Radio - Alles wat jy moet weet !

Tipes seinmodulasie
Tipes seinmodulasie

Radio

Die werking van 'n radio kan in verskillende stappe beskryf word. 'N Mikrofoon ontvang die stem en omskep dit in 'n elektriese sein. Die sein word dan deur verskillende fases deur senderelemente verwerk en word via 'n kabel na die senderantenne teruggestuur.

Dieselfde sein word deur die senderantenne omgeskakel in elektromagnetiese golwe wat na 'n ontvangsantenne gestuur sal word. Die elektromagnetiese golwe as gevolg van die transformasie van die elektriese sein wat deur die mikrofoon geproduseer word, beweeg teen die spoed van lig, reflekteer op die ionosfeer om in 'n ontvangerantenne te beland.
Terrestriële relais word gebruik om te verseker dat die golwe ontvangers bereik wat ver van die sender geleë is. Satelliete kan ook gebruik word.

Sodra die elektromagnetiese golwe die ontvanger bereik, verander die ontvangantenne dit in 'n elektriese sein. Hierdie elektriese sein word dan via 'n kabel na die ontvanger oorgedra. Dit word dan deur die ontvangerelemente in 'n hoorbare sein omskep.
Die klanksein wat op hierdie manier verkry word, word deur die luidsprekers in die vorm van klanke weergegee.

Sender en ontvanger

Die sender is 'n elektroniese toestel. Dit verseker die oordrag van inligting deur radiogolwe uit te stuur. Dit bestaan in wese uit drie elemente : die ossillasiegenerator wat die omskakeling van die elektriese stroom in die radiofrekwensie-ossillasie verseker,
die omskakelaar wat die oordrag van inligting deur 'n mikrofoon verseker, en die versterker wat, afhangende van die gekose frekwensie, die versterking van die krag van die ossillasies verseker.

Die ontvanger word gebruik om die golwe wat deur die sender uitgestraal word, op te tel. Dit bestaan uit verskeie elemente : die ossillator, wat die inkomende sein verwerk, en die uitgaande een, en die versterker, wat die elektriese seine wat vasgelê is, versterk.
die demodulator wat die presiese heruitsending van die oorspronklike klank verseker, die filters wat die uitskakeling van seine verseker wat die regte persepsie van die boodskappe kan bederf, en die luidspreker wat dien om die elektriese seine in klankboodskappe om te skakel sodat dit deur mense waargeneem kan word.

Aanmanings oor verskillende maniere van lugvervoer

HF draer

Ons hoor soms van "draer" (carrier in Engels) of "HF carrier" sonder om regtig te weet wat dit is. 'N Draer is bloot 'n sein wat dien as 'n medium om die nuttige sein te dra (die een wat u wil oordra, soos stem, musiek, analoog of digitale data).
As ons op die gebied van analoogtransmissies bly, is die draer 'n eenvoudige en unieke sinusvormige sein. Op die gebied van digitale uitsaaiwese (DTT en DTT byvoorbeeld) is daar 'n menigte draers wat die inligting deel wat oorgedra moet word.
Ons sal nie hier praat oor die geval van hierdie multi-draers nie. Die besonderheid van 'n draer is dat dit teen 'n baie hoër frekwensie ossilleer as die maksimum frekwensie van die sein wat oorgedra moet word. Gestel jy wil 'n gesproke of gesingde toespraak vir 10 km om oordra (of in die swart as die spreker vinnig praat).
'N Enkele sender word gebruik wat 'golwe uitstraal' wat verskeie ontvangers gelyktydig kan optel.

Maar fisika kan nie uitgevind word nie. As u die stem van die luidspreker wil oordra deur eenvoudig 'n bedrade lus of 'n groot antenna aan die uitset van die LF-versterker te koppel, sal dit werk, maar nie baie ver nie (tel 'n paar meter of selfs tien meter).
Om die oordrag oor 'n gemaklike afstand te laat plaasvind, moet 'n dragolf gebruik word, wat as tussenganger dien en wat minder probleme ondervind om afstande oor te steek. Die keuse van die frekwensie van hierdie draergolf hang af van :

- die tipe inligting wat oorgedra moet word (stem, radio, nuus of digitale HD TV),

- verwagte prestasie;

- die afstand wat jy wil reis,

- die verligting van die terrein tussen sender en ontvanger (vanaf 50 MHz versprei die golwe al hoe meer in 'n reguit lyn en vrees hindernisse),

- die prys wat jy instem om aan jou elektrisiteitsverskaffer of batteryverkoper te betaal,

- magtigings wat die bevoegde owerhede bereid is om ons toe te staan.

Want jy kan jou die probleme voorstel van die golwe wat bots as niemand 'n bietjie orde hierin kom plaas nie ! Dit alles is hoogs gereguleer, en frekwensiereekse is gereserveer vir hierdie of daardie tipe uitsending (CB, radio-uitsending, televisie, selfone, radars, ens.).
Benewens hierdie frekwensiebereikbesprekings, word redelik streng tegniese eienskappe van die sendstroombane vereis om die risiko van inmenging met ander toerusting wat nie noodwendig in dieselfde frekwensiereekse werk nie, soveel as moontlik te beperk.
Twee naburige senderstroombane wat teen baie hoë frekwensies en naby mekaar werk, kan 'n ontvanger wat in 'n baie laer frekwensiegebied werk, baie goed vassteek. Veral waar as die toestelle tuisgemaak is en hulle onvoldoende gefiltreer word in HF-uitset.
Kortom, voordat u die uitsaaigebied aandurf, is dit beter om kennis te dra van die risiko's van inmenging.
Frekwensie modulasie oordrag
Frekwensie modulasie oordrag

Frekwensie modulasie (FM) transmissie

In hierdie vervoermiddel het ons 'n draer waarvan die amplitude konstant bly, ongeag die amplitude van die modulerende sein. In plaas daarvan om die amplitude van die draer te verander, word die oombliklike frekwensie daarvan verander. In die afwesigheid van modulasie (amplitude van die modulerende sein gelyk aan nul), bly die frekwensie van die draer op 'n perfek gedefinieerde en stabiele waarde, wat die middelfrekwensie genoem word.
Die waarde van die draerfrekwensieverskuiwing hang af van die amplitude van die modulerende sein : hoe groter die amplitude van die modulerende sein, hoe verder is die draerfrekwensie van die oorspronklike waarde. Die rigting van die frekwensieverskuiwing hang af van die polariteit van die afwisseling van die modulerende sein.
Vir 'n positiewe afwisseling word die frekwensie van die draer verhoog, en vir 'n negatiewe afwisseling word die frekwensie van die draer verminder. Maar hierdie keuse is arbitrêr, ons kan baie goed die teenoorgestelde doen ! Die hoeveelheid variasie in die draerfrekwensie word die frekwensie-afwyking genoem.
Die maksimum frekwensie-afwyking kan verskillende waardes neem, byvoorbeeld +/-5 kHz vir 'n draerfrekwensie van 27 MHz of +/-75 kHz vir 'n draerfrekwensie van 100 MHz.
Die volgende grafieke toon 'n modulerende sein met 'n vaste frekwensie van 1 kHz wat 'n draer van 40 kHz moduleer (die horisontale skaal is goed verwyd om beter te sien wat op al die variasies gebeur).

Regte klanksein

As ons die vaste modulerende sein van 1 kHz vervang met 'n regte klanksein, is dit hoe dit lyk.
Hierdie tweede stel krommes is redelik veelseggend, ten minste vir die groen kromme waarvoor die maksimum frekwensieafwyking baie duidelik is omdat dit "goed aangepas" is. As ons die korrespondensie tussen die modulerende sein (geel kromme) en die gemoduleerde draer (groen kromme) maak, kan ons perfek sien dat die variasies in die amplitude van die draer stadiger is
- wat goed ooreenstem met 'n laer frekwensie - wanneer die modulerende sein op sy laagste waarde is (negatiewe piek).
Aan die ander kant word die maksimum frekwensie van die draer verkry vir die positiewe pieke van die modulerende sein ('n bietjie minder maklik om op die krommes te sien, maar ons voel dit met die mees "gevulde" dele).
Terselfdertyd bly die maksimum amplitude van die draer perfek konstant, daar is geen amplitude-modulasie wat verband hou met die modulerende bronsein nie.
'N Radio-ontvanger kan eenvoudig wees
'N Radio-ontvanger kan eenvoudig wees

Ontvangs

Om 'n FM-ontvanger te maak, kan u met 'n paar transistors of met 'n enkele geïntegreerde stroombaan (byvoorbeeld 'n TDA7000) klaarkom. Maar in hierdie geval kry ons 'n standaard luisterkwaliteit. Vir 'n "high-end" luister, moet jy alles in die stryd werp en die onderwerp goed ken. En dit is selfs meer waar as dit kom by die dekodering van 'n stereo-klanksein.
En ja, sonder 'n stereo-dekodeerder het u 'n mono-sein waar die linker- en regterkanale gemeng is (as die radioprogram natuurlik in stereo uitgesaai word). Vanuit 'n hoëfrekwensie-oogpunt is die bronsein nie sigbaar in die amplitude van die draer nie en kan u nie tevrede wees met 'n gelykrigter / filter soos die een wat in 'n AM-ontvanger gebruik word nie.
Aangesien die bruikbare sein "verborge" is in die frekwensievariasies van die draer, moet 'n manier gevind word om hierdie frekwensievariasies in spanningsvariasies te omskep, 'n proses wat die teenoorgestelde (spieël) is van die een wat vir transmissie gebruik word.

Die stelsel wat hierdie funksie verrig, word 'n FM-diskriminator genoem en bestaan basies uit 'n ossillerende (en resonante) stroombaan waarvan die frekwensie/amplitude-reaksie in die vorm van 'n "klok" is. Vir die diskriminasiefunksie kan diskrete komponente (klein transformators, diodes en kapasitors) of 'n gespesialiseerde geïntegreerde stroombaan (byvoorbeeld SO41P) gebruik word.

Digitale oordrag

In sy eenvoudigste toepassing gee 'n digitale transmissie die draer die moontlikheid om twee moontlike toestande te hê wat ooreenstem met 'n hoë logiese toestand (waarde 1) of 'n lae logiese toestand (waarde 0).
Hierdie twee toestande kan geïdentifiseer word deur 'n ander amplitude van die draer (voor die hand liggende analogie wat met amplitudemodulasie gemaak moet word), of deur 'n ander waarde van die frekwensie daarvan (frekwensiemodulasie).
In die AM-modus kan ons byvoorbeeld besluit dat 'n modulasietempo van 10% ooreenstem met 'n lae logiese toestand en dat 'n modulasietempo van 90% ooreenstem met 'n hoë logiese toestand.

In die FM-modus kan u byvoorbeeld besluit dat die middelfrekwensie ooreenstem met 'n lae logiese toestand en dat 'n frekwensieafwyking van 10 kHz ooreenstem met 'n hoë logiese toestand.
As u binne 'n baie kort tyd 'n baie groot hoeveelheid digitale inligting wil oordra en met 'n sterk beskerming teen transmissiefoute (gevorderde foutopsporing en regstelling), kan u verskeie draers gelyktydig oordra en nie net een nie.
Byvoorbeeld, 4 draers, 100 draers of meer as 1000 draers.
Dit is wat byvoorbeeld vir digitale terrestriële televisie (DTT) en digitale terrestriële radio (DTT) gedoen word.

In ou afstandbeheerders vir skaalmodelle kan 'n baie eenvoudige digitale transmissiefunksie gebruik word : aktivering of deaktivering van die HF-draer van die sender, met 'n ontvanger wat eenvoudig die teenwoordigheid of afwesigheid van die draer opgespoor het (sonder 'n draer het ons baie asem gehad, so "BF" van hoë volume,
en in die teenwoordigheid van 'n draer het die asem verdwyn, die sein "BF" verdwyn).
In ander soorte afstandbeheer is 'n beginsel van 'proporsionaliteit' geïmplementeer wat dit moontlik gemaak het om verskeie stukke inligting in 'n ry oor te dra, bloot met behulp van monostable wat gleuwe van wisselende duur produseer. Die duur van die pulse wat ontvang is, stem ooreen met baie presiese "numeriese" waardes.

Stem- of musiekoordrag

Die oordrag van spraak vereis nie 'n goeie klankgehalte nie, solank dit 'n kwessie is om 'n inligtingsboodskap oor te dra. Die belangrikste ding is dat ons verstaan wat gesê word. Aan die ander kant verwag ons meer van die kwaliteit van oordrag wanneer dit kom by 'n sanger se stem of musiek.
Om hierdie rede is die transmissiemetodes wat gebruik word vir 'n paar interkoms of walkie-talkies en dié wat vir uitsaai gebruik word, nie gebaseer op streng identiese reëls nie. Ons kan nie sê dat ons 'n noodwendig beter klank met frekwensiemodulasie-oordrag het as wat in amplitudemodulasie oorgedra word nie (AM in Frans, AM in Engels).
Selfs al is dit duidelik dat u hifi-ontvanger beter resultate op die FM-band 88-108 MHz lewer. As jy wil, kan jy redelik goed doen in AM en jy kan baie sleg doen in FM. Net soos u baie goeie analoog klank en baie slegte digitale klank kan doen.
As u musiek van een kamer na 'n ander in u huis of van die motorhuis na die tuin wil oordra, kan u 'n klein radiosender bou wat op die FM-band of op die klein golfband (PO in Frans, MW in Engels) kan oordra, in welke geval 'n kommersiële ontvanger die aanvulling kan doen.
In FM kry u beter klankresultate, bloot omdat die uitsaaistandaarde 'n heel ander bandwydte bied as wat beskikbaar is in die AM (GO, PO en OC) bande. Die hoër sensitiwiteit van 'n AM-ontvanger vir omgewingsinterferensie (atmosferies en industrieel) het ook baie daarmee te doen.

'Stadige' analoog data-oordrag

Hier is dit 'n kwessie van die oordrag van 'n analoogwaarde soos 'n temperatuur, 'n stroom, 'n druk, 'n hoeveelheid lig, ens., Wat eers vooraf omskep sal word in 'n direkte spanning wat eweredig daaraan is.
Daar is verskillende metodes, en natuurlik het elkeen sy voor- en nadele, u kan amplitudemodulasie of frekwensiemodulasie gebruik. Die term amplitudemodulasie of frekwensiemodulasie is ietwat oordrewe, want as die analoogwaarde wat oorgedra moet word nie wissel nie,
Die draer behou sy amplitude- en frekwensie-eienskappe wat ooreenstem met die waarde wat aan die gang is. Maar ons moet praat van die grootheid wat wissel. In werklikheid is dit nie moeiliker om inligting oor te dra wat min (indien enigsins) verskil as inligting wat vinnig wissel nie.
Maar u kan nie altyd 'n klassieke AM- of FM-radiosender gebruik nie (kommersieel vervaardig of in kitvorm beskikbaar), want laasgenoemde kan heel moontlik 'n laagdeurlaatfilter by die ingang hê wat stadige spanningsvariasies beperk.

En as 'n skakelkondensator in die pad van die insetsein ingeplant word, is die operasie eenvoudig onmoontlik ! Om so 'n emitter te verander om dit "versoenbaar" te maak, is nie noodwendig altyd maklik nie ...
wat die ontwerp van 'n gespesialiseerde sender/ontvanger-samestelling vir die operasie kan behels.
Maar as ons van die kant af na die probleem kyk, besef ons dat ons baie goed 'n sein kan oordra waarvan die amplitude, afhangende van die waarde van die deurlopende spanning wat oorgedra moet word, self die draer laat wissel. En as die intermediêre modulerende sein binne die hoorbare band is (byvoorbeeld tussen 100 Hz en 10 kHz), kan die gebruik van 'n konvensionele radiosender weer oorweeg word.

Soos u kan sien, is 'n eenvoudige spannings- / frekwensie-omskakelaar aan die transmissiekant en die aanvulling daarvan 'n frekwensie / spanningsomskakelaar aan die ontvangerkant een oplossing onder andere voorbeelde.

Digitale data-oordrag

Wees versigtig om nie "digitale oordrag" en "digitale data-oordrag" te verwar nie. Ons kan analooginligting met 'n digitale transmissiemodus oordra, net soos ons digitale data met 'n analoog transmissiemodus kan oordra, selfs al kan ons dit in laasgenoemde geval bespreek.
Om digitale data met 'n analoog-transmissiemodus oor te dra, kan aanvaar word dat die elektriese vlakke van die digitale seine ooreenstem met die minimum en maksimum van 'n analoogsein.
Wees egter versigtig met die vorm van die digitale seine, wat as hulle vinnig en vierkantig is, 'n hoë tempo van harmonieke kan bevat wat nie noodwendig deur die sender verteer kan word nie.
Dit kan nodig wees om die digitale data oor te dra met seine wat 'n "analoogvorm" soos sinus het. As die digitale data wat oorgedra moet word baie belangrik is (veilige toegang met byvoorbeeld toegangskode), moet 'n paar voorsorgmaatreëls getref word.

In werklikheid kan daar in geen geval oorweeg word dat die oordrag van een punt na 'n ander vry van gebreke sal wees nie, en 'n deel van die inligting wat oorgedra word, kan heel moontlik nooit verdraai en onbruikbaar aankom nie.
Die inligting wat oorgedra word, kan dus aangevul word deur beheerinligting (byvoorbeeld CRC) of bloot twee of drie keer agtereenvolgens herhaal word.
https : //onde-numerique.fr/la-radio-comment-ca-marche/

Copyright © 2020-2024 instrumentic.info
contact@instrumentic.info
Ons is trots om u 'n koekievrye webwerf aan te bied sonder enige advertensies.

Dit is jou finansiële ondersteuning wat ons aan die gang hou.

Klik !