1. SINAIS Contém informações sobre uma variedade de coisas e atividades em nosso mundo físico. PROCESSAMENTO DE SINAIS Ato de extrair as informações necessárias de um conjunto de sinais, normalmente por sistemas eletrônicos. Temos de converter o sinal em sinal elétrico. Exemplo de um transdutor: microfone Converte pressão do ar em variação de tensão SISTEMAS I

2. REPRESENTAÇÃO DE SINAIS Fonte de sinal: grandeza variável no tempo que pode ser representada por um gráfico. Exemplo: senóide. REPRESENTAÇÃO NO DOMÍNIO TEMPO Por meio de uma forma de onda variando com o tempo. REPRESENTAÇÃO NO DOMÍNIO DA FREQÜÊNCIA Por meio de seu espectro de freqüências. CONTEÚDO DA INFORMAÇÃO Amplitude, freqüência, fase, etc. SISTEMAS I

3.a. BLOCOS DE UM SISTEMA DE CONTROLE PLANTA: parte de um equipamento, ou conjunto de itens de uma máquina funcionando conjuntamente para desempenhar uma determinada função. Qualquer objeto físico a ser controlado, tais como, um reator químico ou uma caldeira para aquecimento. PROCESSO: operação ou desenvolvimento que evolui progressivamente em direção a um resultado ou meta. Qualquer operação a ser controlada, tais como, processos químicos, biológicos, econômicos, etc. SISTEMA: combinação de componentes que atuam conjuntamente e realizam um certo objetivo. Não é limitado a algo físico, tais como, sistemas físicos, biológicos, etc. TRANSDUTOR OU SENSOR: dispositivo que converte uma variável física em variável elétrica. A saída de um transdutor é uma corrente ou tensão proporcional ao valor da variável física que está sendo monitorada. SISTEMAS I

3.b. BLOCOS DE UM SISTEMA DE CONTROLE LINEARIZADOR/TRANSMISSOR: dispositivo que estabelece uma relação linear (rigorosamente proporcional) entre o sensor que mede a variável física e o sinal elétrico obtido. Também padroniza o sinal elétrico com o objetivo de transmiti-lo até o controle. CIRCUITO DE AMOSTRAGEM E RETENÇÃO: realiza periodicamente a amostragem do sinal analógico, mantendo a informação pelo tempo necessário para que o conversor A/D (próximo bloco) a consiga interpretar. CONVERSOR ANALÓGICO-DIGITAL: converte o sinal analógico em sinal digital, que é um número binário que representa a entrada analógica. SISTEMAS I

3.c. BLOCOS DE UM SISTEMA DE CONTROLE CONTROLADOR: como normalmente é um sistema digital (CLP, microcomputador, etc), processa a informação digital recebida do conversor A/D, de acordo com as instruções do programa que está sendo executado. Sua saída é utilizada para o controle da variável física do processo. CONVERSOR DIGITAL-ANALÓGICO: converte o sinal digital em sinal analógico, que é um nível analógico de tensão ou corrente correspondente a saída digital do controlador. ELEMENTO FINAL DE CONTROLE OU ATUADOR: dispositivo que amplifica o sinal analógico e/ou o converte, com o objetivo de acionar um mecanismo para controlar a variável física. SISTEMAS I

4. SINAIS ANALÓGICOS E DIGITAIS SINAL ANALÓGICO O nome deriva do fato de tal sinal ser análogo ao sinal físico que representa. A amplitude tem uma variação contínua sobre sua faixa de atuação. A maioria dos sinais são analógicos. Circuitos eletrônicos que processam tais sinais são chamados CIRCUITOS ANALÓGICOS. SINAL DIGITAL -Seqüência de números discretos ou digitalizados. -Cada número representa um valor de sinal em cada instante de tempo. -Os circuitos eletrônicos associados são os CIRCUITOS DIGITAIS. SISTEMAS I

5. SINAIS DIGITAIS BINÁRIOS Quando se escolhe o sistema numérico binário para representar as amostras de sinal. Resulta em sinais digitais e circuitos de processamento simplificados. Exemplo: 0 e 1 (níveis lógicos correspondentes aos níveis analógicos de tensão). DÍGITOS BINÁRIOS Quanto maior o número de bits, menor o erro. Em compensação o circuito torna-se mais caro. CONVERSOR A/D - Aceita em sua entrada as amostras de um sinal analógico e fornece uma representação digital binária de N bits. SISTEMAS I

6. AMPLIFICADORES SISTEMAS I SIMBOLOGIA FUNÇÃO: aumentar o nível e/ou transformar a característica de um sinal, para melhorar sua confiabilidade e facilitar seu processamento. ALGUMAS CARACTERÍSTICAS IMPORTANTES LINEARIDADE: o amplificador não pode modificar a informação contida no sinal e não introduzir nenhuma informação nova. DISTORÇÃO: não deve modificar a forma de onda original. GANHO: fator de amplificação (relação entre o sinal de saída e o de entrada). LIMITES DE OPERAÇÃO: banda de passagem (em função das freqüências de operação), saturação (em função dos níveis de operação), alimentação, etc. SISTEMAS I

7.a. PARÂMETROS: CONVERSORES D/A–A/D Termos que definem a precisão e confiabilidade destes circuitos de forma padronizada. Eles permitem a especificação de um conversor. RESOLUÇÃO: é a menor variação analógica que pode ser distinguida por um conversor A/D ou produzida por um conversor D/A. É o valor analógico do bit menos significativo (LSB). Quanto maior o número de bits, melhor é a resolução. LINEARIDADE: é o desvio máximo em relação à linha reta traçada entre os pontos extremos da relação entre saída e entrada. Normalmente é expresso como uma fração do valor da resolução (bit menos significativo). Ex.: + ½ LSB. LINEARIDADE DIFERENCIAL: é o desvio máximo do bit em relação a seu valor teórico. Válido para qualquer bit em toda a escala do conversor. Ex.: 1 LSB + ½ LSB. SISTEMAS I

7.b. PARÂMETROS: CONVERSORES D/A–A/D MONOTONICIDADE: capacidade de haver uma saída regular e continuamente crescente para uma entrada de mesmas características. VELOCIDADE DE CONVERSÃO OU TEMPO DE ESTABILIZAÇÃO: tempo necessário para que o conversor forneça uma saída válida. Em geral é medido entre o pulso de início de conversão (Start) e o sinal que indica o fim do processo (End of Conversion). PRECISÃO: é o erro introduzido pelo conversor. ERRO DE FUNDO DE ESCALA (full scale): é o desvio máximo da saída do conversor em relação a seu valor ideal, expresso como percentagem do valor de fim de escala. ERRO DE LINEARIDADE: é o desvio máximo admitido para o tamanho ideal do degrau do conversor. -Deve haver uma coerência entre resolução (maior no. de bits) e precisão (menor erro). SISTEMAS I