FACULDADE DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS CAMPUS

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1 FACULDADE DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS CAMPUS UNIVERSITÁRIO DE SINOP CURSO DE ENGENHARIA ELÉTRICA Princípios de Comunicações Aulas 01 e 02 Milton Luiz Neri Pereira (UNEMAT/FACET/DEE) 1

2 1.1 Informações, mensagens e sinais Estes conceitos são fundamentais para a comunicação. Mensagem, definida como a manifestação física da informação produzida pela fonte. Seja qual for a forma que a mensagem leva, o objetivo de um sistema de comunicação é reproduzir no destino uma réplica aceitável da mensagem de origem. Existem muitos tipos de fontes de informação, incluindo máquinas e pessoas, e as mensagens aparecem em várias formas. No entanto, podemos identificar duas categorias de mensagens distintas, analógicas e digitais. Esta distinção, por sua vez, determina o critério de comunicação bem-sucedida. Milton Luiz Neri Pereira (UNEMAT/FACET/DEE) 2

3 1.1.1 Mensagens analógicas Uma mensagem analógica é uma quantidade física que varia de acordo com o tempo, geralmente de uma forma contínua. Exemplos de mensagens analógicas são: A pressão acústica produzida quando você fala ou a intensidade da luz em algum ponto de uma imagem de televisão. Uma vez que a informação reside em uma forma de onda variável no tempo, um sistema de comunicação analógico deve entregar esta forma de onda com um grau de fidelidade especificado. Milton Luiz Neri Pereira (UNEMAT/FACET/DEE) 3

4 1.1.2 Mensagens digital Uma mensagem digital é uma sequência ordenada de símbolos selecionados de um conjunto finito de elementos discretos. Exemplos de mensagens digitais são: As letras impressas neste slide, uma lista de leituras de temperatura horária ou as teclas que você pressiona no teclado do computador. Uma vez que a informação reside em símbolos discretos, um sistema de comunicação digital deve entregar esses símbolos com um grau de precisão especificado em uma quantidade de tempo especificada. Milton Luiz Neri Pereira (UNEMAT/FACET/DEE) 4

5 1.1.3 Transdutores Seja analógico ou digital, fontes de mensagens são inerentemente elétricas. Consequentemente, a maioria dos sistemas de comunicação possui transdutores de entrada e saída como mostrado. O transdutor de entrada converte a mensagem para um sinal elétrico, digamos uma tensão ou corrente, e outro transdutor no destino converte o sinal de saída para a forma de mensagem desejada. Por exemplo, os transdutores em um sistema de comunicação de voz podem ser um microfone na entrada e um alto-falante na saída. Milton Luiz Neri Pereira (UNEMAT/FACET/DEE) 5

6 1.1.3 Transdutores Milton Luiz Neri Pereira (UNEMAT/FACET/DEE) 6

7 1.2 Elementos de um sistema de Comunicação Milton Luiz Neri Pereira (UNEMAT/FACET/DEE) 7

8 O transmissor processa o sinal de entrada para produzir um sinal transmitido adequado às características do canal de transmissão. O processamento de sinal para transmissão quase sempre envolve modulação e também pode incluir codificação. Milton Luiz Neri Pereira (UNEMAT/FACET/DEE) 8

9 O canal de transmissão é o meio elétrico que liga a distância da fonte ao destino. Pode ser um par de fios, um cabo coaxial ou uma onda de rádio ou raio laser. Cada canal introduz uma certa quantidade de perda de transmissão ou atenuação, de modo que a potência do sinal, em geral, diminui progressivamente com o aumento da distância. Milton Luiz Neri Pereira (UNEMAT/FACET/DEE) 9

10 O receptor opera no sinal de saída do canal em preparação para a entrega ao transdutor no destino. As operações do receptor incluem amplificação, para compensar a perda de transmissão, demodulação e decodificação para reverter o processamento do sinal realizado no transmissor. Filtrar é outra função importante no receptor. Milton Luiz Neri Pereira (UNEMAT/FACET/DEE) 10

11 Vários efeitos indesejáveis surgem no decurso da transmissão do sinal. A atenuação é indesejável, pois reduz a força do sinal no receptor. Mais graves, no entanto, são distorções, interferências e ruídos, que aparecem como alterações da onda do sinal ou do espectro. Embora essas contaminações possam ocorrer em qualquer ponto, a convenção padrão é agrupar-se inteiramente no canal, tratando o transmissor e o receptor como sendo ideal. A Figura abaixo reflete essa convenção. Milton Luiz Neri Pereira (UNEMAT/FACET/DEE) 11

12 A Figura (a) abaixo é um gráfico de uma seqüência binária ideal à medida que sai do transmissor. As Figuras (b), (c), e (d) mostram os efeitos contaminantes da distorção, interferência e ruído, respectivamente. Milton Luiz Neri Pereira (UNEMAT/FACET/DEE) 12

13 Distorção é a perturbação da forma de onda causada pela resposta imperfeita do sistema ao próprio sinal desejado. Ao contrário do ruído e interferência, a distorção desaparece quando o sinal é desligado. Se o canal tiver uma resposta linear, mas distorcendo, então a distorção pode ser corrigida, ou pelo menos reduzida, com a ajuda de filtros especiais chamados equalizadores. Milton Luiz Neri Pereira (UNEMAT/FACET/DEE) 13

14 A interferência é a contaminação por sinais estranhos de fontes humanas, ou outros transmissores, linhas de energia e máquinas, circuitos de comutação e assim por diante. A interferência ocorre mais frequentemente em sistemas de rádio cujas antenas receptoras normalmente interceptam vários sinais ao mesmo tempo. Milton Luiz Neri Pereira (UNEMAT/FACET/DEE) 14

15 O ruído refere-se a sinais elétricos aleatórios e imprevisíveis produzidos por processos naturais internos e externos ao sistema. Quando tais variações aleatórias se sobrepõem a um sinal de informação, a mensagem pode ser parcialmente corrompido ou totalmente obliterado. A filtragem reduz a contaminação do ruído, mas inevitavelmente permanece uma quantidade de ruído que não pode ser eliminada. Este ruído constitui uma das limitações fundamentais do sistema. Milton Luiz Neri Pereira (UNEMAT/FACET/DEE) 15

16 Deve-se notar que a Figura acima representa transmissão unidirecional ou simples (SX). Comunicação bidireccional, é claro, requer um transmissor e receptor em cada extremidade. Um sistema full-duplex (FDX) possui um canal que permite a transmissão simultânea em ambos os sentidos. Um sistema half-duplex (HDX) permite a transmissão em qualquer direção, mas não ao mesmo tempo. Milton Luiz Neri Pereira (UNEMAT/FACET/DEE) 16