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Anderson Gomes - ags Breno Arajo do Vale - bav Eduardo Franklin - ehcf Paulo Fagner Tenrio - pftbm Rodolfo V C L de Andrade rvcla Tiago Lins Falco - tlf

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Roteiro Motivao Conceitos Importantes Filtros Dolby Modulaes Funcionamento de rdio Funcionamento de TV (analgica e digital)

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Motivao Aparelhos de TV e Rdio so bastante comuns em casas, independente da classe social TV e Rdio tm tudo a ver com Multimdia Som, imagem, texto, etc Como se d o recebimento e a transmisso de sinais de rdio e TV? Princpios de Comunicaes

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Conhecimentos importantes Para comunicaes, importante conhecer: Sinais e Sistemas Clculo diferencial Integral, derivada, etc Srie de Taylor Srie de Fourier Transformada de Fourier

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Sinais Em telecomunicaes, trabalha-se com SINAIS Um sinal um conjunto de dados ou informao Normalmente descrito em funo do TEMPO Um sinal representado por uma frmula matemtica Um sistema processa um sinal, modificando-o ou extraindo informao adicional Sinal de entrada x(t) Sinal de sada y(t) Sistema

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Ondas Sinais so representados por ondas Comprimento de onda: a distncia entre 2 mximos ou 2 mnimos consecutivos de uma onda. Perodo: o tempo necessrio para se completar 1 ciclo de onda Freqncia: o inverso do perodo. Medido em Hertz (hz) Freqncia angular: normalmente, dada em radianos por segundo w = 2 f

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Ondas Amplitude: uma medida da magnitude de oscilao de uma onda Suponha que o grfico acima tem funo y = Asen(wt) A amplitude mxima da onda A. A unidade depende de cada caso

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Ondas Fase: o resultado da associao de um ciclo de onda com uma volta no ciclo trigonomtrico. Pode ser dada em graus ou radianos y = Asen(wt + ) Duas ondas defasadas: mesma freqncia, mesmo comprimento de onda. Fases diferentes. (wt + ) a fase a fase inicial

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Distores Em transmisso de sinais, comum haver distores Um sinal sem distoro aquele que NO apresenta: Distores na amplitude ganho/atenuao bruscos Distoro na fase alteraes bruscas no atraso de fase Grfico que exibe a amplitude em funo da freqncia para 2 sinais

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Distores Em suma, um sinal sem distoro aquele que: Apresenta amplitude constante ou razoavelmente constante Atraso de fase constante ou razoavelmente constante

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Equalizao o processo de eliminao de distores em uma onda Para tal, utiliza-se um filtro equalizador Na prtica, nem sempre possvel ELIMINAR...... mas, podem-se reduzir distores Sinal de entrada Canal com distoro Sinal de Sada (com distoro) Filtro Equalizador Sinal de sada (sem distoro)

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Largura de Banda Corresponde largura da faixa de freqncias em que os sinais no so severamente distorcidos Banda passante

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Largura de Banda Amplitude em funo da freqnciaAtraso de fase em funo da freqncia

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Modulador e Demodulador Modulador Dispositivo que altera alguma propriedade de uma onda, gerando o que se conhece por sinal modulado Essa propriedade pode ser amplitude, fase, freqncia, etc. Exemplo: modulador AM, modulador FM, etc Demodulador: Dispositivo que recebe um sinal modulado e o recupera, fazendo operao inversa do modulador

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Modulador e Demodulador Exemplo prtico Modem Modulador e Demodulador ao mesmo tempo Modula dados a serem enviados pela Internet Demodula os dados recebidos

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Onda portadora Para que a informao seja transmitida em rdio e TV, necessrio ter uma onda portadora Essa onda o meio de transporte da informao de udio ou de vdeo, por exemplo A freqncia dessa onda aquela que se sintoniza no rdio, por exemplo

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Filtros So circuitos ou programas que fazem processamento de sinais. Atenuar partes indesejadas dos sinais. Realar partes desejadas do sinal. Utilizados em equalizao, telecomunicaes, processamento de imagens, etc.

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Classificando os Filtros Quanto a tecnologia: Analgicos: Filtros analgicos passivos Filtros analgicos ativos Digitais

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Classificando os Filtros Quanto ao tempo: Discreto Contnuo

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Classificando os Filtros Quanto a operao realizada: Linear No-Linear Quanto a resposta a um impulso: Finita Infinita

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Filtros Lineares Filtros Passa-Baixas Filtros Passa-Altas Filtros Passa-Faixa Filtros Rejeita-Faixa

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Filtros Passa-Baixas Componentes de baixa freqncia so inalterados. Componentes de alta freqncia so atenuados.

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Filtros Passa-Baixas

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Exemplos: Acstico: Uma parede atua como um filtro passa-baixas para o som. Eletrnico

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Filtro Passa-Baixas

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Filtros Passa-Altas Componentes de baixa freqncia so atenuados. Componentes de alta freqncia so inalterados.

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Filtros Passa-Altas

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Exemplos: Eletrnico

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Filtro Passa-Altas

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Filtros Passa-Faixa Componentes do sinal que estejam na faixa do filtro so inalterados. Componentes do sinal que estejam fora da faixa do filtro so atenuados. Pode ser implementado com a juno de um filtro Passa-Baixas e um Passa-Altas.

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Filtros Passa-Faixa

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Exemplos: Eletrnico

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Filtros Passa-Faixa

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Filtros Rejeita-Faixa Componentes do sinal que estejam na faixa do filtro so atenuados. Componentes do sinal que estejam fora da faixa do filtro so inalterados. Pode ser implementado com a juno de um filtro Passa-Baixas e um Passa-Altas.

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Filtros Rejeita-Faixa

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Exemplos: Eletrnico

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Filtros Rejeita-Faixa Filtros Notch: Um tipo particular de Filtro Rejeita-Faixa que possui uma faixa muito estreita.

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DOLBY Um sistema de reduo de rudos de udio o nome Dolby tornou-se sinnimo de tecnologia de reduo de rudos Introduzido por Ray M. Dolby em 1965, co-fundador da Dolby Laboratories Inc. Hoje conhecido como Dolby A-type empregado para gravaes em fita e transmisses

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Dolby A-Type Prov uma reduo de 10 dB nos rudos de transmisso e gravao, efeitos de modulao imperceptveis, baixa distoro e baixo nvel de gerao de rudos internos Permanece em uso em estdios de gravao (udio e filmes) e difusoras ao redor do mundo

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Dolby B-Type (1968) Verso para o pblico consumidor de gravadores de fitas Reduo de 10 dB no rudo em freqncias acima de 1kHz Mais simples e mais barata que a tecnologia Dolby Type-A

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Dolby C-Type Aplicaes em gravadores profissionais de videocassetes Reduo de 20 dB nas faixas de freqncia mais altas

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Dolby SR (Spectral Recording) O segundo sistema para uso profissional produzido pela Dolby Labs Inc, em uso desde 1986 Reduo de 25 dB nas faixas de freqncia mais altas Maximiza o sinal gravado usando sries complexas de filtros que mudam de acordo com o sinal de entrada

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Dolby S-Type Introduzido em 1990, como sistema de reduo de rudos para gravadores de fitas Reduo do rudo em 10 dB nas freqncias baixas e mais de 24 dB nas freqncias mais altas Tcnicas de reduo bastante semelhantes ao do Dolby SR

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Modulao Por que modular? Permite que vrios sinais possam ser transmitidos no mesmo canal. Melhor adequao do sinal s caractersticas dos canais. Reduo da banda relativa facilita transmisso com qualidade. Resolver problemas de engenharia.

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Modulao AM Aquela cuja variao da amplitude da portadora se d em funo do sinal modulador, que o sinal a ser transmitido. Fase e freqncia constante. Portadora: A*cos(w c *t) f c = w c / 2 Sinal modulador: Sinal (som) a ser transmitido f(t)

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Modulao AM Portadora Sinal modulado

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Sinais transmitidos Sinal de voz De 0,4 KHz a 3,4 KHz Sinal de udio De 0.01 KHz a 20KHz Sinal de vdeo De 0,01KHz a 4,2MHz

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AM:Tipos/Eficincia AM-DSB (Double Side Band): Este o mtodo que d origem a todos os outros mtodos de modulao em amplitude. Modulador e demodulador simples de implementar e barato. Desperdcio de potncia devido a transmitisso da portadora. Desperdcio em largura de faixa para transmitir as duas bandas. Baixa eficincia: no mximo 16,7%.

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AM:Tipos/Eficincia AM-SSB (Single Side Band): Melhora a eficincia do sistema, transmitindo somente a banda lateral superior ou inferior (USB Upper Side Band ou LSB-Lower Side Band). Portadora no transmitida, exige um receptor coerente. Circuito do modulador e demodulador complexo e caro. Ocupa menos estaes que o AM-DSB. Menos rudo do que no AM-DSB. Alta eficincia: aproveita at 100%.

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AM:Tipos/Eficincia AM-VSB (Vestigial Side Band): A modulao SSB no tem boa resposta em baixas freqncias e os filtros so de difcil realizao. Uma das bandas quase totalmente transmitida e a outra quase totalmente suprimida. Privilegia a economia de banda, sem circuitos muito complexos. Demodulador simples e barato. Surgiu junto com a televiso.

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AM: Onde utilizada? AM-DSB Radiodifuso AM-SSB Rdio-amador (ondas curtas) e walkie-talkie Comunicao ponto-a-ponto AM-VSB Transmisso da poro de vdeo do sistema pblico de televiso

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Modulao em ngulo Neste tipo de modulao o ngulo da portadora varia de acordo com o sinal modulador. Neste tipo de modulao temos: Modulao em freqncia (FM); Modulao em fase (PM);

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Modulao PM Aquela cuja variao da fase instantnea linearmente proporcional ao sinal modulador. Amplitude constante. Semelhante a modulao FM. No possvel saber se uma onda FM ou PM apenas pela forma de onda ou espectro : preciso ter como referncia o sinal modulador.

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Modulao FM Aquela cuja variao da freqncia instantnea em torno da freqncia da portadora proporcional ao sinal modulador Ou seja, se f instantneo = f instantneaDoSinal f portadora Um sinal FM : f instantneo = Constante * f(t)

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Modulao FM Tanto em FM como em PM, a amplitude da onda modulada CONSTANTE VdeoVdeo AppletApplet

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FM:Tipos/Eficincia FM(t) = A cos( c t + sen m t) Banda Estreita (NBFM):

FM:Tipos/Eficincia FM(t) = A cos( c t + sen m t) Banda Larga (WBFM): >> 1 Ampla utilizao Banda passante depende essencialmente da amplitude do sinal modulador Aproximadamente 100% de Eficincia

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WBFM vs. AM Modelada em Freqncia e no em Amplitude No economiza banda Proteo do sinal contra rudos de amplitude Maior qualidade na transmisso Eficincia

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FM: Onde utilizada? NBFM Comunicao em Servios pblicos (polcia, bombeiros) 30 50 MHz, 136-174 MHz, 450-470 MHz, 800 MHz Rdio Amador 29.5 29.7 MHZ, 52 54 MHz, 144 148 MHz, 222 225 MHz, 440 450 MHz, 902 MHz, 1240 1300 MHz e < 2.3 GHz Fonte: http://www.ycars.org/EFRA/Module%20B/fmapps.htm

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FM: Onde utilizada? WBFM udio Televiso Analgica Comunicao ponto-a-ponto Troca de dados Rdio FM 88 108 MHz Fonte: http://www.ycars.org/EFRA/Module%20B/fmapps.htm

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Rdio: Princpio de Funcionamento

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Rdio: Esquemtico e Espectros FONTE: http://www.burgoseletronica.net/blocosdoradioamfm.htm FM: 88 a 108 MHz e f = 75 kHz AM: 530 a 1650 kHz

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Rdio: Antena FONTE: http://www.burgoseletronica.net/blocosdoradioamfm.htm Recepo dos sinais das Emissoras Todas Emissoras + Rudos

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Rdio: Sintonia FONTE: http://www.burgoseletronica.net/blocosdoradioamfm.htm Sintonizar Emissora Reduzir para Freqncia Intermediria Igual para todas Emissoras Facilitar Filtragem

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Rdio: Detetor ou Demodulador FONTE: http://www.burgoseletronica.net/blocosdoradioamfm.htm Amplificar sinal Demodulao Separar udio da FI Utilizando demoduladores AM e FM

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Rdio: Amplificao do udio FONTE: http://www.burgoseletronica.net/blocosdoradioamfm.htm Amplificar sinal Potncia suficiente para produzir som no falante

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Receptor Super-Heterdino

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TV Analgica Transmisso Analgica Antiga Transmisso Analgica Moderna

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TV Analgica Uma cmera de vdeo obtm uma imagem de uma cena. A cmera rasteriza a cena. Sinais de sincronizao

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TV em Cores: Uma revoluo Um sinal extra de crominncia acrescentado pela superposio de uma onda senoidal de 3,579545 MHz sobre um sinal padro preto e branco. Uma mudana de fase no sinal de crominncia indica a cor a ser exibida. Uma TV preto e branco filtra e ignora o sinal de crominncia. Uma TV em cores retira essa informao do sinal e decodifica a mesma.

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Transmisso Analgica Sinal de Video Amplitude modulada Sinal de udio Freqncia modulada (+/- 25 KHz) Quando voc acrescenta som, um sinal de TV necessita de 6 MHz de banda.

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O que h de errado com a tv analgica?

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A falta de interao! Com a TV Digital, o espectador poder votar no eliminado do Big Brother ou comprar a roupa da atriz principal da novela com o controle remoto Renato Sabatine, pesquisador da Unicamp

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A Resoluo! Resoluo de TV Analgica: Cerca de 512 x 400 pixels (definio normal) Fantasmas e chiados Resoluo de um monitor de computador: Cerca de 640 x 480 pixels Resoluo de Full HD 1920 x 1080 = 2.073.000 pixels

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Sinal Digital Em seu canal digital, cada radiodifusor envia um total de 19,39 megabits por segundo (Mbps) de dados digitais. Como utilizar? nico programa: 19,39 Mbps Subcanais: diviso do canal em vrios sinais diferentes (talvez quatro sinais de 4,85 Mbps cada uma).

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Progressivo X Entrelaado Entrelaado Metade das linhas da resoluo total a cada 1/60 segundos Progressivo todas as linhas da resoluo Formatos de compresso digital 480p 640 x 480 pixels progressivos 720p 1280 x 720 pixels progressivos 1080i 1920 x 1080 pixels entrelaados 1080p 1920 x 1080 pixels progressivos

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Ginga Middleware de especificao aberta Camada de software intermediria Consiste de mquinas de execuo das linguagens oferecidas e bibliotecas de funes Ginga-J e Ginga-NCL

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Investimentos governamentais? Tema para um prximo seminrio...