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Questões de Concurso sobre Conversores Analógico-Digital e Digital-Analógico
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Um sistema de aquisição de dados possui um conversor analógicodigital (ADC) equipado com filtro anti-aliasing (AAF).
Sabendo que este sistema será utilizado para monitorar um sinal de pressão com frequência máxima de 250 Hz, a frequência mínima de amostragem do ADC deve ser de
A
62,5 Hz.
B
125 Hz.
C
250 Hz.
D
500 Hz.
E
1000 Hz.
Em um sistema de automação industrial, um transmissor de nível mede de 0,0 a 5,0 m e envia ao CLP um sinal analógico de 4–20 mA. Esse sinal é convertido internamente em tensão e lido por um conversor analógico-digital (CAD) de 12 bits, configurado para representar exatamente a faixa útil do transmissor. O sistema foi ajustado de modo que:
• 4 mA corresponde a 0,0 m.
• 20 mA corresponde a 5,0 m.
• O CAD utiliza todos os níveis disponíveis para essa faixa.
• Desprezam-se erros de linearidade, offset, ganho e ruídos, considerando apenas a limitação de resolução.
Durante um ensaio, deseja-se avaliar se esse sistema é capaz de distinguir variações muito pequenas de nível no reservatório para fins de controle fino. Com base nessas informações, assinale a alternativa correta sobre a resolução do sistema de digitalização e sua implicação prática na automação.
A
Como o CAD é de 12 bits, sua resolução é de 12 partes em toda a faixa, de modo que a menor variação detectável é de aproximadamente 0,42 m.
B
Como o CAD possui 2¹² = 4.096 níveis, a resolução teórica do nível medido é de aproximadamente 0,00122 m por nível, ou cerca de 1,22 mm, sendo essa a menor variação idealmente distinguível por quantização.
C
Como o sinal é 4–20 mA, a resolução depende apenas da corrente mínima de 4 mA, e não do número de bits do CAD; portanto, a menor variação detectável é fixa e independe do conversor.
D
Como o sistema usa toda a faixa do transmissor, um CAD de 12 bits sempre garante erro nulo de medição dentro da faixa de 0 a 5,0 m.
E
A resolução do CAD é de 4.095 mA, pois 12 bits significam 4.095 incrementos de corrente entre 4 e 20 mA, o que torna a medição praticamente contínua.
Em um conversor digital-analógico ideal com faixa de saída de 0 V a 10 V e resolução de 10 bits, a menor variação possível na tensão de saída é igual a 5 mV.
C
Certo
E
Errado
Em um sistema cuja relação sinal-ruído de pico (PSNR) é de 35 dB e a faixa dinâmica do sinal de 40 dB, se a amplitude máxima do sinal for de ±1𝑉𝑃, o passo de quantização do quantizador uniforme do conversor analógico-digital (A/D) desse sistema deve ser de aproximadamente
A
61ɥV.
B
122ɥV.
C
183ɥV.
D
244ɥV.
E
305ɥV.
Em um sistema de instrumentação, um sensor de pressão, após um estágio de condicionamento inicial, fornece um sinal 𝑉𝑒 de 0 a 2 V proporcional à faixa de medição de interesse. Esse sinal será aplicado à entrada de um conversor A/D que exige uma faixa 𝑉𝑠 de 1 a 5 V para utilizar toda a sua resolução.
Deseja-se projetar um estágio com amplificador operacional na configuração somador que realize uma transformação linear do tipo: 𝑉s = 𝑎 ⋅ 𝑉e + 𝑏.
Com base nesses requisitos, os valores de ganho 𝑎 e offset 𝑏 que devem ser implementados pelo estágio com amplificador operacional são
A
𝑎 = 2 e 𝑏 = 1.
B
𝑎 = 1 e 𝑏 = 2.
C
𝑎 = 2 e 𝑏 = 0.
D
𝑎 = 4 e 𝑏 = 1.
E
𝑎 = 1,5 e 𝑏 = 1.
Para que um sinal analógico limitado em banda possa ser reconstruído sem perda de informação após a conversão analógica-digital, a frequência de amostragem deve ser superior ou igual ao dobro da maior frequência presente no sinal.
C
Certo
E
Errado
Uma indústria de bebidas está automatizando sua linha de envase e precisa implementar um sistema de contagem de garrafas de vidro incolor em uma esteira de alta velocidade. O sensor deve ser capaz de detectar a presença do recipiente sem contato físico, sendo robusto à transparência do material e capaz de altas taxas de comutação. Considerando as propriedades físicas do vidro e as tecnologias de sensoriamento, qual dispositivo é o mais indicado?
A
Sensor Indutivo.
B
Sensor Capacitivo.
C
Sensor de Efeito Hall.
D
Sensor Fotoelétrico de Barreira.
E
Sensor Fotoelétrico Difuso.
Os conversores Analógico-Digitais (ADC) são fundamentais em sistemas eletrônicos, automação industrial e instrumentação, permitindo que sinais analógicos sejam processados digitalmente. Diversas arquiteturas de ADC são utilizadas na prática, como flash, aproximações sucessivas (SAR), sigma-delta, pipeline e rampa/contagem, cada uma com diferentes compromissos entre velocidade, precisão, custo e consumo.
Com base nas características típicas desses tipos de conversores A/D, é correto afirmar que
A
ADC do tipo flash utilizam diversos comparadores em cascata e, embora apresentem baixa velocidade, oferecem alto consumo e são utilizados principalmente em instrumentos de laboratório de baixo custo.
B
ADC sigma-delta são indicados para aplicações de altíssima velocidade, como osciloscópios digitais de alta taxa de amostragem, devido à conversão instantânea e à necessidade de poucos comparadores.
C
ADC do tipo SAR apresentam bom compromisso entre velocidade, resolução e consumo, sendo empregados em microcontroladores de uso geral e em sistemas de automação industrial.
D
ADC pipeline são mais lentos que ADC sigma-delta e, por isso, são usados exclusivamente em sensores de baixa resolução, como termopares e RTD (Resistance Temperature Detector).
E
ADC de rampa simples/contagem são os mais rápidos entre todos os tipos disponíveis, pois sua conversão depende apenas da descarga de um capacitor controlado por clock.
Um circuito integrado para DSP produz uma saída digital processada em tempo real. A saída vai ser aplicada em um conversor DAC com 12 bits. A resolução do DAC expressa como uma porcentagem é
A
0,244 %.
B
0,024 %.
C
0,097 %.
D
0,056 %.
Um sistema de aquisição de dados com conversor AD de 10 bits foi projetado para ler uma escala de 0 a 200°C. Considerando uma resposta linear do sensor, o valor inteiro da temperatura correspondente ao valor digital 256 é:
A
10°C
B
50°C
C
100°C
D
200°C
No processamento digital de sinais por meio de um computador, um sinal analógico é primeiro convertido para o domínio digital por meio de um conversor A/D, podendo ser posteriormente reconstruído por meio de um conversor D/A. Analise as seguintes estratégias e assinale a opção que corresponde àquelas que podem ser usadas para se obter maior precisão no processo de conversão e reconstrução de sinais.
I. Usar mais níveis de quantização.
II. Não usar filtro anti-alias.
III. Aumentar a taxa de amostragem.
IV. Usar filtro de reconstrução tipo passa-alta.
A
I e IV.
B
II e III.
C
III e IV.
D
I e III.
A concessionária de distribuição de energia elétrica do Estado do Amapá solicitou apoio técnico à Universidade Federal do Amapá (UNIFAP), por meio do curso de Engenharia Elétrica, para desenvolver um sistema de monitoramento remoto da temperatura de transformadores de potência instalados em subestações. Para aquisição dos dados, foi utilizado um conversor A/D de 10 bits, configurado para medir temperaturas na faixa de 0 a 300 °C.
Determine a temperatura correspondente ao valor digital 512.
A
75 °C
B
100 °C
C
150 °C
D
200 °C
E
300 °C
O circuito de sample and hold é parte fundamental de um sistema digital de aquisição de dados, atuando antes da etapa de quantização do sinal. Segundo o teorema de Nyquist-Shannon, a frequência mínima de amostragem necessária para digitalizar um sinal analógico de 800 kHz, sem perda de informação, é
A
800 kHz.
B
3200 kHz.
C
1600 kHz.
D
400 kHz.
Acerca das cinco unidades básicas dos computadores digitais, assinale a opção correta.
A
A unidade de memória realiza operações nos dados.
B
A unidade lógico-aritmética direciona a operação de todas as demais partes do computador.
C
A unidade de entrada armazena conjuntos de bits que representam instruções que o computador executa.
D
A unidade de saída consiste em dispositivos periféricos que transferem dados e informações da memória interna ou da unidade lógico-aritmética para o mundo exterior.
E
A unidade de controle permite que dados e informações do mundo exterior sejam registrados na memória interna do computador.
A compressão MP3 é uma técnica com perdas, que utiliza métodos de codificação perceptual.
C
Certo
E
Errado
Um conversor analógico-digital (ADC) de 8 bits é utilizado para amostrar a tensão fornecida por um sensor analógico. Sabendo que a faixa de operação do conversor vai de 0 a 15 V, qual será o valor do código binário gerado na saída quando a tensão do sensor for de 3 V?
A
00110001
B
00110010
C
00110011
D
00110111
E
10000000
Sabendo que o valor lido pelo pino A2 do Arduino Nano pela instrução da linha 17 do programa pode valer entre O e 1023 no sistema decimal e que, no microcontrolador do Arduino Nano, as tensões analógicas correspondentes às temperaturas lidas são convertidas para sinais digitais pelo conversor analógico-digital interno, se em um determinado momento o valor lido estiver oscilando entre 233 e 237, os valores binários corresponderão, respectivamente, a
A
0011101000 - 0011101100
B
1010101001 - 0011101101
C
0011101001 - 0011101101
D
0011101001 - 0101101101
E
0010101001 - 0011101100
Para seleção de um conversor analógico/digital para um sensor que tem como saída uma tensão que varia entre -5 V a +5 V. Precisa-se de uma resolução de 2 mV nas medições. Se o conversor analógico/digital tem fundo de escala (tensão mínima e máxima onde o conversor funciona linearmente) -10 V a +10 V, qual o número de bits mínimo que este conversor analógico digital deve ter?
A
10
B
12
C
14
D
16
E
18
O JPEG2000 é um algoritmo de compressão de imagens baseado na transformada discreta de cosseno.
C
Certo
E
Errado
No formato Ogg, uma estrutura de blocos fixos de 1.024 bytes é utilizada para armazenar os dados de áudio e vídeo, o que garante compatibilidade com sistemas de arquivos de baixo desempenho.
C
Certo
E
Errado
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