Livro Basico Tv Digital

8/8/2019 Livro Basico Tv Digital

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TV Digital Teoria bsica

- TV analgica Formao da imagem Explorao da tela.

- O canal padro de TV.

- Sistemas de cor

- Canais de TV.

- Canais de UHF em SP.

- Antenas.

- Transmissores de TV.

- Converso A/D e D/A.

- TV Digital.

- Digitalizao dos sinais de tv analgica.

- Processos de compresso - MPG2.

- Modulao.

- TX e RX de TV Digital.

- Set Top Box.

- TX digital via satlite.

- DTH

Apendices:

- Produtos de consumo.

- Clculos em RF.

- Converso de nveis.


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Agradecimentos a Deus.

Agradecimentos tambm a:

Ivon Luiz Pinto JniorDerli Bernardes de SouzaTulio Amaral

No importa nem o cargo nem a graduao deles, o que importa que so excelentes pessoas esacam tudo de eletrnica... e sabem compartilhar.

O autor:

O autor, Luiz Bertini, um maluquinho que trabalha com desenvolvimento, manuteno,elaborao de livros e apostilas e ministra aulas e cursos desde 1900 e bolinha.

Bibliografia:

MPEG-2 Digital Broadcast Pocket Guide Acterna.

CFTV Luiz Bertini - Editora Eltec.

Entenda a TV Digital ABERT.

Sistema de TV Digital Livro abaixado free do site do Mackenzie.

Um monte de cursos feitos na e pela TV Cultura entre os anos de 1990 e 2004.

Um monte de manuais de equipamentos semi traduzidos e o uso constante destes mesmosequipamentos.

Apostila sobre TV analgica do Guaracy Silveira Luiz Bertini.

Televiso Alberto Paduan.


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Antes de falarmos sobre TV Digital, vamos relembrar alguns conceitos de TV analgica. Nofinal vamos conhecer algumas coisas sobre RF. Tambm vamos ver a aplicao via satlite detransmisso digital, pois isto j uma coisa comum, e ver como funciona este sistema.

TV Analgica Formao da imagem Explorao da tela

Uma tela de TV convencional formada por aproximadamente por 144 mil pontos. Estes pontosrecebem o nome de Pixel. Hoje em dia existem tubos,seja qual for a forma que forem construdos, com muitos pontos a mais, isto necessrio para seaumentar a resoluo.Quando o feixe de eltrons incide sobre um destes pontos, ele emite luz.Podemos perceber ento, que uma tela de TV revestida internamente com uma camada defsforo que emitir luz ao receber uma incidncia de eltrons.O nmero de pontos de uma tela ser o mesmo independente do tamanho da tela.A imagem de TV transmitida linha aps linha, num total de 525 linhas para o padro adotadono Brasil.O conjunto destas 525 linhas se chama Quadro e corresponde a uma imagem completa, algo

parecido com um negativo de filme (destas linhas apenas 483 so usadas para a visualizao daimagem, o resto perdida no apagamento vertical).Embora uma linha seja impressa aps a outra e em tempos diferentes, temos uma imagemperfeita devido persistncia luminosa do fsforo da tela e de nossa prpria retina.As linhas no impressas todas de uma vez, mas sim separadas em dois conjuntos de 262,5linhas. Cada conjunto deste recebe o nome de Campo.Temos dois campos, o 1o ou mpar e o 2o ou par. Primeiro impresso o campo mpar e depois opar.As linhas do campo mpar esto intercaladas com as linhas do campo par ou vice-versa.A impresso feita desta forma para evitar um efeito de piscamento da imagem chamado detremulao.A freqncia em que so impressas os campos de aproximadamente de 60 hz (59,94 Hz) na

realidade) e a freqncia que so escritas s linhas aproximadamente de 15750 hz (15734 hzna realidade).As linhas so escritas apenas em um sentido (olhando a TV de frente, da esquerda para direita) ede cima para baixo.A impresso das linhas parece com o modo de se escrever sobre um papel, por exemplo.O perodo em que alinha est sendo impressa chama-se Trao e tem a durao deaproximadamente de 53,3us.O perodo em que alinha volta chama-se Retrao e dura aproximadamente 10ms.O tempo total de uma linha igual 63,5us. O inverso deste tempo d a freqncia de impressodas linhas ou frequncia Horizontal (Tambm conhecida por H).

F = 1 / T = 1 / 63,5us

Aps 262,5 linhas o feixe de explorao estar embaixo da tela, ter terminado um trao verticale comear o retrao vertical.O trao vertical tem a durao de aproximadamente 15,34ms e retrao vertical deaproximadamente 1,34ms.O tempo total de 16,68ms, o que d uma freqncia prxima de 60 hz (F=1/16, 68ms).N o fim do retrao vertical, aps o 1o campo, o feixe de eltrons estar novamente no alto datela para iniciar o 2o campo, e assim sucessivamente.As informaes apenas so impressas na tela durante o perodo de trao. No retrao o feixe deeltrons impedido eletricamente de chegar at a camada de fsforo da tela.O responsvel pela emisso ou no dos eltrons o canho eletrnico, que fica dentro do tubode imagem ou cinescpio.


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O responsvel pela movimentao do feixe de um lado para o outro (varredura horizontal) e decima para baixo (varredura vertical) um conjunto de bobinas, chamado de bobinas defletorasou Yoke e que ficam do lado de fora do tubo.O s eltrons so atrados para a tela do tubo devido a uma Alta Tenso Positiva que aplicadaem uma camada condutora que reveste os lados do tubo.O nome desta camada Aquadag e a alta tenso tem valores entre (9 a 15) KV para TVs Preto eBranco e (18 a 24,5) KV para TVs Coloridas

Tubo ou cinescpio

A camada chamada Aquadag tem a funo de um capacitor (2KpF) e filtra a Alta Tenso.

Pinos p/ conexao

Canhao Eletronico

Aquadag

Tela Revestidapor fosforo

Material Condutor


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Sabemos que a tela formada por pontos. Cada ponto se acender por inteiro ao receber o feixede eltrons.Quanto maior o nmero de pontos melhor a resoluo da imagem.

A tela de uma TV explorada, como j sabemos, por dois campos.

MAT - Muito Alta TensaoSegundo Anodo

TELA

Bobinas defletoras( YOKE )


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As linhas pares e mpares so entrelaadas, ou seja, colocadas em espaos eqidistantes umasdas outras.

Sabemos que o feixe deflexionado por um conjunto de bobinas (Yoke). As correntes quecirculam por estas bobinas, tm o seguinte formato:

Primeiro Campo,Linhas mpares( 262,5 Linhas )

Segundo Campo,Linhas Pares( 262,5 linhas)


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I

Corrente de explorao vertical 60 Hz

0A

Corrente de explorao horizontal = 15750Hz


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A Freqncia Horizontal muito maior que a vertical, sendo assim podemos fazer a seguinterepresentao:

Percebemos ento que durante o trao e retrao Vertical temos 262,5 linhas ou ciclos doHorizontal.Podemos tambm perceber que aproximadamente 21 linhas de cada campo durante o retraovertical.Desta forma cada campo formado na realidade por +/- 241,5 linhas e uma imagem completaou quadro por +/- 483 linhas.O perodo do trao Horizontal sempre corresponder aproximadamente ao tamanho da tela.

RetraoVertical

Trao Vertical

V

H

1 campo

+/- 21 Linhas +/- 241 Linhas


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Vejamos ento:

O ponto onde a corrente zero corresponde ao centro da tela.

Tela da TV

Trao HRetrao H


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Sinal de vdeo composto

um sinal emitido por uma emissora ou geradora (VCR, DVD, Videogame, etc).que contm informaes para o perfeito funcionamento do receptor.

1 Apagamento Horizontal;2 Sincronismo Horizontal;3 Burst (Sincronismo de cor);4 Informao de vdeo que ser impressa na tela;5 Perodo de uma linha H com trao e retrao.

1 Pulsos equalizadores;2 Pulsos equalizadores;

3 Sincronismo Vertical;4 Linhas necessrias para o trmino do retrao vertical.

Podemos perceber que no final de um campo chega o retrao vertical com os pulsos necessriose que depois comea outro campo.A informao de uma linha que ser impressa na tela e ajudar a formar a imageme a presente entre um pulso de apagamento horizontal e outro.

0

4 51

2

3

Linhas do fim de um campo

1

3

2

Retraco Vertical ( pulso de apagamento )

4

Inicio de outro campo

Informao impressa

na tela

1 Linha

ApagamentoH

ApagamentoH


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O sinal de vdeo possui determinados padres:

Supondo um sinal com 100% igual a 1Vpp (padro) teramos o seguinte:

100% - (1Vpp): Nvel mximo do sincronismo (tanto Horizontal com Vertical);75% - 750 mVpp: Nvel de Apagamento ou blanking (tanto H ou V);70% - 700mVpp: Nvel mximo de preto de uma imagem.12% - 120mVpp: Nvel mnimo corresponde ao branco de uma imagem.

O sinal de vdeo ser sempre invertido e com este nvel e estas propores em equipamentoscom sadas e ou entradas de vdeo.O sinal de vdeo sempre ser invertido e com este nvel e estas propores em equipamentoscom sadas e ou entradas de vdeo.

Sabemos que o perodo entre um pulso de apagamento Horizontal e outro corresponde a umalinha impressa na tela, desta forma podemos ter o seguinte raciocnio:

0v

100%

75%70%

12%


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Cada linha da tela ser impressa sempre pelo mesmo sinal. E sabendo que o perodo da linhacorresponde ao tamanho da tela, podemos perceber que a imagem da mesma ser igual figura.

Formao da imagem a partir do VBS

Com o sinal de vdeo, que corresponde a todas as linhas da tela, formar a imagem.

Procedimento:

Desenhar a tela no espao que corresponde ao perodo de uma linha, traar retasperpendiculares.ao eixo horizontal da tela. Formar a imagem.

B

r

a

n

c

o

B

r

a

n

c

o

P

r

e

t

o

TELA


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Podemos tambm termos diferentes sinais de vdeo e dividir a tela em vrias partes.Basta para sabermos qual a imagem, desenharmos em cada parte o sinal de vdeocorrespondente.

Branco

Preto


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Podemos tambm, a partir da imagem, formar o sinal de vdeo.

O procedimento praticamente o mesmo e pode ser observado vendo o exemplo abaixo:

A - B

B - C

C - D

D - E

A

B

C

D

E

BRANCO

PRETO


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Quando a Tela inteira igual, teremos apenas um tipo de linha.Desenha-se a linha de acordo com as cores na tela.Para facilitar isto, podemos traar retas pontilhadas, perpendiculares ao eixodo apagamento H.Quando temos mais de uma figura na tela, devemos escolher a linha da qualdesejamos saber o sinal. No exemplo abaixo, escolhemos trs linhas.Vejamos os sinais correspondentes.

Apagamento

H


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Entre o branco e o preto teremos uma infinidade de tons de cinza.

Veja um sinal de vdeo:

Linha A

Linha B

Linha C

Linha C

Linha B

Linha A


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Diagrama de Blocos de uma TV Preto e Branco

Podemos separar uma TV em blocos. Fazemos isto visando facilitar o entendimento e amanuteno da mesma.

AF

AmplificadorAudioDiscriminadorLimitadorArmadilha

Amplificador RF Conversor Amplificador FI Detector Amplificador Video

Amplificador VOscilador VerticalIntegrador V

Separadorde

Sincronismo

C.A.F Oscilador H Amplificador H F.A.T

AmortecedorFonte +B

Oscilador Local

Seletorde

Canal

AC

p/ estagios

Tubo

Antena


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Apresentamos este diagrama apenas para relembrar ao leitor como um diagrama bsico deuma TV P&B. Tudo isto vai mudar.

O canal padro de TV

Chamamos de canal padro de TV o espao que o mesmo ocupa dentro do espectro dasfreqncias, juntamente com todos os seus sinais caractersticos. Como exemplo podemos citar:as portadoras e suas faixas laterais, etc...

O canal padro de TV ocupa uma faixa de 6 MHz. A ttulo de esclarecimento podemosdizer que um canal que comece em 82 MHz acabar em 88 MHz.

Abaixo est representado um canal padro:

1 0,75 MHz freqncias laterais inferiores2 4 MHz freqncias laterais superioresP portadora de imagemS portadora de somC suportadora de cor

Mais informaes sobre um canal padro na prxima figura:


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Abaixo vemos a foto de um canal padro de TV analgica:


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Obs.: por portadora queremos chamar o meio atravs do qual as informaes de cor (C),vdeo (P) e udio (S) chegam ao receptor. Apenas um esclarecimento, podemos fazer umaanalogia, como um cano de gua. Suponhamos que o cano leve a gua desde um reservatriodistante at sua casa. Desta forma, o reservatrio seria a estao de TV, o cano a portadora, agua as informaes de cor, som e vdeo e a sua caixa de gua o aparelho televisor. O sistemade cores adotado no Brasil o PAL-M.

PAL Phase Alternating Line Linhas Alternadas em FaseM padro adotado no Brasil

As caractersticas do padro M so as seguintes:Largura de faixa de canal 6 MHzBanda lateral principal 4,20 MHzBanda lateral vertical 0,75 MHzSeparao entre as portadoras 4,50 MHzFreqncia de varredura horizontal 15,75 MHzFreqncia de varredura vertical 60 MHzNmero de linhas 525Tempo de explorao de uma linha 63,5 s.

Obs.: a nica diferena entre um canal de TV em cores e um de branco e preto aportadora de cor (C). Todo o resto igual.

Veja um canal digital:

A relao C/N (Carrier/Noise ou Portadora /Rudo) deve ficar acima de 19dB. Mas oque dB?

Vamos tentar explicar da forma mais simples: O dB utilizado para se fazer umarelao entre dois valores de uma mesma grandeza. Quando falamos em potncia, porexemplo, (watts) a cada acrscimo de 3 dB dobramos a potencia.


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No sistema de cores analgico a portadora suprimida ou retirada, na transmisso e deve serrecriada na recepo e para isto que temos no circuito da TV um cristal que ir criar afreqncia de cor ou croma. Podemos perceber que temos apenas um cristal, mas ento comotemos as diversas cores? Isto conseguido se variando a fase da portadora de cor. Imaginadoum circulo com 360 dependendo da posio em que a portadora de cor se colocar, ela ter umvalor angular diferente e, portanto uma fase diferente e esta diferena de fase que define a corque aparece na tela. Um instrumento que permite ver a fase das cores e analis-las ovectoroscpio. Abaixo temos uma imagem da tela de um vectoroscpio.

O sinal mostrado acima corresponde h um padro de sete barras e como sabemos cada barratem uma cor diferente. Cada quadradinho onde a linha muda de angulo, corresponde a uma cordiferente. Ao analisarmos um sinal de cor se tivermos os pontos dentro destes quadradinhosteremos um sinal coreto, caso eles estejam fora fase da cor estar errada e dai? Da queestaremos enxergando uma cor alaranjada onde devia ser vermelho, por exemplo. Para deixarbem claro a influencia da correta fase da cores em uma transmisso ou gravao de sinal devdeo vamos nos lembrar daqueles primeiros Vcrs importados que eram transcodificados daforma mais simples possvel, dependendo da velocidade da gravao tnhamos as corestotalmente alteradas, para confirmar isto bastava chegar prximo a tela da TV e veramos linhasde cores diferentes. E tudo mundo achava uma beleza....


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Canais de TV

2 54-603 60-664 66-72

5 76-826 82-887 174-1808 180-1869 186-19210 192-19811 198-20412 204-21013 210-21614 470-47615 476-48216 482-48817 488-49418 494-50019 500-50620 506-51221 512-51822 518-52423 524-53024 530-53625 536-54226 542-54827 548-55428 554-56029 560-56630 566-57231 572-57832 578-58433 584-59034 590-59635 596-60236 602-60837 608-61438 614-62039 620-62640 626-63241 632-63842 638-64443 644-65044 650-65645 656-66246 662-66847 668-67448 674-68049 680-686

50 686-69251 692-698


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52 698- 70453 704-71054 710-71655 716-72256 722-728

57 728-73458 734-74059 740-74660 746-75261 752-75862 758-76463 764-77064 770-77665 776-78266 782-78867 788-794

68 794-80069 800-80670 806-81271 812-81872 818-82473 824-83074 830-83675 836-84276 842-84877 848-85478 854-86079 860-86680 866-87281 872-87882 878-88483 884-890

A primeira coluna desta tabela traz o nmero do canal segunda coluna a freqncia do mesmoem MHz.Para sabermos qual a freqncia das portadoras s fazer o seguinte:

Portadora de vdeo = freqncia do inicio do canal + 1, 25Mhz.

Portadora de croma = freqncia do inicio do canal + 4, 83Mhz.

Portadora de udio = freqncia do inicio do canal + 5, 75Mhz.

Os canais do 2 ao 6 so chamados de canais de VHF baixo.Os canais do 7 ao 13 so chamados de canais de VHF alto.Os canais do 14 ao 83 so chamados de canais de UHF.Os canais do 2 ao 59 so usados para retransmisso de sinais.Os canais do 60 ao 83 so utilizados para repetio de sinais.O canal 37 usado para radioastronomia.Atualmente a faixa entre os canais 69 a 83 utilizada pelo servio celular e no mais utilizadapor emissoras de TV.


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necessrio mostrar estes canais, pois ser necessrio um estudo para realocamento dos canaisdigitais dentro da faixa dos canais que j existem, sem que estes atrapalhem os canais j emfuncionamento.

Abaixo temos uma tabela com canais em operao, levando em considerao a cidade de SoPaulo no ano de 2002.

Canais de UHF na Cidade de So Paulo

Canal Emissora Programao

Freqncia Direo Nvel

14 Cablelink Globo 470-476 Mogi dasCruzes

-66dBm

16 CBI Shoptour 482-488 Paulista - 43dBm

17 Imagem daMTV /Acontece

umbatimentoentre o canal32 e oosciladorlocal da TVparasintonizar ocanal 17 oque gera umcanal comimagem e

sons ruinspois asportadorasestodeslocadas.

488-494 Sumar S aparecena TV

21 Canal 21 Canal 21 512-518 Paulista - 26dBm

22 Imagem do21 / Aimagempodeaparecermas comproblemaspois ocorreumbatimentodentro daTV e asportadorasficamdeslocadas.

518-524 Paulista S aparecena TV

24 TVA TVA 530-536 Sumar - 21dBm

26 Grande SP 542-548 Diadema - 47dBm

27 Imagem do42 / 548-554 Paulista S aparecena TV


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Aconteceumbatimentoentre o canal42 e oosciladorlocal da TVparasintonizar ocanal 27gerando umsinal decanal mascom afreqnciadeslocada.

29 TVA /

Codificado

TVA 560-566 Sumar - 24 dBm

32 MTV MTV 578-584 Sumar - 27dBm

37 Radioastronomia

608-614

40 Rede Vida Rede Vida 626-632 Paulista - 40dBm

42 RedeMulher

RedeMulher

638-644 Paulista - 24dBm

46 ShopTour /Osasco

ShopTour 662-668 Paulista - 23 dBm

48 UniTV UniTV 674-680 Paulista - 45dBm

50 PirasomTV


52 CBS CBS 698-704 Paulista - 39dBm53 TV

Trindade /Renascer

IgrejaRenascer


56 TVG-SP 722-728 Barueri - 54dBm

58 TVMetropolitana.

734-740 Guarulhos - 66dBm

59 TV CanoNova


62 TV Cultura TV Cultura 758-764 Jaragu - 59dBm

Os canais que realmente existem em funcionamento esto em negrito.Imagem de canal um efeito ou batimento que acontece dentro da TV, entre a freqncia de umdeterminado canal e o oscilador desta TV para sintonizar outro canal. Geralmente podemosperceber alguma imagem e som s que com qualidade ruim. Esta qualidade ruim se deve ao fatodas portadoras de vdeo e udio estarem deslocadas dentro do canal. Normalmente estes sinaisso percebidos pela TV, pois o resultado deste batimento cria sinais que tem suas freqnciasdentro da faixa de FI da TV, que vai de 41 a 47 MHz.Os nveis medidos so relativos, pois correspondem a uma regio de So Paulo. Outras regiestero outros nveis. Nveis acima de 48dBm ou 1mV, em 75 ohms, garantem uma boaqualidade de sinal.

Canais acima do 59 s so usados para repetio de sinal.


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Alguns destes canais podem ter seu nome mudado ou alterado. Tambm pode ter acontecido umacrscimo de canal. A finalidade desta tabela apenas demonstrar que j existem muito canaisem UHF em So Paulo.

Antenas

Muitos so os tipos de antenas transmissoras e estes vrios tipos se dividem em dois grupos:

- Direcionais- Isotrpicas

Chamamos de antena direcional a antena que transmite para apenas uma direo. Comopor exemplo, podemos citar uma antena parablica.

Antenas isotrpicas so, ao contrrio das direcionais, antenas que transmitem para todosos lados.

Uma antena transmissora cria no espao dois campos, um magntico e o outro eltrico.

Estes campos deslocam-se no espao e ao encontrarem condutores eltricos, produzem neles,por induo eletromagntica diferena de potencial (ddp) e, desta forma, origina nestes mesmoscondutores, correntes eltricas.

Caso o condutor induzido seja uma antena, teremos como utilizar esta informao presentenela.

Uma antena receptora ser um receptor para todas as freqncias presentes no espao.Desta forma, teremos numa antena diversas ddps e correntes criadas, ou melhor, induzidas porestas vrias freqncias.

Embora existam vrias correntes e tenses elas no se misturam, isto devido ao fato deque cada uma possui uma freqncia prpria.

A melhor recepo ser conseguida pelo sinal que mais se aproximar do comprimento da

antena.Quanto uma antena possui um ou mais comprimentos de onda do sinal recebido, dizemosque ela est em ressonncia com o campo e em ressonncia com a ddp e a corrente.

Quando a antena est em ressonncia possumos a mxima recepo. bom observar que a conduo de ressonncia pode ocorrer em outros casos.Veja abaixo:

- Um ou mais comprimentos de onda- de onda- onda- 1/5 de onda


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Como podemos perceber pela figura passada, quando a antena possui o mesmocomprimento de um ciclo de onda dizemos que ela est em ressonncia com um comprimentode onda.

Quando igual a 4 ciclos est em ressonncia com comprimentos de onda. E assim pordiante.

Obs.: chamamos de comprimento de onda o espao pelo perodo de um ciclo.

Uma antena apresenta perdas, estas perdas se devem ao fato de se existir diversasresistncias na mesma.

A resistncia mnima quando a antena est em ressonncia, ou seja, o sinal que est emressonncia com a antena ficar submetida a uma menor resistncia. Essa resistncia recebe onome de impedncia, caractersticas da antena.

A impedncia de uma antena dada em ohms (). As antenas receptoras para TV,

geralmente, possuem uma impedncia de 75 a 300 .


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As antenas possuem uma certa seletividade, ou seja, uma antena projetada para ressonarem uma determinada freqncia ir ter um ganho maior para esta freqncia e para asfreqncias prximas a ela. A esse conjunto da freqncia ressonante mais as freqnciasprximas damos o nome de banda passante ou faixa passante.

Vejamos as figuras a seguir:

A figura 1 representa o ganho, definido, como amplitude de uma antena de faixa passanteestreita.

A figura 2 representa uma antena de faixa passante mdia.A figura 3 representa uma antena de faixa passante larga.

F0 freqncia de ressonnciaF1 freqncia mnima admissvelF2 freqncia mxima permitidaEm TV, a antena receptora deve apresentar uma faixa passante larga, visto que o canal

possui 6 MHz de largura.Novamente nos referimos as 3 figuras, podemos dizer que a primeira mais seletiva que a

segunda e que a segunda mais seletiva que a terceira.Com seletividade queremos dizer a capacidade que a antena tem de separar uma

freqncia ou faixa de freqncia das outras.Quanto menor esta faixa maior a seletividade.

Para a recepo de TV digital importante, tanto para antena transmissora como apara a antena

receptora, que ela seja o mais plana possvel, ou seja, tenha a resposta em freqncia o maisplana possvel e consiga receber e/ou transmitir todo o canal da mesma forma.

Antena Dipolo

A antena dipolo a antena receptora mais simples. Chamamo-la de dipolo por possuirapenas duas (di) partes.

Numa antena receptora e, conseqentemente, num dipolo, a tenso induzida e a correntese comportam da seguinte forma:


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Supondo que o espao entre as partes A e B seja a barra ou um cano de material condutorque formam a antena, podemos ver o seguinte:

- h uma defasagem entre a tenso e a corrente.- no meio da antena a tenso nula.- nos extremos da antena a corrente nula.- no meio da antena a corrente mxima.- quando um extremo da antena possui um potencial positivo o outro possui negativoe vice-versa.

Obs.: a antena citada de meia onda.Agora vendo mais propriamente um dipolo temos:

Este dipolo nada mais do que dois segmentos de de onda separados. Como j vimos oponto que possui a maior corrente o centro, ser, portanto dos pontos x e y que puxaremos ofio at o aparelho receptor.

Dipolo dobrado

So dois dipolos ligados conforme a figura abaixo:


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Novamente retiramos nossa informao dos pontos x e y, pois so eles os capazes defornecer a maior corrente para o nosso receptor.

Se voltarmos ao grfico que representa a tenso e a corrente numa antena veremos que ocentro da mesma possui tenso nula no nosso exemplo o ponto A, caso desejamos fixar estedipolo dobrado ser este o ponto ideal pois no possuindo tenso, no ter afetado seu potencialpor um cano que o fixe, por exemplo, o dipolo dobrado por a o mesmo manter todas as suascaractersticas.

Obs.: a impedncia caracterstica de um dipolo simples de 75 e de um dipolo dobrado

de 300.Toda antena possui lados, no que se refere a capacidade das mesmas de captarem o sinal

desejado. Ou seja, podemos dizer que uma antena captar melhor os sinais que incidem sobreum seu determinado lado. A isto damos o nome de diretividade da antena.

Quando estudamos a diretividade de uma antena tambm percebemos as diferentesantenas.

As figuras seguintes elucidam melhor isto:

O trao negro representa a antena. As linhas com forma curvilnea representam asdirees em que a antena receber com bom ganho o sinal.

Este tipo de antena que recebe a informao de praticamente todos os lados recebe onome de isotrpica ou no direcional.


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Esta antena que recebe com ganho o sinal apenas de um lado uma antena direcional dogrupo das unidirecionais.

Esta antena, tambm direcional, recebe o nome de bidirecional. A esses desenhos acimadamos o nome de diagramas de irradiao, pois os mesmo so usados para antenastransmissoras.

A grosso modo, quanto mais afastada da antena estiver a curva, maior ser o ganhonaquela direo. Sendo assim, podemos perceber que no ltimo diagrama a direocorrespondente ao ponto A ser privilegiada no que se refere a transmisso ou recepo de sinal,em relao ao ponto B.

Ao elemento da antena, responsvel pela irradiao ou recepo dos sinais, damos o nomede radiador.

Mas, geralmente, uma antena no se consiste de um elemento apenas. Como exemplocitaremos uma antena bsica com 3 elementos:


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A funo do radiador j nos conhecida, o diretor tem por funo direcionar mais oganho da antena, ou seja, estreitar mais ainda o diagrama de irradiao.

A funo do refletor tornar esta antena uma antena bidirecional, alm de aumentar oganho da antena.

Alterando-se o nmero de diretores se aumenta a diretividade da antena.A colocao de diretores e refletores altera a impedncia da antena original.Existem antenas yagi, como representada agora a pouco, com 3 ou mais elementos.Tambm existem as antenas LP, logartmica peridica, vulgo espinha de peixe.

E as antenas cnicas:


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Importante: existem ainda outros tipos de antenas receptoras para AM, FM e UHF.

A frente de uma antena yagi sempre o lado que possui o elemento menor.Os nicos elementos que tem ligao com o cabo de descida so os radiadores.Os diagramas de irradiao mostram o ganho que ter o sinal de acordo com seu ngulo

de incidncia sobre a antena. Estes diagramas so muito teis quando da instalao de umaantena.

Numa antena LP, quando se varia o ngulo entre o eixo e os radiadores, varia adiretividade da mesma.

Com a implantao da TV digital, cada emissora ter direito a outro canal digital, isto far comque a tabela que nos mostra os canis em so Paulo seja importante, pois os outros canais devemcaber l dentro.

Existem fabricantes de antenas que desenvolveram antenas que podem transmitir ao mesmotempo canais de VHF e UHF, sendo assim uma emissora que tenha um canal em VHF analgicopoder usar a mesma antena para transmitir um canal digital em UHF.

Transmissor e ou retransmissor de TV

Um transmissor de TV se divide em diversos blocos, cada um com uma funo especfica,vamos primeiro falar sobre cada um destes blocos observando a figura anexa.

Booster utilizado quando o transmissor usado para retransmitir ou repetir um determinado

canal. O booster recebe este canal atravs de uma antena, converte a freqncia deste canal paraFI, que corresponde a uma faixa de freqncia entre 41 a 47 MHz, amplifica este sinal e oentrega ao transmissor na entrada do amplificador de FI. Quando usamos um booster sempreestaremos recebendo um outro canal e transformando em FI para entregar para o transmissor.Normalmente o booster fica na torre, prxima a torre, mas isto no uma regra. Seus estgiosprincipais so: amplificador de entrada, mixer, oscilador e multiplicador e amplificador de FI. Aalimentao para o booster vai at ele pelo mesmo cabo que leva o sinal de FI para otransmissor (TX). O TX recebe a FI e envia tenso contnua para alimentar o booster.

Modulador de FI utilizado quando desejamos entrar com udio e vdeo no transmissor.Como o transmissor no tem estas entradas usamos o modulador. Este modulador cria um canalna freqncia de FI e modula as portadoras com udio e vdeo. A portadora de vdeo

modulada em amplitude e a portadora de udio modulada em freqncia, tambm teremos em


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sua sada uma sub-portadora, como em um todo canal de TV, modulada em AM DSB SCque carregar com ela a informao da cor.As principais partes de um modulador so: amplificador de FI, modulador de vdeo, moduladorde 4,5 MHz, amplificador e pr-nfase de udio, filtro corretor de fase de vdeo.

Vamos agora estudar o transmissor propriamente dito:

Amplificador de FI este bloco, geralmente formado por 2 ou 3 estgios e tem a funo deamplificar a FI linearmente e permitir que o seu nvel seja o suficiente para excitar o mixer. no amplificador de FI que fica o ajuste de potncia do transmissor. O amplificador de FI deve,alm de amplificar, filtrar a FI de forma a termos um sinal limpo (apenas as portadoras do canal)em sua sada. Alguns amplificadores de FI usam como filtro um componente chamado de filtroSAW (filtro de ondas de superfcie). Embora este filtro tenha uma grande perda de insero (elefiltra muito bem, mas atenua bastante o prprio sinal de FI) sua qualidade de filtragem justificao seu uso. Outros moduladores usam filtros LC ou RLC, baseados em capacitores, bobinasresistores e trimmers. Geralmente o filtro est na entrada do amplificador de FI ou em seuestgio central. Muitos equipamentos tm como nvel padro de sada do amplificador de FI, um

nvel de 0dBm que corresponde a 1mW ou, aproximadamente, 224mVolts sobre uma carga de50 ohms. O nvel de sada controlado, geralmente, atravs da polarizao de diodos tipo PIN.Estes diodos facilitam ou dificultam a passagem de RF por eles de acordo com a sua polarizaoe esto ligados diretamente como CAG.

CAG o controle automtico de ganho utilizado para manter a sada o amplificador de FI emum nvel pr-definido, independente do nvel de entrada deste mesmo amplificador. Para termosuma idia de como seria isto vamos supor o seguinte: a sada do amplificador de FI deve ser de0dBm e na sua entrada o nvel varia entre 20 dBm a 50 dBm, o ganho do amplificador servariado, pelo CAG, para que a sada sempre se mantenha em 0dBm. comum encontramos amplificadores operacionais no estgio de CAG.

Mixer mistura ou faz o batimento, da freqncia de FI com a freqncia proveniente dooscilador local, deste batimento resultam 4 sinais diferentes:- Canal de FI de 41 a 47 MHz.- Freqncia do oscilador- canal de FI somada com a freqncia do oscilador- canal de FI subtrada da freqncia do oscilador

O sinal que nos interessa o resultado da subtrao da FI com a freqncia do oscilador.

Veja um exemplo:

FI = 41 a 47 MHz

OL = 101 MHz

A subtrao resultar na freqncia do canal 2 que de 54 a 60 MHz.

Podemos perceber que no batimento ocorre a inverso do canal de FI. A portadora de vdeo quetinha a freqncia de 45,75 MHz agora tem a freqncia de:

101 45,75 = 55,25 MHz.

A portadora de udio que tinha a freqncia de 41,25 MHz agora tem a freqncia igual a:

101 41,15 = 59,75 MHz.

Antes era assim: Pa = 41.25 MHz e Pv = 45.75 MHz primeiro o udio, depois o vdeo.


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Agora, depois do batimento, ficou assim: Pv = 55,25 MHz e Pa = 59,75 MHz e primeiro o vdeoe depois o udio.

Pv = portadora de vdeo.Pa = portadora de udio.

Dvidas, veja os valores das freqncias...

Filtro de canal a funo do filtro de canal deixar passar apenas a freqncia do canal quequeremos transmitir, eliminado os outros produtos provenientes do batimento no mixer.Normalmente este filtro formado por linhas e indutores e tem um aspecto bem mecnico.

Amplificadores de RF a quantidade de amplificadores de RF que teremos depender dapotncia final do transmissor. Normalmente encontramos transmissores de 1 watt de potncia,10 watts, 50 Watts, 100 watts, 1 KW de potncia, 10 KW, 15 KW e de at mais.Antigamente a maioria dos transmissores de mais de 20 Watts eram todos valvulados, ou seja, o

estgio final que fornecia a potncia nominal de sada (100W, 1KW, etc) era construdoutilizando-se vlvulas. Para se alimentar estas vlvulas era preciso uma tenso, relativamentealta (entre 1800 a 15000 volts). Para isto que existe a fonte de alta tenso indicada na figuraanexa.Hoje em dia j possvel se encontrar transmissores de 10KW, por exemplo, totalmentetransistorizados. Para isto podem ser utilizados transistores bipolares ou mosfets de potncia.Geralmente a tenso que alimenta estes estgios de 25 ou 50 volts contnuos. A impedncia desada do TX de 50 ohms e a antena, tanto quanto o cabo que interligam os dois, devemtambm ter esta impedncia, pois s assim conseguiremos a mxima transferncia de potncia ea menor refletida possvel. Quando falamos em refletida estamos no referindo ao sinal que vaiat a antena mas no transmitido e volta para a sada do TX. Se esta porcentagem da potnciafor muito alta poder danificar os estgios amplificadores, principalmente se forem

transistorizados. Alguns estgios amplificadores possuem em sua sada um filtro para evitar quequalquer outro sinal, alm do canal, seja transmitido evitando assim interferncias em terceiros.

Oscilador local e multiplicador o oscilador local o estgio que gera a freqncia que,entrando em batimento no mixer, ir criar o canal desejado. Variando-se a freqncia desteestgio variaremos o canal que estamos transmitindo. Este bloco pode ser formado por diversosestgios: oscilador, segundo oscilador, multiplicador, multiplicador paramtrico, pll, filtro.Geralmente a freqncia criada atravs de um oscilador a cristal e tem que ser multiplicada atchegarem um valor correto para o batimento. Antigamente esta multiplicao era feitaamplificando-se os harmnicos da freqncia fundamental, ou prpria, do cristal. Estesamplificadores ou, mais corretamente, multiplicadores, eram formados por transistorespolarizados em classe C, ou seja, caso no houvesse sinal em suas bases no haveria consumo

nenhum de corrente. Este tipo de polarizao utilizado pois facilita o aparecimento deharmnicos. O filtro paramtrico um filtro que separa o harmnico desejado e que tem comelementos principais, linhas, indutores, trimmers e um diodo varactor que permite, ao serpolarizado com uma freqncia, o surgimento de outros harmnicos. Na sada do filtroparamtrico devemos ter apenas a freqncia que a correta para o batimento e a criao docanal. Mas porque no se usa cristais de valor mais alto ao invs de se ficar multiplicando ouamplificando os harmnicos? Por que a construo de cristais com freqncia de oscilaoacima de 100Mhz um processo crtico e fica mais fcil se usar cristais de valores abaixo de 70MHz e se multiplicar a sua freqncia fundamental de oscilao. Hoje em dia atravs decircuitos com PLL e fcil de se fazer um oscilador de uma forma diferente e com bastantepreciso. Para isto construdo um oscilador livre (sem cristal) na freqncia final da sada dooscilador. Este oscilador livre pode ter sua freqncia ajustada atravs de uma tenso continua(VCO), e o PLL quem compara a freqncia de um oscilador a cristal, que muito preciso,


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com a freqncia do oscilador livre e gera uma tenso continua para controlar e estabilizar afreqncia do oscilador livre no valor correto.

Fonte fornece uma tenso estabilizada para todos os mdulos, geralmente os mdulos depotncia so alimentados por 25 ou 50 volts. Podemos ter tambm outras tenses como +12Vcc, -12Vcc, etc. Esta fonte pode ser linear ou chaveada.

Fonte de alta tenso esta fonte utilizada quanto temos um equipamento que utiliza uma oumais vlvulas em seus estgios amplificadores de sada. Esta tenso normalmente elevadaatravs de um transformador, retificada por diodos que suportem alta tenso reversa, s vezes necessrio se colocar muitos diodos em srie para suportar esta tenso, dividindo-a entre eles.Depois de retificada ela filtrada por um banco de capacitores. Estes capacitores tambm sodispostos de forma a suportarem esta tenso elevada. A corrente que uma fonte desta fornecepara, por exemplo, um equipamento de 100W de UHF, est entre 250 a 300mA. Esta tenso,normalmente no regulada ou estabilizada. Em um equipamento de 100W de UHF o valordesta tenso prximo a 1800 volts.Toda vez que temos uma vlvula teremos um filamento dentro dela que dever ser aquecido,

para isto temos uma fonte de filamento que ir fornecer uma tenso entre 4 a 6 volts, mas comcapacidade de fornecer uma corrente que pode chegar a dezenas de amperes.

Observao:

Existem transmissores que possuem embutidos dentro deles um modulador especfico para ocanal que ser transmitido. Desta forma na sada do modulador teremos a freqncia do canal eno a FI. Este sinal ser ento, amplificado, filtrado e transmitido.

Um transmissor pode fazer diversas funes:

- quando ele transmite informaes de uma emissora da prpria cidade falamos que elepertence a uma estao geradora.- quando ele recebe um sinal de um canal, atravs de um booster e converte este canal paraoutro canal e o retransmite para uma cidade nas circunvizinhanas, falamos que ele tem afuno de retransmissor.

- quando ele recebe um canal via booster e s repete esta informao, mas em outrafreqncia para outra estao, o chamamos de repetidor.

- um transmissor pode englobar todas estas funes.Um transmissor para TV Digital ter diversos destes blocos, mas uma caracterstica que deversem muito importante no mesmo ser a linearidade do mesmo, ou seja, ele dever ter umaresposta plana para todo o canal de 6Mhz. Isto mais importante do que em uma TX analgicopois um canal digital praticamente plano e tem informaes importantes em toda a sua largura

de 6Mhz. Alm disto, ele deve gerar o mnimo de rudo possvel em todos os seus circuitos.


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Converso A/D e D/A

Antes de entrarmos no digital, propriamente dito, vamos falar um pouco sobre taxa deamostragem, nmero de bits em um conversor (sua resoluo) e a converso A/D e D/A.

Veja o grfico abaixo:

Para digitalizarmos um sinal devemos fazer uma amostragem do mesmo que nada mais quefazer uma leitura em perodos de tempo deste sinal. Para fazer esta leitura devemos usar umafreqncia, no mnimo, duas vezes superior freqncia que queremos digitalizar. O grficoacima d um exemplo disto. Outra coisa importante ser a quantidade de bits que usaremos pararepresentar o valor lido na amostragem. Se usarmos um conversor de 8 bits quer dizer que casoa leitura seja igual h 1 volt representaremos isto com 8 bits (0 e 1). O nmero de bits define aresoluo do conversor de analgico para digital (conversor A/D). Quanto maior a resoluo, ouseja, maior o nmero de bits que usarmos (10 bits ou 16 bits) mais prximo do original ficar osinal depois que ele for convertido novamente de digital para analgico por um conversor D/A(digital para analgico).

Voc j deve ter visto algumas destas informaes em aparelhos reprodutores de CD ou mesmoDVD players.

No exemplo seguinte estamos usando uma freqncia de amostragem bem mais alta que afreqncia a ser digitalizada e vamos ver os valores nos tempo de 1 a 15. cada nmero destescorresponde a uma amostragem ou leitura do sinal a ser digitalizado, depois vamos colocar istoem um conversor de 8 bits e ver o que d....


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Supondo que a tenso de pico seja de 1 volt vamos ver o resultado em nveis de tenso:

T1 = 0,5 vT2 = 0,8 v

T3 = 0,9 vT4 = 1 VT5 = 0,6 VT7 = 0,3 VT8 = - 0,3 VT9 = - 0,6 VT10 = - 0,8 VT11 = - 1 VT12 = - 0,9 VT13 = - 0,8 VT14 = -0,6 VT15 = 0 V

A amostragem definiu um valor para cada leitura e este valores sero transformados em bits deacordo com uma tabela com um cdigo binrio inventado agora. Para cada nvel de tensoteremos um nmero em binrio.


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Q7 Q6 Q5 Q4 Q3 Q2 Q1 Q0 V Tempo0 0 0 0 0 1 0 1 0,5 T10 0 0 0 1 0 0 0 0,8 T20 0 0 0 1 0 0 1 0,9 T3

0 0 0 0 1 0 1 0 1,0 T40 0 0 0 0 1 1 1 0,7 T50 0 0 0 0 1 1 0 0,6 T60 0 0 0 0 0 1 1 0,3 T71 1 0 0 0 0 0 0 -0,3 T80 1 1 0 0 0 0 0 -0,6 T90 0 0 1 0 0 0 0 -0,8 T100 1 0 1 0 0 0 0 -1,0 T111 0 0 1 0 0 0 0 -0,9 T120 0 0 1 0 0 0 0 -0,8 T130 1 1 0 0 0 0 0 -0,6 T140 0 0 0 0 0 0 0 0,0 T15

Estes bits podero ser transmitidos serialmente ou em paralelo ou ento gravados em um CD ouDVD e depois de recebidos ou lidos podem ser convertidos novamente para analgico, ocircuito que faz isto o conversor D/A. Vamos imaginar estes dados, entrando em paralelo, noconversor D/A e ver o resultado na sada.

Se na amostragem T1 correspondia ao valor de 0,5 volts e que transformamos no nmerobinrio igual a 00000101 ao colocarmos este nmero na entrada do D/A teremos 0,5 volts nasada do mesmo, o mesmo acontecer com T1, com T2 at T15 e assim recuperaremos o sinalanalgico na sada.


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Esta amostragem e esta resoluo geram uma transmisso de bits, a esta transmisso damos o

nome de taxa. Para calcularmos a taxa de transmisso de bits basta, de uma forma simples,multiplicarmos a freqncia de amostragem pelo nmero de bits do conversor.

Taxa = Freqncia de amostragem X resoluo do conversor (numero de bits)

Exemplo:

Se tivermos um sinal para digitalizar cuja freqncia mxima alcance 4 kHz e usarmos umconversor de 8 bits, qual a taxa de transferncia de bits?

Se a freqncia a ser digitalizada tem seu maior valor igual a 4 kHz, devemos ter umaamostragem de 8Khz.

Vejamos:

Taxa = 8 KHz x 8 bits = 64Kbits/s

Podemos perceber que teremos ums taxa de transferencia de bits de 64 Kbits/s ( a sua bandalarga mnima da internet de 150Kbits/s).

Tambm podemos perceber que quanto maior a frequencia a ser digitalizada maior a frequenciade amostragem e maior ser a taxa de transferencia de bits (alguns chamam de bitstream). Omesmo vale para a resoluo, quanto maior a resoluo maior a taxa. importante lembrar quese a resoluo for muito baixa a reproduo do sinal no D/A ser prejudicada em relao ao

sinal original. Tambm importante lembrar que importante que a resoluo do A/D seja igualao do D/A.


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Falando um pouco sobre TV Digital Bsico

HDTV TV Digital de alta resoluo, tela com relao de aspecto 16 x 9.Todo o espao de 6 MHz, normalmente ocupado por um canal.SDTV TV Digital com relao de aspecto de 4 x 3 onde teremos uma resoluo menor epoderemos transmitir mais de um canal em 6 MHz.

importante notarmos que existem trs tipos mais conhecidos de transmisso ou padres paratransmisso digital. Vamos ver estes padres:

Padres de transmisso:

ATSC - padro desenvolvido e adotado nos EUA para transmisso digital de broadcasting. Temlimitaes e no recomendado se desejada a recepo mvel.

DVB-T - utilizado para transmisso terrestre (broadcasting).

ISDB T - padro japons, considerado o mais avanado e capaz de englobar diversasmudanas ou servios, porm ainda no adotado por nenhum pas. Tudo o que se sabe sobre elefoi levantado atravs de testes e medies, inclusive testes feitos no Brasil. Nestes testes foramcomparados os diversos sistemas e tecnicamente este padro apresentou a melhor performance,pode ser usado para recepo mvel, pode englobar servios de TV para celulares, notebooks,etc.

Tipos de modulao:

QPSK o sinal modulante varia apenas a fase da portadora. Este processo de modulao mais robusto, porm tem baixa eficincia.

QAM Modulao em quadratura de amplitude. O sinal modulante varia a fase e aamplitude da portadora, podemos ter 16 QAM, 64 QAM, etc. O nmero antes do qamrepresenta a quantidade de posies em que pode estar portadora, a representao destasdiversas portadoras chamamos de constelao. Quanto maior o nvel de QAM maior aeficincia, ou maior a quantidade de informao transmitida, porm, devemos ter umamelhor linearidade dos equipamentos, tanto nos transmissores como nos receptores.

COFDM sistema de modulao digital que utiliza diversas portadoras para a transmisso.

8VSB sistema de modulao que utiliza uma nica portadora para a transmisso digital.Este tipo de modulao possui 8 nveis discretos de amplitude.

16VSB sistema similar ao anterior.

Tipos de compresso:

MPEG-2 - usado em todos estes trs tipos de TV digital.MPEG-4 sendo testado para transmisso digital

Para terminar queria deixar claro aqui algumas consideraes:

So processos de transmisso:

ASTC - sistema americano para transmisso terrestre.DVB-S - sistema europeu para satlite (praticamente um padro mundial).


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DVB-T - sistema europeu para transmisses terrestres.DVB-C - sistema europeu para transmisso via cabo.ISDB - T sistema japons para transmisso terrestre.

So processos de compresso:

MPEG.MPEG-2 - Sistema de compresso digital padro de vdeo e udio. Adotado como padro paraqualquer digitalizao em diversos formatos de transmisso.MPEG- 4MPEG-7.MPEG-21.

So processos de modulao:

QPSK-utilizado em transmisses via satlite com o sistema DVB-S4FSK tambm utilizado em transmisses via satlite no sistema DVB S.QAM - utilizado em transmisses a cabo.16QAM utilizado em transmisses a cabo.64QAMCOFDM - utilizado no padro ISDB T e DVB T.8VSB - utilizado em transmisses terrestres com o sistema ATSC.

TV digital

A TV digital apresenta uma qualidade de imagem e som semelhante a do cinema.

(Ela poder operar com canais de HDTV (TV de alta definio) com uma relao de aspectode 16x9), que o tamanho da tela, semelhante ao cinema ou as TVs de tela larga ou WIDESCREEN ou no padro de SDTV (padro com relao de aspecto 4x3).O sistema de som poder ter at 5.1 canais trazendo uma qualidade de som encontrada emDVDs com DTS. Qualidade semelhante a um CD de udio, porm com mais canais, da onome de 5.1.Permitir a transmisso de mais de um programa diferente, no mesmo canal.Podero exibir uma grande flexibilidade e ser acessada por diversos equipamentos, comocelulares, palm-tops, etc.Poder permitir a recepo mvel com qualidade (dependendo do sistema).Oferece a eliminao de fantasmas e rudos.Poder ser completa (FULL) ou Hierrquica, isto quer dizer que poder transmitir apenas

um canal se for full ou um canal mais outras informaes (outro canal, internet, celular, etc)se for hierrquica.

Porm se com a TV analgica conseguimos imagens com diversas qualidades a TV digitalno demonstrar imagem caso o nvel ou a relao de rudo entre a portadora einterferncias for pequena.Em reas de sombra ser possvel repetir o sinal com o uso de um amplificador que estejasincronizado com o transmissor principal.Existe a possibilidade do canal original e repetidoras serem sincronizadas por GPS paraevitar batimento e/ou qualquer tipo de problema.Muitas emissoras j processam de forma digital todos os sinais e tem uma degradao dosmesmos ao transmiti-los de forma analgica, com a implantao do digital tero umaqualidade muito melhor. Podero tambm oferecer diversos servios e gerar mais capital.


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Com o equipamento de recepo correto ser possvel o acesso a informaes adicionais,comprar mercadorias pela TV, acessar a internet, etc. Estas caractersticas dependero, bvio, de um caminho de retorno para a emissora, caminho este que poder ser uma linhatelefnica, um transmissor, etc.A rea de cobertura da TV digital para uma mesma potncia do transmissor, maior do quepara uma TV analgica.

Mas para que tudo isto acontea ser necessrio uma transio gradual entre a TV analgicae a TV Digital, sem comprometimento dos telespectadores e das emissoras. No inicio aforma mais barata de se receber a TV digital ser atravs de um conversor chamado de SETTOP BOX ou SET BOX, que receber o sinal digital e o transformar em analgicopermitindo assim o uso de uma TV normal. J existem estes conversores em testes e placasde captura, para micros, que permitem isto tambm.

O perodo de transio dever demorar entre 8 a 15 anos e ser disponibilizado para cadaemissora um canal. Algumas condies, porm so importantes de serem seguidas emantidas, como por exemplo: manter a mesma disposio dos canais no espectro, manterem

a largura de banda de um canal em 6 MHz (lembra da TV analgica?), manter a FI entre 41a 47 MHz, permitir o uso de canais adjacentes, para poder aumentar o nmero de canais,manterem o mesmo princpio de transmisso de cores devido padronizao. O rgoresponsvel por verificar tudo isto a ANATEL.

Digitalizao do sinal de vdeo

Antes de entramos mais a fundo no assunto vamos resumidamente mostrar o que acontece naprtica, na medida em que o papel permite isto....

Digitalizao:

Um sistema de gravao ou transmisso digital deve ser capaz de transformar um sinalanalgico, como o sinal de vdeo e udio, em um sinal digital. Enquanto um sinal analgico trazas suas informaes em infinitas variaes de seu nvel de amplitude e freqncia, um sinaldigital deve trazer toda esta informao usando apenas dois dgitos, que so o 0 e o 1. Que napratica, geralmente, correspondem a zero volt e a cinco volts.A idia bsica usar conversores para transformar um tipo de sinal em outro.Estes conversores so chamados de conversores A/D, ou seja, conversores de Analgico paraDigital. Usa-se uma tecnologia chamada de DSP, quer dizer, processamento digital de sinais.Normalmente se chamam de DSP circuitos integrados com funes especficas paraprocessamento digital de sinais. Estes CIs devem ser programados e podemos perceber que,

para digitalizarmos um sinal de vdeo, alm da parte do hardware (equipamentos ecomponentes), precisamos do software, que ir indicar como este hardware dever funcionar.Depois de digitalizado o vdeo deve ser compactado, por meio de um processo de compresso,de forma a ocupar menos espao ou ser mais facilmente transmitido.

Agora vamos pura teoria....

Para falarmos da digitalizao do sinal de vdeo primeiro vamos relembrar um pouco de teoriade cores em TVs e aplicar isto no desenvolvimento do estudo.

Sabemos que o olho humano tem uma melhor percepo da cores primrias, que so trs:

Azul = B (Blue)Verde = G (Green)


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Vermelho = (Red)

A soma aditiva destas trs cores resulta em todas as outras cores, sendo assim temos que:

O branco igual soma de R + G + B (no v tentar conseguir o branco misturando tintasdestas cores... misturas de pigmentos so subtrativas e no uma combinao de cores de luz).

O amarelo igual ao R + G e por a adiante....

Um tubo de TV se baseia nestas trs cores para gerar todas as outras (para os menos avisados ostrs feixes so de eltrons, o fsforo que eles atingem que acendem em cores diferentes). Isto o famoso RGB que quem conserta TV colorida ou monitor de micro j se cansou de ver econsertar...

No inicio as transmisses de TV eram P&B e quando comearam as transmisses coloridas foinecessrio se manter certos padres para no se ter que alterar o que j existia, desta forma umcanal de TV colorido podia ser recebido em uma TV P&B sem problemas. Este mesmo conceito

de compatibilidade deve ser agora aplicado na implantao da TV digital:O receptor analgico deve poder receber um canal digital com o uso de um conversor (set topbox) devido a isto algumas coisas ficam amarradas com o padro analgico e uma delas oprocessamento da cor ou croma.

Sabemos (se no sabemos aprenderemos) que:

Y = 0,30R + 0,59G + 0,11B

Ou seja, o branco ou luminncia (Y) corresponde a soma de porcentagens diferentes devermelho, verde e azul.

Sabemos tambm que estes trs sinais so transformados no sinal de Luminncia (Y) mais ossinais de diferena de cor:

B-Y e R Y

Um receptor analgico recebe os sinais U e V para reproduzir as cores, estes sinais podem serencontrados representados em qualquer esquema de TV analgica.

O sinal U igual a: U = 0,493(B Y)O sinal V igual a: V = 0,877(R Y)

A banda que estes sinais ocupam de, aproximadamente 1,3MHz e eles modulam umaportadora de cor em 3,58MHz. Esta portadora gera bandas laterais e depois sua freqnciafundamental, que 3,575611 no caso do Pal-M e suprimida, dando origem ao nome de sub-portadora de cor.

O processo total recebe o nome de modulao por amplitude com banda lateral vestigial eportadora suprimida o conhecido AM VSB /SC.

J sabemos que um canal de TV tem 6 MHz de largura e que devemos transmitir nele ainformao de luminncia (Y), a cor (C) e o udio (A).

Na teoria, a informao de luminncia ocupa um espao de 4,2 MHz (lembre-se do canalpadro), na prtica muitas vezes a luminncia termina em 3,2 MHz para evitar intermodulao einterferncias na imagem.


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Mas vamos falar de teoria...

Agora chegou a digitalizao....

J se digitaliza vdeo em emissoras de TV h muitos anos....

J sabemos que necessrio, no mnimo, uma freqncia de amostragem igual ao dobro damxima freqncia que queremos digitalizar para se conseguir um bom resultado, sendo assimse quisssemos digitalizar um sinal de 1 MHz precisaramos de uma freqncia de amostragemde 2 MHz, no mnimo. Tambm sabemos que quanto maior for o nmero de bits poramostragem mais prximo do real ser nosso sinal digitalizado. Normalmente se usam em TVdigital conversores A/D de 8 ou 10 bits.

Para que as amplitudes dos sinais de luminncia e diferena de cor ficassem iguais foramcriados os sinais Pb e Pr onde:

Pb = 0,564(B Y)Pr = 0,713 (R Y)

E eles possuem largura de banda de 1,3 MHz.

A freqncia de amostragem tem o valor de 3,375MHz e um valor adotado por norma.

Temos ento:Freqncia de amostragem = FA = 3,375MHz.

Padres de digitalizao:

Formato 4:4:4 - formato de altssima qualidade onde os sinais RGB ou Y, Pr e Pb sofremamostragens de 4 FA = 13.5Mhz. Cada sinal amostrado com esta freqncia.

Formato 4:2:2 formato de alta qualidade onde Y amostrado com 4FA e Pb e Pr com 2FA =6,75Mhz.

Formato 4:1:1 Y amostrado com 4FA e Pb e Pr com 1FA = 3,375Mhz.

Formato 4:2:0 Usado para diminuir a taxa de bits. Uma linha amostrada com o formato 4:2:2e a outra linha com o formato 4:0:0 que, acredito que j tenham percebido sem a informaode cor. A vista humana compensa esta deficincia...

S por curiosidade vamos agora calcular a taxa de bits do formato 4:2:2

se usando 10 bits no A/D

Taxa = [(Y = 4FA) + (Pr = 2FA) + (Pb = 2FA)] x 10 bits

Taxa = [(4 x 3,375) + (2 x 3,375) + (2 x 3,375)] x 10 bits

Taxa = [13,5MHz + 6,75 MHz + 6,75 MHz] x 10 bits

Taxa = 270Mbits/s

Isto no cabe dentro de um canal de 6Mhz agora ento que vem a compresso....


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A taxa de bits de 270 Mega bits por segundo (sua banda larga comea em 150 K bits porsegundo....).

Compresso de vdeo

Antes de complicarmos vamos ver uma explicao simples, porm importante lembrar que: osistema de compresso usado pelos sistemas:

ATSC sistema Americano de TV digital.DVB-T sistema europeu de TV digital.ISDB- T sistema japones de TV digital.

o MPEG2.

MPEG-2 sistema de compresso de sinais digitais, tambm utilizado em computadores,

que permite que uma maior quantidade de informaes sejam transmitidas ao mesmotempo. Para isto ele utiliza dois tipos de codificao, uma chamada de espacial (spatialenconding) e outra chamada de temporal (temporal encoding).

A codificao espacial resume-se no seguinte: o sistema percebe que toda uma rea de umamesma imagem tem uma mesma informao e ao invs de transmiti-la inteira ele informaque toda aquela rea igual, exemplo:Vamos supor que voc deseje transmitir a seguinte seqncia de bits:

0000000000000000000000000000000000000000000000000

Ao invs de se transmitir 50 bits de 0 mais econmico se informar que a prxima linha

ter 50 zeros, vejamos isto:

Prxima linha =0000000000000000000000000000000000000000000000000

ou:

prxima linha = 50 0

deu para perceber a economia de bits.Resumindo, neste tipo de codificao a compresso elimina a redundncia existente entrepixels do mesmo frame ou pontos do mesmo quadro. Bem, mais ou menos isto.

A codificao temporal faz o seguinte: imagine uma cena onde exista uma tela inteira ondes um ponto no centro muda constantemente de forma, ao invs do sistema mandar semprea mesma informao que a tela igual e que o ponto est mudando ele informa que paradeixar a tela sempre igual e s mudar o ponto central. A informao total s dever sertransmitida de novo quando a cena mudar.Resumindo, neste tipo de codificao a compresso elimina a redundncia existente entrevrios frames ou quadros. mais ou menos isto.

Existem alguns mtodos de compresso para vdeo, vamos l:

JPEG super comum, usado para comprimir imagens estticas ou paradas, tambm conhecidascomo fotografias digitalizadas.... A sigla significa: Joint Photograph Expert Group.


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MPEG-1 ou MPEG usado para comprimir udio e vdeo que sero gravados em mdias comoCD-ROM e depois visualizadas, j bem antigo, em 1993 j tinha gente usando isto. A siglaMPEG significa: Moving Picture Expert Group.

MPEG-2 sistema super usado atualmente, se voc no acredita por que voc no acredita noDVD. Toda a informao de um filme em DVD e comprimida pelo famoso MPEG2. Estesistema utilizado pelos 3 principais sistemas de transmisso de TV digital, o ATSC, o DVB T e oISDB T.MPEG-4 possui maior capacidade de compresso e engloba o MPEG2. Esta em estudo paraser usado como compressor para sinais de vdeo e udio que sero transmitidos via satlite, tambm estudado pelo Brasil para ser aplicado no SBTVD (sistema brasileiro de televisodigital) e para aplicaes em DVB T.

H264 semelhante ao MPEG4.

MPEG-7 usado para procura, filtragem, seleo e manuseamento de informaes digitais deudio e vdeo. Permite o manuseio de todos os tipos de multimdia, sejam elas provenientes debibliotecas digitais, servios de broadcast, etc.

MPEG-21 Mtodo de compresso e manuseio de informaes digitais super poderoso e queengloba todas as verses do MPEG. Permite a edio, seleo, montagem de informaes comudio e vdeo digitalizados. Usado como ponto de pesquisa para futuras aplicaes.

Agora vamos nos concentrar no MPEG-2:

Como j disse utilizado nos trs principais sistemas de transmisso de TV digital(broadcasting).

Suporta imagens entrelaadas ou progressivas. S para lembrar a imagem de uma TV comum entrelaada, primeiro as linhas impares e depois as linhas pares.Suporta resolues at 1920 x 1080.

Depois que o vdeo digitalizado ele tem uma taxa de 270Mbits/s, nesta hora ele passa por umprocesso de compresso temporal e sua taxa diminui para, aproximadamente, 120Mbits/s. Esteprocesso, que j vimos de uma forma simples, consiste em mandar uma informao falandocomo est a tela (mesmo que esta tela tenha muito detalhes) e outra informao falando o quemudou na tela ao invs de falar toda hora todos os detalhes da tela toda. Se a imagem da telaesta parada e s um carro se move, voc informa que a tela esta parada e qual a posio docarro. Na tela seguinte s o carro mudou de posio, depois tambm, depois tambm... Digamosque voc est se baseando que as imagens seguintes sero semelhantes (e muitas vezes o so)

mas para se assegurar de ter o mnimo de erros o MPEG2 usa uma seqncia de quadros. Estesquadros se chamam I, B e P.Os quadros I (intra frame) tem a informao completa e so enviados no incio da seqncia dequadros.Os quadros B (bidirectional frame) trazem a informao da diferena do quadro atual, anterior eposterior (difcil? Isto o mundo digital, onde voc pode armazenar as informaes e sreproduzi-las quando estiverem corretas e fazer tudo parecer tempo real).Os quadros P (predicted frame) so baseados no quadro anterior.

Esta seqncia de quadros se conpleta e fica armazenada em um buffer se necessrio.

A compresso temporal analise a seqncia de quadros e faz a compresso se baseando namudana de um quadro para o outro. No nosso caso no movimento do carro, no que ele


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cobriu e no que ele deixou aparecer na imagem. Ela leva em considerao as variaes daimagem no tempo.

Depois disto ele passa por uma compresso espacial e a taxa diminui mais ainda. Um exemplopara a compresso espacial seria se imaginar uma tela toda de uma cor s, sem nenhum detalhe,e apenas um ponto no centro que muda de cor. A nica informao que deve ser sempre enviadae o ponto que muda de cor. Pois todo o resto igual.

A compresso espacial leva em conta as variaes no espao (poderamos dizer no espaofsico da tela) e se todo, ou quase todo o espao, sempre igual ela manda umainformao para falar que quase tudo est igual e outra para avisar que s o ponto mudoude cor.

Para que tudo isto acontea existe um processo chamado DCT que elimina freqncias maisaltas que contm informaes imperceptveis para o olho humano.

A chega o RLC (Run Lenght Code) que basicamente consiste em dar um nome pequeno h

uma seqncia grande e repetitiva de dados. como, ao invs de eu chamar, toda hora, algumde Jos da Silva Sauro Batman Robin da Mata Quadrado pelo nome completo eu chama-se deZ. Sacou???!!!

Agora vem o VLC (Variable Lenght Code) que faz o seguinte atribui valores binrios pequenospara informaes mais freqentes e vice versa.

bom lembrar que o DCT com o RLC como o VLC fazem parte da compresso, ou comochamam alguns da redundncia espacial.

Depois de tudo isto vem o BUFFER que quem controla a taxa, ou fluxo ou bitstream doMPEG-2, ou seja, ele faz com que na sada do encoder de MPEG-2 a taxa seja sempre igual

para isto ele armazena informao quando a que chega a sua entrada muita e mandainformao para fora quando preciso aumentar a taxa para mant-la fixa. Para isto ele contacom o controle de fluxo de dados que l o buffer e faz com que a compresso fique sempre omais prximo do valor correto possvel.

O encoder MPEG-2 chega a comprimir em uma proporo de 50:1.

Na sada do encoder nos teremos uma taxa de bits constante, dependendo do encoder podemosajustar esta taxa para o valor que quisermos dentro de limites claro.

Com o udio junto, esta taxa quem que ficar em 20Mbits/s, d-lhe compresso.

A compresso de udio no MPEG-2 leva em considerao a resposta em freqncia do ouvidohumano (que vai de 20 Hz at, no mximo a 20 kHz), a amostragem que feita semelhante aaparelhos de CD e o seu valor de 44 Khz. O conversor A/D trabalha com 16 bits o que d umvalor de 704 Kbits/s e caso o sinal seja estreo fica em 1.408Mbits/s. Caso a transmisso sejaem udio 5.1 teremos: 4.225Mbits/s. Para comprimir isto o MPEG-2 aplica alguns conceitos:Um deles que dois sons de freqncia prxima e baixa tocadas com amplitudes muitodiferentes resultam em um s, pois o ouvido humano s conseguiria ouvir um s mesmo. como estar conversando e passar o carro vendendo pamonha, pamonha, pamonha de piracicabaaos berros, voc s ouve a propaganda da pamonha. O MPEG-2 tambm divide em diversassub-bandas as freqncias do udio e estas divises so trabalhadas independentemente deforma a separar e comprimir o que o ouvido humano mais capaz de ouvir.

Depois de tudo comprimido o MPEG-2 cria um Transport Stream ou um bitstream ou um taxade bits que transportar toda esta informao.


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Durante o processo de compresso todas as informaes so separadas em pacotes e seronecessrios dados adicionais para que o receptor consiga montar tudo em ordem, voc no tem ovdeo comprimido linearmente (o vdeo no tem uma pista separada para gravao como em umvdeo cassete, por exemplo), ele, junto com o udio, junto com bits de controle e dados somontados em pacotes e transmitidos no bitstream. Esta informao recebe o nome de pacote em seu comeo tem um cabealho de sincronismo, mais um espao para bits de informao eassim sucessivamente. Este pacote engloba outros pacotes menores que contm diversasinformaes para uma correta reproduo.

S por curiosidade o DVD faz este processo, parcialmente, ao contrrio, s que no tem umataxa de bits fixa, ela varia de acordo com a quantidade de detalhes ou do tamanho do filme.

Modulao

Podemos modular uma portadora, da forma digital, e alterar os seguintes parmetros:

Amplitude

FreqnciaFaseAmplitude e Fase

Vamos agora estudar alguns tipos de modulao:

ASK neste tipo de modulao variamos a amplitude da portadora. Como exemplo podemosdizer que estaremos modulando uma portadora com dois bits, ou 0 ou 1. Desta forma nossaportadora, que ter a freqncia e fase fixa, ter dois nveis de amplitude. Um correspondendoao nvel 1 e o outro correspondendo ao nvel 0.

FSK neste tipo de modulao variamos a freqncia da portadora. Esta modulao para o FM,

mas como a portadora modulada por informaes digitais (0 e 1) as variaes acontecem deforma mais abrupta ou repentina.Para cada conjunto de dgitos teremos uma freqncia da portadora.

A banda ocupada depender da taxa de bits, quanto maior a taxa maior a banda.

4FSK Neste tipo de modulao teremos o quatro nmeros representados por 0 e 1 quedefiniro 4 freqncias diferentes da nossa portadora. Este tipo de modulao uma dasutilizadas nas transmisses via satlite digital.

Podemos chamar cada conjunto de nmeros de smbolos:

Smbolo 1 = 00Smbolo 2 = 01Smbolo 3 = 11Smbolo 4 = 10

Cada conjunto de nmeros binrios ou smbolos ser transmitido por uma freqncia diferente,isto faz com que tenhamos uma banda ocupada mais larga, porm ganhamos com a robustez eimunidade a rudo.

PSK nesta modulao variamos a fase da portadora de acordo com o sinal digital modulador.

Q-PSK neste tipo de modulao estaremos modulando a portadora com 4 smbolos diferenteso que far com que a fase da portadora cada instante esteja em um quadrante diferente. Parafacilitar nossa compreenso vamos nos lembrar das cores e da tela do vectoroscpio.


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A forma mais fcil de analisar este sinal com o diagrama de constelao.

Cada smbolo far com que a fase da portadora ocupe uma posio, como podemos ver nafigura acima. Apenas a fase varia a amplitude ser sempre a mesma. Esta modulao tambm usada na transmisso via satlite com o padro DVB S.

Na modulao 8 PSK teremos oito posies diferentes dentro do diagrama de constelao.Podemos perceber que quanto mais posio tiver maior ser a quantidade de bits e informaoque transmitiremos.

QAM neste tipo de modulao tanto a fase como a amplitude da portadora sero variadasfazendo com que consigamos transmitir muitos bits, ter uma taxa elevada e um diagrama deconstelao cheio de pontos que indicam a fase e amplitude da portadora.

Veja abaixo a figura do diagrama de constelao do 16QAM:


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Teremos 16 posies com amplitude e fases diferentes. Cada posio indicada por umacombinao de nmeros em binrio. O processo de modulao QAM faz parte do sistemautilizado na Europa que o DVB T.

Ele pode ser modulado em QPSK, 16QAM ou 64QAM.

8VSB este tipo de modulao o utilizado no padro americano de transmisso terrestre, que o ATSC T. Neste tipo de transmisso teremos uma nica portadora com oito nveis deamplitude.

COFDM neste tipo de modulao que temos um conjunto de subportadoras que seromoduladas em QPSK, 16QAM ou 64QAM. Este sistema no sofre com multi-percursos(fantasmas) e mais imune a rudos. Este padro o adotado no sistema japons, que o ISDB-T e no sistema europeu que o DVB-T.

Transmissor de TV digital

Um transmissor de TV digital deve manter a mesma largura de FI, que vai de 41 a 47 Mhz, ouseja, tem 6Mhz de largura. Devem operar linearmente, ou seja, no podem conter circuitos queno apliquem o mesmo ganho ou atenuao em toda a faixa de 6Mhz, que a largura do canal.Dever evitar freqncias esprias que podero atrapalhar ou no viabilizar o uso de canaisadjacentes. Ter um controle automtico de ganho para sempre manter o nvel de FI fixo naentrada do misturador ou mixer. Possuir um oscilador local com preciso absoluta(normalmente PLL). Possuir um filtro aps a converso para a freqncia do canal e este filtrono pode atenuar de forma no linear nem atrasar ou adiantar determinadas componentes docanal. Ter estgios de potencia lineares o que se consegue, normalmente trabalhando com

transistores com tecnologia MOS (LDMOS, etc). Ter um casamento de impedncia com aantena perfeito para evitar ondas estacionrias e distores no sinal.


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Diagrama de blocos bsico de um TX digital:

O encoder MPEG-2 se encarrega de comprimir o vdeo e o udio como j vimos, no MUX inserido outras informaes, como dados, etc. O modulador pegar a informaocomprimida e modular em uma portadora, o processo de modulao depender do sistemade transmisso adotado. Caso seja o sistema Japons a modulao ser COFDM. Oamplificador de FI d um ganho correto ao sinal para manter um padro para todos oscanais. O Misturado faz o batimento do sinal senoidal do oscilado local com a FI para geraro canal que depois e pr-amplificado no driver e amplificado nos amplificadores e irradiadovia antena.

Receptor de TV digital

Um receptor de TV digital tem como grande obstculo o preo final do produto. Como umatecnologia de ponta o custo ainda elevado, mas j existem fabricantes trabalhando paracolocarem, praticamente todos os circuitos dentro de um chip. Parte destes chips sero DSPspara processar toda a informao digital. Ela precisa ter um tuner para recepo dos canais, maisum amplificador de FI, mais o demodulador o decoder de MPEG-2, toda a parte de explorao,deflexo ou matrizagem (dependendo do tipo de tela), circuitos para amplificao dos sinais deforma a excitar convenientemente a tela e as sadas de udio.

Diagrama de blocos bsico de uma TV digital:

O tuner sintoniza os canais desejados que sero convertidos para a freqncia de FI que deve tersua freqncia central de 44Mhz. O amplificador de FI amplifica linearmente estes sinais e d o

ganho necessrio para uma boa recepo (ou recepo). O demodulador transforma a FI nobistream do MPEG-2. O decoder ou decodificador de MPEG-2 separa as informaes


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fornecendo os dados necessrios para os circuitos de vdeo, udio, sincronismo, explorao,matrizagem, etc. Temos tambm a sada para os estgios de udio. importante lembrar quetudo isto deve ser alimentado for uma fonte de alimentao.

Set Top Box

A funo do set top box ser permitir que usurios de TV analgica consigam captar canaisdigitais, ele nada mais que um conversor. Este conversor receber os canais em digital e ostransformar em analgico permitindo que qualquer um veja TV Digital com um custo muitoinferior a de uma TV digital. J existem prottipos de set top box em teste e funcionamento.Existe, tambm, a possibilidade de placas de captura para microcomputadores que recebam osinal digital e apresentem a imagem na tela do monitor.

Diagrama em blocos bsico de um set top box:

O tuner recebe os canais. O amplificador de FI amplifica e d o ganho necessrio. Odemodulador retira a portadora e entrega o bistream para o decoder. O decoder MPEG-2 forneceem sua sada o vdeo e o udio. O vdeo ser trabalhado de forma a poder ser ligado em uma TVanalgica e o udio tambm. Existe um modulador que poder transformar este vdeo e udiopara o canal 3 ou 4 para uso em televisores analgicos sem entrada de udio e vdeo. O tamanhofsico de um equipamento destes se assemelha a um receptor de satlite ou DVD e ficariainstalado prximo a TV analgica.


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Informaes bsicas sobre um link de subida digital para satlite

Antes de mais nada interessante informar que um link de subida normalmente recebe o nomede Up-Link. Tambm seria interessante citar que, como hoje muitos links de subida so digitais, deles que estaremos falando.Antes de comearmos, vamos falar de um procedimento padro para instalao dos Up-Links.- Caso o link seja fixo necessrio uma srie de testes, designados pela Embratel (que quemcomercializa o uso dos satlites brasileiros, B1, B2, B3 e B4) e que devem ser feitos.- Um destes testes verifica se no ponto onde a antena ser instalada no h ocorrncia deinterferncia na faixa de freqncia de subida (5925 a 6425MHz) ou de descida (3700MHz a4200MHz) para o satlite. Freqncias para a banda C.- Depois deste teste ter um resultado positivo e instalada a antena fixa necessrio que sejamfeitos os testes mandatrios. Nestes testes, atravs da transmisso de uma portadora a operadoratraa o lbulo de irradiao da antena parablica de subida. Caso estes lbulos estejam dentrodo padro, a emissora ou dona do Up-Link j pode comear a operar.- No caso de Up-Links, temporrios, normalmente a operadora j tem homologado osequipamentos para a subida e conhece as suas caractersticas.- A operadora em qualquer um dos casos quem definir a potencia de subida.Podemos perceber que em qualquer um dos casos os testes so feitos com comunicao direta,via telefone normalmente, com a operadora.

Diagrama Bsico de um Up-Link Digital Fixo


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Funo de cada bloco:

1- Antena transmissora e receptora:

Tem a funo de transmitir o sinal recebido do HPA e envi-lo at o satlite. A potncia desubida, que j vi na prtica, pode ser entre 15W a 2000W, dependendo da freqncia, condiesclimticas, distncia do satlite. No caso dos satlites brasileiros esta potncia no passa de400W para a banda C, esta banda cobre a faixa de freqncias entre 5925MHz a 6425MHz.

Como j sabemos esta antena tambm recebe o sinal que foi transmitido para o satlite eretornou em uma faixa de freqncia entre 3700MHz a 4200MHz. Esta recepo necessriadevido ao fato da necessidade de monitorao. Normalmente uma emissora usa uma banda noespectro de freqncias de 17MHz (half-transponder) ou 36MHz (full-transponder). Afreqncia de subida normalmente chamada de 6GHz e a de descida de 4GHz. Na antenaexiste um circuito, chamado de LNB (Low Noise Block Converter) que converte a freqnciade descida de 3700MHz a 4200MHz na banda L que vai de 950 a 1450MHz (uma parte da faixada banda L). importante salientar que o sinal da monitorao foi at o satlite e voltou, paraeste sinal percorrer este espao (aproximadamente 36000 km de subida com mais 36000 km dedescida aproximadamente) ele leva algum tempo, aproximadamente 240ms. Se voc monitoraro sinal de subida e o de descida, poder perceber que h um atraso (ou delay) entre um e outro.Isto devido a estes 240ms.

2- HPA:

um amplificador de faixa larga, normalmente pode transmitir qualquer canal que esteja nafaixa da Banda C de subida (5925 a 6425MHz). Este amplificador de alta potncia (HighPotency Amplifier) pode ser valvulado ou transistorizado. Quando ele valvulado ele utilizauma vlvula conhecida por TWT (travelling waves tube). Normalmente estes equipamentos,valvulados ou transistorizados, chegam a fornecer potncia de at 400W. bom lembrar queum equipamento deste tem um elevado ganho, ou seja, um pequeno sinal na entrada ser muitoamplificado, de forma a se conseguir centenas de watts na sada. Este nvel de potncia e estafaixa de freqncia podem causar danos fsicos, como queimaduras ou cegueira. O sinalamplificado vai, do HPA at a antena, atravs de guias de onda, que so normalmentepressurizados.


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3 - Up-converter:

Recebe o sinal de FI (70MHz) e o transforma, atravs de um fenmeno chamado batimento, nafreqncia de subida, como exemplo podemos citar um valor dentro da banda C, vejamos,5941MHz ou 5,941GHz.

4 - Modulador de FI:

Modula uma portadora de 70MHz com o sinal digital que j vem do encoder. Esta modulao a 4FSK ou QPSK, onde conjuntos de bits so responsveis pela mudana da freqncia oufase da portadora durante o tempo.

Normalmente este modulador junto com o scrambler e o encoder ficam, ou podem ficardistantes,do Up-converter, do HPA e da antena. O fato de a FI ser de uma freqncia baixa (70MHz)permite que este sinal trafegue por cabos longos sem muita perda ou atenuao do sinal.

5 - Scrambler:Scrambler ou embaralhador o nome dado ao equipamento que, atravs do envio de cdigos,permite habilitar ou no canais e/ou receptores distncia.Vamos supor que um Up-Link esteja trafegando 4 canais e que esto sendo recebidos por 4receptores diferentes em 4 cidades diferentes. Se for necessrio o scrambler pode selecionar,normalmente via microcomputador, que apenas uma cidade receba os 4 canais e as demaisrecebam apenas 1, 2 ou 3 canais.

6 - Encoder MPEG2-DVB:

o equipamento responsvel por transformar os sinais analgicos de vdeo e udio, mais

alguns sinais de controle (analgicos ou digitais) em um nico feixe de informao digital. Ouseja, na sada do encoder teremos todos os sinais de sua entrada digitalizados e comprimidos nopadro MPEG2. Este feixe digital recebe o nome de bitstream e composto por diversospacotes com informaes de vdeo, udio, controle. Estas informaes digitalizadas tambmrecebem nome de ASI e, normalmente a sada do encoder tem este nome.

7 - Microcomputador:

Programa o scrambler para que este habilite ou no determinado receptor.

8 - Receptor para monitorao (IRD):

Sintoniza o canal transmitido e recebido e monitora a qualidade ou a relao C/N(Carrier/Noise = Portadora/rudo) da recepo. Deve estar ajustado de acordo com osparmetros da transmisso.

9 - Monitor de vdeo:

Apresenta o sinal de vdeo ou a imagem em uma tela, de forma a visualizarmos a mesma.

10 - Monitor de udio:

Recebe os canais de udio e amplifica os sinais presentes nele para que o udio possa serouvido.


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Ajustes mais comuns

Antena:Azimute ou posio horizontalElevao ou posio vertical

HPA:Ajuste de potnciaAjuste de comutao para reserva (caso exista um)Ajuste de atenuao na entrada

Up-converter:Ajuste de freqncia do canal desejadoAjuste de atenuao do sinal de entrada (FI/70MHz)Ajuste de atenuao do sinal de sada (Banda C/6GHz)

Modulador de FI:

Ajuste de nvel de sadaAjuste da largura do canal

Scrambler + Micro:Permite a habilitao ou no de receptores

Encoder:Ajuste da largura de faixaParmetros da transmisso (no caso de satlite)

Receptor:Ajuste de freqnciaParmetros da recepo

Monitor de Vdeo:Ajuste de brilho, cor, etc.

Monitor de udio:Ajuste do nvel de udio, etc.

ObservaesA freqncia de subida mais alta do que a de descida devido ao fato de ser mais direcional e

mais capaz de atravessar a ionosfera. Embora ela possa ser mais atenuada pela chuva maisfcil aumentar a potncia na terra do que no satlite que no dispe de muita energia. Temosdois tipos de transmisso via Up-Link digital: Um deles recebe o nome de MCPC e trafegavrios canais em uma nica portadora (na prtica at 4 canais para cada 17 MHz de banda) quemodularo uma portadora que ir ocupar um espao no espectro de freqncias deaproximadamente 17MHz. Neste caso teremos um encoder para cada canal e eles estaroligados em cascata. Veja a figura a seguir:


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Neste caso a sada de um encoder fica ligada com a entrada do outro e o ltimo (4) pode estarligado no scrambler ou direto no modulador. Nem sempre o scrambler utilizado, s vezes no necessrio ou desejado se desabilitar ningum. Em um sistema MCPC a largura total de faixapara transmisso deve ficar dividida entre os receptores. No nosso caso, com 4 receptores,teramos 4,25MHz de banda para ser ocupada por cada encoder, que define cada canal. Bandas

menores do que 3MHz j comeam a apresentar problemas de perda de qualidade. Nestesistema se aumentamos a banda ou taxa de um devemos diminuir de outro receptor de forma anunca passarmos do valor mximo. Valor este (aproximadamente 17,5MHz) que tambm definido pela Embratel e que corresponderia a 1/2 transponder no sistema analgico. Existetambm o sistema SCPC onde cada encoder modula uma portadora e depois de agrupadas elasso transmitidas pelo HPA. Este sistema oferece maior facilidade de manuseio e uso. Outrostipos de configuraes com reserva. Podemos ter mais de um sistema operando, a um servirde reserva para o outro. Normalmente os dois sistemas ficam ligados e enquanto a potncia deum HPA jogada na antena, o reserva jogado em uma carga, que consome a potncia e/ou atransforma em calor. Neste tipo de sistema podemos operar automaticamente ou manualmente.Em automtico um sistema apresentou defeito o outro assume o lugar sozinho. Em manual necessrio um operador para fazer a comutao.

Exemplo de um sistema com sistema reserva

Neste sistema se os Up-converter ou os HPA apresentarem algum problema eles serocomutados. As sadas do HPA pela chave coaxial que controlada automaticamente pela chave1.Os Up-converter tambm sero controlados pela chave 1.


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Abaixo algumas informaes teis ao se usar um receptor digital ou IRD

QPSK Modulao por chaveamento de quadratura de fase, basicamente falando um tremde bits ir variar a fase da portadora em quatro posies distintas. Posies estas separadasentre elas em noventa graus. A modulao QPSK oferece algumas vantagens como: imunea rudos, no requer alta linearidade, no requer baixo rudo de fase do oscilador local, norequer equalizao no receptor, porm tem uma desvantagem que a baixa eficincia.

Lembrem-se da tela do vectoroscpio...

FEC um fator de correo de erros, algo similar ao bit de paridade utilizado em sistemasdigitais para transmisses de dados, como sistemas de multiplexao e demultiplexao.Estes bits so somados ao bitstream antes da modulao e permitem que eventuais errossejam corrigidos durante a decodificao. Normalmente o FEC dado em fraes , , etc.

PID - Pacote identificador. No nada mais do que um nmero, que representa alguns bits,que servem para identificar dentro de um feixe de bits (transport stream) quais bitscorrespondem ao vdeo, ao udio, a dados, etc. Teremos um PID para identificar o vdeo,outro para o udio, outro para o PCR. Em alguns receptores estes valores devem serconfigurados manualmente. Estes valores podem ser dados em decimal ou hexadecimal.

PCR Program clock reference. uma informao para sincronizar o clock dodecodificador com o clock do codificador. Tambm so bits e so transmitidos a cada100ms.

Symbol Rate a taxa de transmisso dos bits (por isto tambm chamado de taxa), seusvalor dado em bits/s ou Kbits/s ou, no caso de TV, Mbits/s. Para termos uma noo decomo este sinal transferido e o que vem a ser ou como se chega a um determinado valor desymbol rate vamos ver um exemplo:

Suponha um canal de voz que vai at 4 Khz. Para digitalizarmos este canal precisaremos, nomnimo, de uma freqncia de amostragem cujo valor seja o dobro da mxima freqncia


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transmitida. Como a mxima freqncia transmitida de 4 kHz a nossa freqncia deamostragem ser de 8 Khz. Vamos supor agora que a digitalizao ser feita com umconversor A/D de 8 bits. Teremos assim 8 kHz x 8bits o que resultar numa taxa ou symbolrate de 64Kbits/s. Por amostragem entenda a leitura que ser feita 8 mil vezes a cadasegundo em um sinal analgico, este valor lido ser convertido para um nmero em binriocom oito algarismos ou 8 bits.

lgico que demonstramos com simplicidade como chegar a um valor de taxa detransmisso, pois na realidade devemos acrescentar muitas outras informaes a estesvalores, informaes estas que definiro as caractersticas do nosso sistema. Mas deu parater uma idia.O symbol rate est vinculado ao FEC e a outra grandeza chamada DATA RATE.Conhecendo o valor do FEC e do symbol rate podemos calcular o data rate atravs daequao:

DATA RATE = FEC x TAXA (ou symbol rate) x (94/51).

DATA RATE uma grandeza que engloba valores do symbol rate e do FEC, alm deoutras variantes do sistema digital. Normalmente um receptor de satlite precisa de umdestes dois valores ou do data rate ou do symbol rate para poder abrir o canal. Alm deoutros padres definidos pelo fabricante.

C/N Relao portadora /rudo. Normalmente dada em dB, porm, alguns receptoresdomsticos, usam apenas uma escala graduada para definir o seu valor, quanto maior o nvelna escala melhor ser esta relao. Na prtica uma relao carrier/noise menor do que 9dB,medida em um analisador de espectro, comea a prejudicar a recepo do sinal.

STRENGH Medida de nvel de sinal na entrada do receptor, normalmente indicado poruma escala e, como a relao c/n, quanto maior o valor na escala maior a intensidade desinal recebido.

AFC Controle automtico de freqncia. Esta leitura esta diretamente ligada h umcircuito que corrige as variaes de freqncia do oscilador local do LNB de forma a notermos interrupes na imagem e som. Sabemos que LNBS comuns (sem osciladores maisestveis), podem variar +ou- 1,5 MHz da freqncia central de seu oscilador local (5150MHz). Na prtica, porm, esta variao, devido principalmente ao calor, pode excedermuito este valor. O AFC faz a correo para sintonizar corretamente freqncia (quecorresponde a um canal em banda L) que poder estar deslocada para mais ou menos. Porexemplo, um canal na freqncia de 4120 MHz na banda C, depois de convertido (5150 -4120) corresponder a freqncia de 1030 MHz na banda L. E o receptor estar ajustadopara isto. Caso a freqncia do LNB varie para 5154 a freqncia na entrada do receptorseria de: 515

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