Os Princípios de Telecomunicações- Parte 3

A primeira pergunta que se faz é: como carregar informação numa onda eletromegnética ?

Na verdade há muitas maneiras, mas todas variam basicamente:

• Amplitude da Onda;
• Frequência da Onda;
• Fase (tempo) da Onda.

Isso pode ser aplicado sob enfoque analógico ou digital.

Para transmissão de informações digitais (bits 1 e 0) a forma mais simples é variar a amplitude com o tempo, ou seja, com trem de pulsos do tipo "tudo ou nada", isto é, representaremos os uns e zeros pela presença da tensão ou a ausência dela. O código Morse é um exemplo disso que estou falando.


Mas vamos fazer o seguinte: digamos que queremos falar com alguém que está distante, ou seja, uma medida onde a onda acústica (som) não seja mais ouvida. O que fazer ?


Podemos converter a voz em sinais eletromagnéticos ? Com certeza, bastaria, a grosso modo, um microfone, um amplificador ligado a um elemento irradiante, mas com um detalhe: o tamanho do elemento, ou seja, da antena. Por quê ? Vejamos ...


Seja

em que:

λ = comprimento de onda de uma onda sonora ou onda electromagnética;

c = velocidade da luz no vácuo = 299.792,458 km/s ~ 300.000 km/s = 300.000.000 m/s ou

c = velocidade do som no ar = 343 m/s a 20 °C (68 °F);

f = frequência da onda 1/s = Hz.

Então faremos:

λ =c / 2000 Hz, admitindo 2kHz com sendo a frequência da voz humana.

Portanto, teremos um comprimento λ =  150.000 m.

Admitindo um elemento irradiante de 1/4 de onda, teríamos que construir uma antena (dipolo, por exemplo) de 37500m, para captarmos os sinais de voz emitidos. Façamos então 1/16 de onda, teremos:  9375m, ou seja inviável físicamente.

Solução ? Como a velocidade da luz não é possível variar, então vamos aumentar a frequência.

Digamos .... 600kHz:

λ = c / 600kHz = 500 m, admitindo um elemento irradiador de 1/4 de onda, então fica: 125m. Já melhorou, não é mesmo ? Vamos, então fazer o elemento de 1/16 de onda, portanto, teremos: 31,25m, o que já nos dá uma antena exequível fisicamente.

Mas a voz humana não é 600kHz ! Não, não é, a voz chega, no máxima a 20kHz. A grande sacada para que isso aconteça, e os pioneiros das telecomunicações descobriram isso, é a chamada modulação. O que vem a ser isso ?  A modulação (no caso analógico) é uma soma, ou seja, somaremos duas ondas eletromagnéticas: uma da voz (previamente convertida) e outra que chamaremos de portadora, numa frequência bem mais alta. O resultado será uma onda de voz inserida numa outra portadora da informação. Feito isso basta irradiarmos essa resultante em sistemas fisicamente viáveis de serem construídos e operados. Então, quando quisermos construir e/ou projetar elementos irradiantes basta tomar a frequência da portadora para calcular os sistemas. Após a captação dos sinais, basta eliminarmos (filtrarmos) a portadora que teremos a informação, no caso em tela: a voz. Abaixo segue um exemplo de sinal modulado:

Legal, não é mesmo ? E isso é apenas um dos tipos de modulação, chamado comumente de modulação em amplitude (AM). Portanto, recapitulando, filtrando-se a portadora (carrier) ficaremos com a informação (modulating wave). A transmissão é feita irradiando-se a modulada (modulated result). Na parte 4 veremos a modulação e frequência. Até mais.