Sinais analógicos e digitais – transmissão por um canal com ruído

O que mostra

Todo enlace de comunicação acrescenta ruído. Um sinal analógico pode assumir qualquer valor, então um repetidor só consegue amplificar o que chega, ruído incluído, e o ruído se acumula enlace após enlace. Um sinal digital usa só dois níveis: um regenerador decide se cada pulso está acima ou abaixo de um limiar e envia um pulso limpo adiante, de modo que a mensagem sobrevive até o ruído ficar grande o bastante para cruzar o limiar. Para digitalizar um sinal, ele é amostrado e quantizado; mais amostras e mais bits por amostra dão menos erro, mas arquivos maiores.

Como usar

Na aba Canal com ruído escolha Forma de onda ou Mensagem de texto, ajuste Ruído por enlace e Repetidores, pressione Enviar e arraste Ver em para comparar as cópias analógica e digital após cada enlace. Na aba Amostragem mova Taxa de amostragem e Profundidade de bits e observe o erro e o tamanho do arquivo. Na aba Pulsos de luz e som digite uma mensagem, escolha o meio e pressione Enviar; pressione Novo ruído para outro padrão de ruído.

Parâmetros que você pode mudar

• Tela Canal com ruído e repetidores, Amostragem e quantização, Texto como pulsos de luz ou som
• Sinal enviado Forma de onda, Mensagem de texto
• Mensagem (até 8 caracteres ASCII)
• Ruído por enlace (σ em relação à amplitude do sinal) 0–100 %
• Número de repetidores no caminho 0–8 repetidores
• Taxa de amostragem 1000–48000 Hz
• Profundidade de bits 1–16 bits
• Duração da gravação (para o tamanho do arquivo) 1–600 s
• Meio para os pulsos Pulsos de luz em uma fibra óptica, Pulsos de som no ar
• Distância 1–1000 m

Perguntas para explorar

1. Por que a cópia analógica piora a cada repetidor enquanto a digital continua perfeita com pouco ruído?
2. Como muda o tamanho do arquivo quando você dobra a taxa de amostragem e a profundidade de bits?
3. Por que um único bit invertido pode mudar um caractere recebido inteiro?