DIGITALIZAÇÃO DO SINAL ANALÓGICO

DIGITALIZAÇÃO DO SINAL ANALÓGICO

010101010111 - os números que contem apenas dois algarismos

Os conceitos de "analogico" e "digital" são utilizados sem muita precisão, e geralmente são respectivamente entendidos como: em um (analógico) eu vejo uma imagem no filme, no outro (digital) eu vejo a imagem em um visor LCD.

Bem, a história é mais complexa do essa impressão geral e neste post explica-se o significado de cada uma dessas palavras.

Na analogia há uma relação de semelhança entre os objetos considerados; no caso da fotografia, as coisas do mundo real e a imagem fixada no filme são análogas... todavia mesmo quando consideramos um sistema eletrônico, a relação analógica ainda pode estar presente. Vejamos.

sensor foto-elétrico repleto de pixels (fotodiodos) de uma câmera

Um sensor de câmera (CCD ou CMOS), em cada um de seus fotodiodos (células fotoelétricas), forma uma carga elétrica  equivalente à quantidade de photons (energia luminosa) que incidem sobre o fotodiodo. Portanto temos aí uma relação analógica. A quantidade de carga acumulada no fotodiodo é análoga à quantidade de energia luminosa que incide sobre o próprio fotodiodo.

caminho da luz até chegar ao fotodiodo (celula fotoelétrica/pixel)

Ora, um sinal elétrico analógico, gerado pelas cargas elétricas formadas em cada fotodiodo, é enviado à saída do sensor. Um sinal elétrico é uma corrente elétrica que contém algum tipo de informação. E nesse caso é analógica pois é equivalente às quantidades de energia luminosa que incidiram sobre o sensor.

exemplo da representação gráfica de um sinal analógico

O mesmo acontece em um microfone: o som (uma energia mecânica) incide sobre um sensor do microfone que transforma essa energia  mecânica em energia elétrica analógica.  A propósito, só pra constar,  um sistema que transforma uma energia de um tipo, em energia de outro tipo é genericamente denominado de TRANSDUTOR.

Ora, o sinal elétrico que sai desses transdutores (capsula do microfone, sensor da câmera fotográfica eletrônica) são sinais analógicos.

A CONVERSÃO ANALÓGICO / DIGITAL

sinal digital e sinal analógico

Depois que o sinal elétrico analógico foi produzido, haverá um complexo processamento, no qual as informações que estavam sendo carregadas pelo sinal elétrico digital, são transferidas para um outro formato de sinal elétrico; agora sim teremos um sinal elétrico digital. Esse sinal digital consiste em uma sequência codificada de zeros (0) e uns (1) que representam os valores do sinal analógico, isto é, esses valores foram transferidos para um sistema  de numeração binária, tal como observamos em um código de barras.

código de barras, zeros e uns são barras pretas e brancas

Mas é bom lembrar que esse novo sinal elétrico apenas comporta-se como um sistema de numeração binária, pois quando há carga elétrica, corresponde ao algarismo 1, e quando não há corresponde ao algarismo 0. 

Um número binário pode ter uma sucessão enorme de "zeros" e de "uns".  Cada posição dentro de uma "palavra binária" (que é o nome que se dá ao número binário - não ao conteúdo mas sim à sua forma) pode receber um "zero" ou um "um". Quanto maior for a quantidade de posições que recebem os "zeros" e os "uns", maior será a capacidade da palavra binária em representar uma grande quantidade de valores.

formula pra calcular quantidade de valores: 2 elevado a n ,onde n=numero de bits

Só falta informar que cada posição que recebe os dois binários é chamada de BIT, que é uma abreviação Binary Information Unit. Um computador de 64bits pode fazer contas com palavras binárias de até 64 casas que vão conter os "zeros" e os "uns"....

Acho que todo mundo já entendeu mas só pra insistir.... Dentro dos equipamentos digitais não tem um monte de 0 e de 1, temos cargas elétricas organizadas na forma de um sistema numérico
binário. Com carga = 1; sem carga = 0.

Mais informações estão nos slides apresentados em sala de aula.

Link para pdf com os slides da aula de digitalização do sinal analógico