Sistemas de Transmissão 1- Informação analógica e digital Apesar de não perecer, estamos constantemente recebendo e transmitindo informações. Nossos sensores monitoram constantemente o ambiente medindo a temperatura, pressão, velocidade do vento entre outros. Nossos ouvidos constantemente recebem sinais auditivos que são interpretados pelo cérebro ao mesmo tempo em que, através do olfato percebemos alterações dos componentes químicos presentes no ar que respiramos. Com o objetivo de desenvolver ou estudar os sistemas de transmissão, podemos classificar estes sinais em duas categorias, sinais digitais e analógicos. 1.1 - Sinais digitais Os sinais digitais são aqueles que indicam a ausência ou a presença de uma determinada condição. Por exemplo, uma luz está ligada ou não, a temperatura está acima de um certo limite ou não, o tempo esperado para um determinado processo acabou ou não e etc. Para estes sistemas, a informação consiste somente em duas condições, sim ou não, ligado ou desligado, zero ou um e assim por diante. Em um sistema digital, valores intermediários não existem, e sempre que um valor é medido uma decisão deve ser tomada para determinar o estado do sistema. Por exemplo, desejamos determinar se a CPU de um computador está quente ou fria. Para que esta informação seja precisa, estipulamos um certo valor de temperatura limite, acima desta temperatura é quente, abaixo obviamente é frio. Alguns sistemas naturalmente são digitais não necessitando desta decisão, por exemplo, a CPU está ligada ou não. Naturalmente não existe meio termo. Nos circuitos elétricos podemos representar estas informações, ou seja uma informação digital através de tensões ou correntes, como exemplo, a ausência de tensão ( 0 volts ) indica um estado e 5 volts indica o outro. Na figura abaixo podemos ver três sinais digitais sendo observados em um osciloscópio: Fig 1.1 Sinais digitais observados em um osciloscópio
1.2 Sinais analógicos Os sinais analógicos possuem infinitos valores, são os mais comuns na natureza. Os valores de temperatura, pressão, tempo e etc. não transitam de um estado para o outro de forma imediata, mas sim passam por infinitos valores intermediários até atingir seu estado atual. Como exemplo, vamos imaginar nossa voz sendo transformada em sinais elétricos através de um microfone. Os sinais elétricos na saída do microfone apesar de estarem limitados à um valor máximo e um valor mínimo, possuem infinitos valores intermediários. Abaixo um exemplo de sinais elétricos analógicos visualizados através de um osciloscópio: Fig 1.2 Sinais analógicos observados em um osciloscópio
2 - Sistema de transmissão Um sistema de transmissão tem como finalidade transportar uma informação de um lugar para o outro. Um sistema de transmissão seja ele analógico ou digital, de uma forma ou de outra consiste nos seguintes passos: Fig. 2.1 Diagrama em blocos de um sistema de transmissão 2.1 Transdutor de transmissão O transdutor transforma a informação em um sinal mais adequado ao meio a ser transmitido, por exemplo, a voz em sinais elétricos. O microfone é um transdutor de sinais acústicos para sinais elétricos. Fig. 2.2 Microfone dinâmico 2.2 - O modulador Os sinais a serem transmitidos devem ser preparados para a transmissão, na telefonia por voz, os sinais podem ser amplificados, filtrados e limitados de forma a não ultrapassar os limites permitidos para o meio de transmissão. No caso da telefonia, um sinal muito forte pode interferir em outras linhas.
2.3 - O transmissor Este componente do sistema é responsável pelo envio do sinal já preparado pelo modulador ao meio. No caso de sistemas com fios, óticos ou rádio existem vários fatores que podem prejudicar ou até mesmo não permitir que um sinal chegue ao seu destino. Se o nível de transmissão não for suficiente para compensar as perdas de energia durante o percurso, ou se a ligação entre o transmissor e o meio não for feita de forma correta, a informação poderá chegar com ruídos ou até mesmo nem chegar ao destino. Muitas vezes o conjunto modulador e transmissor é complexo, por exemplo, nas transmissões de TV digital e nos sistemas de transmissão de dados de alta capacidade. Fig. 2.3 Conjunto integrado modulador e transmissor de TV digital
2.4 O meio de transmissão O meio de transmissão transporta à informação do transmissor ao receptor. Isso pode ocorrer à alguns centímetros, como por exemplo em leitores de código de barras e sensores de RF ID, como pode ocorrer à longas distâncias, como sinais de rádio que atingem o lado oposto do planeta. Como exemplo de meios de transmissão temos o ar, os fios condutores, a fibra ótico e a onda eletromagnética (ondas de rádio). Fig. 2.4 Meios de transmissão, par trançado e fibra ótica. 2.5 O receptor O receptor é responsável por captar os sinais transmitidos ao meio e preparar estes sinais para serem entregues ao demodulador. No caso de equipamentos de rádio, a antena e os amplificadores de rádio frequência fazem essa tarefa. No caso de fibras óticas temos os receptores óticos. Fig. 2.4 Equipamento de rede com entrada ótica.
2.5 - O demodulador O demodulador faz o processo inverso do modulador restaurando o sinal transmitido no sinal elétrico original. Em rádios ele transforma os sinais de rádio em sinais elétricos áudio. 2.6 O transdutor de recepção O transdutor utilizado na recepção tem como objetivo devolver ao meio original a informação transmitida. A tela do monitor do computador e as caixas de som são exemplos de transdutores. Fig. 2.5 Alto falante, um transdutor de sinais elétricos em acústico.