Experiência 13 – Amostragem Digital Básica

1. Experiência 13 – Amostragem Digital Básica

1. Objetivos

Demonstrar como os sinais analógicos são amostrados e como as diferentes taxas de amostragem podem afetar o sinal na saída.

1. Materiais e métodos

Para a experiência foi utilizado os seguintes equipamentos, necessários para a realização da aula prática:

• Módulo SCO-0601;
• Osciloscópio de no mínimo dois canais;
• Cartão SCB02;

Ao iniciar as atividades, o módulo SCO0601 foi desligado para a inserção do cartão SCB02 no conector CN3 do módulo. Em seguida selecionamos os JUMPER’S J1, J4 e J8 nas posições 1 e 2, J3 nas posições 2 e 3, e J7 nas posições 5 e 6, respectivamente. Ao realizar as configurações com os JUMPER’S, obtivemos o seguinte circuito:

[pic 1]

Figura 1 – Circuito Amostrador PAM (apostila DATAPOOL ELETRÔNICA SCO-0601, p.44)

Ligamos o módulo e o osciloscópio, ajustamos o potenciômetro de amplitude (P3) do gerador de funções no centro, com o controle de offset em 0VDC. De modo a observar o sinal no pino gerador do conector CN8, colocamos a chave de escala (CH1) em 200 KHz e o potenciômetro de frequência (P1) em 80 KHz. E para observar o sinal no pino portadora do conector CN8, atuamos no bloco gerador de RF, colocando a chave de escala (CH5) em 100 KHz e no potenciômetro de frequência (P4), ajustamos um sinal para a frequência aproximada de 12 KHz.

Então, desligamos o módulo e conectamos o canal 2 do osciloscópio no coletor do transistor Q4 (C) e o canal 1 no pino portadora do conector CN8, bem como aterramos as garras de jacaré no Jumper JPG da placa SCB02.

Em seguida voltamos a ligar o módulo, configuramos o osciloscópio para mostrar os dois canais na tela, e ajustamos o potenciômetro P2 na placa todo no sentido anti-horário. E ao girar P2 lentamente, obtivemos a forma de onda da figura a seguir:

[pic 2]

Figura 2 – Sinais no potenciômetro de 100K e no coletor do transistor (apostila DATAPOOL ELETRÔNICA SCO-0601, p.45)

1. Resultados e Discussões

O circuito que construímos é uma simulação do circuito amostrador baseado na tecnologia PAM. O fluxo do pulso é injetado na base do transistor e possui uma frequência muito maior que a do seno aplicado no coletor. O transistor conduz quando os pulsos de amostragem se dirigem da base para o terra, tirando o transistor de operação. Quando isto acontece, a tensão do coletor aumenta o valor do seno. Este resultado é a relação entre a senóide e os pulsos de entrada, onde o sinal de saída pode ser observado na figura 2.

Foi observada a delicadeza da mudança das amostras, ao variar a frequência de amostragem. Com alta taxa de amostragem, a saída amostrada é próxima de uma senóide perfeita. A baixa taxa de amostragem é bem pior, mas ainda é possível observar que o sinal original é um seno.

Constatamos também que o topo do pulso corresponde a um declive da forma de onda senoidal no mesmo instante de amostragem e que na prática dos circuitos de amostragem, os pulsos são genericamente retangulares.

1. Conclusões

Verificamos a modulação de um sinal analógico, continuo no tempo, em um sinal digital, através do sistema de modulação por amplitude de pulsos – PAM, que é aquele onde se aplica diretamente o conceito de um sinal amostrado, pois o sinal modulado pode ser compreendido como o produto do sinal modulante pelo trem-de-pulsos da portadora.