Sinais e Sistemas

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Um sinal geralmente contém informação sobre algum fenômeno ou acontecimento. Sinais é um conjunto de dados ou informações. Temos como exemplos de sinais: um sinal de telefone ou de televisão, o registro de venda de uma corporação. Esses exemplos apresentam sinais como funções independentes do tempo, mas nem todos os casos são iguais a esses. No caso de uma descarga elétrica em um corpo qualquer, o sinal é a densidade da carga. Nessa circunstância, que é uma função do espaço em vez do tempo.
Quando falamos ao telefone, o sinal acústico é convertido em sinais elétricos pelo microfone. Por exemplo, um outro sinal é transmitido por um sistema de satélites e recebido do outro lado da terra e convertido novamente num sinal de voz. Os sinais se classificam em: 
Sinais Contínuos. É um sinal especificado para valores contínuos no tempo (t). Amplitude pode assumir qualquer valor real ou complexo em um instante de tempo ou para cada amostra. Ex: Saída de um telefone, câmara de vídeo, etc. 
Sinais Discretos: Sinais definidos apenas em determinados instantes de tempo. Amplitude pode assumir qualquer valor real ou complexo pertencente a um conjunto discreto.
 
Ex: PIB trimestral.
Sinais Analógicos: É um sinal cuja amplitude pode assumir infinitos valores. Ex: Telefonia fixa, celulares, televisão, etc.
Sinais Digitais: É um sinal cuja amplitude pode assumir apenas alguns números finitos de valores; Ex: Sinais associados a um computador digital, pois podem assumir dois valores (0 ou 1) - sinais binários. 
Sinais Periódicos: Apresentam uma repetição de seus valores de amplitude a intervalos regulares de tempo. Um sinal é dito periódico se x (t) = x (t+T0) para todo t e de duração infinita.
Sinais Aperiódicos: Sinais limitados no tempo são sinais não periódicos e concentrados em intervalos de tempo com duração bem definida. Não existe T0 que satisfaça a condição de periodicidade – Não apresentam uma repetição de seus valores de amplitude a intervalos regulares de tempo. É um sinal que não possui um período.
 
Sinais Determinísticos: São aqueles que podem ser descritos sem nenhuma incerteza, pode ser reproduzido de maneira exata e repetida, seja através de um gráfico ou expressão matemática. É possível determinar precisamente o valor do sinal em um dado instante de tempo.
Ex: f (t) =Acos (ωot), onde Ae ωo são constantes.
Sinais Aleatórios: É um sinal que não pode ser descrito com certeza antes de ocorrer. Ex: Exame ECG, ruído, etc.
Além desses, existem os sinais fisicamente realizáveis, que são sinais práticos que podem ser medidos num laboratório. Basicamente, estes sinais satisfazem às seguintes condições:
São sinais limitados no tempo;
São sinais limitados em amplitude;
Suas componentes espectrais significativas concentram-se num intervalo de frequências finito;
Sua forma de onda é uma função temporal contínua; 
Sua forma de onda assume apenas valores reais.
Por sua vez, um sinal é considerado par se é simétrico em relação à origem: x (t) =x (-t). Um sinal é ímpar se é antissimétrico em relação à origem: x (t) =-x (-t).
 
Sinal par e (b) Sinal ímpar
Um sinal senoidal é representado por , onde A é a amplitude; Ꞷ0 é a frequência angular, medida em radianos por segundo; f0=2π/Ꞷ0 é a frequência medida em ciclos por segundo ou Hertz; Ф é a fase, medida em radianos. 
O sinal x (t) é periódico com período: 
O processo que tem à sua entrada um ou mais sinais, resultando em um outro conjunto de sinais é denominado “sistemas”. Estes podem modificá-los ou extrair informações adicionais. Podem ser construídos com componente físicos, elétricos, mecânicos ou sistemas hidráulicos.
Entre os sistemas mais comuns está o rádio, que converte ondas eletromagnéticas captadas por sua antena em sinais sonoros audíveis. Dentro deste sistema rádio, existem subsistemas responsáveis por determinadas tarefas específicas, como por exemplo os alto-falantes, que convertem sinais elétricos em variações de pressão, que é o som. 
Este sistema é chamado de transdutor. Um outro sistema envolvido na recepção de ondas de rádio é um filtro que reduz ruídos e interferências que tendem a prejudicar a recepção.
Representação de um sistema.
Outro sistema comum ao nosso dia a dia são os amplificadores de áudio, que eleva/atenua o nível do sinal. Portanto, um sistema pode ser visto como um processo que tem à sua entrada um ou mais sinais, e que produz um outro (s) sinal (is) na sua saída, ou, em outras palavras, produz uma transformação nos sinais de entrada.
Um sistema é chamado sem memória ou estático se a saída y (t), num determinado instante, depende da entrada x (t) apenas naquele instante, não depende de entradas anteriores nem posteriores. No caso contrário, o sistema é dito com memória ou dinâmico.