Este blog tem como objetivo principal tentar aproximar a física teórica do cotidiano, através do estudo e explicação do sistema de radiocomunicação (composto por um transmissor e um receptor, sendo este o aparelho de rádio).  

A informação (músicas, anúncios, programas, gravações, etc) gerada por um equipamento eletrônico é transformada em energia elétrica, enviada para a antena através de uma linha de transmissão, radiada para o espaço na forma de ondas eletromagnéticas e capitadas por um receptor no qual a informação é recuperada.

Alguns dos fatores que permitem que haja comunicação através de ondas eletromagnéticas são: A potência do transmissor, sua distância ao receptor, e a sensibilidade do receptor. Além disso, a escolha da frequência da onda sofre influência da natureza do solo entre os pontos de transmissão e recepção e pelas condições da atmosfera da Terra; sinais interferentes podem fazer a recepção impossível durante algum intervalo de tempo; ruídos e perdas presentes na linha de transmissão dificultam a identificação do sinal.

A propagação das ondas eletromagnéticas nas proximidades do solo depende da frequência e das características do percurso.

Freqüências inferiores a 3MHz propagam-se acompanhando a curvatura da Terra. Por isso são chamadas de ondas de superfície ou terrestres. Esse tipo de onda é responsável, por exemplo, pela recepção dos sinais das emissoras de ondas médias. 

Introdução

Modulação

Capacitor e Resistor

Circuito

TRANSMISSORES

São dispositivos dotados de:

·      Um gerador de oscilações, cuja principal função é converter corrente elétrica em oscilações de certa frequência de rádio;

·      Um transdutor o qual tem a função de fazer a conversão da informação a ser transmitida em impulsos elétricos;

·      Um modulador, que controla as variações na intensidade de oscilação ou na frequência da onda portadora, sendo efetuada em dois níveis, baixo ou alto. Quando a amplitude da onda portadora varia segundo as variações da frequência e da intensidade de um sinal sonoro, denomina-se modulação AM. Já quando a frequência da onda portadora varia dentro de um nível estabelecido a um ritmo igual à frequência de um sinal sonoro, denomina-se modulação FM;

O receptor

O principio básico de um receptor de rádio é fazer com que ondas eletromagnéticas produzidas por um circuito elétrico transporte informações a longa distancia pelo espaço;

Sua formação básica incorpora tais componentes:

·         Antena: responsável por converter a onda de rádio recebida em corrente elétrica;

·         Demodulador: separa a onda moduladora da portadora;

·         Amplificador: aumenta a potência das oscilações elétricas;

·         Auto-falante: converte impulsos em ondas sonoras;

A saída do som do receptor é feita por auto-falantes ou fones de ouvido.

Essa saída incialmente era realizada por uma válvula de raios catódicos, a qual quando incorporada à um circuito elétrico faz com que a corrente se desloque em um único sentido. Além disso, uma rede situada entre o cátodo e o ânodo impõe um potencial elétrico possibilitando diminuir o fluxo de elétrons, fazendo com que a válvula também funcione como um amplificador, daí então é possível obter uma cópia do som que deu origem ao sinal.

Devido ao seu grande tamanho e alto consumo de energia, a válvula foi substituída pelo transistor, o qual recebe um sinal de rádio e faz com que os elétrons presentes em suas camadas passem a fluir numa intensidade proporcional ao sinal de rádio. Dessa forma, a corrente modificada torna-se um cópia amplificada do sinal.

Apesar de não possuir a mesma qualidade sonora da válvula, o transistor apresenta vantagens devido ao seu pequeno tamanho, baixo consumo de energia e maior durabilidade, fazendo com que os circuitos passassem a ser integrados por vários transistores.

As ondas eletromagnéticas originadas pelo transmissor, ao chegarem na antena impulsionam uma pressão elétrica, causando uma corrente alternada (é uma corrente elétrica a qual o seu sentido varia em função do tempo) de fraca intensidade. Essa corrente então, tem sua intensidade aumentada pelo amplificador de radiofrequência, logo após é conduzida ao demodulador onde se separa as ondas de radiofrequência das de audiofrequência, isto é, a corrente alternada de audiofrequência  que contém a mensagem é separada da portadora.

Essa corrente chega ao amplificador de áudio, onde tem sua potência aumentada, finalmente ao chegar no alto-falante são emitidas as ondas sonoras.

Circuito elétrico de um rádio

Qual a diferença entre uma transmissão AM para uma FM?

Já se observa a diferença no nome:

AM- Amplitude Modulada

FM- Frequência Modulada

Mas o que seria essa modulação? A resposta vem a seguir:

MODULAÇÃO:

Modulação é o processo pelo qual é possível adicionar informações (voz, música, ou outro sinal informativo) às ondas de rádio produzidas por um transmissor. Um sinal de radio não modulado é conhecido como onda portadora. Quando não é possível ouvir um ruído ou um som sequer numa transmissão, na realidade o que está sendo transmitido pelo aparelho são ondas portadoras.

Amplitude Modulada (AM):

A força (amplitude) da onda portadora de um transmissor é variada conforme a modulação do sinal varia.

Quando se fala no microfone de um transmissor AM, este realiza a conversão da voz em tensão (voltagem) variada. Esta voltagem é amplificada e então usada para variar a potencia da saída do transmissor. A amplitude modulada adiciona potência à onda portadora, com a quantidade acrescentada dependendo da intensidade da voltagem de modulação. 

Figura 1 – variação da onda portadora ao transportar o sinal

A figura a seguir, ilustra a onda portadora antes e depois da modulação:

É possível observar três ondas separadas a partir da amplitude modulada: uma banda lateral superior e uma outra inferior, (USB - uppersideband e LSB – lowersideband, respectivamente) e a freqüência da onda portadora original. As bandas laterais são como imagens espelhadas de cada uma e possuem a mesma mensagem. Quando o sinal AM é recebido, as frequências lateral superior e lateral inferior são combinadas para produzir os sons que ouvimos.

Figura 2 – Componentes do sinal modulado em relação à freqüência

Cada lateral ocupa o mesmo espaço de freqüência  que a mais alta transmitida. Se a mais alta freqüência de áudio que está sendo transmitida é de 5 kHz, então o espaço total de freqüência ocupado por um sinal AM será de 10 kHz.

Vantagens da modulação de amplitude:

·         Facilidade de reprodução por um transmissor;

Desvantagens da modulação de amplitude:

·         Baixa eficiência na transmissão de dados;

Cerca de dois terços da potencia de um sinal AM concentra-se na onda portadora, que não possui informação. Um terço da potencia está contida nas bandas laterais, estas possuem a informação do sinal. Considerando que as bandas laterais contem a mesma informação, porém, uma é essencialmente “perdida”. Da potencia total de saída de um transmissor AM, apenas aproximadamente um sexto é realmente utilizável. O sinal AM ocupa uma grande quantidade de espaço de freqüência. Além de estar suscetível à estática e outras formas de ruído elétrico. 

Frequência Modulada (FM):

Devido à ineficiência da amplitude modulada, surgiu a necessidade de criação de outra modulação, que contornasse tal problema. Nasceu assim, a frequência modulada, que é pouco afetada pelos ruídos presentes durante a radiação do sinal, pois na modulação FM a frequência é que varia, e não a amplitude, como conseqüência disso, há uma melhora na qualidade da transmissão, pois a freqüência modulada requer uma largura de banda maior. Para se ter uma idéia uma transmissão de rádio AM, pode ser realizada numa faixa de 10KHz, enquanto que para uma transmissão de rádio FM são necessárias larguras de banda da ordem de 200KHz. É por isso que as transmissões comerciais, são realizadas na faixa VHF, que vai de 88 a 108MHz, podendo acomodar uma boa quantidade de estações de rádio.

Partes do rádio from andree_ol

10 Curiosidades sobre Rádio

Vejamos algumas curiosidades aceca do rádio. Espero que gostem!

1. Existem no mundo cerca 1.400.000 emissoras.
2. O rádio é a mídia número 1 do mundo para consumo de música.
3. O rádio é a 5ª mídia em investimento publicitário do mundo.
4. O Brasil é maior consumidor de aparelhos de rádio do mundo.
5. 680.000 pessoas trabalham direta e indiretamente com rádio no nosso país.
6. O Brasil tem cerca de 9.180 emissoras oficiais (entre AMs, FMs e Comunitárias), perdendo em quantidade apenas para os Estados Unidos.
7. 51.568.000 de residências brasileiras possuem ao menos um aparelho de rádio em casa. Na Região Sul, 93,4% das residências possuem aparelho.
8. 73.000.000 de telefones celulares brasileiros sintonizam rádio.
9. Rádio conquistou 3.300.000 ouvintes nos Estados Unidos em 2010.
10. No Reino Unido, onde moram 62.200.000 pessoas, existem 140.000.000 de aparelhos de rádio.

Fonte: Fernando Morgado, pesquisador de mídia e comunicação.