7 - Técnicas de conversão Analógico-Digital (A/D)/Digital-Analógico (D/A)

Conversor analógico-digital O conversor analógico-digital (frequentemente abreviado por conversor A/D) é um dispositivo eletrônico capaz de gerar uma representação digital de uma grandeza analógica.
Por exemplo, um conversor A/D de 10 bits, preparado para um sinal de entrada analógica de tensão variável de 0V a 5V pode gerar números binários de 0 (0000000000) a 1023 (1111111111) (ou seja, capturar 1024 pontos do sinal), dependendo do sinal de entrada. Se o sinal de entrada do suposto conversor A/D estiver em 2,5V, o valor binário gerado será 511 ou 512. Obs: Um sinal pode assumir infinitos valores de pico a pico.

Conversor digital-analógico Um DAC (acrónimo para a expressão em língua inglesa Digital - to-Analog Converter), em português conversor digital-analógico, é um circuito eletrônico capaz de converter uma grandeza digital(por exemplo um código binário) em uma grandeza analógica (normalmente uma tensão ou uma corrente).
Na Eletrônica Digital, conversores são circuitos que transformam grandezas analógicas em digitais ou vice-versa. Isto é uma necessidade imposta pela prática. Em muitos casos, há grandezas analógicas que precisam ser convertidas em digitais, como, por exemplo, a saída de tensão de um sensor de temperatura de um termômetro digital. Em outros casos, a operação inversa é usada.

Codificação : Os valores quantiados precisam ser codificados em sequências de bits, pois um sinal digital binário só pode ter dois valores diferentes "0" ou "1". Em binário puro, a codificação seria como mostra a figura acima, que é um exemplo de um sinal digital PCM (Pulse Code Modulation), onde cada pulso PAM de amplitude variável é transformado em uma sequência de bits com amplitude fixa e valores 0 ou 1, com um código tal que representa o valor do pulso PAM original, arredondado pelo erro de quantização.
PCM significa modulação de pulsos por código, pois agora os pulsos são os bits 0 ou 1, com amplitude fixa (ao contrario de PAM), posição fixa determinada pelo relógio (ao contrário de PPM), duração ou largura fixa (ao contrário de PWM). O que é modulado agora é a combinação dos bits 0 e 1, usando um código pré-estabelecido, que pode ser por exemplo binário puro com ou sem off-set, sinal-magnitude, sinal-complemento de 2, etc...O código depende de uma série de fatores como por exemplo como o sinal digital vai ser transmitido, ou armazenado.

Modulação Analógica Também classificada como modulação de onda contínua (CW), na qual a portadora é uma onda cosenoidal, e o sinal modulante é um sinal analógico ou contínuo.
Há um número infinito de formas de onda possíveis que podem ser formadas por sinais contínuos. Tratando-se de um processo contínuo, a modulação CW é conveniente para este tipo de sinal. Em modulação analógica, o parâmetro modulado varia em proporção direta ao sinal modulante.
Normalmente, a onda portadora possui uma frequência muito maior do que qualquer um dos componentes de frequência contidos no sinal modulante. O processo de modulação, é então caraterizado por uma translação em frequência onde o espectro de frequências da mensagem é deslocado para uma nova e maior banda de frequências.
As técnicas de modulação para sinais analógicos mais utilizadas são:
MODULAÇÃO EM AMPLITUDE AM
MODULAÇÃO EM frequência FM
MODULAÇÃO EM FASE PM

• Modulação Digital

Também denominada modulação discreta ou codificada. Utilizada em casos em que se está interessado em transmitir uma forma de onda ou mensagem, que faz parte de um conjunto finito de valores discretos representando um código. No caso da comunicação binária, as mensagens são transmitidas por dois símbolos apenas. Um dos símbolos representado por um pulso S(t) correspondendo ao valor binário "1" e o outro pela ausência do pulso (nenhum sinal) representando o dígito binário "0".
A diferença fundamental entre os sistemas de comunicação de dados digitais e analógicos (dados contínuos) é bastante óbvia. No caso dos dados digitais, envolve a transmissão e detecção de uma dentre um número finito de formas de onda conhecidas (no presente caso a presença ou ausência de um pulso), enquanto que, nos sistemas contínuos há um número infinitamente grande de mensagens cujas formas de onda correspondentes não são todas conhecidas.
Nos sistemas digitais o problema da detecção ( demodulação) é um problema um pouco mais simples que nos sistemas contínuos. Durante a transmissão, as formas de onda da onda portadora modulada são alteradas pelo ruído do canal. Quando este sinal é recebido no receptor, devemos decidir qual das duas formas de onda possíveis conhecidas foi transmitida. Uma vez tomada a decisão a forma de onda original é recuperada sem nenhum ruído.
Do mesmo modo que há diversas técnicas de modulação para sinais analógicos, as informações digitais também podem ser colocadas sobre uma portadora de diferentes modos.
As técnicas de modulação para sinais digitais mais utilizadas atualmente são:

MODULAÇÃO EM AMPLITUDE POR CHAVEAMENTO - ASK

MODULAÇÃO EM FREQUÊNCIA POR CHAVEAMENTO - FSK

MODULAÇÃO EM FASE POR CHAVEAMENTO - PSK