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O pioneirismo da transmissão de sinais sem fios é em geral atribuído ao engenheiro italiano Guglielmo Marconi, que obteve, em 1896, a primeira patente de um equipamento para tal finalidade. Na realidade, foram usadas técnicas já descobertas por Nikola Tesla e pelo físico russo Alexander Popov. Este último é considerado por alguns como o verdadeiro inventor da tecnologia.

Este tópico não tem o objetivo de discutir questões históricas, mas sim a demonstração, de forma simplificada, da operação dos primeiros aparelhos. Nesse contexto, os esquemas apresentados podem não corresponder exatamente aos reais da época, mas os princípios de funcionamento são preservados.

Naqueles anos, o telégrafo com fio já estava razoavelmente difundido. Para quem não conhece, os sinais telegráficos eram simples seqüências de pulsos curtos e longos ("pontos" e "traços"), que representavam caracteres de acordo com o código Morse. Os pulsos eram gerados manualmente por uma chave liga/desliga, de formato especial e denominada manipulador. Os sinais elétricos eram transmitidos por fios e, na recepção, era usado um dispositivo simples de impressão em fita de papel (ou também algum tipo sinalizador sonoro). E um operador habilitado fazia a transcrição dos códigos em textos legíveis.

Pela simplicidade do meio, era natural que as primeiras transmissões de rádio fossem dirigidas a sinais telegráficos, isto é, a substituição dos fios por ondas eletromagnéticas.

Fig 01

As válvulas termiônicas ainda não tinham sido inventadas e, portanto, meios eletromecânicos eram os únicos disponíveis para gerar ondas eletromagnéticas nas freqüências adequadas para transmissão.

A Figura 01 dá o esquema básico do pioneiro transmissor de centelha usado por Marconi (em inglês, há a expressão "spark gap transmitter", "transmissor de abertura de centelha" na tradução literal).


A bateria B fornece, via manipulador telegráfico M, uma corrente contínua a uma bobina de indução T. Na realidade, é uma combinação de eletroímã com transformador. O contato móvel CM é normalmente fechado por ação de mola, mas a parte móvel contém material magnético (ferro) que é atraído pelo núcleo da bobina. Supondo M pressionado, essa atração abre o circuito, cessando a magnetização e fechando CM e o ciclo se repete. Portanto, enquanto o manipulador estiver pressionado, o contato CM ficará vibrando repetidamente, de forma bastante similar a uma campainha eletromecânica.

A cada abertura de CM é induzido um pulso de alta tensão no secundário de T devido ao maior número de espiras do mesmo. Valores típicos obtidos estavam na faixa de 2000 a 25000 volts. O dispositivo de centelha SG ("spark gap") é um simples par de eletrodos esféricos separados por uma pequena distância. Cada pulso de tensão, por sua vez, começa a carregar o capacitor C. Quando a tensão nele se torna suficiente para romper a rigidez dielétrica do ar no espaço entre os eletrodos de SG, há formação de uma centelha que descarrega o capacitor através do indutor L. Mas essa combinação é um circuito ressonante LC e, portanto, ocorre uma oscilação na freqüência determinada pelos valores de L e de C.

Notar que a oscilação é amortecida, pois o capacitor C se descarrega gradativamente enquanto não ocorrer um novo pulso de tensão dado por CM. Dependendo dos parâmetros do circuito, a oscilação pode ser interrompida antes do próximo pulso devido à queda de tensão abaixo do mínimo para centelha em SG. De qualquer forma, enquanto o manipulador é mantido pressionado, há produção de um "trem" de oscilações amortecidas, que é dirigido à antena e transmitido. Naturalmente, o tamanho desse "trem" varia de acordo com o sinal telegráfico (ponto ou traço).

Fig 02

É evidente que, com tantos amortecimentos e interrupções, havia considerável geração de harmônicos, com interferências em um amplo espectro. Mas, naquela época, não havia muitas outras estações para interferir.

Foram também desenvolvidos circuitos para trabalhar com fontes de correntes alternadas conforme Figura 02.


O uso de corrente alternada tem vantagens porque os geradores são mais simples e dispensa o contato móvel CM, mas o circuito conforme Figura 02 é pouco eficiente porque dificilmente as centelhas em SG coincidem com os picos de tensão.

Fig 03

Para amenizar o problema, foram criados dispositivos rotativos de centelha conforme Figura 03. Entre os eletrodos há um disco metálico com ranhuras na borda e acionado por algum dispositivo de rotação controlável.

A rotação era ajustada para a coincidência dos picos de tensão com o menor espaço para centelha, melhorando a eficiência da transmissão.

Devido à ausência de interrupções bruscas do contato CM do circuito com corrente contínua, o formato da onda obtida era menos irregular, mas ainda não ideal porque as oscilações continuam amortecidas. As fontes consultadas indicam que esse era o tipo de transmissor instalado a bordo do Titanic. Mas isso já é outra história.

Fig 04

Trata-se agora da recepção. Na ausência de dispositivos eletrônicos, o coesor foi o primeiro detector usado em receptores.

Era formado por dois eletrodos metálicos no interior de um tubo de vidro e sob vácuo parcial. Entre os eletrodos havia certa quantidade de pó metálico. A passagem de um sinal oscilante força uma atração entre as partículas metálicas, reduzindo a resistência elétrica entre os eletrodos.

Um dos primeiros circuitos com coesor pode ter a forma da Figura 04. Não é sintonizado, o capacitor C' serve apenas de passagem. Se um sinal de intensidade suficiente é captado pela antena, a resistência do coesor diminui e a bobina do relé é energizada, o que pode acionar algum meio de recepção telegráfica, como um gerador de sinal audível.

Fig 05

Entretanto, o coesor era um meio problemático. Com a operação, as partículas metálicas tendem a se acomodar nas mesmas posições, cessando a variação de resistência. Isso exigia constantes toques no dispositivo, que rapidamente se tornou obsoleto.

A próxima evolução foi o receptor de cristal, usado até o aparecimento das válvulas termiônicas. A Figura 05 dá idéia de um circuito simples.

Neste circuito já ocorre uma sintonia formada pela bobina L e pelo capacitor C. A detecção era feita por um cristal mineral que, em contado com a ponta de um fio, formava um diodo retificador conforme símbolo em linhas tracejadas da figura. Dos cristais empregados, provavelmente o mais comum era a galena (sulfeto de chumbo). Daí a expressão "rádio de galena", que era usual até certa época.

Com o surgimento das válvulas termiônicas, os circuitos, tanto de transmissão quanto de recepção, deram um enorme salto de qualidade e de capacidade. Entretanto, a matéria não mais pertence ao escopo desta página.

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