Questão nº 77
Questão de Engenharia Elétrica · FGV TCE-PA 2024 (nº 77)
A crescente digitalização dos produtos bens de consumo envolve a manipulação dos sinais no nível digital por processadores de sinais, exigindo a conversão de sinais analógicos obtidos dos sensores para o domínio digital, realizado por meio da amostragem.
No entanto, para evitar que o sinal digitalizado possua distorções causadas pelo aliasing, é comum inserir um estágio de filtragem do sinal analógico antes da realização da amostragem. Tal estágio consiste num filtro
- Apassa alta, para rejeitar o ruído associado a frequência da rede elétrica de 60Hz.
- Brejeita faixa, cuja largura da banda de rejeição deve ser superior a largura de banda do canal.
- Cpassa faixa, sintonizado para uma frequência igual ao dobro da frequência de amostragem.
- Dpassa baixa, que limita a banda do sinal analógico a no máximo metade da frequência da amostragem. (alternativa correta)
- Epassa tudo, cuja fase é projetada para causar um retardo de grupo constante.
Resposta comentada
Gabarito Alternativa D
Aliasing é quando frequências altas de um sinal analógico se disfarçam de frequências baixas ao serem convertidas para digital, causando distorção. Para evitar isso, usa-se um filtro anti-aliasing, que é um filtro passa-baixa que remove as frequências indesejadamente altas antes da amostragem, garantindo que o sinal digitalizado seja uma representação fiel do original.
(A) Incorreta: Um filtro passa-alta rejeitaria frequências baixas, como 60Hz, mas o filtro anti-aliasing precisa rejeitar frequências altas que causam o aliasing. Esta é a armadilha mais tentadora, pois envolve filtragem e um problema comum (ruído de 60Hz), mas o tipo de filtro e seu propósito estão errados para a função anti-aliasing.
(B) Incorreta: Um filtro rejeita faixa remove uma banda específica de frequências, mas o anti-aliasing precisa remover todas as frequências acima de um certo limite, não apenas uma faixa.
(C) Incorreta: Um filtro passa-faixa seleciona uma banda de frequências para passar, e sintonizá-lo para o dobro da frequência de amostragem seria permitir justamente as frequências que causariam aliasing.
(D) Correta: Um filtro passa-baixa é o tipo correto, pois ele atenua as frequências acima de um limite. Este limite deve ser, no máximo, a metade da frequência de amostragem (frequência de Nyquist), para que nenhuma frequência acima desse valor cause aliasing ao ser amostrada.
(E) Incorreta: Um filtro passa-tudo altera apenas a fase do sinal, sem atenuar nenhuma frequência, sendo ineficaz para prevenir o aliasing.
Fonte: FGV TCE-PA 2024 Auditor de Controle Externo - Administrativa - Engenharia de Telecomunicações (Caderno Tipo 1). Reproduzida para fins de estudo.