Representação Digital

Sinal analógico é um tipo de sinal contínuo que varia em função do tempo. Um velocímetro analógico de ponteiros, um termómetro analógico de mercúrio, uma balança analógica de molas, é exemplo de sinais lidos de forma directa sem passar por qualquer descodificação complexa, pois as variáveis são observadas directamente. Para entender o termo analógico, é útil contrastá-lo com o termo digital.
Na electrónica digital, a informação é convertida para bits, enquanto que na electrónica analógica a informação é tratada sem essa conversão.
Sendo assim, entre zero e o valor máximo, o sinal analógico passa por todos os valores intermediários possíveis (infinitos), enquanto o sinal digital só pode assumir um número pré-determindado (finito) de valores.






O sinal digital é uma sequência de valores codificados em formato binário, dependentes do tempo ou do espaço, que resulta da transformação de um sinal analógico. No entanto, ao contrário dos sinais analógicos, os sinais digitais são discretos em amplitude e discretos no espaço. Isto significa que um sinal digital só é definido para determinados instantes de tempo, e o conjunto de valores que podem assumir é finito.


Processo de digitalização
Os computadores apenas lidam com sequências de dígitos binários ou bits e, na maior parte dos casos, os computadores não recebem informação na forma digital (sequências binárias) mas sim na forma analógica. Portanto, é óbvio que existe um processo que transforme essa informação na forma analógica em digital. Este processo designa-se por digitalização. Por definição, a digitalização é o processo que permite obter, através da transformação do sinal analógico em sinal digital, essas sequências binárias. A imagem apresentada mostra de uma forma simples e sintética, o aspecto do sinal analógico, e o aspecto do sinal digital, após o processo da digitalização.






A digitalização, ou conversão A/D, pode ser efectuada de várias maneiras. A técnica PCM (Pulse Code Modulation), é a mais comum e processa-se em duas fases:

• Amostragem;

Amostragem consiste na retenção de um conjunto de um número de valores discretos a partir da gama contínua de valores assumidos pelo sinal analógico. Os valores analógicos devem ser capturados a intervalos de tempo e/ou de espaços regulares.
Uma outra forma de exprimir a taxa de amostragem é indicando a frequência com que se amostra o sinal, ou seja, o número de vezes por segundo que se retém uma amostra do sinal.
A imagem representa de uma forma básica o aspecto do gráfico de um sinal amostrado e quantificado.



• Quantificação;

A quantificação é o processo pelo qual o sinal amostrado é convertido num outro sinal: o sinal quantificado. Este novo sinal assume apenas um determinado número de valores, pelo que a quantificação também se designa por discretização de valores ou da amplitude. O sinal quantificado já pode ser codificado em binário, ou seja já vai permitir a execução do processo final da digitalização: a codificação.


A codificação consiste na associação de um grupo de dígitos binários, designados por palavras de código ou simplesmente código, a cada um dos valores quantificados. Este processo gera uma sequência de códigos binários, designada por sinal digital, e que corresponde ao sinal analógico original.
Uma forma de codificar um sinal é converter de decimal para binário o valor de cada nível de quantificação. Outra das formas de codificação consiste em associar um código binário a cada um dos níveis de quantificação e, portanto, a cada valor do sinal quantificado, tal como se ilustra na seguinte figura.
Temos aqui quatro níveis de quantificação, pelo que é possível, por exemplo, associar o código binário 00 ao nível N1, o código 01 ao nível N2, o código 10 no nível N3 e o código 11 ao nível N4, tal como se mostra na figura. O sinal codificado resultante corresponde ao sinal digital e obtém-se juntando todos os códigos pela ordem de ocorrência das amostras quantificadas: 1111100011101111110101.





Conversão decimal-binário



Divide-se sucessivamente o número decimal pela base 2, sendo o número binário obtido pelos restos das divisões.


Fontes:

http://pt.wikipedia.org/wiki/Sinal_anal%C3%B3gico
http://marco.uminho.pt/disciplinas/TELEMEDIA/Telemedia2006_Digitalizacao.pdf
http://www.qsl.net/py4zbz/teoria/digitaliz.htm
http://aib-tec.blogspot.com/