Anderson Gomes - ags Breno Araújo do Vale - bav Eduardo Franklin - ehcf Paulo Fagner Tenório -...
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Transmissão e Recepção de Sinais para Rádio e TV Anderson Gomes - ags Breno Araújo do Vale - bav Eduardo Franklin - ehcf Paulo Fagner Tenório - pftbm Rodolfo V C L de Andrade – rvcla Tiago Lins Falcão - tlf
Anderson Gomes - ags Breno Araújo do Vale - bav Eduardo Franklin - ehcf Paulo Fagner Tenório - pftbm Rodolfo V C L de Andrade – rvcla Tiago Lins Falcão
Anderson Gomes - ags Breno Arajo do Vale - bav Eduardo Franklin
- ehcf Paulo Fagner Tenrio - pftbm Rodolfo V C L de Andrade rvcla
Tiago Lins Falco - tlf
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Roteiro Motivao Conceitos Importantes Filtros Dolby Modulaes
Funcionamento de rdio Funcionamento de TV (analgica e digital)
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Motivao Aparelhos de TV e Rdio so bastante comuns em casas,
independente da classe social TV e Rdio tm tudo a ver com Multimdia
Som, imagem, texto, etc Como se d o recebimento e a transmisso de
sinais de rdio e TV? Princpios de Comunicaes
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Conhecimentos importantes Para comunicaes, importante conhecer:
Sinais e Sistemas Clculo diferencial Integral, derivada, etc Srie
de Taylor Srie de Fourier Transformada de Fourier
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Sinais Em telecomunicaes, trabalha-se com SINAIS Um sinal um
conjunto de dados ou informao Normalmente descrito em funo do TEMPO
Um sinal representado por uma frmula matemtica Um sistema processa
um sinal, modificando-o ou extraindo informao adicional Sinal de
entrada x(t) Sinal de sada y(t) Sistema
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Ondas Sinais so representados por ondas Comprimento de onda: a
distncia entre 2 mximos ou 2 mnimos consecutivos de uma onda.
Perodo: o tempo necessrio para se completar 1 ciclo de onda
Freqncia: o inverso do perodo. Medido em Hertz (hz) Freqncia
angular: normalmente, dada em radianos por segundo w = 2 f
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Ondas Amplitude: uma medida da magnitude de oscilao de uma onda
Suponha que o grfico acima tem funo y = Asen(wt) A amplitude mxima
da onda A. A unidade depende de cada caso
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Ondas Fase: o resultado da associao de um ciclo de onda com uma
volta no ciclo trigonomtrico. Pode ser dada em graus ou radianos y
= Asen(wt + ) Duas ondas defasadas: mesma freqncia, mesmo
comprimento de onda. Fases diferentes. (wt + ) a fase a fase
inicial
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Distores Em transmisso de sinais, comum haver distores Um sinal
sem distoro aquele que NO apresenta: Distores na amplitude
ganho/atenuao bruscos Distoro na fase alteraes bruscas no atraso de
fase Grfico que exibe a amplitude em funo da freqncia para 2
sinais
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Distores Em suma, um sinal sem distoro aquele que: Apresenta
amplitude constante ou razoavelmente constante Atraso de fase
constante ou razoavelmente constante
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Equalizao o processo de eliminao de distores em uma onda Para
tal, utiliza-se um filtro equalizador Na prtica, nem sempre possvel
ELIMINAR...... mas, podem-se reduzir distores Sinal de entrada
Canal com distoro Sinal de Sada (com distoro) Filtro Equalizador
Sinal de sada (sem distoro)
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Largura de Banda Corresponde largura da faixa de freqncias em
que os sinais no so severamente distorcidos Banda passante
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Largura de Banda Amplitude em funo da freqnciaAtraso de fase em
funo da freqncia
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Modulador e Demodulador Modulador Dispositivo que altera alguma
propriedade de uma onda, gerando o que se conhece por sinal
modulado Essa propriedade pode ser amplitude, fase, freqncia, etc.
Exemplo: modulador AM, modulador FM, etc Demodulador: Dispositivo
que recebe um sinal modulado e o recupera, fazendo operao inversa
do modulador
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Modulador e Demodulador Exemplo prtico Modem Modulador e
Demodulador ao mesmo tempo Modula dados a serem enviados pela
Internet Demodula os dados recebidos
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Onda portadora Para que a informao seja transmitida em rdio e
TV, necessrio ter uma onda portadora Essa onda o meio de transporte
da informao de udio ou de vdeo, por exemplo A freqncia dessa onda
aquela que se sintoniza no rdio, por exemplo
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Filtros So circuitos ou programas que fazem processamento de
sinais. Atenuar partes indesejadas dos sinais. Realar partes
desejadas do sinal. Utilizados em equalizao, telecomunicaes,
processamento de imagens, etc.
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Classificando os Filtros Quanto a tecnologia: Analgicos:
Filtros analgicos passivos Filtros analgicos ativos Digitais
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Classificando os Filtros Quanto ao tempo: Discreto Contnuo
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Classificando os Filtros Quanto a operao realizada: Linear
No-Linear Quanto a resposta a um impulso: Finita Infinita
Filtros Passa-Baixas Componentes de baixa freqncia so
inalterados. Componentes de alta freqncia so atenuados.
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Filtros Passa-Baixas
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Exemplos: Acstico: Uma parede atua como um filtro passa-baixas
para o som. Eletrnico
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Filtro Passa-Baixas
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Filtros Passa-Altas Componentes de baixa freqncia so atenuados.
Componentes de alta freqncia so inalterados.
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Filtros Passa-Altas
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Exemplos: Eletrnico
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Filtro Passa-Altas
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Filtros Passa-Faixa Componentes do sinal que estejam na faixa
do filtro so inalterados. Componentes do sinal que estejam fora da
faixa do filtro so atenuados. Pode ser implementado com a juno de
um filtro Passa-Baixas e um Passa-Altas.
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Filtros Passa-Faixa
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Exemplos: Eletrnico
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Filtros Passa-Faixa
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Filtros Rejeita-Faixa Componentes do sinal que estejam na faixa
do filtro so atenuados. Componentes do sinal que estejam fora da
faixa do filtro so inalterados. Pode ser implementado com a juno de
um filtro Passa-Baixas e um Passa-Altas.
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Filtros Rejeita-Faixa
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Exemplos: Eletrnico
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Filtros Rejeita-Faixa Filtros Notch: Um tipo particular de
Filtro Rejeita-Faixa que possui uma faixa muito estreita.
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DOLBY Um sistema de reduo de rudos de udio o nome Dolby
tornou-se sinnimo de tecnologia de reduo de rudos Introduzido por
Ray M. Dolby em 1965, co-fundador da Dolby Laboratories Inc. Hoje
conhecido como Dolby A-type empregado para gravaes em fita e
transmisses
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Dolby A-Type Prov uma reduo de 10 dB nos rudos de transmisso e
gravao, efeitos de modulao imperceptveis, baixa distoro e baixo
nvel de gerao de rudos internos Permanece em uso em estdios de
gravao (udio e filmes) e difusoras ao redor do mundo
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Dolby B-Type (1968) Verso para o pblico consumidor de
gravadores de fitas Reduo de 10 dB no rudo em freqncias acima de
1kHz Mais simples e mais barata que a tecnologia Dolby Type-A
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Dolby C-Type Aplicaes em gravadores profissionais de
videocassetes Reduo de 20 dB nas faixas de freqncia mais altas
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Dolby SR (Spectral Recording) O segundo sistema para uso
profissional produzido pela Dolby Labs Inc, em uso desde 1986 Reduo
de 25 dB nas faixas de freqncia mais altas Maximiza o sinal gravado
usando sries complexas de filtros que mudam de acordo com o sinal
de entrada
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Dolby S-Type Introduzido em 1990, como sistema de reduo de
rudos para gravadores de fitas Reduo do rudo em 10 dB nas freqncias
baixas e mais de 24 dB nas freqncias mais altas Tcnicas de reduo
bastante semelhantes ao do Dolby SR
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Modulao Por que modular? Permite que vrios sinais possam ser
transmitidos no mesmo canal. Melhor adequao do sinal s
caractersticas dos canais. Reduo da banda relativa facilita
transmisso com qualidade. Resolver problemas de engenharia.
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Modulao AM Aquela cuja variao da amplitude da portadora se d em
funo do sinal modulador, que o sinal a ser transmitido. Fase e
freqncia constante. Portadora: A*cos(w c *t) f c = w c / 2 Sinal
modulador: Sinal (som) a ser transmitido f(t)
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Modulao AM Portadora Sinal modulado
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Sinais transmitidos Sinal de voz De 0,4 KHz a 3,4 KHz Sinal de
udio De 0.01 KHz a 20KHz Sinal de vdeo De 0,01KHz a 4,2MHz
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AM:Tipos/Eficincia AM-DSB (Double Side Band): Este o mtodo que
d origem a todos os outros mtodos de modulao em amplitude.
Modulador e demodulador simples de implementar e barato. Desperdcio
de potncia devido a transmitisso da portadora. Desperdcio em
largura de faixa para transmitir as duas bandas. Baixa eficincia:
no mximo 16,7%.
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AM:Tipos/Eficincia AM-SSB (Single Side Band): Melhora a
eficincia do sistema, transmitindo somente a banda lateral superior
ou inferior (USB Upper Side Band ou LSB-Lower Side Band). Portadora
no transmitida, exige um receptor coerente. Circuito do modulador e
demodulador complexo e caro. Ocupa menos estaes que o AM-DSB. Menos
rudo do que no AM-DSB. Alta eficincia: aproveita at 100%.
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AM:Tipos/Eficincia AM-VSB (Vestigial Side Band): A modulao SSB
no tem boa resposta em baixas freqncias e os filtros so de difcil
realizao. Uma das bandas quase totalmente transmitida e a outra
quase totalmente suprimida. Privilegia a economia de banda, sem
circuitos muito complexos. Demodulador simples e barato. Surgiu
junto com a televiso.
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AM: Onde utilizada? AM-DSB Radiodifuso AM-SSB Rdio-amador
(ondas curtas) e walkie-talkie Comunicao ponto-a-ponto AM-VSB
Transmisso da poro de vdeo do sistema pblico de televiso
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Modulao em ngulo Neste tipo de modulao o ngulo da portadora
varia de acordo com o sinal modulador. Neste tipo de modulao temos:
Modulao em freqncia (FM); Modulao em fase (PM);
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Modulao PM Aquela cuja variao da fase instantnea linearmente
proporcional ao sinal modulador. Amplitude constante. Semelhante a
modulao FM. No possvel saber se uma onda FM ou PM apenas pela forma
de onda ou espectro : preciso ter como referncia o sinal
modulador.
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Modulao FM Aquela cuja variao da freqncia instantnea em torno
da freqncia da portadora proporcional ao sinal modulador Ou seja,
se f instantneo = f instantneaDoSinal f portadora Um sinal FM : f
instantneo = Constante * f(t)
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Modulao FM Tanto em FM como em PM, a amplitude da onda modulada
CONSTANTE VdeoVdeo AppletApplet
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FM:Tipos/Eficincia FM(t) = A cos( c t + sen m t) Banda Estreita
(NBFM):
FM:Tipos/Eficincia FM(t) = A cos( c t + sen m t) Banda Larga
(WBFM): >> 1 Ampla utilizao Banda passante depende
essencialmente da amplitude do sinal modulador Aproximadamente 100%
de Eficincia
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WBFM vs. AM Modelada em Freqncia e no em Amplitude No economiza
banda Proteo do sinal contra rudos de amplitude Maior qualidade na
transmisso Eficincia
FM: Onde utilizada? WBFM udio Televiso Analgica Comunicao
ponto-a-ponto Troca de dados Rdio FM 88 108 MHz Fonte:
http://www.ycars.org/EFRA/Module%20B/fmapps.htm
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Rdio: Princpio de Funcionamento
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Rdio: Esquemtico e Espectros FONTE:
http://www.burgoseletronica.net/blocosdoradioamfm.htm FM: 88 a 108
MHz e f = 75 kHz AM: 530 a 1650 kHz
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Rdio: Antena FONTE:
http://www.burgoseletronica.net/blocosdoradioamfm.htm Recepo dos
sinais das Emissoras Todas Emissoras + Rudos
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Rdio: Sintonia FONTE:
http://www.burgoseletronica.net/blocosdoradioamfm.htm Sintonizar
Emissora Reduzir para Freqncia Intermediria Igual para todas
Emissoras Facilitar Filtragem
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Rdio: Detetor ou Demodulador FONTE:
http://www.burgoseletronica.net/blocosdoradioamfm.htm Amplificar
sinal Demodulao Separar udio da FI Utilizando demoduladores AM e
FM
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Rdio: Amplificao do udio FONTE:
http://www.burgoseletronica.net/blocosdoradioamfm.htm Amplificar
sinal Potncia suficiente para produzir som no falante
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Receptor Super-Heterdino
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TV Analgica Transmisso Analgica Antiga Transmisso Analgica
Moderna
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TV Analgica Uma cmera de vdeo obtm uma imagem de uma cena. A
cmera rasteriza a cena. Sinais de sincronizao
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TV em Cores: Uma revoluo Um sinal extra de crominncia
acrescentado pela superposio de uma onda senoidal de 3,579545 MHz
sobre um sinal padro preto e branco. Uma mudana de fase no sinal de
crominncia indica a cor a ser exibida. Uma TV preto e branco filtra
e ignora o sinal de crominncia. Uma TV em cores retira essa
informao do sinal e decodifica a mesma.
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Transmisso Analgica Sinal de Video Amplitude modulada Sinal de
udio Freqncia modulada (+/- 25 KHz) Quando voc acrescenta som, um
sinal de TV necessita de 6 MHz de banda.
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O que h de errado com a tv analgica?
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A falta de interao! Com a TV Digital, o espectador poder votar
no eliminado do Big Brother ou comprar a roupa da atriz principal
da novela com o controle remoto Renato Sabatine, pesquisador da
Unicamp
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A Resoluo! Resoluo de TV Analgica: Cerca de 512 x 400 pixels
(definio normal) Fantasmas e chiados Resoluo de um monitor de
computador: Cerca de 640 x 480 pixels Resoluo de Full HD 1920 x
1080 = 2.073.000 pixels
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Sinal Digital Em seu canal digital, cada radiodifusor envia um
total de 19,39 megabits por segundo (Mbps) de dados digitais. Como
utilizar? nico programa: 19,39 Mbps Subcanais: diviso do canal em
vrios sinais diferentes (talvez quatro sinais de 4,85 Mbps cada
uma).
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Progressivo X Entrelaado Entrelaado Metade das linhas da
resoluo total a cada 1/60 segundos Progressivo todas as linhas da
resoluo Formatos de compresso digital 480p 640 x 480 pixels
progressivos 720p 1280 x 720 pixels progressivos 1080i 1920 x 1080
pixels entrelaados 1080p 1920 x 1080 pixels progressivos
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Ginga Middleware de especificao aberta Camada de software
intermediria Consiste de mquinas de execuo das linguagens
oferecidas e bibliotecas de funes Ginga-J e Ginga-NCL
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Investimentos governamentais? Tema para um prximo
seminrio...