Fundamentos de Comunicações

Conhecimentos de Base Recomendados

Conhecimentos de nível base: análise matemática, sinais e circuitos eléctricos, programação.

Métodos de Ensino

Motivação e apresentação dos temas nas aulas teóricas, incluindo pequenos exemplos práticos.
Exercícios de aplicação detalhados, com aplicação real, nas aulas teóricas e laboratoriais.
Uma componente de avaliação prática através de execução de trabalhos laboratoriais com preparação e relatório.

Resultados de Aprendizagem

O objectivo geral desta UC é dotar os alunos de conhecimentos teóricos e práticos base que lhes permitam compreender e aplicar os conceitos fundamentais associados aos componentes e sistemas de comunicação:
– Compreender a representação da informação por sinais eléctricos, analógicos e digitais
– Compreender a representação de sinais no domínio do tempo e interpretação geral no domínio da frequência;
– Conhecer as características principais dos meios físicos de comunicação incluindo as suas limitações;
– Conhecer as técnicas base de transmissão em meios físicos de sinais em banda base e com modulação, analógica e digital;
– Compreender e analisar sistemas de comunicação simples;
– Compreender as implicações do ruído e da interferência em sistemas de comunicação;
– Conhecer, implementar e diagnosticar falhas em interfaces eléctricos em banda base;
– Compreender as vantagens e os princípios das redes de comunicação;
– Diagnosticar falhas e utilizar equipamentos de comunicação e interfaces analógicas e digitais em ambientes industriais;
– Implementar e testar soluções de comunicações simples em aplicações de automação, robótica, energia e telecomunicações.

 

 

Programa

1. Representação de sinais de informação:
– Elementos de um sistema de comunicação; Classificação e representação de sinais no tempo; Sinais periódicos e definição do sinal sinusoidal; Média, potência e energia de sinais;
2. Conceito base da representação de sinais no domínio da frequência;  Exemplos práticos de representação de sinais periódicos como soma de sinais sinusoidais; Interpretação prática da representação na frequência de um pulso rectangular e um trem de pulsos retangulares; Propriedade da modulação e modulação DSB – exemplos de aplicação.
3. Sistemas lineares e filtros:
Noções de resposta no tempo e na frequência de sistemas electricos;
Determinação e aplicação da função de transferência e largura de banda de filtros simples (RC, CR, RL, LR) ; Conceitos de atenuação, atraso e distorção linear.
4. Características e aplicações de meios físicos de comunicação e modulação:
Pares simétricos; cabos coaxiais e fibras ópticas; Princípios base de transmissão via rádio e antenas; Resolução de problemas com balanços de potência nos váios meios físicos; Exemplos de balanços de potência com feixes Hertzianos, WiFi, satélite, GPS e sensores IoT. Noções básicas de interferência por acoplamento eléctrico, magnético e de impedância comum; Princípios básicos e aplicações da modulação DSB, AM, FM, PCM, ASK, FSK, PSK e QAM.
5. Noções de interfaces e redes: Interfaces RS232, I2C, SPI, RS485 e USB – características físicas e aplicações usando sistemas embebidos; Enquadramento dos conceitos lecionados nas redes de comunicação: redes industriais, Internet e IoT.

Docente(s) responsável(eis)

Métodos de Avaliação

Avaliação
  • - Exame Final - 60.0%
  • - Mini - Testes - 10.0%
  • - Avaliação Distribuída - Trabalhos Práticos - 30.0%

Estágio(s)

NAO

Bibliografia

Recomendada:

– Carlson, B. A. (2002). Communication Systems: An introduction to Signals and Noise in Electrical Communication: McGraw-Hill. ISBN 0-07-011127-8.
  (capítulos e secções selecionadas para base dos slides).
– Forouzan, B.A. (2007)- Data Communications and Networking. McGraw-Hill. ISBN-13 978-0-07-296775-3.
  (capítulos e secções selecionadas para base dos slides).
– Lopes, F. (2016-2022). Slides de suporte à unidade curricular de Fundamentos de Comunicações (última atualização 2022).
– Lopes, F. (2016-2022). Compilação de folhas de exercícios e enunciados de trabalhos laboratoriais da unidade curricular de Fundamentos de Comunicações (última atualização 2022).
– Datsheets e Application Notes de fabricantes de componentes e sistemas.
– Manuais e exemplos online: Matlab, Octave, LTSpice.
– Recursos online de aplicações com Arduino, ESP32 e STM32.