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Comunicação a longas distânciasComunicação a longas distâncias
Porque não se utilizam ondas sonoras para comunicar a longas distâncias?
Tem elevada absorção no arTem elevada absorção no ar
Precisa de um meio material para sepropagar
Tem pequenas velocidades de propagação
Qual a alternativa?
Utilização de ondas electromagnéticas
ElectromagnetismoElectromagnetismo
1820 - OerstedDescobre o electromagnetismo
A corrente eléctrica gera um campo magnético à sua volta
1821 - Faraday
1864 - MaxwellUnifica o electromagnetismo
1821 - FaradayDescobre a indução electromagnética
A variação do fluxo do campo magnético gera uma corrente eléctrica induzida
Caracteriza o campo electromagnético e prova que se propaga por ondas
Estabelece as leis do electromagnetismo
Desenvolve a teoria electromagnética da luz
Campo electromagnético Campo electromagnético
Uma carga eléctrica oscilante produz um campo eléctrico variável
Um campo eléctrico variável produz um campo magnético variável
A propagação de um campo eléctrico e magnético variável origina umaonda transversal cuja direcção de propagação é perpendicular à oscilaçãodos campos eléctrico e magnético. A velocidade de propagação no vazio éde 300000 km/s
Ondas electromagnéticas Ondas electromagnéticas
Porque se utilizam ondas electromagnéticas para comunicar informação?
Porque têm a velocidade máxima possível de propagação, a velocidade da luz, permitindocomunicar em tempo real e quase instantaneamente.
Porque ao longo da propagação a perda de energia é menor, logo há menos perdas dePorque ao longo da propagação a perda de energia é menor, logo há menos perdas deinformação.
Porque têm menores absorções no ar, permite comunicar a grandes distâncias em Terra.
Porque se propagam no vazio permite comunicações no espaço.
Produção de ondas electromagnéticasProdução de ondas electromagnéticas
1887 – Heinrich Hertz
Descobriu que sempre que a bobina deindução era percorrida por uma correnteeléctrica verificava-se uma descarga entreas esferas.
Descobriu ainda que essa descarga eraoscilante e oscilava de esfera para esfera
Descobriu depois que uma descargasecundária acontecia num aro que seencontrava fisicamente separado docircuito.
Hertz descobriu a forma artificial de gerarondas de rádio.
Produção de ondas electromagnéticasProdução de ondas electromagnéticas
Ondas hertzianas
Hertz verificou que as ondas produzidaseram ondas que se comportavam como aluz
Tal como as ondas luminosas, as ondaselectromagnéticas sofriam fenómenos de:
• Reflexão
• Refracção
• Difracção
Produção de ondas electromagnéticasProdução de ondas electromagnéticas
1895 – Guglielmo Marconi
Descobriu uma forma de enviar sinaissonoros através de ondaselectromagnéticas
Começou por fazer comunicações adistâncias de 100 a 200 km, onde o raio decurvatura da Terra era um obstáculo.
Animado pelos sucessos, em 1901, Marconiconseguiu fazer a primeira transmissãotelegráfica sem fios transatlântica.
Transmissão de ondas electromagnéticasTransmissão de ondas electromagnéticas
Oersted, Faraday, Maxwell, Hertz e MarconiRevolucionaram o mundo e mudaram para sempre a forma de comunicar
Utilização das ondas electromagnéticasUtilização das ondas electromagnéticas
Rádio
Televisão
Telefone com e sem fios
Internet com e sem fios
Telecomandos
Transmissão de sinais a longas distâncias Transmissão de sinais a longas distâncias
Nos dias de hoje o princípiobásico das telecomunicaçõescontinua a ser a produçãoartificial de ondas rádio
Originadas numa correntealternada produzida numaantena transmissora
Captadas numa antenareceptora, originando aí umacorrente alternada
Transmissão de sinais a longas distâncias Transmissão de sinais a longas distâncias Como se processa a transmissão da informação?
É necessário converter os sinais sonoros ou imagens em sinais eléctricos
Problemas durante a transmissão:Perdas energéticas do sinal - que se traduzem numa atenuação do sinal à medidaque a distância aumenta. É por isso necessário haver uma amplificação do sinal querque a distância aumenta. É por isso necessário haver uma amplificação do sinal querno percurso, quer na antena receptora.
Distorções – quando o sinal é alterado por respostas imperfeitas do sistema detransmissão.
Interferências – quando há sobreposição de sinais estranhos emitidos por outrasfontes no mesmo domínio das frequências.
Ruído – quando surgem sinais ocasionais e imprevistos que deformam a mensagemoriginal.
Transmissão de sinais a longas distâncias Transmissão de sinais a longas distâncias
Como resolver estes problemas de transmissão?
Há dois tipos de codificação deinformação para armazenar outransmitir a informaçãotransmitir a informação
Sinais analógicos
Sinais Digitais
Transmissão de sinais a longas distâncias Transmissão de sinais a longas distâncias
Sinal analógico
É uma função contínua de umagrandeza física que variacontinuamente no tempo.
Sinal digital
É uma função discreta,descontínua de uma grandezafísica, é uma série de sequênciasde zeros e uns ( 0, 1 )
Transmissão de sinais a longas distâncias Transmissão de sinais a longas distâncias
No processo de conversão digitalatribui-se às zonas escuras o valor1 e às zonas claras o valor zero.
Porque se faz esta conversão?
Porque os sinais digitais sãofielmente transmitidos semdistorções ou ruídos.
Transmissão de sinais a longas distâncias Transmissão de sinais a longas distâncias
Os sinais analógicos são convertidos em digitais e enviados. Quando sefaz a reconversão de digital para analógico não se perde informação. Ossinais digitais não perdem a forma, não têm ruído e são facilmenteencriptados.
Transmissão de sinais a longas distâncias Transmissão de sinais a longas distâncias
Para que os sinais percorramlongas distâncias é necessário quetenham frequências elevadas, naordem dos MHz.
No entanto, sons e imagens têmfrequências mais baixas, na ordemdos KHz.
Assim, a transmissão de sinaisatravés de ondaselectromagnéticas implica queestes sofram alterações nas suascaracterísticas
É necessário haver uma ondaportadora de elevada frequênciapara transportar a informação
Transmissão de sinais a longas distâncias Transmissão de sinais a longas distâncias
Modulação em amplitude, AM
O sinal da onda portadora e o sinal da informação combinam-se dandoorigem a um sinal modulado em amplitude que é transmitido por umaantena.
A informação não está contida na onda, mas sim nas variações daamplitude da onda.
Transmissão de sinais a longas distâncias Transmissão de sinais a longas distâncias
Modulação em frequência, FM
O sinal da onda portadora e o sinal da informação combinam-se dandoorigem a um sinal modulado em frequência que é transmitido por umaantena.
A informação não está contida na onda, mas sim nas variações dafrequência da onda.
Transmissão de sinais a longas distâncias Transmissão de sinais a longas distâncias
Sinais Modulados em AM e FM