Sistema de ádio e video

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Lista de Exercícios 
Sistemas de Áudio e Vídeo 
Exercício 1. 
Referente ao enlace de comunicação, como é classificado um sistema de 
radiodifusão? 
Explique. 
R: Enlace de dados em telecomunicação se refere à ligação entre dispositivos 
de comunicação em dois ou mais locais, que possibilita transmitir e receber 
informações. Os enlaces podem ser classificados em dois tipos: 
1. Quando ao número de pontos envolvidos em sentido do trafego, Enlace 
ponto a ponto referece ao enlace entre apenas dois pontos, enlace 
ponto-multiponto , transmissão é feita de um ponto para diversos 
pontos. 
2. Quando a possibilidade de operação simultânea entre equipamentos: 
 Simplex só permite a transmissão alternadamente entre os lados. 
 Semiduplex ocorre no circuito destinado a operação duplex, mas 
devido ao equipamento terminal, a transmissão é feito apenas em 
uma direção por vez. 
 Duplex, ou full-deplex é o tipo de operação que permite 
comunicações simultâneas em ambas as direções entre os 
usuários do sistema. 
Radiodifusão é a transmissão de ondas de radiofrequência que por sua vez 
são moduladas, estas se propagam eletromagneticamente através do espaço. 
É um meio de comunicação ao qual a maioria da população tem acesso como 
ouvinte. O receptor de rádio, por se tratar de um instrumento de baixo custo, 
pequeno porte e programações diversificadas, exerce uma maior incidência na 
vida diária das pessoas, tanto em zonas urbanas quanto rurais. 
 
Exercício 2. 
Cite um distúrbio específico do canal de rádio, e explique como ele ocorre. 
 
R: Ondas de multipercurso São ondas secundárias provenientes de distintos 
percursos (reflexões no solo ou em obstáculos), que resultam da dispersão de 
energia eletromagnética irradiada na transmissão e que chegam à recepção 
com diferentes intensidades e defasagens em relação à onda principal ou 
direta. O sinal resultante na recepção é a soma vetorial dos sinais secundários 
com o sinal principal 
Exercício 3. 
O que são transdutores? Nos sistemas de rádio difusão, quais são os 
principais transdutores? 
R: Transdutor é dado a definição, de todo dispositivo que transforma uma 
forma de energia em outra. 
Nos sistemas de Radiodifusão os principais transdutores são os microfones e 
os alto – falantes sendo o mais utilizados, o microfone responsável por 
converter as ondas sonoras em sinais elétricos, e os alto falante em converter 
sinais elétricos em ondas sonoras. 
 
Exercício 4. 
O que são filtros, e por que são importantes para o processo de amostragem de 
um sinal? 
 
R:O filtro a princípio, qualquer operador ou dispositivo que modifique um sinal 
de áudio pode ser considerado um filtro. De um modo mais explícito, um filtro 
atenua a quantidade de energia presente em certas frequências ou faixas de 
frequências de áudio. Os filtros são importantes no processo de amostragem 
nos decaimentos mais suaves que causam menos distorções de fase, 
especialmente nas frequências mais agudas. 
 
Exercício 5. 
O que diz o teorema da amostragem de Nyquist? A não observação desse 
teorema traz qual problema para o sinal amostrado? 
 
R: O Teorema de Nyquist é de extrema importância no desenvolvimento de 
codificadores de sinais analógicos digitais porque estabelece o critério 
adequado para a amostragem dos sinais. Nyquist provou que, se um sinal 
arbitrário é transmitido através de um canal de largura de banda B Hz, o sinal 
resultante da filtragem poderá ser completamente reconstruído pelo receptor 
através da amostragem do sinal transmitido, a uma frequência igual a, no 
mínimo 2B vezes por segundo. Esta freqüência, denominada Freqüência de 
Nyquist, é a frequência de amostragem requerida para a reconstrução 
adequada do sinal. 
 
Ao se tentar reproduzir uma frequência maior do que a frequência de Nyquist 
ocorre um fenômeno chamado alising (ou foldover ), em que a frequência é 
"espelhada" ou "rebatida" para uma região mais grave do espectro. 
 
Exercício 6. 
Descreva o funcionamento de um conversor analógico em digital. 
 
R: Um conversor A/D transforma um sinal analógico, contínuo no tempo, num 
sinal amostrado, discreto no tempo, quantizado dentro de um número finito de 
valores inteiros, determinado pela resolução característica do conversor em 
bits (8, 10, 12, 16 etc). Por exemplo, num conversor de 8 bits, o sinal de 
entrada é transformado em amostras com os valores entre 0 e 255. 
 
Exercício 7. 
Para amostrar um sinal de vídeo com fmáx de 4 MHz, pelo teorema de Nyquist, 
 
 (a) qual o menor valor da frequência de amostragem? 
 
R: 8MHz 
 
(b) Sendo a quantização de 8 bits por amostra do sinal, qual será o valor da 
taxa de transmissão? 
 
R: 8000000 * 8 64 M bits/s 
 
Exercício 8. 
Uma transmissão de rádio FM é feita com sinal modulante de áudio fmáx = 15 
kHz. 
Sabendo-se que a potência média da onda modulada é 1,2 kW, medida sobre 
uma carga de 50 Ω, e que o deslocamento da frequência é de +/- 25kHz, 
calcular: 
a) A tensão de pico da onda portadora 
 
Pm=0,49 E0² 
 
P=Pm/ZANT 
 
1,2 .10³= PM/50 
 
Pm=60 .10³ 
 
 
b) O índice de modulação 
β=Δt/fm 
 
β=50.10³/15.10³ 
 
β=3,33 rad/s 
 
c) A largura de banda ocupada na transmissão 
 
β =2(Δf+fm) 
 
β=2(50.10³ + 15.10³) 
 
β=130 KHz 
Exercício 9. 
Uma portadora " = 100 ∙ cos 2 ∙ 10
. é modulado em FM por uma cossenóide de 
1 kHz e 40 Vpp em um circuito de 0 = 10 ∙ /. Determinar: 
a) O índice de modulação 
β = ΔW / fm 
 
β=kf.Em / 2π . 1.10³ 
 
β=10π . 20 / 2π . 1.10³ 
 
β=0,1 rad/s 
 
β< 0,2 = Banda estreita 
 
b) A expressão do sinal modulado 
 
𝑒(𝑡) = 𝐸0 𝑐𝑜𝑠 𝑊0𝑡 + 
𝛽𝐸0
2
𝑐𝑜𝑠(𝑊0 + 𝑤𝑀)𝑡 .
𝛽𝐸0
2
𝑐𝑜𝑠(𝑤0 + 𝑊𝑚)𝑡 
 
𝑒(𝑡) = 100 𝑐𝑜𝑠. 2 𝜋 108𝑡 
 
+
0,1.100
2
. cos(2𝜋. 108 + 2𝜋103) 𝑡.
0,1.100
2
. cos(2𝜋. 108 + 2𝜋103) 𝑡 
 
𝑒(𝑡) = 100 − 100. 𝑐𝑜𝑠. 2𝜋. 108𝑡 + 5𝑐𝑜𝑠2𝜋. (108 + 103)𝑡 − 5𝑐𝑜𝑠2𝜋. (108 + 103)𝑡 
 
 
c) O espectro de amplitudes do sinal modulado 
 
 
 
d) A potência que esse modulador entregará, nessas condições, a uma 
antena de 100 Ω 
𝑃𝑚 =
𝐸0
2
(1 +
𝐵2
2
) 
 
𝑃𝑚 =
1002
2
(1 +
0,12
2
) = 5025 
𝑃 =
𝑃𝑚
𝑧𝑎𝑛𝑡
 
𝑃 =
5025
100
= 50,25𝑊 
 
 
Exercício 10. 
Uma portadora cossenoidal de 100 MHz e 100 Vpp é modulada em frequência 
por um tom cossenoidal de 10 kHz e 20 Vpp, num circuito cuja constante é 8 ∙ 
107 /. Determinar: 
Dados: 
𝑓0 = 100𝑀𝐻𝑧 → 𝜔0 = 2𝜋 . 10
8𝑟𝑎𝑑/𝑠 
𝐸0 =
100𝑣𝑝𝑝
2
= 50𝑣 
𝑓𝑚 = 10𝐾𝐻𝑧 → 𝜔𝑚 = 2𝜋 . 104𝑟𝑎𝑑/𝑠 
𝐸𝑚 =
20𝑉𝑝𝑝
2
= 10𝑣 
𝐾𝑓 = 8𝜋 . 103𝑟𝑎𝑑/𝑣𝑠 
a) O desvio máximo de frequência no sinal modulado 
∆𝜔 = 𝐾𝑓 . 𝐸𝑚 → ∆𝑓 =
𝐾𝑓 . 𝐸𝑚
2𝜋
=
8𝜋 𝑋 103 𝑋 10
2𝜋
= 4 𝑋104 
∆𝑓 = 40𝐾𝐻𝑧 
b) O índice de modulação 
𝛽 =
∆𝑓
𝑓𝑚
=
4 𝑋 104
10 𝑋 103
= 4𝑟𝑑 
c) A largura de banda ocupada pelo sinal modulado 
 
𝐵 = 2 . (∆𝑓 + 𝑓𝑚) = 2. (40 + 10) = 100 
𝐵 = 100𝐾𝐻𝑧 
 
d) O espectro de amplitudes do sinal modulado 
 
e) A potência entregue por esse modulador, nessas condições, a uma 
antena de 75 Ω 
𝑃𝑚 = 0,49 𝐸0
2 = 0,49𝑥502 = 1.225 
𝑃 =
𝑃𝑚
𝑍𝑎𝑛𝑡
=
1225
75
= 16,33 𝑊