Logo Passei Direto
Buscar

Durante o desenvolvimento de um sistema embarcado de aquisição de vibrações mecânicas em motores industriais, um engenheiro eletrônico identificou que o sensor analógico gera sinais com componentes espectrais significativos até 6,5 kHz, além de pequenas perturbações de alta frequência acima de 15 kHz.

Para digitalizar esse sinal, o engenheiro decide utilizar um conversor analógico-digital (ADC) com taxa de amostragem de 10 kHz, sem aplicar nenhum filtro passa-baixa na entrada.

Com base no teorema da amostragem e nos efeitos do aliasing, analise o cenário e escolha a alternativa que melhor descreve o que ocorrerá com o sinal amostrado:

1 - A única forma de evitar aliasing seria aumentar a taxa para acima de 20 kHz ou aplicar um filtro anti-aliasing analógico antes da amostragem.

2 – Não haverá aliasing porque o conteúdo acima de 15 kHz está distante da banda útil.

3 – Ocorrerá aliasing, pois a taxa de amostragem é insuficiente para representar corretamente as componentes de 6,5 kHz.

4 – O sinal será corretamente reconstruído, desde que o ruído de alta frequência seja atenuado digitalmente após a amostragem.

5 – A taxa de amostragem de 10 kHz garante reconstrução perfeita do sinal, pois está acima de 6,5 kHz.

User badge image
Gabriel Martins

anteontem

Respostas

User badge image

Ed Verified user icon

anteontem

Para analisar a situação apresentada, precisamos considerar o teorema da amostragem de Nyquist, que afirma que a taxa de amostragem deve ser pelo menos o dobro da frequência máxima do sinal que se deseja amostrar para evitar aliasing. No caso, o sensor gera sinais com componentes espectrais significativos até 6,5 kHz. Portanto, a taxa de amostragem mínima necessária para evitar aliasing seria de 13 kHz (2 vezes 6,5 kHz). Como o engenheiro optou por uma taxa de amostragem de 10 kHz, que é inferior a 13 kHz, isso significa que ocorrerá aliasing. Agora, vamos analisar as alternativas: 1 - A única forma de evitar aliasing seria aumentar a taxa para acima de 20 kHz ou aplicar um filtro anti-aliasing analógico antes da amostragem. (Correta, pois realmente é necessário aumentar a taxa ou aplicar um filtro para evitar aliasing.) 2 – Não haverá aliasing porque o conteúdo acima de 15 kHz está distante da banda útil. (Incorreta, pois o aliasing pode ocorrer com componentes abaixo da metade da taxa de amostragem.) 3 – Ocorrerá aliasing, pois a taxa de amostragem é insuficiente para representar corretamente as componentes de 6,5 kHz. (Correta, pois a taxa de 10 kHz não é suficiente para evitar aliasing.) 4 – O sinal será corretamente reconstruído, desde que o ruído de alta frequência seja atenuado digitalmente após a amostragem. (Incorreta, pois a amostragem inadequada já causará problemas de aliasing.) 5 – A taxa de amostragem de 10 kHz garante reconstrução perfeita do sinal, pois está acima de 6,5 kHz. (Incorreta, pois a taxa de amostragem deve ser o dobro da frequência máxima para garantir a reconstrução perfeita.) As alternativas 1 e 3 estão corretas, mas a 3 é a que melhor descreve o que ocorrerá com o sinal amostrado, já que menciona diretamente o problema do aliasing. Portanto, a resposta correta é: 3 – Ocorrerá aliasing, pois a taxa de amostragem é insuficiente para representar corretamente as componentes de 6,5 kHz.

Essa resposta te ajudou?

0
Dislike0

Ainda com dúvidas?

Envie uma pergunta e tenha sua dúvida de estudo respondida!

Mais conteúdos dessa disciplina