SDRZero, um Rádio Definido por Software


João K. de Marco, PY2WM
Edson W. Pereira, PU1JTE, N1VTN

Julho de 2006


Apêndice A - Placas de Som

Existem muitos fatores importantes na escolha de uma boa placa de som. Três deles são importantíssimos:

1. Número efetivos de bits;
2. Linearidade de magnitude;
3. Linearidade de fase.

O número efetivo de bits (ENOB -- Effective Number Of Bits) é o número usável de bits depois de descontado o ruído de fundo e distorção do conversor analógico-digital da placa. Ele é o fator determinante da faixa dinâmica do sistema. Teóricamente, uma placa com um conversor analógico digital de 16-bits teria uma faixa dinâmica de 98 dB.

DR = 6.02 x N + 1.76 dB

Onde

DR é a Faixa Dinâmica, N é o número de bits do conversor analógico-digital.

Porém, alguns bits do conversor analógico digital são tomados por ruído. Além disso existem distorções na conversão. Levando em consideração esses fatores, o número efetivo de bits pode ser determinado atravéz da expressão:

ENOB = (SINAD - 1.76) / 6.02

Onde

ENOB é o número efetivo de bits da placa, SINAD é a relação sinal ruído da placa (levando em consideração distorções harmônicas).

SINAD = 20 x log10( Sinal_RMS / Ruído_mais_distorção_RMS )

A linearidade de magnitude da placa é importante, pois ela influencia a relação sinal-ruído do sistema. Se ela não for boa, sinais fortes causarão distorções (sinais fantasmas). A linearidade de fase determina a qualidade da rejeição do sinal imagem (banda oposta).

Existe no mercado um grande número de placas com problemas sérios de linearidade de fase cuja origem esta em erro de projeto. Em algumas placas, um canal possui um retardo de precisamente uma amostra do conversor analógico digital. Com estas placas, a rejeição da banda oposta não é possível. O problema, porém, é facilmente corrigido em software e isso é uma função já incorporada em vários softwares.

Infelizmente muitos fabricantes de placas de som não revelam as características mencionandas acima. Felizmente, ha muita informação disponível da Internet. O link abaixo lista as caractarísticas de algumas placas.

http://www.baudline.com/solutions/full_duplex/

Alguns exemplos:

1. Uma placa SoundBlaster Live de 16 bits, quando configurada para fazer amostragens à 48 kHz, possue um número efetivo de bits de 12.4. Isso equivale a dizer que a faixa dinâmica da mesma é de

6.02 x 12.4 + 1.76 = 76.4 dB.

2. Uma placa Delta-44 de 24 bits, quando configurada para fazer amostragens à 48 kHz, possue um número efetivo de bits de 16.2. A faixa dinâmica neste caso é de

6.02 x 16.2 + 1.76 = 99.3 dB.

Ignorando outros fatores, ambas as placas funcionariam com o SDR, mas na pratica, qual seria a diferença entre as mesmas? A resposta esta na capacidade de recepção de sinais fracos na presença de sinais adjacentes muito fortes. Em dias de conteste a diferença entre as duas placas seria notável. Em dias comuns, a diferença pode ser impecerptível.

Nota: Os melhores e mais caros rádios de HF possuem uma faixa dinâmica em torno de 100 dB. Um SDR como o SDRZero possue uma fixa dinâmica acima de 100 dB. Eis a razão da placa de som ser um dos fatores determinantes na faixa dinâmica do sistema.

Como existem inúmeros tipos de placas de som com os mais diveros preços (e qualidade), o experimentador deve ter cautela. Caso algo não funcione como o previsto, dedique um pouco de atenção à placa de som. Existe muitas placas de baixo custo que funcionarão muito bem. Para os que buscam alta qualidade, nossa recomendação é a Delta-44 da Midiman.

Um projeto interessante para o futuro é a implementação de uma placa de som simples de 24 bits dedicada. Para o SDR, não existe a necessidade de mixers, interfaces MIDI, ajustes diversos, etc... Apenas um bom CODEC (conversor analógico-digial mais conversor digital-analógico). O interfaceamento da placa com o computador seria feito via USB. A placa poderia ficar dentro da caixa do circuito.

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