Fundamentos de Comunicações

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

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.

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.

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.

Avaliação por exame

Escala 0-20 valores:

Exame – 12 valores (incluindo mini-testes), mínimo de 4.8 (em 12).

O aluno deverá realizar 2 mini-testes nas aulas teóricas, de 1h cada, que contribuirão até 1 valor cada para os 12 valores do exame final.
Existem perguntas específicas no exame para substituir cada mini-teste se o aluno não obteve aprovação (classificação <50% no mini-teste).
Participação, execução de trabalhos laboratoriais e respectivos relatórios – 8 valores, mínimo 4 valores.
Os relatórios dos trabalhos laboratoriais são entregues no final de cada aula.

1.º Mini-Teste: aula teórica na 5ª semana de aulas.
2.º Mini-Teste: aula teórica na 11ª semana de aulas.

Acesso ao exame: ter obtido 75 % de presenças no conjunto de todas as aulas (teóricas +práticas-laboratoriais).
Condições excepcionais: de acordo com regulamento específico dos cursos CTeSP.

NAO