COMUNICAÇÕES A LONGAS DISTÂNCIAS

As radiações electromagnéticas

COMUNICAÇÃO A LONGAS DISTÂNCIAS

SOM:

- NÃO TEM GRANDE ALCANCE

- PRECISA DE MEIO MATERIAL

- VÁRIOS SINAIS JUNTOS SÃO DE DIFICIL PERCEPÇÃO

SOLUÇÃO:

- ONDAS DE RÁDIO

COM ELAS É POSSÍVEL TRANSPORTAR O SOM OU OUTRA INFORMAÇÃO MUITO MAIS

LONGE E MUITO MAIS RAPIDAMENTE

MODULAÇÃO

MAXWELL

Conseguiu em 1864 unificar as ideias isoladas sobre electricidade e magnetismo em apenas 4 equações que são ainda hoje a base do fenómeno ELECTROMAGNETISMO

- Na altura, Maxwell concluiu que o campo eléctrico e magnético se propagavam como ondas e à velocidade de 300 000 km/s.

- Como já se conhecia a velocidade da luz, concluiu então que esta era uma onda electromagnética.

No entanto, faltou a base experimental

HERTZ

Uma onda electromagnética pode ser gerada criando um campo eléctrico variável. Este gera na sua vizinhança um campo magnético também variável que por sua vez gera um campo eléctrico variável e assim sucessivamente.

 

Ano de 1885 - HEINRICH RUDOLPH HERTZ, físico alemão, mostrou praticamente a existência de energia prevista por Maxwell em forma de ondas electromagnéticas.

Os seus aparelhos representam em forma embrionária um transmissor e um receptor de oscilações electromagnéticas.

Ano 1890 - EDUARDO BRANLY , físico e académico francês, idealizou o "COESOR", o primeiro detector de oscilações eletromagnéticas , de sensibilidade suficiente para possibilitar a construção dos primeiros receptores de rádio de aplicação prática.

BRANLY

No ano seguinte, numa conferência pública, recebeu o primeiro radiograma transmitido por seu assistente que se encontrava num outro prédio da Universidade de St. Petersburgo.

O telegrama constava de duas palavras: "Heinrich Hertz".

  Alexander Stepanovitch Popov (1859 - 1906) -  Em Junho de 1895 constrói um aparelho (receptor) para detectar distúrbios eléctricos atmosféricos, ao qual liga uma antena, que denomina "colector" e também o liga à terra. O aparelho foi instalado no observatório meteorológico do Instituto Florestal em St. Petersburgh, Rússia.

POPOV

- Em 1895 conseguiu produzir ondas hertzianas que se propagaram a uma distância de 2400 m

- Em 1896 essas ondas já chegavam a uma distancia de 3 km

- Em 1899 já conseguiam atravessavam o canal da mancha

Em 1895, em Itália, o jovem GUGLIELMO MARCONI, de 21 anos de idade, discípulo do professor de física AUGUSTO RIGHI, destacou-se e ficou conhecido no mundo científico pelas suas experiências com as ondas hertzianas, aperfeiçoando ainda mais o oscilador Hertz, o coesor de Branly e a antena de Popov.

MARCONI

Em Londres fundou a Companhia Marconi, com o fim de explorar comercialmente, as suas patentes. Sendo uma organização exclusivamente comercial, fundada com fins lucrativos, possibilitou um rápido aproveitamento do novo sistema de comunicações, popularizando e divulgando o interesse pelas radiocomunicações em geral.

Em 1900 o telégrafo já era bastante usado e conhecido, porém o "telégrafo sem fio", era uma novidade total mesmo nos meios científicos europeus ou americanos. O "telefone sem fio" usando como onda portadora um raio de luz ou outra vibração electromagnética, era uma ideia totalmente original e cuja prioridade pertence ao brasileiro Landell de Moura.

Nos seus aparelhos, o padre Landell fez uma mistura e combinação de todos os princípios de comunicações já conhecidos e ainda desconhecidos.

LANDELL

MODULAÇÃO

DE AMPLITUDE (AM) DE FREQUÊNCIA (FM)

Combinação de DOIS sinais:

ONDA PORTADORA – natureza electromagnética

SINAL A TRANSMITIR

MODULAÇÃO AM

CONSISTE EM MISTURAR OS DOIS SINAIS DE FORMA QUE A VARIAÇÃO DA AMPLITUDE DA ONDA DE RÁDIO CORRESPONDA À INFORMAÇÃO

DO SINAL ÁUDIO.

ISTO É MODIFICA-SE A AMPLITUDE DA ONDA PORTADORA

Depois da telegrafia, é certamente o método mais antigo de transmissão e recepção de sinais. Ainda é bastante usado em rádio, televisão analógica e outros equipamentos de comunicação.

MODULAÇÃO FM

CONSISTE EM MISTURAR OS DOIS SINAIS DE FORMA QUE A VARIAÇÃO DA FREQUÊNCIA DA ONDA DE RÁDIO CORRESPONDA À INFORMAÇÃO

DO SINAL ÁUDIO.

ISTO É

MODIFICA-SE A FREQUÊNCIA DA ONDA PORTADORA, obtendo-se um sinal de melhor qualidade podendo-se

ainda eliminar o ruído.

Só é possível com frequências mais elevadas

Se, em vez de variar a amplitude, o sinal modulante variar a frequência da portadora, pode-se esperar uma melhor qualidade de transmissão, uma vez que a frequência do sinal não é afectada por interferências. A contrapartida para a melhor qualidade da FM é uma largura de banda maior.

A modulação de amplitude apresenta, além de outras, a desvantagem da elevada sensibilidade a interferências. Isso é facilmente observado ao se sintonizar um receptor de AM.

A contrapartida para a melhor qualidade da FM é uma largura de banda maior.No caso de rádios, enquanto uma transmissão de AM pode ser razoavelmente efectuada numa faixa de 10 kHz, uma de FM precisa de larguras tão altas como 150 a 200 kHz para uma boa qualidade.

Por isso, as frequências reservadas para transmissões comerciais de rádios de FM estão na faixa de VHF, de 88 a 108 MHz, para acomodar um número razoável de estações.

SINAIS

ANALÓGICOS DIGITAIS

- Transformação do som num sinal eléctrico

- Captação de imagem por uma máquina de filmar (tensão variável consoante a luz captada)

Característica fundamental é a variação contínua com o tempo de uma determinada grandeza física

- Sequência ordenada de símbolos seleccionados a partir de um conjunto de elementos discretos

- Sequências de 0 e 1 (corresponde ao ligar e desligar de corrente, por exemplo)

O sinal digital é uma função discreta

SINAIS

DIGITAIS

(vantagens)

- O RUÍDO (sinais ocasionais que deformam a mensagem) é praticamente eliminado da informação

- Na transmissão não há perdas de amplitude- Pode ser encriptável, ou seja, escondido. (p.ex códigos secretos)

Digitalizar uma figura

Sinal analógico

Sinal digital

Sinal analógico

Sinal digital

No computador, um bit é um instante em que ele verifica a presença ou ausência de tensão e ele representa as duas opções com os dígitos zero e um. Como só dispõe de dois algarismos, 0 e 1, num bit, o computador forma o número zero ou o número 1. Mas em dois bits, forma quatros números, 00, 01, 10 e 11, que correspondem a 0, 1, 2 e 3. Com três bits, 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110 e 111, temos oito números, de 0 a 7. Em quatro bits, de 0000 a 1111, formamos números de 0 a 15. Cada bit a mais dobra a quantidade de valores possíveis.

Já que 8 bits (1 byte) permitem formarmos 256 números, o som digitalizado em 8 bits só tem 256 volumes possíveis ao longo do tempo. E a dinâmica do ouvido humana é muito mais sofisticada, conseguindo distinguir desde o bater das asas do mosquito até uma turbina de avião, som milhões de vezes mais forte.

Em 16 bits (2 bytes), que é o formato usado nos CD de áudio, temos 65536 volumes possíveis, o que já é um salto qualitativo. Os 24 bits (3 bytes) usados no DVD permitem 16.777.216 variações na amplitude.

Podemos trabalhar com arquivos maiores, como 24 bits e depois converter para 16 ou menos bits, já que esses valores são múltiplos uns de outros.