Proponha e descreva um experimento para comparar a fidelidade de transmissão de um sinal de áudio em enlace…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Interpretar resultados e realizar previsões sobre atividades experimentais, fenômenos naturais e processos tecnológicos, com base nas noções de probabilidade e incerteza, reconhecendo os limites explicativos das ciências.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Proponha e descreva um experimento para comparar a fidelidade de transmissão de um sinal de áudio em enlace analógico e em enlace digital sob ruído controlado. Inclua esquema, medições e equações relevantes.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Montagem: gerador de sinal áudio (senoide ou trecho musical) ? canal com atenuador e gerador de ruído branco (potência N, W) ? receptor analógico e receptor digital (codificação/decodificação). Medições: potência do sinal P_s (W), potência do ruído P_n (W), razão SNR = P_s/P_n (adimensional); para enlace digital medir Eb/N0 (energia por bit sobre densidade de ruído) e BER (taxa de erro de bits). Equações: SNR = P_s/P_n; Eb/N0 = (P_s/R_b)/N_0, com R_b taxa de bits (Hz) e N_0 densidade espectral do ruído (W/Hz). Para BPSK, BER ˜ 0,5·erfc(v(Eb/N0)). Procedimento: variar P_n para ajustar SNR/Eb/N0, registrar SNR e qualidade subjetiva (MOS) no analógico e BER + reconstrução no digital. Resultado esperado: transmissão analógica apresenta degradação contínua da qualidade com queda de SNR; transmissão digital mantém fidelidade até um limite (efeito cliff) e depois BER aumenta rapidamente. Controle de grandezas: distância, atenuação (dB), largura de banda, taxa de amostragem (f_s) e resolução (bits) no digital. Critérios de comparação: perda de SNR, relação sinal-ruído perceptual, BER e erro médio quadrático (EMQ) entre sinal original e reconstruído.
Explicação
A proposta de experimento aborda de forma clara a comparação entre os enlaces analógico e digital, utilizando medições relevantes como SNR e BER para avaliar a fidelidade do sinal sob ruído controlado. O procedimento detalha a variação das condições experimentais e os critérios de comparação, permitindo uma análise objetiva dos resultados. Além disso, a inclusão de equações pertinentes fundamenta a análise quantitativa, essencial para a compreensão das diferenças entre os dois tipos de transmissão.
Raio-X da questão
fidelidade de sinal
avaliacao
transmissão de sinais · ruído em sistemas de comunicação
Revisar conceitos de transmissão de sinais analógicos e digitais.
O aluno pode descrever um experimento que não considera adequadamente o controle do ruído, levando a resultados inconclusivos.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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