Descreva um procedimento e os cálculos para determinar a frequência mínima de aquisição (fps) de uma câmera…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Comunicar, para públicos variados, em diversos contextos, resultados de análises, pesquisas e/ou experimentos, elaborando e/ou interpretando textos, gráficos, tabelas, símbolos, códigos, sistemas de classificação e equações, por meio de diferentes linguagens, mídias, tecnologias digitais de informação e comunicação (TDIC), de modo a participar e/ou promover debates em torno de temas científicos e/ou tecnológicos de relevância sociocultural e ambiental.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Descreva um procedimento e os cálculos para determinar a frequência mínima de aquisição (fps) de uma câmera necessária para medir sem aliasing uma variação luminosa periódica de frequência f_signal. Indique relações entre período T, fps, tempo de exposição por quadro ?t e critério de Nyquist; inclua fórmulas e justificativas.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Para evitar aliasing use fps = 2·f_signal (Teorema de Nyquist). Periodo T = 1/f_signal; capture pelo menos dois quadros por período ? fps = 2/T. Além disso ?t deve ser significativamente menor que T/2 para não integrar e atenuar o sinal; escolha ?t = (1/4)·T. Ex.: f_signal = 60 Hz ? T = 0,0167 s; exigir fps = 120 fps e ?t = 0,00417 s. Justifique: amostragem temporal fs = fps, Nyquist fs=2f; exposição longa atua como filtro passa-baixa com ganho ˜ sinc(p·f_signal·?t), por isso ?t reduzido preserva amplitude.
Explicação
A explicação fundamenta-se no Teorema de Nyquist, que estabelece que a frequência de amostragem deve ser pelo menos o dobro da frequência do sinal para evitar aliasing. O cálculo do período e a escolha do tempo de exposição garantem que a variação luminosa seja capturada de forma precisa, evitando a perda de informações. Além disso, um tempo de exposição curto minimiza a atenuação do sinal, assegurando que a amplitude do sinal original seja preservada.
Raio-X da questão
frequência mínima de aquisição
avaliacao
critério de Nyquist · frequência e período
Revisar o critério de Nyquist e suas aplicações em medições de sinais.
O aluno pode confundir a relação entre a frequência de amostragem e a frequência do sinal, aplicando incorretamente o critério de Nyquist.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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