Comunicações. Comunicação de Informação a Curtas Distâncias. Transmissão de sinais

Transcrição

1 Comunicações Comunicação de Informação a Curtas Distâncias Transmissão de sinais

2 O que são os sinais de trânsito? Símbolos que nos transmitem mensagens sobre os cuidados a ter ou as regras a que devem obedecer condutores ou peões. A escrita, é também um conjunto de sinais. Os sinais servem portanto para comunicar informação

3 A aranha construiu a sua teia feita de fios de seda. Agora, aguarda um sinal. Espera na região central, onde todos os fios convergem e onde poderá detectar os sinais provenientes de qualquer ponto da teia. Se um insecto embate contra um dos fios, a perturbação é transmitida pelo fio de seda com uma determinada velocidade, originando uma onda que atinge a aranha. Esta sente a sua pata a oscilar, compreende o sinal que se propagou pelo fio até ela e exclama: tenho almoço! e apressa-se procurando imobilizar a sua presa.

4 Uma mensagem é tudo aquilo que se pretende comunicar Pode ter as formas mais variadas: A luz de um farol, que, de longe, indica a presença de terra ao navegador que se aproxima As mensagens estão constantemente presentes no nosso quotidiano

5 Chama-se sinal a qualquer perturbação que seja usada para comunicar (transmitir) uma mensagem ou parte dela. Em termos formais, um sinal é uma função que veicula informação acerca de determinado fenómeno físico. Na comunicação de um sinal, existe sempre um emissor (o agente ou a fonte que o enviou) e um receptor (a pessoa ou aparelho que o recebe)

6 Um sinal é continuo se for definido para qualquer valor da variável tempo. A figura ilustra a representação de um sinal contínuo, cuja amplitude varia com o tempo. Um sinal é de curta duração quando se define somente em intervalos de tempo curtos e em instantes isolados. Estes sinais designam-se por pulsos (ou impulsos). A figura mostra a representação de sinais de curta duração. Sinal continuo no tempo Representam-se sinais de curta duração semelhantes aos que são enviados por quatro satélites GPS Há sistemas que combinam, na prática, sinais contínuos com outros de curta duração

7 Além destes tipos de sinais diferentes, há ainda outros que importa referir: sinais periódicos: que se repetem regularmente em intervalos de tempo fixos ou períodos; sinais não periódicos ou aperiódicos: para os quais não há periodicidade na repetição. Exercício: Seleccione entre as representações de sinais, que se apresentam, as que ilustram: a) Sinais de curta duração b) Sinais periódicos R: a) D b) B e C

8 Propagação de um sinal: energia e velocidade de propagação (modelo ondulatório) O sinal propaga-se com uma certa velocidade originando uma onda. Quando a onda se propaga, os pontos da superfície da água oscilam, imitando, com um certo atraso, o movimento da zona da superfície da água onde a pedra embateu. Isto é visível em objectos que estejam à superfície da água que executam um movimento de sobe e desce. Quando se atira uma pedra para o meio de um lago verifica-se uma perturbação que depois é transmitida, na superfície da água, originando círculos concêntricos que vão alastrando às regiões circundantes.

9 Há ondas que necessitam de um material para a sua propagação: Ondas Mecânicas Ondas Sísmicas O material através do qual as ondas mecânicas são transmitidas designa-se por meio Som

10 Os sinais podem originar ondas que se propagam no espaço e no tempo Um fenómeno ondulatório caracteriza-se pela existência de uma perturbação inicial que altera localmente uma propriedade física do meio e pela propagação dessa perturbação através do meio. Essa alteração é transmitida para outra região do espaço e chegará a um outro ponto após algum tempo. A velocidade de propagação de uma onda é a distância que a perturbação viaja na unidade de tempo. v x t O tempo que a perturbação inicial demora a atingir qualquer partícula de um meio depende do valor da velocidade de propagação da onda nesse meio. Se a velocidade de propagação for de 200cms -1, o sinal atingirá um ponto à distância de 20cm da fonte, 0,1s após o instante em que foi emitido.

11 Podem identificar-se fenómenos de propagação ondulatória transversal e longitudinal: A propagação ondulatória é longitudinal quando tem uma direcção paralela à da oscilação que provoca a perturbação do meio. A propagação ondulatória é transversal quando tem uma direcção perpendicular à da oscilação que provoca a perturbação do meio. Os sinais sonoros propagam-se através de ondas longitudinais Os sinais electromagnéticos propagam-se através de ondas transversais

12 Os sinais sonoros precisam de um suporte material elástico para se propagarem: A propagação de uma onda mecânica consiste numa sucessão de perturbações no meio, em que este pode oscilar em torno da sua posição de equilíbrio, mas não se move mais do que isso. Não há deslocamento das partículas do meio na direcção de propagação, apenas oscilações em torno das respectivas posições de equilíbrio. Contrariamente ao som, a radiação electromagnética não necessita de meio material para se propagar.

13 Uma onda é um modo de transferir energia: Uma onda transporta energia A velocidade de propagação da onda num meio coincide com a velocidade com que se propaga a energia inicialmente transferida. Em diferentes meios, as ondas, propagam-se com velocidades diferentes: Por exemplo: As ondas que se provocam numa mola elástica aumentam de velocidade quando a mola se estica. A velocidade de propagação do som na água tem um valor maior do que no ar (um grito de uma certa intensidade dentro de água demora menos tempo a percorrer uma certa distância do que a percorrer a mesma distância no ar).

14 Em geral, a interpretação da propagação de um sinal por meio do modelo ondulatório tem algumas características: A transmissão de um sinal faz-se de um ponto para o outro no espaço e no tempo sem que haja transferência de matéria. Há transferência de energia durante a propagação de um sinal. Um sinal demora um certo tempo a percorrer um espaço e, consequentemente, pode ser-lhe atribuída uma velocidade de propagação. Esse sinal transmite-se com velocidade diferente em diferentes meios.