A10 Conversores ADC/DAC e processamento digital de sinais

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Converter um sinal analógico do mundo real em dados digitais exige, antes de tudo, o respeito a um princípio fundamental: a frequência de amostragem deve ser pelo menos o dobro da frequência mais alta contida no sinal. Amostrar a uma taxa inferior introduz frequências falsas na saída digital que não estavam presentes no sinal original — aliasing — um fenômeno que não pode ser corrigido depois de ocorrido, pois, uma vez que as frequências falsas se misturam com as reais, torna-se impossível distinguir uma da outra.

Além disso, todo conversor analógico-digital possui uma resolução limitada pelo número de níveis discretos que consegue distinguir. Isso impõe um limite teórico à relação sinal-ruído de quantização que o conversor pode alcançar, limite esse que aumenta com a resolução em bits do conversor. Na prática, o desempenho real de um conversor é sempre um pouco inferior a esse limite teórico devido a imperfeições no próprio circuito — revisitando a mesma limitação de ruído já descrita no modelo correspondente deste catálogo — portanto, também se mede uma resolução "efetiva", que resume seu desempenho real e é mais precisa do que a resolução nominal.

Uma vez que o sinal esteja em formato digital, os filtros digitais permitem um processamento altamente flexível: alguns, com resposta finita, garantem que todas as frequências sejam atrasadas exatamente pela mesma quantidade — uma propriedade muito valorizada em áudio e comunicações, análoga à aproximação de Bessel buscada em filtros analógicos — embora geralmente exijam mais recursos computacionais do que a alternativa de resposta infinita para atingir uma especificação equivalente.

É por isso que este módulo, que começa com uma condição de amostragem que não admite exceções, termina retornando a essa mesma transformada rápida de Fourier que já descreveu o modelo de análise de frequência: ela é a ferramenta central que permite calcular o conteúdo de frequência de um sinal já digitalizado e suporta aplicações tão diversas quanto áudio digital, comunicações modernas, radar e instrumentos de medição.

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