas que haviam sido emitidas originalmente.

Essa breve descrição permite-nos compreender que o processo de codificação e decodificação de sinais nos telefones digitais ou nos aparelhos que gravam ou reproduzem CD’s digitais é muito mais sofisticado do que aquele que ocorre nos aparelhos analógicos convencionais. O processo é mais sofisticado e pressupõe a utilização de computadores. Para entender como os computadores e os outros equipamentos envolvidos nesse processo realizam a conversão analógico-digital, vamos analisar uma série de gráficos.

A figura ao lado representa o sinal de áudio de uma onda sonora. Como vemos esta onda sonora não é “bonitinha” como a onda que produzimos em uma corda. Na verdade, ela não é “bonitinha” porque está “carregada de informação”. Para converter essa onda sonora em um fluxo de números digitais, o CAD (conversor analógico digital) faz uma amostragem do sinal, em intervalos de tempos regulares. O CAD pode, por exemplo, medir a intensidade do sinal em intervalos de milésimos de segundo.

Depois de realizar medidas da amplitude do sinal, o CAD escolhe um valor próximo ao valor real da amplitude do sinal no instante da medida. O resultado desse processo está representado na figura ao lado. Os “topos” dos retângulos representam os valores aproximados de amplitude medidos a cada milésimo de segundo. Note que, no primeiro milésimo de segundo, a amplitude do sinal corresponde ao número 7.Esse número é mostrado no eixo horizontal logo abaixo do retângulo que representa a medida.

Ao analisar o gráfico, podemos perceber que alguns valores de amplitude medidos pelo CAD são aproximações grosseiras da amplitude do sinal original. Por isso, o “conjunto de retângulos”, que dará origem ao “gráfico digital”, não coincide com a linha contínua do sinal analógico. Com esse processo obtemos um sinal que tem a aparência de uma série de traços retos (mostrados na figura ao lado). Observe que, além dos traços retos, reproduzimos na figura ao lado a linha contínua do sinal original.

O processo de conversão analógico-digital descrito até aqui produziu perda de informações contidas no sinal original. Para melhorar a qualidade da onda obtida ao final do processo é necessário aumentar o número de medidas realizadas a cada segundo e aumentar a precisão das medidas de amplitude representadas no eixo vertical do gráfico. O resultado desse processo de melhoria da qualidade do sinal é mostrado na figura ao lado.

PARA SABER MAIS: Modulação de sinais na telefonia digital

Os telefones celulares analógicos são emissores e receptores de rádio que utilizam freqüência modulada -FM- para a transmissão de sinais. Os telefones celulares digitais também são emissores e receptores de rádio. No entanto, eles utilizam um outro tipo de modulação ou codificação de sinais: a modulação por código de pulso.

Como todos os microfones são aparelhos analógicos, a transmissão de sinais digitais em um aparelho telefônico, ou mesmo em um disco de CD, pressupõe a conversão de sinais analógicos em sinais digitais. Quando um sinal digital é finalmente produzido, um fluxo de números binários pode levar a informação desde um aparelho emissor até um aparelho receptor.

À medida que os dígitos binários que representam o sinal original são produzidos, vão sendo usados para modificar a freqüência de uma onda portadora do sinal. Esse processo é conhecido por modulação por código de pulso.