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Conteúdo
1. Teoria das linhas de transmissão.
2. Linhas de transmissão.
3. Sistemas de transmissão de áudio, vídeo e dados
4. Antenas.
5. Acessórios.
6. Televisão via satélite.
7. Sistemas colectivos de antenas de TV.
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1- Teoria linhas de transmissão1- Teoria linhas de transmissão
Um cabo coaxial, uma linha bifilar ou Linhas Microstrip são
exemplos de estruturas que permitem guiar energia
electromagnética (linhas de transmissão ) entre dois pontos. A
distribuição dos campos nestas estruturas é representada na figura
seguinte:
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Campo Eléctrico - Magnético - DistânciaCampo Eléctrico - Magnético - Distância
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EquaçõesEquações
2. Linhas de transmissão.
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ComplexidadeComplexidade
Talvez sim talvez não, podemos simplificar estes Talvez sim talvez não, podemos simplificar estes circuitos adaptando os mesmos a sistemas mais circuitos adaptando os mesmos a sistemas mais simples, considerando pontos onde pretendemos simples, considerando pontos onde pretendemos
calcular os nossos parâmetros.calcular os nossos parâmetros.
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Tipos de linhas de transmissãoTipos de linhas de transmissão
Coaxial
Bifilar (par de cobre)
Microstrip
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Teoria linhas coaxialTeoria linhas coaxial
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Linhas Microstrip - circuito impresso
Epoxy de 1.6mm com 35 microns de cobre e dialectrico Er=4.8 Vp=0,528 da Vpv.
Para manter as suas característica sempre uniformes de 50Ω, a sua largura deverá ser de 2.7mm e o seu comprimento múltiplo de ¼ de onda.
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ConceitosO teorema da máxima transferência de potência refere que os sistemas só transferem a máxima potencia se estiverem adaptados, isto é quando a impedância do emissor e igual a da carga.
Neste caso deparamos com um problema e a linha de transmissão?Sim, a linha também deve ter a mesma impedância do emissor e do receptor.
Surge-nos um problema porque ao logo da linha vamos tendo valores diferentes de impedância.
Se tivermos uma única frequência de Tx é fácil fazer a adaptação conforme se demonstra.
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Problemas causados pelas desadaptação
Os máximos de tensão ocorrem em pontos da linha onde a tensão incidente
está em fase com a tensão reflectida, e os mínimos onde estas duas tensões
estão em oposição de fase. Como as duas tensões, incidente e reflectida,
circulam em sentidos opostos e com a mesma velocidade Vp, a resultante é
uma onda parada ou estacionaria.
Cálculo comprimento de onda
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λ(m) = 300 000 (km/s) / f (Hz)
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Exemplo:
Pretende instalar uma antena para a banda de VHF 187Mhz.
Suponhamos que são necessários +- 20 metros de cabo RGC-213
do emissor à antena.
O cabo escolhido foi o RGC-213, em que o factor de velocidade de
RF no cabo é de 0,82 da velocidade da luz.
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Cálculo:
y =(300.000 / (187.000 ) y =1,6 m
y =1,6 x 0,82 y =1,312 m ( comprimento de onda no cabo)
Cálculo de ¼ onda
(1,312 / 4 ) = 0,328 m
Vamos fazer múltiplos impares de ¼ de y
0,328 x51 = 16,728 m o comprimento não chega
0,328 x61 = 20,008 metros ok
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Atenuações
Cálculo para outras frequências (interpolação):
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Adaptação Adaptação de de
impedânciasimpedâncias
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a) Normalizar a impedância da carga :
e coloca-la na carta Smith.b)Desse ponto podemos obter o
coeficiente de reflexão,e o valor de VSWR
50 751 1,5
50L
jz j
Exemplo:
Vamos utilizar valores para as admitâncias e impedâncias e
representar na carta se Smith.
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Portadora de áudio e vídeo Portadora de áudio e vídeo e modulação
3-Sistemas de transmissão e áudio e vídeo 3-Sistemas de transmissão e áudio e vídeo e dadose dados
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Portadora + modulaçãoPortadora + modulação
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TV DIGITAL
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A norma MPEG-2 foi desenvolvida pela ISO/IEC/JTC/SC29/WG11 e é
conhecida por ISO/IEC 13818. Tem como objectivo disponibilizar uma
qualidade CCIR/ITU-R () para NTSC, PAL, SECAM e também ser capaz de
suportar qualidade HDTV. Esta norma possibilita um elevado débito binário (até
40Mb/s), disponibiliza até cinco canais áudio (surround sound), possibilita a
utilização de frames com maior tamanho (incluindo HDTV) e também possibilita
a utilização de vídeo entrelaçado.
MPEG-2
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A norma MPEG-2 foi publicada em seis partes. Na primeira
parte é especificada a camada de codificação do MPEG-2.
Nesta parte é definida uma estrutura multiplexada para
combinação de áudio e vídeo e meios de representação de
informação temporal necessária à reprodução de
sequências sincronizada em tempo real. Na segunda parte é
especificada a representação codificada de informação de
vídeo e o processo de descodificação necessário à
reconstrução das imagens.
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A terceira parte é referente à codificação e representação da
informação de áudio. Na quarta parte são definidos os testes
de conformidade para descodificadores e streams. A quinta
parte é denominada de Reference Software, sendo
responsável pela implementação de software referente a
partes da especificação técnica. Na sexta parte,
denominada de DSM-CC (Digital Storage Media – Command
Control) são especificados os protocolos de gestão e
controlo.
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O MPEG-2 pode ser divido em dois grupos referentes a
objectivos de qualidade: Distribuição Primária e
Secundária.
Os requisitos de qualidade dependem da aplicação e
estão directamente relacionados com a resolução
(espacial e temporal) dos sinais de áudio e vídeo e com o
débito binário e consequentemente do factor de
compressão.
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Outros requisitos da norma prendem-se com: uma larga
amplitude na resolução espacial e temporal ambos em
formatos progressivo e entrelaçado, flexibilidade em
termos de débito binário (constante ou variável), diversos
formatos de sub-amostragem de crominância (4:4:4,
4:2:2, 4:2:0), flexibilidade na adaptação a diferentes
canais de transmissão e armazenamento.
Estrutura de Vídeo: A estrutura de vídeo consiste nas
seguintes camadas hierárquicas: GOP, Pictures, Slice,
Macroblock, Block.
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ESTRUTURA DE VIDEO
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A sequência de vídeo é iniciada com um cabeçalho, incluí um
ou mais grupos de imagens e termina com código de
terminação de sequência. O GOP (Group of Pictures) é
composto por um cabeçalho e uma série de uma ou mais
imagens que permitem um acesso aleatório na sequência. A
imagem é a unidade primária de codificação de uma
sequência de vídeo.
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Uma imagem consiste em três matrizes rectangulares que
representam a luminância (Y) e as duas crominâncias (Cb e
Cr). A matriz Y tem um número par de linhas e colunas,
enquanto que as matrizes das crominâncias têm uma vez e
meia o tamanho da matriz Y em cada direcção (horizontal e
vertical). O Slice é constituído por um ou mais macroblocos
contíguos, sendo que a ordem dos macroblocos num slice é
da esquerda para a direita ou de cima para baixo.
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Estes componentes são importantes no tratamento de erros. Se a
sequência de vídeo tiver um erro o descodificador pode saltar para o
início do slice seguinte. Ao existirem mais slices na sequência de vídeo
existe também uma maior robustez quanto ao erro no entanto isso
significa bits que não serão utilizados na imagem diminuindo a sua
qualidade. Os macroblocos são a unidade básica de codificação no
algoritmo MPEG. É um segmento de pixels 16×16 numa trama, que
consiste em 4 blocos Y, 1 bloco Cr e 1 bloco Cb. Os blocos são a mais
pequena unidade de codificação no algoritmo MPEG. Consiste em pixels
8×8 e pode ser de três tipos diferentes: luminância (Y), crominância
vermelha (Cr) ou crominância azul (Cb).
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A norma MPEG define três tipos de imagem: Intra
Pictures (I-Pictures), Predited Pictures (P-Pictures) e
Bidirectional Pictures (B-Pictures).
A norma MPEG-2 define 4 perfis e 4 níveis de modo a
assegurar a inter-operabilidade das várias aplicações. Os
perfis definem a resolução e a escalabilidade da sequência
de vídeo. Os níveis definem o máximo e o mínimo da
resolução da imagem, o número de amostras de luminância
(Y) por segundo, o número de camadas de áudio e vídeo
suportadas pelos perfis de escalabilidade e o máximo débito
binário por perfil.
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MPEG-4/H.264
A norma H.264 foi adoptada pelo grupo MPEG para ser um esquema
de vídeo compressão chave no formato MPEG-4 para partilha de
conteúdos digitais. O H.264 é por vezes referido como MPEG-4 Part
10 (parte da especificação MPEG-4 ou como AVC (MPEG-4
Advanced Video Coding).
Este novo esquema de compressão surgiu como resposta às
crescentes necessidades do mercado que tornaram o MPEG-2 e
outros codecs de vídeo ineficientes. A cada vez maior capacidade de
processamento dos computadores de hoje em dia e a crescente
exigência em termos de qualidade de vídeo foram os grandes
motores para o desenvolvimento desta norma.
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Comparação entre MPEG-2 e MPEG-4/H.264
Esta norma possibilita uma qualidade de vídeo superior, a um dado
débito binário, uma resolução elevada e baixo requisitos de
armazenamento.
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Comparação com MPEG-2: Existem várias diferenças
entre os dois esquemas de compressão, mas um ponto
chave é o facto do H.264 ter sido desenvolvido de modo a ter
factores de compressão bastante mais elevados que o
MPEG-2. No entanto, este elevado factor de compressão (até
2 a 3 vezes mais eficiente que o MPEG-2) é conseguido às
custas de requisitos computacionais bem mais elevados. Esta
necessidade de recursos computacionais é dispersa ao longo
do processo de descodificação, mas três técnicas destacam-
se: Entropy encoding, menor tamanho dos blocos e In-Loop
deblocking.
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Comparação entre MPEG-2 e MPEG-4/H.264
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AAC
O AAC (Adavanced Audio Coding) é um formato normalizado de compressão
áudio digital com perdas (lossy). Foi desenvolvido com a colaboração e
contribuição de companhias como: Dolby, Fraunhofer (FhG), ATT, Sony e
Nokia e foi oficialmente declarada como norma internacional pelo grupo MPEG
em Abril de 1997. Esta norma foi promovida como sendo a sucessora do MP3,
seguindo o mesmo tipo de codificação da Layer-3 (filtros de alta resolução,
quantificação não uniforme, codificação de Huffman) mas melhorando a
qualidade a baixo débito binário através de novas técnicas de codificação. A
sua popularidade nos dias de hoje deve-se à adopção por parte da Apple no
software iTunes.
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O MPEG AAC possibilita uma excelente qualidade áudio.
Sendo perceptível as melhoras na qualidade a apenas 64 Kbit/s por
canal, cumprindo os requisitos para transmissão definidos pela
European Broadcasting Union. Disponibiliza bandas de amostra desde
os 8 kHz até aos 96kHz, com débitos binários até 256 Kbit/s e com
suporte para 48 canais. Os baixos requisitos computacionais do AAC
tornam-no no codec ideal para qualquer aplicação áudio de baixo
débito binário e elevada qualidade.
Fonte: http://www.tvdigital.tecnopt.com/normas-video-tdt/
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AntenasAntenas4.
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Conceitos sobre DecibelConceitos sobre Decibel
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-5-5
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CALCULO DO COMPRIEMNTO DE ONDA
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Exemplo de uma transmissão
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Calculo de uma antena
AAntena ½ ondantena ½ onda
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Calculo de uma antena
λ = 300 x 0.95 / f (Mhz)= 300 x 0.95 / f (Mhz)
AAntena ½ ondantena ½ onda
¼ de onda fica x=¼ de onda fica x= λ /4/4
xx xx
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Calculo Antena yagi 4 elementosAntena yagi 4 elementos
λ =300/ f (Mhz)=300/ f (Mhz)
Dipolo = 142,5 / F (em MHz).Reflector: 0,49 x λ
O tamanho do primeiro director 0,43 x λ O segundo director de: 0,40 x λ
Espaço entre elementos Reflector Dipo=0,25λ
Dipolo D1= 0,15Dipolo D1= 0,15 λD1 D2=0,15D1 D2=0,15 λ
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5 -ACESSORIOS
O sistema de MATV, a instalar
preferencialmente na cobertura do edifício,
será constituído pelas respectivas antenas e o
sistema mecânico de fixação das mesmas. As
antenas devem ser escalonadas ao longo de
um mastro, de acordo com a figura seguinte.
A título de exemplo são apresentados todos
os possíveis tipos de antenas:
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Recomenda-se, como mínimo, as seguintes
características técnicas para o mastro de fixação das
antenas:
* Altura mínima de 1m e máxima de 3m. Por imperativo
de uma correcta recepção de sinal, o sistema de fixação
pode ir para além de 3m de altura, desde que seja
composto por lanços de torres, terminando no mastro de
3m, devidamente suportados;
* Diâmetro mínimo de 40mm e parede com espessura
mínima de 1,5mm;
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* Conjunto de 2 chumbadouros, espaçados de 50cm,
fixados a uma empena perpendicular ao plano de terra,
através de um sistema de 3 pontos no mínimo, ou
previamente chumbados no betão da parede; a
instalação do mastro deve ser efectuada durante a
construção da cobertura do edifício;
* O sistema de ligação à terra é da responsabilidade do
instalador da rede eléctrica do edifício.
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O sistema de captação de sinais de satélite, composto por
tantas antenas quantas as que o projectista definir como
necessárias, será cuidadosamente fixado de acordo com os
seguintes critérios:
1- O sistema deve estar fixado, ou prevista a sua fixação, numa
zona da cobertura do edifício com abertura de 180º para SUL Só
assim se garante a captação de todos os satélites, com emissão
para território nacional.
6 – Televisão via satélite
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7 – Sistemas colectivos de antenas de TV
Sistemas que permitem a utilização de uma antena por todos os condóminos.Vantagens:Redução de custosEstéticaFuncional
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As CR tem três graus de qualidade, dependendo essencialmente da
dimensão da rede que servirão:
CR1 – Cabeça de Rede Local ou Remota, de grau 1
• Trata-se de uma CR cujos sinais de saída servirão pelo menos uma CR de
cada um dos graus inferiores (2 e 3) instaladas a jusante. Os sinais
passarão, pelo menos, por três sistemas de amplificação antes de atingirem
os pontos terminais da rede - Tomadas Coaxiais.
• As CR1 permitem:
- Tratamento dos sinais externos, recebidos, nomeadamente, via terrestre ou
satélite, através de processadores com
Controlo Automático de Ganho (CAG);
- Modulação de sinais próprios (videovigilância, videoporteiro, canais de
satélite livres, etc.) em Banda Lateral Vestigial (BLV).
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Cabeça de Rede
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CR2 – Cabeça de Rede de Distribuição, de grau 2
• Como ponto de re-amplificação de sinais provenientes de uma CR1,
sendo constituída por equipamento amplificador ou regenerador de sinal,
denominado Amplificador de Coluna.
Amplificador de Coluna (Re-amplificação)
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• Como ponto de Recepção e Tratamento de Sinais, trata-se de uma
Central cujos sinais de saída servirão pelo menos uma Central de
Grau inferior (3) instalada a jusante. Os sinais passarão assim, pelo
menos, por dois sistemas de amplificação antes de atingirem os
pontos terminais da rede - Tomadas Coaxiais.
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Torna-se fundamental que as CR2 apresentem:
- Tratamento dos sinais externos, recebidos via
terrestre, através de sistemas selectivos, que cumpram
os valores Relação
Portadora/ Ruído e Relação Portadora/ Interferência.
- Modulação de sinais próprios (videovigilância,
videoporteiro, canais de satélite livres, etc.) em Banda
Lateral Vestigial.
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Como ponto de Recepção e Tratamento de Sinais, trata-se de uma CR
cujos sinais de saída servirão directamente os pontos terminais da rede -
Tomadas Coaxiais.
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• Torna-se fundamental que estas CR3 apresentem:
- Tratamento dos sinais externos, recebidos via terrestre, através de sistemas
selectivos, cumpridores dos valores relação Portadora/ Ruido e Relação Portadora/
Interferência, assinalados nas tabelas.
- Modulação de sinais próprios (videovigilância, videoporteiro, canais de satélite
livres, etc.) aconselhável em Banda Lateral Vestigial.
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REQUISITOS TECNICOS GERAIS
PRE-AMPLIFICADOR
Dispositivo de elevada sensibilidade, associado
normalmente a recepção terrestre, e que poderá ser
sempre utilizado quando
os níveis de sinal, captados na antena, sejam inferiores a
60dBμV. Com um factor de ruído bastante baixo, estes
dispositivos tem como principal função elevar os níveis de
potencia dos sinais recebidos, sendo o ruído introduzido
desprezável.
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REQUISITOS TECNICOS GERAIS
Serão colocados o mais próximo possível das antenas de
recepção e caracterizam-se por:
• Apresentar baixa figura de ruído, Fr≤2,5dB;
• Estarem preferencialmente incluídos na caixa de
ligações da antena;
• Impedância característica de 75Ω;
• Blindagem Classe A;
• Apresentar indicações sobre o Modelo e o Fabricante.
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AMPLIFICADOR
Acessório activo que, quando alimentado local ou remotamente, tem
como função amplificar os sinais de radiofrequência presentes na sua
entrada, dentro da banda de resposta para a qual foi dimensionado.
Vários tipos de amplificador poderão ser parte integrante de um sistema
coaxial. Destacam-se e identificam-se três modelos e conceitos, pela
frequência e importância com que são utilizados:
• Amplificador de Banda Larga Selectivo;
• Amplificador Monocanal;
• Amplificador de Linha.
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AMPLIFICADOR DE BANDA LARGA SELECTIVO
Equipamento a instalar na CR, que tem como principais funções a
Selectividade, Amplificação e Equalização dos serviços recebidos por
antena terrestre.
Estando o espectro hertziano terrestre, nas bandas de TV e FM,
densamente ocupado por sinais úteis, e também por sinais parasitas ou
ruído, deve o sistema de amplificação filtrar e não contribuir para
potenciar interferências na rede. Esta rejeição de sinais indesejados e
possível com recurso a sistemas selectivos e filtrados, na amplificação.
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Os Amplificadores de Banda Larga Selectivos apresentam a
particularidade de serem constituídos por um primeiro bloco,
independente por canal ou por grupo de canais, possibilitando
a necessária selectividade e equalização dos canais
passantes para a rede e por um segundo bloco, comum a
vários ou todos os canais, onde se garante a potencia de
saída necessária para a rede de distribuição.
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A selectividade garante, desde logo, que não passam para
a rede de distribuição os sinais parasitas indesejados
existentes no espectro hertziano terrestre e cuja diferença
de grandeza, entre estes e os sinais úteis – Relação
Portadora/Ruido – não e, para os diferentes tipos de
modulação, inferior aos valores apresentados na tabela
seguinte.