A comunicação é um aspecto fundamental em todas as sociedades. Hoje em dia, existem vários tipos de sistemas de comunicação, entre eles o sistema de comunicação via rádio. Este sistema transmite informação de um lugar para outro através das ondas de rádio. Como em qualquer outro sistema de comunicação, neste também existem três entidades fundamentais, um transmissor, um receptor e um canal de transmissão.

Transmissão

O principio de funcionamento básico de um transmissor FM pode ser demonstrado pelo seguinte diagrama de blocos:

Microfone:

É um elemento electromecânico, que quando sofre diferenças de pressão provocadas pela voz humana, converte-as em ondas electromagnéticas com uma frequência possível de ser ouvida pelo ser humano (sinal de frequência de áudio).

Veja uma animação sobre o funcionamento de um microfone

Amplificador frequência de áudio (AF):

Dispositivo que tem como função, aumentar a amplitude do sinal de frequência de áudio das ondas electromagnéticas produzidas no microfone.

Modulador:

Dispositivo onde se efectua o processo de modulação.

Oscilador:

Elemento do transmissor, responsável pela geração de uma onda sinusoidal (portadora) a uma frequência escolhida, necessária para se efectuar a modulação.

Amplificador de rádio frequência (RF):

Este dispositivo tem como função, aumentar a amplitude do sinal de rádio frequência produzido pela modulação, conservando a frequência, para assim poder ser enviado através do canal de comunicação pela antena.

Antena

É o dispositivo condutor que emite para o espaço as ondas electromagnéticas geradas no emissor ou que recebe do espaço essas ondas destinadas ao receptor. A forma geométrica que uma antena pode apresentar depende, essencialmente, do comprimento de onda das ondas que ela emite ou recebe.

Mais informação sobre antenas

Modulação:

Processo utilizado para permitir que ondas de rádio possam transportar a informação em frequência de áudio (voz e música). Este processo pode ser visto como sendo um sistema que recebe dois sinais de entrada e produz um sinal de saída. Uma destas entradas é o sinal de informação que é gerado por exemplo pelo microfone (sinal de frequência de áudio), a esta entrada dá-se o nome de sinal modulante, a outra entrada é um sinal apropriado para se fazer a transmissão pelo canal de comunicação (ar), entrada essa que tem como função transportar a informação a ser transmitida, sendo por isso conhecida como sinal de portadora. Ao sinal de saída é dá-se o nome de sinal modulado (sinal de rádio frequência).

Existem várias técnicas para modular uma onda portadora de rádio frequência:

Modulação em Amplitude (AM): A amplitude do sinal da portadora acompanha de forma directamente proporcional as variações de amplitude da onda de frequência de áudio.

Modulação em Frequência (FM): A frequência da onda portadora acompanha de forma directamente proporcional as variações da amplitude das ondas de frequência de áudio.

A grande vantagem da modulação FM relativamente à modulação AM é que o nível de ruído na recepção é reduzido. Quanto à escolha, qual a técnica de modulação a utilizar, esta deverá ter em conta as características, do sinal a transmitir e as do canal de comunicação.

Recepção

O principio de funcionamento básico de um receptor FM pode ser demonstrado pelo seguinte diagrama de blocos:

Veja uma animação sobre o funcionamento dos principais blocos de um receptor

Desmodulador:

É o elemento que executa o processo inverso da modulação, ou seja, elimina a onda portadora do sinal modulado, afim de extrair o sinal modulante, que é o sinal que contêm a informação a ser transmitida.

Altifalante:

É um dispositivo que transforma as ondas electromagnéticas em vibrações que provocam diferentes pressões no ar que se encontra à sua volta, reproduzindo o sinal original contendo a informação. Essas diferenças de pressão são interpretadas pelos nossos ouvidos como sendo o som que ouvimos. Veja uma animação sobre o funcionamento de um altifalante

O que é…

A rádio é um sistema de comunicação que tem por base a emissão sonora de informação, através de ondas electromagnéticas, em várias frequências. Este meio popular, ágil e barato de comunicação é utilizado todos os dias por milhões de pessoas no mundo devido à sua instantaneidade e rapidez, podendo ser caracterizado pela combinação da voz e música, tornando-se numa forma de entretenimento e num elo de ligação e ntre as pessoas e o mu ndo.
Como funciona…

A rádio parece que funciona como por magia, basta-nos ligar o rádio e logo se o uve numa emissora música ou pessoas a falar, ao mexer num botão pode-se sintonizar outras emissoras com programas diferentes.
Sendo a antena um condutor, surge nela pequenas correntes eléctricas originadas por um movimento vibratório de electrões com determinada frequência, produzido nos circuitos transmissores. Este movimento vibratório cria ondas electromagnéticas pelas quais os programas de rádio são enviados referentes a cada estação de rádio.

Como o planeta terra possui geometria esférica algumas estações não seriam sintonizadas! Mas isso não se verifica, pois existe na atmosfera uma camada externa que é ionizada pela radiação solar de nome ionosfera, que funciona como espelho e reflecte as ondas electromagnéticas permitindo assim ouvir uma enorme variedade de estações de rádio. Quando as ondas são captadas pela antena dos aparelhos de rádio surge na antena um movimento vibratório de electrões com a mesma frequência dos electrões da antena transmissora que vão originar o aparecimento de pequenas correntes eléctricas que se vão transformar através de um processo no som que ouvimos.

Campo Eléctrico

Denomina-se por campo eléctrico ao espaço onde se manifesta a atracção e repulsão entre cargas eléctricas, originando forças eléctricas. O campo eléctrico não é visível, mas os seus efeitos são detectáveis. A unidade de medida é Volt por metro, [V/m].

Veja uma animação sobre o campo eléctrico

Campo Magnético

É a grandeza que dá origem a uma força magnética criada pelo movimento de electrões. O campo magnético não é visível, mas os seus efeitos são detectáveis. A unidade de medida é Ampere por metro, [A/m].

Na figura ao lado, apresenta-se uma pequena experiência onde, utilizando um íman e limalha de ferro se pode visualizar a acção do campo magnético quando se aproxima a limalha de ferro do íman.

Veja uma animação sobre a acção do campo magnético

Força eléctrica É a força que é exercida nas cargas eléctricas quando elas se atraem ou repelem.

Vídeo de uma experiência onde se visualiza a acção de um tipo de força eléctrica, a força electrostática.

Força magnética É a força que o campo magnético exerce sobre cada electrão em movimento. Veja uma animação sobre a força magnética

Vídeo de uma experiência onde se visualiza a acção da força magnética.

Onda electromagnética

É uma entidade pela qual se transporta energia eléctrica e magnética, rapidamente pelo espaço em forma de onda. Esta entidade é constituída por outras duas entidades interdependentes: o campo eléctrico e o campo magnético. Em geral estas ondas distinguem-se pela sua frequência que é inversa ao comprimento de onda.

Na imagem ao lado, visualiza-se uma animação que representa uma onda electromagnética, a vermelho o campo magnético e à azul o campo eléctrico.

Frequência (f)

Corresponde a um determinado número de ciclos completos de uma onda que passam num ponto do espaço num segundo. A unidade de medida desta grandeza é [Hz] em homenagem a um pioneiro da rádio, Henrich Hertz. Assim um ciclo por segundo equivale a 1Hz.

Calculadora de frequências e comprimentos de onda

Comprimento de Onda (λ)

Representa a distância em metros pelo ciclo completo de uma onda.

O comprimento de onda pode ser calculado por: λ = c / f , em que c representa a velocidade da luz (300 000 km/s) e f a frequência.

Amplitude (A)

Valor máximo de um sinal quando representado por uma onda.

Ondas de Rádio

São um tipo de ondas que pertencem ao grupo das ondas electromagnéticas. Essencialmente, são energia eléctrica e magnética que viajam no espaço em forma de onda à velocidade da luz com um comprimento de onda entre 1 mm e até aproximadamente 100 km. As ondas de rádio possuem duas importantes características que variam, a amplitude e a frequência. Estas ondas vão de alguns Kilohertz a vários Terahertz.

A figura abaixo, representa uma vasta gama de frequências e comprimentos de onda da radiação electromagnética a que chamamos espectro electromagnético. Para cada tipo de radiação (ex: Ondas de rádio) do espectro electromagnético, podemos visualizar as várias aplicações associadas ao nosso dia à dia.

A HISTÓRIA DA RÁDIO

Os primeiros passos para a descoberta da rádio começaram a ser dados em 1863 quando em Cambridge – Inglaterra, James Clerck Maxwell demonstrou teoricamente a provável existência das ondas electromagnéticas unificando toda a teoria de Faraday, Lorentz, Gauss e Ampere.

Maxwell era professor de física experimental, morreu e deixou apenas comprovada matematicamente esta teoria, sem a poder comprovar experimentalmente. A partir desta descoberta outros cientistas se interessaram pelo assunto. Entre estes pesquisadores destacaram-se alguns, um deles foi Henrich Rudolph Hertz, um jovem estudante alemão que impressionado com a teoria de Maxwell, construiu um aparelho em 1887 onde se verificava a deslocação de faíscas através do ar, assim Hertz conseguiu passar energia eléctrica entre dois pontos sem utilizar fios. Este aparelho produzia correntes alternadas de período extremamente curto, que variavam rapidamente. Com esta experiência Hertz provou experimentalmente a teoria de Maxwell que a electricidade viaja através da atmosfera em forma de onda mas não se apercebeu das vantagens desta experiência.

As ondas descobertas são as ondas de rádio que também são chamadas de "Ondas Hertzianas" em homenagem a seu descobridor. Hertz, verificou ainda que, essas ondas se deslocavam à velocidade da luz, cerca de 300 000 km/s.

No entanto, o primeiro sistema de rádio surge por intermédio de Nikola Tesla, um cientista nascido na Sérvia, que mais contribuiu do ponto de vista prático e experimental para a descoberta do rádio.

Em 1895, o italiano Guglielmo Marconi teve conhecimento das espantosas descobertas de Hertz e do sistema de rádio inventado por Nikola Tesla. Marconi chega a falar com Tesla para pedir-lhe detalhes sobre a construção do sistema de rádio, para assim, o tornar a construir e registar a invenção como sendo sua, mas Tesla já o tinha registado antes (no entanto, existem algumas dúvidas até aos dias de hoje sobre qual destes dois cientistas inventou o rádio ). Em 1896, Marconi demonstra o funcionamento dos seus aparelhos de emissão e recepção de sinais na própria Inglaterra e foi nesta altura que percebeu a importância comercial da telegrafia sem fios. Marconi foi o primeiro homem a enviar uma mensagem para o outro lado do oceano e devido à sua actividade e negócio, ele contribuiu para que a rádio se desenvolvesse, criando até a primeira companhia de rádio.

Com o objectivo de melhorar o que foi descoberto até então, surgiram outros cientistas como o Oliver Lodge (Inglaterra) e Ernest Branly (França) que inventaram o "coesor", um dispositivo que melhorava a detecção das ondas. Não se imaginava, até então, a possibilidade do rádio transmitir a voz do ser humano, através do espaço.

No mesmo ano Oliver Lodge inventou o circuito eléctrico sintonizado, que possibilitava a mudança de estação seleccionando a frequência desejada.

Embora Tesla e Marconi tenham feito grandes progressos, a transmissão de sons só foi possível com o aparecimento da válvula de três elementos (tríodo), constituída por uma grelha, placa e filamento, desenvolvida em 1906 por Lee de Forest, um americano. Com o aparecimento desta válvula destacaram-se mais dois homens, o alemão Von Lieben e o americano Armstrong que utilizaram a válvula para amplificar e produzir ondas electromagnéticas de forma contínua.

Esta descoberta da válvula e a sua utilização levou ao estabelecimento de uma ligação radiotelefónica transcontinental, da Virgínia (EUA) para Paris. O desenvolvimento comercial da rádio foi, após esta fase inicial, muito rápido. Nos estados Unidos da América assiste-se a várias tentativas de emissão tanto comercial como amadora. Em 1920 surge a primeira emissora norte-americana de que há registo, de nome K. D. K. A. A partir daqui assistiu-se a uma grande "explosão" de emissoras de rádio e empresas de fabrico de receptores de rádio utilizando válvulas.

Com invenção do transístor em 1947 tornou-se possível construir rádios mais pequenos. De uns anos para cá, já existem rádios com leitores de cassete e leitores de CD. Hoje em dia, é possível ouvir rádio no computador através de uma ligação à Internet.

Em Portugal...

Tal como ia acontecendo por todo o mundo, também em Portugal começava a surgir a febre da rádio. Muitas eram as pessoas que tentaram construir as suas próprias emissoras de rádio, mas a primeira estação emissora nacional profissional, surge em Outubro de 1925 de nome, CT1 AA, por intermédio de Abílio Nunes dos Santos. O seu projecto foi prosseguido e desenvolvido por um outro homem Américo dos Santos que fundou então a primeira rádio, a Rádio Graça, em Lisboa. Em Maio de 1930, viria a surgir a primeira rádio no norte do país, a Rádio Sonora. Posteriormente, durante a primeira metade da década 30 vão aparecendo um pouco por todo o país várias estações de rádio que por esta altura colocavam no ar programas de informação, música e as chamadas radionovelas. No entanto, a história da rádio em Portugal fica também marcada em 1975 pela integração de várias rádios no grupo RDP (Radiodifusão Portuguesa), o que originou a que, as rádios que não foram integradas neste grupo acabassem por fechar por falta de ouvintes. Com esta integração, durante alguns anos, não foi permitido aparecer novas estações de rádio de âmbito privado, o que levou ao surgimento em 1984 das primeiras emissoras clandestinas, as chamadas " Rádios pirata". Nos finais do ano de 1988 o governo trava a expansão destas rádios obrigando-as a fechar. Com o intuito de legalizar algumas rádios pirata surge no início de 1989 a nova lei da rádio, que permitiu às rádios piratas com melhores condições e equipamentos continuar as suas emissões normais.

De facto a rádio não foi fruto do trabalho de um homem só, mas de muitos dedicados homens de ciência. Justiça se faça a todos que a merecem...e não a um só homem...