Comunicações a Longas Distâncias

10-01-2015
Física – 11º Ano
COMUNICAÇÕES A LONGAS DISTÂNCIAS
MARÍLIA PERES
TRANSMISSÃO DE INFORMAÇÃO
Produziu p
pela p
primeira vez ondas
eletromagnéticas em laboratório (1887)
utilizando um circuito para produzir as
ondas e um outro para as detetar. Nesse
mesmo ano descobriu o efeito fotoelétrico,
o qual foi estudado por Lenard em 1900 e
cuja interpretação veio a ser realizada por
Einstein.
Heinrich Hertz
(1858-1894)
Fonte:
http://en.wikipedia.org/wiki/Heinrich_Hertz
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TRANSMISSÃO DE INFORMAÇÃO
Quando Heinrich Hertz
descobriu como produzir ondas
eletromagnéticas, Marconi
lançou-se na exploração dessa
tecnologia. As suas primeiras
experiências foram realizadas
em Bolonha, tendo um ano
depois, conseguido estabelecer
comunicações entre pontos
distantes de 3 km.
Guglielmo Marconi (1874-1937), c. 1901
Fonte: http://de.wikipedia.org/wiki/Erfindung_des_Radios
Através de sucessivos aperfeiçoamentos, foi conseguindo aumentar
o alcance das transmissões, de tal forma que em 1899 fez
transmissões de Inglaterra para França e em 1901 através do oceano
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Atlântico.
TRANSMISSÃO DE INFORMAÇÃO
A comunicação a longas distâncias
faz se através de ondas
faz-se
eletromagnéticas e não de ondas
sonoras porque estas são
absorvidas pelo ar.
As chamadas ondas
de rádio têm
frequência
compreendida entre
30 kHz e 300 GHz.
Fonte: http://www.natureduca.com/
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ONDAS ELETROMAGNÉTICAS
Uma onda eletromagnética consiste na propagação
de um campo elétrico e de um campo magnético
perpendiculares entre si.
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ONDAS ELETROMAGNÉTICAS
As ondas eletromagnéticas têm propriedades ideais para serem
utilizadas como portadoras de informação: são rápidas,
transmitem se no vazio e têm grande alcance.
alcance
transmitem-se
As ondas eletromagnéticas são ondas transversais, pois, a direção
de propagação é perpendicular à direção de vibração das
partículas do meio.
As ondas de rádio são as que têm mais baixas frequências do
espetro: têm os maiores comprimentos de onda, por isso,
chegam a todo o lado porque difratam-se nos obstáculos do
solo. Sofrem reflexão e contornam obstáculos por difração.
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AS MICRO-ONDAS
As micro-ondas constituem um tipo de radiação
eletromagnética muito utilizada nas telecomunicações,
pois apresentam várias propriedades:
- praticamente não se
difratam;
- são pouco absorvidas ou
refletidas na atmosfera;
- penetram na ionosfera.
Ver: http://web.fc.up.pt/physletspt/ebook/animacoes/Otica/index.htm
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MODULAÇÃO
A transmissão a longas
g distâncias de um sinal elétrico
resultante da conversão de um sinal sonoro é quase
impossível, uma vez que a onda eletromagnética que
corresponde à propagação daquele sinal apresenta
frequências baixas. A modulação é o processo que na
prática permite ultrapassar este problema.
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MODULAR UMA ONDA
A modulação consiste na modificação das características da
onda portadora, a sua amplitude, a sua frequência, ou
ambas.
Os métodos mais utilizados nos canais de rádio e TV:
Modulação de amplitude (AM) e modulação de frequência
(FM).
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MODULAÇÃO DE FREQUÊNCIA
Quando se faz a
modulação de
frequência (figura c) a
amplitude do sinal não
varia. É por isso mais
fácil identificar os
ruídos e filtrá-los.
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MODULAÇÃO DE FREQUÊNCIA
A emissão em FM requer uma largura de banda maior, atribuindose a cada estação um canal com a largura de 150 kHz. As
emissões de rádio em FM são transmitidas na banda
compreendida entre 87 MHz e os 108 MHz.
Ao contrário do que sucede com as ondas de menor frequência
usadas em AM, as ondas FM têm bastante dificuldade em
contornar obstáculos devido ao seu pequeno comprimento de
onda.
Isto obriga à existência de vários retransmissores se se pretende
enviar o sinal a grandes distâncias, tendo os emissores de ser
colocados em locais altos.
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MODULAÇÃO DE AMPLITUDE
A modulação de
amplitude do sinal de
rádio consiste em
misturar os dois sinais
(fi - sinal áudio e fp –
frequência da portadora),
originam se dois novos
originam-se
sinais que correspondem
à soma e à diferença
destas frequências.
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SINAIS: DIGITAIS-ANALÓGICOS
A utilização da “informação” sob a forma de sinais
di it i ttem vantagens
t
l ã aos sinais
i i analógicos.
ló i
digitais
em relação
Pode ser “tratada” por microprocessadores e é possível
eliminar-lhes o ruído quando é transmitido para destinos
longínquos e conseguir copiá-los milhares de vezes,
mantendo todas as características do sinal original.
Além disso, a informação é mais fácil de armazenar.
Os sinais digitais são constituídos apenas por dois dígitos, 0
e 1, que podem corresponder, por exemplo às tensões 0 e 5V.
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SINAIS: DIGITAIS-ANALÓGICOS
O código binário que hoje se utiliza é
baseado em apenas dois dígitos, 0
e 1 (no código decimal utilizam
utilizam-se
se
dez dígitos que vão de 0 a 9).
A tabela mostra os binários que são
equivalentes aos números decimais
de 0 a 15.
n bits = 2n valores
4 bits representa 16 valores (estados de
quantização)
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MODOS DE PROPAGAÇÃO DAS ONDAS DE RÁDIO
As ondas de rádio de baixa frequência propagam-se
junto à superfície da Terra. As emissões em onda média
podem ser recebidas por recetores que se encontram a
200 km de distância.
Ondas de frequência superior a 2 MHz experimentam
ggrande atenuação
ç
com a distância q
quando se
propagam à superfície da Terra.
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PROPAGAÇÃO DAS ONDAS DE RÁDIO
Os 3 modos de propagação das ondas de rádio.
a - propagação superficial;
b - reflexão na ionosfera;
c - o recetor tem que “ver” o emissor.
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