Questão de Redes de Computadores — Modulação e Multiplexação — CESPE / CEBRASPE 2025

Quantização uniforme × não uniforme (Lei A/Lei μ)

Gabarito: ❌ ERRADO. A afirmativa inverte a relação entre os dois processos: é a quantização não uniforme (Lei A ou Lei μ) que garante relação sinal-ruído de quantização aproximadamente constante numa faixa maior de variação da potência do sinal, enquanto a quantização uniforme mantém essa relação constante apenas para uma faixa estreita de amplitudes. A banca trocou o sujeito da vantagem — e é exatamente essa inversão que derruba o item.

A quantização é a etapa da conversão analógico-digital (PCM) em que os valores contínuos da amostra são aproximados por um conjunto finito de níveis. No quantizador uniforme, os níveis de decisão e de reconstrução são igualmente espaçados ao longo de toda a faixa de entrada: o passo de quantização é constante. A consequência é que o ruído de quantização (erro entre o valor real e o nível escolhido) tem potência aproximadamente constante, independentemente da amplitude do sinal. Ora, se o ruído é constante e a potência do sinal varia, a relação sinal-ruído (SNR) varia com a amplitude: sinais fortes têm SNR alta; sinais fracos, SNR baixa. Em outras palavras, a SNR do quantizador uniforme é proporcional à potência do sinal — ela só é constante se a potência do sinal for constante, o que não ocorre em sinais de voz, por exemplo, que têm grande variação de amplitude entre sons fortes e fracos.

O quantizador não uniforme (Lei A, usada na Europa/Brasil, e Lei μ, usada nos EUA/Japão) resolve justamente esse problema. Ele comprime os níveis de quantização para amplitudes pequenas (passo menor) e os expande para amplitudes grandes (passo maior), de modo que o ruído de quantização fique proporcional à amplitude do sinal. O resultado é que a relação sinal-ruído de quantização permanece aproximadamente constante ao longo de uma ampla faixa de variação da potência do sinal de entrada — tipicamente 24 dB de faixa dinâmica a mais que o uniforme para a mesma quantidade de níveis. É por isso que os codecs de voz (como o G.711) usam Lei A/μ: a voz tem picos e vales de amplitude muito diferentes, e o quantizador não uniforme mantém qualidade perceptiva tanto para trechos sussurrados quanto para trechos fortes.

A pegadinha da banca está na inversão do sujeito da vantagem. O item afirma que a quantização uniforme garante SNR constante numa faixa maior de variação de potência — o oposto do que a teoria estabelece. A vantagem descrita (SNR constante em faixa ampla) é atributo da quantização não uniforme; a uniforme, ao contrário, tem SNR que degrada para sinais de baixa amplitude. Guarde o par: uniforme = passo constante = SNR varia com a amplitude; não uniforme = passo adaptado à amplitude = SNR aproximadamente constante em faixa ampla. É nesse contraste que o item se resolve.

Item — ❌ ERRADO

A afirmativa atribui à quantização uniforme uma vantagem que pertence à quantização não uniforme. No quantizador uniforme, o passo de quantização é fixo, logo a potência do ruído de quantização é aproximadamente constante e a relação sinal-ruído cai quando a potência do sinal diminui — ela não permanece constante numa faixa maior de variação. A constância da SNR numa faixa ampla de potências é exatamente a finalidade da Lei A/Lei μ (compressão/expansão), que concentra níveis nas amplitudes menores para reduzir o ruído relativo nos sinais fracos. Portanto, o item está errado por inverter o comportamento dos dois processos.

Gabarito: ❌ ERRADO.