COMUNICAÇÕES A LONGAS DISTÂNCIAS

Transcrição

1 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 ( ) Fonte: 2 1

2 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 ( ), c Fonte: 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 3 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: 4 2

3 ONDAS ELETROMAGNÉTICAS Uma onda eletromagnética consiste na propagação de um campo elétrico e de um campo magnético perpendiculares entre si. 5 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. 6 3

4 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: 7 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. 8 4

5 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). 9 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. 10 5

6 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. 11 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. 12 6

7 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. 13 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) 14 7

8 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. 15 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. 16 8