Ones, Freqüència i Comunicacions: Guia Completa

Fonaments de les Ones i la Freqüència

f = freqüència (Hz) // λ = longitud d’ona (metre) // c = 3x10^8 m/s // v= velocitat m/s // T = període (seg)

1GHz = 10^9Hz // 1MHz = 10^6Hz // 1KHz = 10^3Hz

f = 1/T // T = 1/f // λ = c/f // c = λ x f // f = c/λ

Un ésser humà escolta de 20Hz a 20KHz

_______________________________________________________________________

Una ona és una pertorbació de l’espai que viatja sense transport de matèria, però sí d’energia.

·Període (T, seg): el temps d’una vibració

·Freqüència (f, Hz): nombre de vibracions per segon

·Longitud d’ona (λ, metres): distància entre dues crestes. Ona més gran → menor freqüència

·L’amplitud és la distància màxima de l’ona. Amplitud més gran → més energia transmesa.

_______________________________________________________________________

Tipus d'Ones

·Ones mecàniques o materials: necessiten un medi material per propagar-se. El so pot viatjar per líquids i sòlids, i a més velocitats que a l’aire, però no pot viatjar pel buit.

·Ones electromagnètiques: es poden propagar pel buit i per alguns medis naturals. Viatgen a la velocitat de la llum, 3x10^8 m/s (televisió, ràdio, microones...).

______________________________________________________________________

Espectre Electromagnètic (EM)

·L'espectre electromagnètic és el conjunt de totes les possibles ones electromagnètiques, des de les de major freqüència, com els raigs gamma i raigs X, fins a les de menor freqüència, com les ones de ràdio.

·Les ones visibles estan entre l’ultraviolat i l’infraroig.

·Més energètiques → freqüències més grans.

·Una ona d’EM és de f = 10^12 Hz

_______________________________________________________________________

Comunicacions amb Fil

·Consisteix en l’enviament d’impulsos elèctrics per cables metàl·lics, com el cable de parells trenats o el cable coaxial (ex. xarxes telefòniques, informàtiques, telegràfiques...).

·Un altre sistema és el cable de fibra òptica, pel qual es transmeten ones de llum. Té un nucli de vidre per on passen les ones de llum i la informació es transmet per la fibra òptica. La seva capacitat és tan gran com un cable amb vuit fibres òptiques que transmet la mateixa informació que 60 cables de 1800 parells de coure.

·Presenta poques interferències de l’exterior. (avantatge)

·Alt cost, impossibilitat d’implantar-se en qualsevol lloc geogràfic. (inconvenient)

Comunicacions Sense Fil

·Consisteix en l’enviament d’ones electromagnètiques generades per impulsos en una antena emissora fins a una altra antena receptora a través de l’espai.

·Un sistema més recent és la transmissió per l’aire per mitjà d’ones de llum (raigs làsers o infraroigs). És apropiada per a distàncies curtes. La llum infraroja es fa servir en comandaments de control de la televisió, però no es pot utilitzar en exteriors perquè el sol l’anul·la.

·Possibilitat de connectar des de qualsevol indret. (avantatge)

·Pitjor qualitat del so, ja que pot patir interferències. (inconvenient)

_______________________________________________________________________

Telegrafia i Radiotelegrafia

·Els primers telègrafs elèctrics transmitien impulsos elèctrics per un cable fins a un receptor. Una ploma anotava les ratlles i punts del missatge (el telegrama).

Telèfon

·Està format per una base, un micròfon, un auricular (altaveu), un teclat i un timbre.

1. Les ones de so que són emeses quan parlem fan vibrar una membrana dins del telèfon. El micròfon converteix les vibracions en senyals elèctriques.
2. Les senyals elèctriques són transmeses per un cable fins a la central telefònica.
3. El senyal viatja a una altra central telefònica fins al receptor per un cable.
4. En el receptor, hi ha un amplificador que fa augmentar el volum dels senyals i l’envia a l’auricular, on es transformen en so.

_____________________________________________________________________

Ràdio

·La modulació consisteix en modificar els senyals elèctrics creats pel micròfon.

·Les emissions de ràdio AM i FM són ones que es modulen segons l’amplitud (Amplitud Modulada) o la freqüència (Freqüència Modulada)

·AM → 500KHz/1600KHz (pitjor qualitat de so)

·FM → 87MHz/108MHz (millor qualitat de so)