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Sinais Elétricos - Teoria
4
e suas Formas
de Onda
Prof.
Luiz Ferraz Netto
leobarretos@uol.com.br
Introdução
Essa Teoria IV do Curso de
Eletrônica fará intenso uso dos gráficos Uxt
(leia: U versus t) para descrever as formas de onda
dos diferentes tipos de sinais elétricos utilizados nos circuitos
eletrônicos e campos da eletricidade em geral. Assim, é altamente
recomendável alguma leitura sobre gráficos em coordenadas
cartesianas. O equipamento mais utilizado para a visualização de
tais formas de onda é, sem dúvida, o osciloscópio e,
assim, o recomendamos para o aprofundamento prático de tais
conceitos.
Tópicos
Conceito
de sinal elétrico
Sinal
alternado e sua forma de onda
'Ouvindo' algumas ondas
Superpondo ondas
Mais ondas

Conceito
de sinal elétrico
Todo circuito elétrico ativo ou passivo necessita de tensão
elétrica para funcionar; é a sua alimentação. A
finalidade da tensão elétrica aplicada é produzir um campo elétrico
na matéria, seja ela condutora ou isolante. Esse campo elétrico
ao ser produzido, analisa num intervalo de tempo espantosamente
diminuto, as propriedades locais da matéria e, como resultado
final disso, teremos ou não uma corrente elétrica circulante.
Se houver corrente elétrica, caso em que a matéria é condutora
ou semicondutora para aquela tensão aplicada, sua variação
no decorrer do tempo dependerá de dois fatores:
(a)-
das propriedades da própria matéria em si e
(b)- do modo de variação da tensão elétrica aplicada.
Para
efeito prático, assuma com a palavra 'matéria' a idéia de
'componente elétrico' e, assim, perceberá rapidamente que a variação
da corrente no decorrer do tempo, nesse componente, dependerá das
propriedades do componente (resistência, capacitância, indutância
etc.) e da variação da tensão elétrica aplicada.
Nessa
Teoria IV não abordaremos as
propriedades típicas dos componentes; isso são teorias distintas,
sendo que numa delas (Teoria II), já
examinamos a propriedade da resistência elétrica. Aqui
abordaremos a variação da tensão elétrica aplicada no
decorrer do tempo, à qual denominaremos por "sinal elétrico".
Esse sinal elétrico é uma descrição de como o valor da tensão
elétrica (U) varia no decorrer do tempo (t).
Há
vários modos de se descrever um acontecimento e, uma simples frase
em língua pátria pode muito bem ser um deles; eis uma descrição:
"Veja
pessoal, aqui temos um resistor ôhmico de 10k ligado aos
terminais de uma pilha comum de lanterna. Se o intervalo de tempo
não for muito grande poderemos dizer que a tensão elétrica
aplicada a esse resistor permanece constante."
Essa
descrição significa: "Para pequenos intervalos de tempo, o valor
da tensão aplicada ao resistor não varia".
Essa descrição tem alguns 'pecados', é um tanto imprecisa e
limitada, pois não nos informa qual é esse 'valor' da tensão,
nem 'quanto' é esse intervalo de tempo, não 'sugere' o que
acontecerá se esse intervalo de tempo for aumentando e, como está
expressa na nossa língua, quem nasceu e mora, por exemplo, no Japão,
não vai entender nada!
Eletrônica é Ciência e, como tal não pode cometer todos esses
tipos de 'pecados' --- alguns, vá lá!, como é o caso da língua
pátria --- mas os outros, não! Por isso a Ciência tem sua
ferramenta e 'linguagem' própria; a Matemática.
Para
descrever a variação da tensão no decorrer do tempo, por
exemplo, a Matemática lança a mão do conceito de 'função', U
= f(t). Leia-se: U é uma função do tempo t. De modo
geral, uma função pode ser traduzida em forma gráfica --- o gráfico
da função --- num dado sistema de coordenadas. O mais simples
deles é o sistema de coordenadas cartesianas com eixos ortogonais
entre si. Esses gráficos Uxt , como que uma fotografia de
longa exposição, provêem uma técnica útil de descrever como as
variações de tensão acontecem. Essa 'fotografia' que o gráfico
exibe pode, numa primeira apresentação, receber a denominação
de forma de onda. Esse conceito será
aprimorado logo adiante.
Para
assimilar essa forma de descrever a variação de tensão e seus gráficos
(ou suas formas de onda), vamos exemplificar, começando com um
'sinal' de tensão contínua (normalmente indicado por CC ou DC):
Essa
linha vermelha horizontal --- forma de onda --- (distância
constante do eixo t) é o que se destaca nesse gráfico, mostrando
que para qualquer valor da abscissa (t = tempo), do intervalo [0
--- T], o valor da ordenada (U = tensão) é sempre o mesmo. Nessa
ilustração acima podemos ler: a 'polaridade' dos terminais onde
estamos testando a tensão e o 'valor' dela não variam no decorrer
do tempo (pelo menos dentro do intervalo de 0 a T segundos).
Em muitos circuitos elétricos são mantidos níveis de DC fixo, em
geral ao longo das trilhas (-) provenientes da fonte de alimentação,
ou outros níveis de referências (terra, chassi, neutro, massa
etc.) que permitam comparações de sinais.
Compare este gráfico acima com os gráficos Uxt, a seguir,
que mostram diversas formas de onda, todas provenientes de sinais
alternados ou AC.
Como
você pode observar num simples passar de olhos --- e essa é a
vantagem do uso dos gráficos em relação a outros modos de
estudar a variação da tensão no decorrer do tempo --- os níveis
de tensão mudam no decorrer do tempo e se alternam entre
valores positivos (acima do eixo dos tempos) e valores negativos
(abaixo do eixo dos tempos).
Os sinais com "formas repetidas", caracterizando uma
propriedade da tensão, são chamados "formas de onda". São
exemplos, as ondas em forma de seno (ou cosseno) ou ondas
senoidais, as ondas quadradas, as ondas triangulares
e as ondas dente de serra. Uma característica notória das ondas
alternadas é o fato de apresentarem áreas iguais, acima e
abaixo do eixo dos tempos, conforme destacamos na figura acima.
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Sinal
alternado e sua forma de onda
Uma onda senoidal tem a
mesma forma que o gráfico da função seno (y
= sen x) usado na trigonometria --- e isso não é uma
simples coincidência. As ondas senoidais são produzidas pela rotação
de parte das máquinas elétricas (os rotores) mergulhadas dentro
de um campo magnético de indução. Esse é o caso, por exemplo,
dos grandes alternadores que, movidos pelas turbinas de estações
de potência, despertam tensões e correntes elétricas que são
transmitidas aos consumidores com essa forma de onda. Na Eletrônica,
as ondas senoidais estão entre as mais úteis de todos os sinais
em circuitos elétricos, permitindo testes e avaliações do
desempenho de sistemas.
Vamos
ver uma onda senoidal mais detalhadamente.
Alguns
termos que passamos a definir, são necessários para bem descrever
as ondas senoidais e outras formas de onda:
Período
(T) - é o intervalo de tempo que denota a repetição da forma
de onda em igualdade de condições; é o intervalo de tempo para
descrever "um ciclo completo"; ele pode ser medido entre
quaisquer dois pontos que correspondem ao mesmo estado em ciclos
sucessivos.
Freqüência
(f) - é o número de ciclos completos contidos na unidade de
tempo. Como cada ciclo se realiza no intervalo de tempo T
(período), podemos dizer que a freqüência é o número de períodos
necessários para preencher a unidade de tempo. A 'unidade de
tempo' no Sistema Internacional de Unidades é
o segundo (s) e a 'unidade de freqüência', nesse sistema,
é o hertz (Hz): 1 hertz = 1 ciclo por segundo; o período
da onda cuja freqüência é 1 hertz é T = 1 s. Desse modo,
entre a freqüência e o período valem as relações:

Em
Eletrônica trabalha-se, por exemplo, com sinais de freqüência
0,1 Hz, cujo período vale 10 s, com sinais de 1 quilohertz (1
kHz), cujo período vale 0,001 s, com sinais de 1 megahertz (1
MHz), cujo período vale 0,000 001 s, etc.
Amplitude
(de tensão) (U) - em eletrônica, a amplitude de tensão
de uma onda senoidal é medida de três modos distintos, cada qual
com sua finalidade específica ; temos:
(1)
- a amplitude
de pico (Up) que corresponde ao valor máximo da
tensão senoidal função do tempo [ U = Up.sen(2pft)
]. No gráfico cartesiano Uxt é a medida vertical,
do eixo dos tempos (t) até a crista (ou vale) da onda.
(2)
- a amplitude
pico-a-pico (Upp) que corresponde ao dobro da
amplitude de pico; medida vertical entre os máximos valores
positivo e negativo da onda; Upp = 2.Up
. Em termos práticos essa é, freqüentemente, a medida mais
fácil de ser feita.
(3) -
a amplitude rms (Urms) é o valor quadrático médio
da função seno em relação ao tempo, também denominado
"valor eficaz" da tensão, ou ainda, "valor
nominal". Essa é a amplitude de maior utilidade na prática
eletrônica. Ela se relaciona com as demais amplitudes pelas relações:

Que
vem a ser, realmente, as amplitudes rms e qual o porque
delas serem tão importantes?
Amplitude
rms é o valor da tensão C.C. que entregará ao consumidor a
mesma potência média que o sinal de C.A.
Para
bem compreender isto, pense em duas lâmpadas incandescentes idênticas
conectadas às suas fontes de alimentação, uma C.A. e outra C.C.
ajustável, como se ilustra:
O
brilho da lâmpada (indicativo da potência) conectada à fonte
C.A. pode nos parecer constante; isso é uma falsa impressão e
pode perfeitamente ser verificada com o uso de espelhos girantes
(veja isso na Sala 14 - http://www.feiradeciencias.com.br/sala14/14_13.asp
). A corrente circulante no filamento da lâmpada não é
constante, quer em amplitude quer em sentido e, periodicamente,
passa por zero (instante em que o sinal cruza o eixo dos tempos). O
que se observa é apenas o 'brilho médio' produzido pelo sinal
C.A.
A
segunda lâmpada incandescente é alimentada por fonte C.C. e seu
brilho é realmente constante porque a corrente é constante e
circula sempre no mesmo sentido. Obviamente podemos ajustar o valor
da tensão dessa fonte de modo que as duas lâmpadas sejam
igualmente brilhantes. Quando isso acontecer, a fonte C.C. estará
fornecendo uma tensão que se equipara ao "valor eficaz"
da tensão fornecida pela fonte C.A.
Um
pouco de matemática será necessário para explicar porque o valor
equivalente à C.C. é denominado de 'valor quadrático médio' (em
inglês, rms, root mean square). Se você
quiser saber algo mais sobre isso basta clicar
AQUI.
O que é importante nessa fase é recordar que o sinal C.C. e seu
equivalente rms da C.A. fornecem a mesma potência média.
Fase
(j)
- Se você comparar duas
ondas senoidais colhidas de fontes diferentes, mesmo que tenham a
mesma amplitude de pico e mesma freqüência, poderá reparar que,
via de regra, os valores máximos dessas ondas não ocorrem ao
mesmo tempo. Um exemplo marcante disso é comparar (através de um
osciloscópio de duplo traço) os sinais C.A. colhidos de dois
geradores eletromecânicos idênticos. Há um 'deslocamento'
temporal entre as duas formas de onda. Quando uma delas está
passando pelo valor máximo, a outra pode estar 'quase chegando'
nesse valor ou 'já passou' desse valor.
Para bem descrever essas comparações, que no fundo nada mais são
que comparar funções senoidais no tempo, é conveniente descrever
os vários estados do sinal dentro de um ciclo de operação
(ou, dentro de um período de funcionamento). Assim, cada ciclo, em
cada instante, poderá ser descrito pelo seu 'estado oscilatório'.
Novamente,
aqui, precisaremos de um pouco de matemática, a linguagem oficial
da Ciência. Recomendamos, portanto, uma leitura atenta sobre o
estudo do "movimento harmônico simples", que pode ser
visto na Sala 04, na página: http://www.feiradeciencias.com.br/sala04/04_RE_09.asp
.
Visto
isso, fica fácil entender porque podemos dividir um ciclo da onda
em "graus" (o) ou "radianos" (rad) e
assim descrever o comportamento do sinal quer de 'grau em grau'
(1/360 do ciclo completo), quer de '90 em 90 graus (de quarto em
quarto de ciclo), quer de '180 em 180 graus' (de meio em meio
ciclo) etc.
Abaixo apresentamos o estado de uma onda senoidal dividida em
'graus':
Recordemos
que as ondas senoidais (sinais de C.A.) são, via de regra, geradas
por máquinas dotadas de um rotor, que giram dentro de um campo
magnético. Uma volta completa do rotor do gerador de tensão (360o),
corresponde a um ciclo da onda senoidal. Conseqüentemente 180o
corresponde a meia volta, 90o a um quarto de volta
e assim por diante. Usando este método, algum ponto no gráfico da
onda senoidal pode ser identificado por um número particular de
graus através do ciclo. É o que se denomina verificar a fase
da onda naquele instante.
Assim,
se duas ondas senoidais tiverem a mesma freqüência e ocorrerem ao
mesmo tempo, como em (A) na ilustração abaixo, diremos que
elas estão em fase, ou melhor, em concordância de fase.
Se
os estados de duas ondas não são concordantes no tempo, diremos
que elas estão fora de fase.
Quando isso ocorre, a diferença na fase pode ser medida em
graus e é denominado de ângulo de defasagem (j).
Na ilustração acima, em (B), você pode perceber que as
duas ondas estão um quarto de ciclo fora de fase, assim, o ângulo
de defasagem entre elas é j
= 90o.
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'Ouvindo'
algumas ondas
O
significado físico da grandeza freqüência e amplitude
poderá ser melhor compreendido se compararmos os sons produzidos
quando diferentes sinais C.A. são direcionados para um alto
falante. Todavia, como sabemos, nem todas as freqüências são audíveis.
A escala de alta fidelidade é definida para a reprodução de sons
desde 20 Hz até 20 kHz; aproximadamente a mesma gama de freqüências
dos denominados 'sons audíveis', na Acústica. Essa gama vai
'encurtando' com o avançar da idade das pessoas, principalmente no
extremo das altas freqüências. Se você não dispõe de um
equipamento de alta fidelidade (decente) provavelmente nunca irá
desfrutar de toda a gama disponível, por exemplo, nos sinais de TV
e FM comercial.
Significados
alternativos
altura de uma nota musical é o
mesmo que sua freqüência
intensidade ou 'volume'
de uma nota musical é o mesmo que sua amplitude
Suas
orelhas (até uns tempos atrás deveríamos dizer 'ouvidos') são
particularmente sensíveis aos sons na escala média,
aproximadamente de 500 Hz a 2 kHz, correspondendo com a escala das
freqüências encontradas no discurso humano. Os sistemas de
telefone têm um desempenho de alta freqüência pobre mas
trabalham eficazmente nesta escala média. Quando
você projetar um sistema de alarme, com uma saída audível, é
importante manter a freqüência dos sons dentro desta escala média.
Os
diagramas abaixo mostram formas de ondas de freqüências e
amplitudes diferentes. Esses sinais podem ser reproduzidos em seu
sistema de som de seu computador.
Ligue
seu áudio e clique nos ícones dos alto falantes
, abaixo, para reproduzir cada som:
Estes
sinais de ondas senoidais produzem um som de tom 'puro'. Se a
amplitude for aumentada (aumente o ganho de seu áudio), o som é
mais forte. Se a freqüência for aumentada, a altura do som é
mais elevada.
Outras
formas de sinal podem geram sons com a mesma altura fundamental,
mas soam de forma diferente para nosso sistema auditivo. Compare os
sons das ondas senoidais acima com os sinais de ondas quadradas de
500 Hz e de 1 kHz:
 |
 |
 |
Som
de 500 Hz (Up = 0,5V) |
 |
Som
de 1 kHz (Up = 0,5V) |
Os
sons percebidos devido às ondas quadradas soam mais áspero porque
o sinal contém algumas freqüências adicionais que são múltiplos
da freqüência fundamental. Estas freqüências adicionais são
chamadas harmônicos. Os sons provenientes de
instrumentos musicais diferentes são diferenciados por seu índice
de harmônicos que acompanham o som fundamental.
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Superpondo
ondas
As ondas senoidais podem
ser 'misturadas' com sinais C.C. ou com outros sinais senoidais e,
com isso, produzir novas formas de ondas. Veja aqui um exemplo de
forma de onda complexo:
O
complexo aqui destacado não significa difícil de
compreender, denota apenas que não é um sinal 'puro' e sim
superposição de vários sinais. Uma forma de onda como a acima
ilustrada pode ser pensada como a superposição de dois sinais
distintos, um componente C.C. e um componente C.A. Na prática, é
bastante fácil separar estes dois componentes; basta usar um capacitor,
ele 'deixa passar' a componente C.A. e bloqueia a componente C.C.
Algumas
formas de onda, ainda complexas, podem ser obtidas superpondo uma
onda senoidal, de uma dada freqüência, com outras ondas cujas
freqüências são múltiplos inteiros dessa dada freqüência, ou
seja, superpondo ondas harmônicas com a onda fundamental.
Os
gráficos abaixo ilustram, de início, a onda fundamental (fo
= 0,5 Hz; To = 2s) e seus três primeiros harmônicos
de ordem ímpar (f3 = 3.fo = 1,5 Hz; T3
= 0,67s)(f5 = 5.fo = 2,5 Hz; T5
= 0,40s)(f7 = 7.fo = 3,5 Hz; T7
= 0,28s), de amplitudes cada vez mais reduzidas e, a seguir, as
superposições desses harmônicos com o fundamental:

fo
= 0,5 Hz; To = 2s
f3 = 3.fo = 1,5 Hz; T3
= 0,67s |

f5
= 5.fo = 2,5 Hz; T5 = 0,40s
f7 = 7.fo = 3,5 Hz; T7 =
0,28s |
 |
 |
Como
podemos observar, quanto mais harmônicos ímpares são superpostos
à onda fundamental mais ela nos lembra da onda quadrada.
Este resultado notável, de aplicação bastante ampla, ilustra um
princípio formulado pelo matemático francês Joseph
Fourier, que diz:
Qualquer
forma de onda complexa pode ser construída pela superposição
de ondas senoidais puras, harmônicas particulares da onda
fundamental.
A
onda quadrada, como vimos, as ondas triangulares e as ondas
dente-de-serra podem ser produzidas da mesma maneira.
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Mais
ondas
Esta parte da Teoria IV
esboça outros tipos de sinais que você pode encontrar em sua vida
profissional. Os circuitos que geram estes sinais são, de modo
geral, 'chips' muito práticos (caso do NE555, por exemplo) ou
interligação de circuitos integrados específicos.
Ondas
quadradas - como o são as ondas senoidais, essas também
são descritas em termos do período, da freqüência e da
amplitude:
A
amplitude de pico, Up, e a amplitude pico-a-pico,
Upp, são medidos como você já esperava,
seguindo a mesma linha das ondas senoidais. Entretanto, a amplitude
rms, Urms, é maior que aquela da onda senoidal
(as áreas abrangidas pelas meias-ondas são maiores na quadrada
que na senoidal). Para ver isso sob outro ângulo, lembramos que a
amplitude rms corresponde aquela da tensão C.C. que entrega a
mesma potência que a onda senoidal. Se uma onda quadrada for
aplicada a uma lâmpada incandescente, a corrente fluirá durante
meio período num sentido e inverterá seu sentido no meio período
seguinte; a corrente comuta seu sentido, mas sua amplitude efetiva
continua a mesma! A "dose" de energia elétrica fornecida
a cada meia período é maior que aquela fornecida pela onda
senoidal de mesma amplitude de pico. Assim, a onda quadrada entrega
a potência máxima durante todo seu ciclo, de modo que a Urms
e igual à Up .
Nota: Se isso lhe soar um tanto
desconcertante, não se preocupe, a amplitude rms de uma onda
quadrada não é algo de uso tão freqüente como aquela da onda
senoidal.
Embora
uma onda quadrada possa comutar muito rapidamente de seu mínimo até
seu máximo valor de tensão, essa mudança nunca poderá ser
instantânea, do mesmo modo que nenhum móvel pode passar
instantaneamente de uma velocidade para outra (sempre haverá uma
fase de aceleração, por mais exíguo que seja o tempo de transferência).
O tempo de subida do sinal é definido como o intervalo de
tempo necessário para a tensão mudar de 10% a 90% de seu valor máximo.
Esses 'tempos de subida' são geralmente muito curtos, com durações
medidas em nanosegundos (1 ns = 10-9 s) ou microsegundos
(1 ms
= 10-6 s), conforme vemos na ilustração a seguir:
Ondas
de pulso - o aspecto geral é o de uma onda quadrada,
exceto que as formas de ondas de pulsos têm toda sua ação se
desenvolvendo acima do eixo dos tempos (apenas valores positivos de
tensão). No início de um pulso, a tensão muda repentinamente de
um "nível baixo" (perto do eixo dos tempos) para um
"nível alto" (em geral perto da tensão da fonte de
alimentação).
Esse
sinal também é reconhecido pela denominação trem de pulsos,
caracterizado pela alternância entre um estado (nível) de
amplitude nula (ou quase nula) e outro de amplitude máxima, com
durações iguais. Quando o tempo de duração em um dos estados é
maior/menor que no outro, recebe o nome de trem de pulsos
retangulares. Esse tipo de sinal é utilizado sobretudo para a
"modulação por largura de pulso" (PWM); também pode
ser usado como elemento básico de 'síntese subtrativa' em
sintetizadores analógicos. Em Informática, tais sinais são
utilizados na transmissão serial de dados em redes de
computadores.
Algumas
vezes a 'freqüência' de uma forma de onda de pulso (quadrado) é
indicada como sua "taxa de repetição"; nada para
estranhar, é o seu número de ciclos por segundo, medido em hertz
(Hz) ou seus múltiplos.
A
fase ALTA do pulso retangular é denominada marca (ou ainda,
largura de pulso), enquanto que a fase BAIXA é denominada espaço.
Como salientamos, nos pulsos retangulares, marca e espaço não têm
duração iguais; a razão (grandeza adimensional) entre os
tempos_em_alta (marca) e os tempos_em_baixa (espaço) fica assim
definida:

Uma
razãomarca/espaço = 1,0 (como na
ilustração acima) significa que os tempos da fase ALTA e os da
fase BAIXA são iguais; quando a razãomarca/espaço
= 0,5 (como na ilustração abaixo, esquerda)) teremos a
indicação de que o tempo em ALTA é metade daquele em BAIXA.
Uma
razãomarca/espaço = 3,0 (como na
ilustração acima, direita) indica uma fase em ALTA de maior
duração, neste caso, três vezes maior que o tempo em BAIXA.
Outro
modo de descrever esses variados tipos de forma de onda através da
comparação dos tempos das fases em ALTA e em Baixa é através do
ciclo ativo ("duty cycle"), assim definido:

Quando
o 'ciclo ativo' é menor que 50%, teremos a indicação de que o
tempo_em_alta é de menor duração que aquele em baixa.
Um
circuito que produza uma série contínua de pulsos é denominado astável,
isto é, ele não é 'estável' pois sua saída fica continuamente
'pulando' de nível alto para nível baixo. Esses 'geradores de
pulsos' têm larga aplicação em eletrônica (o fabuloso NE555 é
um exemplo disso).
Rampas
- indicam uma fase da forma de onda onde a tensão é
linearmente crescente ou decrescente, como se ilustra:
A
grandeza denominada razão de rampa, que descreve
com que rapidez a tensão elétrica aumenta ou diminui na unidade
de tempo é medida em 'volts por segundo' (V/s). Tais 'subidas' ou
'descidas' de tensão, obviamente não podem continuar
indefinidamente; elas cessam quando se atinge o nível de saturação,
geralmente um valor perto da tensão de alimentação do circuito.
Os 'geradores de rampa', assim como os 'geradores de pulso'
encontram inúmeras aplicações na eletrônica.
Ondas
triangulares e dentes-de-serra - consistem em formas de
onda que são essencialmente 'rampas' de subida e de descida em
determinada cadência. Melhor explicando: (a) na onda triangular a
amplitude cresce linearmente até um valor máximo da onda e em
seguida decresce linearmente até uma amplitude mínima; esses
tempos de subida e descida podem ser iguais ou diferentes e (b) na
onda dente-de-serra, um caso extremo de onda triangular, temos
tempo de subida ou de descida igual a ZERO, caracterizando a onda
dente-de-serra descendente e a onda dente-de-serra ascendente. As
ondas dente-de-serra têm aplicação decisiva nos circuitos de
varredura de osciloscópios e TVs.
Sinais
de áudio - Como sabemos, as freqüências das
ondas sonoras que podem ser detetadas por nosso sistema auditivo íntegro,
pertencem a uma gama cujos limites são função de vários fatores
(a idade, por exemplo). A gama, tradicionalmente citada, tem como
limites os valores 20 Hz e 20 kHz. Uma onda senoidal dessa gama,
amplificada e capaz de excitar um alto falante, nos dará a impressão
de um tom de áudio puro, sem muita 'beleza' musical. Os reais
sinais de áudio como os discursos e a música consistem de
superposições de muitas freqüências diferentes (ilustração
abaixo, à esquerda).
Ruído
- Um sinal de ruído
(ilustração acima, à direita) consiste em uma mistura de freqüências
com amplitudes aleatórias. O ruído pode ter várias origens; um
importante, é o ruído térmico (efeito Johnson). Outras fontes de
ruído incluem os sinais de rádio (que são detetados e
amplificados por muitos circuitos e não apenas pelos receptores de
rádio), as interferências por 'chaveamento' de dispositivos (SCR
e TRIACs, por exemplo), as trovoadas etc. Os projetistas de
sistemas elétricos tentam, no geral, eliminar ou mesmo minimizar
tais ruídos porém, outros projetistas, cuidam especialmente de
sua produção (geradores de ruídos usados em sintetizadores eletrônicos
de música e outros efeitos especiais).
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