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Autor Tópico: Ruído na transmissão de sinais analógicos e digitais  (Lida 533 vezes)

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Offline artur36

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Ruído na transmissão de sinais analógicos e digitais
« em: 25 de Março de 2017, 15:42 »
Vamos passar para aqui a discusão que iniciamos no outor tópico para não confundir

A primeira vantagem do segundo em relação ao primeiro é a imunidade total (simplificando) ao ruído, desde que ele não ultrapasse amplitudes preocupantes. O primeiro é sempre atingido irremediavelmente pelo ruído, podendo apenas tentar minimizar-se as  consequências dele.
O ruído é uma coisa que existe na natureza e que chateia tudo e todos :)
Em indústria usam-se sinais analógicos transmitidos em forma de corrente (4-20mA normalmente) e não tensão especialmente por serem imunes a ruído, como o controlo da corrente é feito sempre em loop fechado pelo transdutor o ruído que afecte o sinal é compensado quase instantaneamente pelo transdutor. Estes sinais nos dias de hoje serão mais discretos (segundo a vossa definição de discreto) do que analógicos pois os transdutores actuais são digitais logo a resolução de saída tem uma resolução limitada por permitirem muito mais funcionalidades...

Realmente o ruído é uma chatice dos diabos mas nas aplicações mais normais na área da automação industrial já está dominado à muito, cumpram-se as regras de boas práticas e os problemas serão quase inexistentes.

Offline artur36

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Re: Ruído na transmissão de sinais analógicos e digitais
« Responder #1 em: 25 de Março de 2017, 15:43 »
"por serem imunes a ruído"

Não existe tal coisa. Uma determinada tecnologia analógica pode ser mais imune ao ruido, mas apenas mais imune.

SC

Offline artur36

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Re: Ruído na transmissão de sinais analógicos e digitais
« Responder #2 em: 25 de Março de 2017, 15:45 »
Caro Artur36,

Se pegar numa pilha e lhe medir a tensão com suficiente precisão verá que tem ruído.

Eu suponho que única forma de eliminar o ruído numa coisa analógica implica arrefecê-la até ao zero absoluto.

Um sistema digital é, intrinsecamente, imune ao ruído. Tem uma resolução limitada mas é imune ao ruído.

Por que pensa que se inventaram os CDs?

SC

Offline artur36

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Re: Ruído na transmissão de sinais analógicos e digitais
« Responder #3 em: 25 de Março de 2017, 15:46 »
Here we go, ainda por cima para o pior sitio possivel..
As tuas colunas reproduzem audio digital?
Nunca vi um altifalante digital, mas se calhar, vou ver hoje o primeiro...
CD foi introduzido por muitas razões, agora que não tem ruido...
O que não falta é ruido num cd, salva-se a montanha de error prediction que tenta acertar nos bits que lhe faltam a cada meia duzia de samples..
E tens ruido, e muito, a começar nos filtro de convulsão usados nos dac's e adc..

Um loop de corrente será imune a ALGUNS tipos de ruido, não é imune a tudo, ruido comum vai-se acoplar, e quanto pico acima da tensão máxima que o driver do loop é capaz de fornecer vai alterar bastante o sinal.

Offline artur36

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Re: Ruído na transmissão de sinais analógicos e digitais
« Responder #4 em: 25 de Março de 2017, 15:46 »
Caro Artur36



À esquerda na imagem acima está um smile sem ruído, à direita com ruído.  Pegando apenas no smile da direita, jamais o caro conseguirá reconstituir o da esquerda.



Suponha agora que acima à esquerda está a transposição do smile limpinho para o domínio digital. Apesar do 'digital' acima à direita ter 6x mais ruído que o smile da direita, partindo apenas do 'digital' da direita o caro não terá qualquer dificuldade em reconstituir o 'digital' da esquerda.

Por que pensa que os códigos de barras são digitais? E no entanto são pintados com tinta normal, como a bonecada analógica.

Como eu dizia:

Talvez se possa acrescenter que um sinal analógico representa algo directamente, um sinal digital é uma analógico que representa uma grandeza digital que representa outro valor analógico de valor de alguma forma pré-definido.

SC

PS. Se o 'digital' da esquerda é a tradução do smile da esquerda para o domínio digital (o que implica a retroversão naturalmente em sentido contrário), sendo possível reconstruir o digital da esquerda partindo do digital ruidoso, é possível voltar à imagem limpa partindo do 'digital' com ruído.

Offline artur36

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Re: Ruído na transmissão de sinais analógicos e digitais
« Responder #5 em: 25 de Março de 2017, 15:47 »
Estamos na verdade a falar de transmissão de sinais.
A transmissão digital também não é imune ao ruído :D, mas é ordens de grandeza mais imune que transmissão analógica, tanto que em muitos sistemas consideramos um bug do sistema se um bit for alterado em trânsito.

Armazenamento é uma coisa, transmissão é outra. O armazenamento de dados no formato digital é muito mais imune à degradação, é verdade. A transmissão digital não perde qualidade, e ainda permite a utilização de técnicas de detecção e/ou correcção de erros, coisa difícil ou impossível num formato analógico.
O ruído não é o único factor de degradação do sinal, quer seja em armazenamento quer seja em transmissão, e depende do meio. No caso do CD, 25% da sua capacidade "raw" é usada para guardar dados redundantes que permitem corrigir erros de leitura devido à degradação física do CD. Há uns bons anos trabalhei em sistemas de transmissão óptica que tinham também 10% a 40% da largura de banda "raw" ocupada com dados de correcção de erros (e assim faziam 3000Km a 10Gbit/s* numa única fibra directamente entre 2 equipamentos; no caso da transmissão óptica as causas de degradação do sinal são outras que não o ruído, se bem me lembro o principal era a dispersão do laser). A grande maior parte de vocês (em geral, não me refiro especificamente a este tópico) não faz ideia da complexidade e detalhes técnicos em que assentam coisas aparentemente corriqueiras que usamos todos os dias.


* Hoje em dia devem estar a fazer pelo menos 40Gbit/s ou 100Gbit/s

Offline artur36

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Re: Ruído na transmissão de sinais analógicos e digitais
« Responder #6 em: 25 de Março de 2017, 16:13 »
Caro Artur36,

Se pegar numa pilha e lhe medir a tensão com suficiente precisão verá que tem ruído.

Eu suponho que única forma de eliminar o ruído numa coisa analógica implica arrefecê-la até ao zero absoluto.

Um sistema digital é, intrinsecamente, imune ao ruído. Tem uma resolução limitada mas é imune ao ruído.
SC
Ruído ou incerteza na medição? A incerteza na medição é intrínseca a qualquer processo de medição que pode ser ou não afectada por ruído, se a medição for afectada por ruído teremos um erro muito maior do que aquele associado à incerteza da medição.

Here we go, ainda por cima para o pior sitio possivel..
As tuas colunas reproduzem audio digital?
Nunca vi um altifalante digital, mas se calhar, vou ver hoje o primeiro...
CD foi introduzido por muitas razões, agora que não tem ruido...
O que não falta é ruido num cd, salva-se a montanha de error prediction que tenta acertar nos bits que lhe faltam a cada meia duzia de samples..
E tens ruido, e muito, a começar nos filtro de convulsão usados nos dac's e adc..

Um loop de corrente será imune a ALGUNS tipos de ruido, não é imune a tudo, ruido comum vai-se acoplar, e quanto pico acima da tensão máxima que o driver do loop é capaz de fornecer vai alterar bastante o sinal.

O exemplo que dei foi de aplicações industriais onde o ruído será maioritariamente de origem electromagnética, este ruído mesmo que induzido no loop (as boas práticas do sector é usar sempre cabos blindados que iram dentro dos possíveis divergir essas interferências directamente para a massa) vai ser compensado. Caso o controlador sature e não consiga compensar cabe ao equipamento que faz a leitura excluir essas medições, normalmente os extremos da escala são usados para representar condições de erro, encontrando-se fora da escala de valores usáveis para o processo.

Estamos na verdade a falar de transmissão de sinais.
A transmissão digital também não é imune ao ruído :D, mas é ordens de grandeza mais imune que transmissão analógica, tanto que em muitos sistemas consideramos um bug do sistema se um bit for alterado em trânsito.
A grande vantagem da comunicação digital é a capacidade de redundância e detecção\correcção dos erros, mas se precisar-mos de analisar continuamente uma grande variedade de sinais os sinais analógicos serão mais fáceis pois a sua leitura é feita directamente por um ADC (no caso de sinais de tensão ou corrente) que se não for mais simples é pelo menos mais comum do que um decoder de qualquer protocolo.

Offline KammutierSpule

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Re: Ruído na transmissão de sinais analógicos e digitais
« Responder #7 em: 25 de Março de 2017, 22:01 »
@artur36 e qual é o topico de discussao base? tentei perceber pelas "citacoes" mas nao entendi.

Offline artur36

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Re: Ruído na transmissão de sinais analógicos e digitais
« Responder #8 em: 25 de Março de 2017, 22:58 »