Relatório Ruído

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO 
FACULDADE DE ARQUITETURA, ENGENHARIA E TECNOLOGIA 
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA 
CURSO DE ENGENHARIA ELÉTRICA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ANÁLISE DE RUÍDO 
 
 
RENNER SIQUEIRA FRANÇA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Prof. Dr. Saulo Roberto Sodré dos Reis 
 
 
 
Cuiabá-MT 
2017 
UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO 
FACULDADE DE ARQUITETURA, ENGENHARIA E TECNOLOGIA 
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA 
CURSO DE ENGENHARIA ELÉTRICA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ANÁLISE DE RUÍDO 
 
 
RENNER SIQUEIRA FRANÇA 
 
 
 
 
Relatório apresentado ao curso de 
engenharia elétrica da Universidade Federal 
de Mato Grosso, como requisito parcial para 
avaliação na disciplina Princípios de 
Comunicação sobre a orientação do Prof. Dr. 
Saulo Roberto Sodré dos Reis. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Prof. Dr. Saulo Roberto Sodré dos Reis 
 
 
 
Cuiabá-MT 
2017
 
INTRODUÇÃO 
 
 
Em termos gráficos, uma cadeia de comunicação, seja ela um rádio, uma 
televisão ou qualquer outro meio de comunicação, pode ser representado por três 
elementos essenciais: 
1º - A fonte de informação; 
2º - O sistema de comunicação; 
3º - O destino, 
A fonte de informações é a origem da mensagem ou informação transmitida, 
a qual pode apresentar-se na forma de voz, vídeo ou dados. O sistema de informação 
transportará a informação da fonte até o destino, preservando ao máximo suas 
características originais e o destino é onde a informação será utilizada. 
 
A função de um sistema de comunicação é processar a informação a ser 
transmitida, originada na fonte e enviá-la ao seu destino. O transmissor tem a 
finalidade de transformar a informação nele aplicada em um sinal adequado para 
vencer a distância que o separa do receptor. O meio de transmissão é responsável 
pelo transporte do sinal do transmissor até o receptor; esse elemento é o que, 
isoladamente, exerce maior influência sobre o desempenho de um sistema de 
comunicação, determinando, inclusive, o tipo de transmissor e receptor utilizados. 
Finalizando, cabe ao receptor a tarefa de resgatar a informação presente no sinal 
recebido, devolvendo-lhe o formato original 
 
O ruído representa sinais externos interferentes indesejáveis que podem 
degradar a informação transmitida; ruídos podem ser originados por diversos fatores. 
Designamos por ruído todos os sinais presentes que não transportam 
informação útil. O ruído afeta de modo decisivo a recepção dos sinais, já que o 
receptor deve ter a capacidade de distinguir o sinal útil e filtrar todos os outros. 
 
O ruído que surge em um meio de transmissão pode ter diversas origens. 
Podemos destacar: 
• Ruído térmico: Quanto maior for a temperatura, maior é a agitação e, logo, 
maior é o ruído térmico. É uniformemente distribuído pelo espectro de frequência 
(ruído branco). Está presente em qualquer meio de transmissão e é função da 
temperatura. 
• Ruído de intermodulação: ocorre quando sinais de diferentes frequências 
compartilham o meio de transmissão produzindo sinais a uma frequência que é a 
soma (ou diferença) de duas frequências originais. É originado por ineficiências dos 
equipamentos, quando existe alguma não linearidade no transmissor, receptor ou 
sistema de transmissão. Os equipamentos que lidam com sinais devem manter sua 
forma; quando isso não acontece, são produzidas distorções. 
Ruído de crosstalk: quando diversos sinais circulam em cabos elétricos 
próximos uns dos outros, existe a indução magnética desses sinais, fazendo com que 
ocorra um acoplamento elétrico entre cabos adjacentes. Este fenômeno é 
proporcional à frequência dos sinais. 
• Ruído impulsivo: tal como o ruído crosstalk, este tipo de ruído é induzido 
por fontes externas ao sistema de transmissão; a diferença é que os ruídos impulsivos 
consistem em pulsos irregulares (spikes), não contínuos, de curta duração e de 
amplitude relativamente alta, causados por distúrbios eletromagnéticos ou falhas no 
sistema de comunicação. Os ruídos externos (crosstalk e impulsos) podem ser 
combatidos com uma blindagem. 
Entre as muitas formas de ruído, existem duas comumente utilizadas como 
sinais de teste para diversos tipos de equipamentos. São elas: o ruído branco e o ruído 
rosa. Sistemas de telecomunicações, equipamentos de áudio, linhas de transmissão 
e sistemas de som podem ser testados usando esses tipos de sinais. 
 
O ruído branco caracteriza-se por ter uma intensidade média constante ao 
longo de seu espectro. Em outras palavras, os sinais se distribuem aleatoriamente no 
espectro, com intensidade média constante. O adjetivo “branco” é utilizado para 
descrever este tipo de ruído em analogia ao funcionamento da luz branca, uma vez 
que esta é obtida por meio da combinação simultânea de todas as frequências 
cromáticas. A Figura 6.3 ilustra o espectro de um ruído branco. Esse tipo de ruído 
também é utilizado na síntese sonora, podendo ser usado para produzir, por 
filtragem, formas de ondas complexas. O ruído branco é rico na programação de 
altas frequências. 
O ruído rosa, por outro lado, se caracteriza por ter uma amplitude decrescente 
com a frequência em uma determinada faixa do espectro. Esse ruído tem uma 
densidade espectral de potência inversamente proporcional à frequência do sinal. O 
termo originou-se pelas características desse ruído, que são intermediárias entre o 
ruído branco e o ruído vermelho. O ruído rosa caracteriza-se por manter a potência 
(energia) igual entre todas as oitavas sonoras. Em termos de uma banda de 
frequência constante, o ruído rosa decai em uma razão de 3 dB por oitava. Em altas 
frequências, o ruído rosa nunca se torna dominante, tal qual o ruído branco. Ele 
também é conhecido como ruído browniano. A Figura 6.4 ilustra o espectro do ruído 
rosa. 
 
OBJETIVO 
 
 
Analisar ruído branco e ruído rosa no domínio do tempo e da frequência. 
 
 
MATERIAIS UTILIZADOS 
 
 Osciloscópio digital 
 Fonte de alimentação CC 
 Um resistor de 470 kΩ 
 Um resistor de 10 kΩ 
 Um resistor de 1 kΩ 
 Um resistor de 68 kΩ 
 Dois resistores de 330 kΩ 
 Dois capacitores de 100 nF 
 Dois capacitores de 47 nF 
 Três transistores BC548 
 
 
ANÁLISE DE RESULTADOS 
 
Podemos gerar ruídos branco e rosa aproveitando o ruído térmico da junção de um 
diodo comum polarizado no sentido reverso, ou da junção semicondutora entre o emissor e 
a base de um transistor comum. É justamente esse o princípio de funcionamento do circuito 
apresentado na figura 1: 
 
Figura 1 – Circuito gerador de ruídos branco e rosa. 
 
Na Figura 1 tem-se o circuito completo de um gerador de ruídos branco e rosa que 
utiliza apenas componentes discretos, podendo ser implementado com facilidade e sem a 
necessidade de circuitos integrados especiais. 
Para gerar um ruído rosa, basta agregar ao circuito um capacitor que funcione como 
um filtro passa-baixa de modo a atenuar a parte do espectro do ruído que está nas frequências 
mais altas. Para isso, basta fechar a chave S1 para que em lugar de ruído branco passemos 
a ter ruído rosa na saída do circuito. 
 
1- Parte Prática; 
Montou-se o circuito da figura 2 primeiramente em uma simulação no Multisim (figura 
3) e em seguida na protoboard (figura 2.1; 2.2; 2.3) em seguida com a chave S1 aberta e 
usando um osciloscópio digital, mediu-se o sinal de saída no domínio do tempo e obteve-se 
a forma de onda conforme a figura 4. 
 
Figura 2 – Circuito práticogerador de ruídos branco e rosa 
 
 
 
 
 
 
 
Parte simulada: 
 
 
Figura 3 – Circuito simulado do gerador de ruídos branco e rosa no multisim 
 
 
Parte experimental: 
 
 
 
Figura 2.1 – Circuito prático gerador de ruídos branco e rosa na protoboard (Vista frontal) 
 
Figura 2.2 – Circuito prático gerador de ruídos branco e rosa na protoboard (Vista superior) 
 
Figura 2.3 – Circuito prático gerador de ruídos branco e rosa na protoboard (Vista Frontal) 
 
RESULTADOS 
 
 
Figura 4 - Sinal de saída no domínio do tempo 
 
 Usou-se a função FFT do osciloscópio digital, mediu-se o sinal de saída no domínio da 
frequência, obteve-se as formas de onda da figura 5, variou-se o potenciômetro P1 e notamos que o 
sinal de saída nos domínios do tempo e da frequência se equalizavam. 
 
Figura 5- Sinal de saída no domínio da frequência 
 
 
CONCLUSÃO 
 
 
Portanto, após o termino dos experimentos o laboratório foi finalizado e com as formas de 
ondas obtidas foi possível fazer uma comparação com as formas de onda de cada ruído apresentado 
na teoria, sendo possível perceber como surge o ruído e que os as formas de ondas estão próximas 
tanto no teórico quanto no experimental tendo uma pequena variação que pode ser dada por perdas 
ou variações na própria medida. 
Na parte de simulação computacional, os dados não apresentados acima apresentaram 
alguns erros no momento de plotar, não sendo tão próximas na simulação quanto na teoria. 
 
 
REFERÊNCIAS 
 
 
[1] - Pertence. Amplificadores Operacionais e filtros ativos. Ed. Mc Graw Hill. 
[2] - Notas de Aula em Power Point disponível em www.ava.ufmt.br