راديو - كل ما تحتاج إلى معرفته !

أنواع تعديل الإشارة
أنواع تعديل الإشارة

راديو

يمكن وصف تشغيل الراديو في عدة خطوات. يستقبل الميكروفون الصوت ويحوله إلى إشارة كهربائية. ثم تتم معالجة الإشارة بواسطة عناصر جهاز الإرسال عبر عدة مراحل ، ويتم إرسالها مرة أخرى إلى هوائي جهاز الإرسال عبر كابل.

يتم تحويل هذه الإشارة نفسها بواسطة هوائي الإرسال إلى موجات كهرومغناطيسية سيتم إرسالها إلى هوائي استقبال. تنتقل الموجات الكهرومغناطيسية الناتجة عن تحول الإشارة الكهربائية التي ينتجها الميكروفون بسرعة الضوء ، وتنعكس على الأيونوسفير لتنتهي في هوائي جهاز استقبال.
تستخدم المرحلات الأرضية لضمان وصول الموجات إلى أجهزة الاستقبال الموجودة بعيدا عن جهاز الإرسال. يمكن أيضا استخدام الأقمار الصناعية.

بمجرد وصول الموجات الكهرومغناطيسية إلى جهاز الاستقبال ، يقوم هوائي الاستقبال بتحويلها إلى إشارة كهربائية. ثم يتم إرسال هذه الإشارة الكهربائية إلى جهاز الاستقبال عبر كابل. ثم يتم تحويلها إلى إشارة مسموعة بواسطة عناصر جهاز الاستقبال.
يتم إعادة إنتاج الإشارة الصوتية التي تم الحصول عليها بهذه الطريقة بواسطة مكبرات الصوت في شكل أصوات.

جهاز الإرسال والاستقبال

جهاز الإرسال هو جهاز إلكتروني. يضمن نقل المعلومات عن طريق انبعاث موجات الراديو. يتكون أساسا من ثلاثة عناصر : مولد التذبذب الذي يضمن تحويل التيار الكهربائي إلى تذبذب التردد اللاسلكي ،
محول الطاقة الذي يضمن نقل المعلومات من خلال ميكروفون ، ومكبر الصوت الذي يضمن ، اعتمادا على التردد المختار ، تضخيم قوة التذبذبات.

يستخدم جهاز الاستقبال لالتقاط الموجات المنبعثة من جهاز الإرسال. يتكون من عدة عناصر : المذبذب ، الذي يعالج الإشارة الواردة ، والإشارة الصادرة ، ومكبر الصوت ، الذي يضخم الإشارات الكهربائية الملتقطة.
مزيل التشكيل الذي يضمن إعادة الإرسال الدقيق للصوت الأصلي ، والمرشحات التي تضمن القضاء على الإشارات التي يمكن أن تفسد الإدراك الصحيح للرسائل ، ومكبر الصوت الذي يعمل على تحويل الإشارات الكهربائية إلى رسائل صوتية بحيث يمكن للبشر إدراكها.

تذكير حول وسائط النقل الجوي المختلفة

الناقل HF

نسمع أحيانا عن "الناقل" (carrier باللغة الإنجليزية) أو "HF الناقل" دون معرفة ما هو عليه حقا. الناقل هو ببساطة إشارة تعمل كوسيط لنقل الإشارة المفيدة (الإشارة التي تريد إرسالها مثل الصوت أو الموسيقى أو البيانات التناظرية أو الرقمية).
عندما نبقى في مجال الإرسال التناظري ، فإن الناقل هو إشارة جيبية بسيطة وفريدة من نوعها. في مجال الإذاعة الرقمية (DTT وDTT على سبيل المثال) هناك العديد من شركات النقل التي تتقاسم المعلومات المراد إرسالها.
لن نتحدث هنا عن حالة هذه الناقلات المتعددة. خصوصية الناقل هي أنه يتذبذب بتردد أعلى بكثير من الحد الأقصى لتردد الإشارة المراد إرسالها. افترض أنك تريد نقل خطاب منطوق أو مغنى لمسافة 10 كيلومترات (أو باللون الأسود إذا كان المتحدث يتحدث بسرعة).
يتم استخدام جهاز إرسال واحد "يصدر موجات" يمكن للعديد من أجهزة الاستقبال التقاطها في وقت واحد.

لكن الفيزياء لا يمكن اختراعها. إذا كنت ترغب في نقل صوت السماعة ببساطة عن طريق توصيل حلقة سلكية أو هوائي ضخم بإخراج مكبر الصوت LF ، فسيعمل ولكن ليس بعيدا جدا (عد بضعة أمتار أو حتى عشرات الأمتار).
من أجل أن يحدث الإرسال على مسافة مريحة ، يجب استخدام موجة حاملة ، تعمل كوسيط ولديها صعوبة أقل في عبور المسافات. يعتمد اختيار تردد هذه الموجة الحاملة على :

- نوع المعلومات التي سيتم إرسالها (صوت أو راديو أو أخبار أو تلفزيون رقمي عالي الدقة) ،

- الأداء المتوقع ؛

- المسافة التي تريد السفر ،

- تخفيف التضاريس بين المرسل والمستقبل (من 50 ميجاهرتز ، تنتشر الأمواج أكثر فأكثر في خط مستقيم وتخشى العقبات) ،

- السعر الذي توافق على دفعه لمزود الكهرباء أو بائع البطاريات ،

- التراخيص التي ترغب السلطات المختصة في منحنا إياها.

لأنه يمكنك أن تتخيل مشاكل الأمواج التي تصطدم إذا لم يأت أحد لوضع القليل من النظام في هذا ! كل هذا منظم للغاية ، وقد تم حجز نطاقات التردد لهذا النوع أو ذاك من الإرسال (CB ، البث الإذاعي ، التلفزيون ، الهواتف المحمولة ، الرادارات ، إلخ).
وبالإضافة إلى هذه التحفظات على مدى التردد، تشترط دوائر الإرسال خصائص تقنية صارمة إلى حد ما للحد قدر الإمكان من خطر التداخل مع المعدات الأخرى التي لا تعمل بالضرورة في نفس مديات التردد.
يمكن لدائرتي إرسال متجاورتين تعملان على ترددات عالية جدا وقريبتين من بعضهما البعض أن تشوش بشكل جيد على جهاز استقبال يعمل في نطاق تردد أقل بكثير. صحيح بشكل خاص إذا كانت الأجهزة محلية الصنع ولم يتم تصفيتها بشكل كاف في إخراج HF.
باختصار ، قبل المغامرة في مجال البث ، من الأفضل أن يكون لديك بعض المعرفة بمخاطر التداخل التي ينطوي عليها.
إرسال تعديل التردد
إرسال تعديل التردد

إرسال تعديل التردد (FM)

في طريقة النقل هذه ، لدينا موجة حاملة تظل سعتها ثابتة بغض النظر عن سعة إشارة التعديل. بدلا من تغيير سعة الناقل ، يتم تغيير تردده الفوري. في حالة عدم وجود تعديل (سعة إشارة التعديل تساوي الصفر) ، يظل تردد الناقل عند قيمة محددة ومستقرة تماما ، والتي تسمى التردد المركزي.
تعتمد قيمة إزاحة تردد الموجة الحاملة على سعة إشارة التحوير : فكلما زادت سعة إشارة التحوير ، كلما كان تردد الموجة الحاملة بعيدا عن قيمته الأصلية. يعتمد اتجاه تحول التردد على قطبية تناوب إشارة التعديل.
بالنسبة للتناوب الإيجابي ، يتم زيادة تردد الناقل ، وبالنسبة للتناوب السلبي ، يتم تقليل تردد الناقل. لكن هذا الاختيار تعسفي ، يمكننا أن نفعل العكس ! يسمى مقدار الاختلاف في تردد الموجة الحاملة انحراف التردد.
ويمكن أن يتخذ الحد الأقصى لانحراف التردد قيما مختلفة، مثل kHz +/- 5 لتردد موجة حاملة MHz 27 أو kHz +/- 75 لتردد موجة حاملة MHz 100.
تظهر
ميدي : المبدأ
الرسوم البيانية التالية إشارة تشكيل بتردد ثابت قدره 1 كيلو هرتز يعدل حاملا قدره 40 كيلو هرتز (المقياس الأفقي موسع جيدا لرؤية ما يحدث بشكل أفضل في جميع الاختلافات).

إشارة صوتية حقيقية

إذا استبدلنا إشارة التعديل الثابتة البالغة 1 كيلو هرتز بإشارة صوتية حقيقية ، فهذا ما تبدو عليه.
هذه المجموعة الثانية من المنحنيات معبرة تماما ، على الأقل بالنسبة للمنحنى الأخضر الذي يكون فيه الحد الأقصى لانحراف التردد واضحا جدا لأنه "معدل جيدا". إذا أجرينا المراسلات بين إشارة التعديل (المنحنى الأصفر) والناقل المعدل (المنحنى الأخضر) ، يمكننا أن نرى تماما أن الاختلافات في سعة الموجة الحاملة أبطأ
- الذي يتوافق جيدا مع تردد أقل - عندما تكون إشارة التعديل في أدنى قيمة لها (ذروة سالبة).
من ناحية أخرى ، يتم الحصول على الحد الأقصى لتردد الناقل للقمم الإيجابية لإشارة التعديل (أقل سهولة في الرؤية على المنحنيات ، لكننا نشعر به مع الأجزاء الأكثر "ملءا").
في الوقت نفسه ، تظل السعة القصوى للناقل ثابتة تماما ، ولا يوجد تعديل سعة يتعلق بإشارة مصدر التعديل.
يمكن أن يكون جهاز استقبال الراديو بسيطا
يمكن أن يكون جهاز استقبال الراديو بسيطا

استقبال

لإنشاء جهاز استقبال FM ، يمكنك الحصول على عدد قليل من الترانزستورات أو مع دائرة متكاملة واحدة (TDA7000 على سبيل المثال). ولكن في هذه الحالة نحصل على جودة استماع قياسية. للحصول على استماع "راقي" ، عليك أن تبذل قصارى جهدك وتعرف الموضوع جيدا. وهذا صحيح أكثر عندما يتعلق الأمر بفك تشفير إشارة صوت ستيريو.
ونعم ، بدون وحدة فك ترميز ستيريو ، لديك إشارة أحادية حيث يتم خلط القنوات اليمنى واليسرى (إذا تم بث برنامج الراديو بصوت استريو بالطبع). من وجهة نظر التردد العالي ، لا تكون إشارة المصدر مرئية في سعة الموجة الحاملة ولا يمكنك أن تكون راضيا عن مقوم / مرشح مثل ذلك المستخدم في مستقبل AM.
وبما أن الإشارة المفيدة "مخفية" في تغيرات التردد للموجة الحاملة، يجب إيجاد طريقة لتحويل هذه الاختلافات في التردد إلى تغيرات في الجهد، وهي عملية معاكسة (مرآة) للإشارة المستخدمة في الإرسال.

يطلق على النظام الذي يؤدي هذه الوظيفة اسم مميز FM ويتكون أساسا من دائرة متذبذبة (ورنين) تكون استجابة ترددها / سعتها على شكل "جرس". بالنسبة لوظيفة التمييز ، يمكن استخدام مكونات منفصلة (محولات صغيرة وثنائيات ومكثفات) أو دائرة متكاملة متخصصة (SO41P على سبيل المثال).

الإرسال الرقمي

في أبسط تطبيقاته ، يمنح الإرسال الرقمي الناقل إمكانية وجود حالتين محتملتين تتوافقان مع حالة منطقية عالية (القيمة 1) أو حالة منطقية منخفضة (القيمة 0).
يمكن تحديد هاتين الحالتين من خلال سعة مختلفة للموجة الحاملة (تشبيه واضح يجب إجراؤه مع تعديل السعة) ، أو من خلال قيمة مختلفة لتردده (تعديل التردد).
في وضع AM ، على سبيل المثال ، يمكننا أن نقرر أن معدل التعديل 10٪ يتوافق مع حالة منطقية منخفضة وأن معدل التعديل 90٪ يتوافق مع حالة منطقية عالية.

في وضع FM ، على سبيل المثال ، يمكنك أن تقرر أن تردد المركز يتوافق مع حالة منطقية منخفضة وأن انحراف التردد البالغ 10 كيلو هرتز يتوافق مع حالة منطقية عالية.
إذا كنت ترغب في نقل كمية كبيرة جدا من المعلومات الرقمية في وقت قصير جدا وبحماية قوية ضد أخطاء الإرسال (اكتشاف الأخطاء وتصحيحها المتقدم) ، فيمكنك إرسال العديد من شركات النقل في نفس الوقت وليس واحدة فقط.
على سبيل المثال ، 4 شركات نقل أو 100 شركة نقل أو أكثر من 1000 شركة نقل.
هذا ما يتم القيام به للتلفزيون الرقمي للأرض (DTT) والراديو الرقمي للأرض (DTT) ، على سبيل المثال.

في أجهزة التحكم عن بعد القديمة لنماذج المقياس ، يمكن استخدام وظيفة إرسال رقمية بسيطة للغاية : تنشيط أو إلغاء تنشيط حامل HF الخاص بجهاز الإرسال ، مع جهاز استقبال يكتشف ببساطة وجود أو عدم وجود الناقل (بدون الناقل كان لدينا الكثير من التنفس حتى "BF" من حجم كبير ،
وفي وجود الناقل ، اختفى التنفس ، اختفت إشارة "BF").
في أنواع أخرى من أجهزة التحكم عن بعد ، تم تنفيذ مبدأ "التناسب" الذي جعل من الممكن نقل عدة أجزاء من المعلومات على التوالي ، ببساطة باستخدام تلك أحادية الاستقرار التي تنتج فتحات متفاوتة المدة. تتوافق مدة النبضات المستلمة مع قيم "رقمية" دقيقة للغاية.

نقل الصوت أو الموسيقى

لا يتطلب نقل الكلام جودة صوت رائعة ، طالما أنها مسألة نقل رسالة إعلامية. الشيء الرئيسي هو أننا نفهم ما يقال. من ناحية أخرى ، نتوقع المزيد من جودة الإرسال عندما يتعلق الأمر بصوت المغني أو موسيقاه.
لهذا السبب ، فإن طرق الإرسال المستخدمة لزوج من أجهزة الاتصال الداخلي أو أجهزة الاتصال اللاسلكي وتلك المستخدمة للبث لا تستند إلى قواعد متطابقة تماما. لا يمكننا القول أن لدينا بالضرورة صوتا أفضل مع إرسال تعديل التردد من الصوت المرسل في تشكيل السعة (AM باللغة الفرنسية ، AM باللغة الإنجليزية).
حتى لو كان من الواضح أن موالف hifi الخاص بك يعطي نتائج أفضل على نطاق FM 88-108 ميجاهرتز. إذا كنت ترغب في ذلك ، يمكنك القيام بعمل جيد في AM ويمكنك القيام بعمل سيء للغاية في FM. تماما كما يمكنك عمل صوت تناظري جيد جدا وصوت رقمي سيء للغاية.
إذا كنت ترغب في نقل الموسيقى من غرفة إلى أخرى في منزلك أو من المرآب إلى الحديقة ، فيمكنك إنشاء جهاز إرسال لاسلكي صغير يمكنه الإرسال على نطاق FM أو على نطاق الموجة الصغيرة (PO باللغة الفرنسية ، MW باللغة الإنجليزية) ، وفي هذه الحالة يمكن لجهاز استقبال تجاري القيام بالمكمل.
في FM ، ستحصل على نتائج صوتية أفضل ، وذلك ببساطة لأن معايير البث توفر نطاقا تردديا مختلفا تماما عن ذلك المتاح في نطاقات AM (GO و PO و OC). الحساسية العالية لمستقبل AM للتداخل المحيط (الجوي والصناعي) لها علاقة كبيرة بها.

نقل البيانات التناظرية "البطيء"

هنا ، يتعلق الأمر بنقل قيمة تناظرية مثل درجة الحرارة ، والتيار ، والضغط ، وكمية الضوء ، وما إلى ذلك ، والتي سيتم تحويلها أولا مسبقا إلى جهد مباشر يتناسب معها.
هناك عدة طرق وبالطبع لكل منها مزاياها وعيوبها ، يمكنك استخدام تعديل السعة أو تعديل التردد. مصطلح تعديل السعة أو تعديل التردد مبالغ فيه إلى حد ما لأنه إذا كانت القيمة التماثلية المراد إرسالها لا تختلف ،
يحتفظ الناقل بسعته وخصائص تردده التي تتوافق مع القيمة التي سيتم إرسالها قيد التقدم. لكن يجب أن نتحدث عن العظمة التي تختلف. في الواقع ، ليس من الصعب نقل المعلومات التي تختلف قليلا (إن وجدت) من المعلومات التي تختلف بسرعة.
ولكن لا يمكنك دائما استخدام جهاز إرسال راديو AM أو FM كلاسيكي (متوفر تجاريا أو في شكل مجموعة) لأن الأخير قد يحتوي على مرشح تمرير منخفض عند الإدخال مما يحد من تغيرات الجهد البطيئة.

وإذا تم زرع مكثف ارتباط في مسار إشارة الدخل ، فإن العملية مستحيلة بكل بساطة ! تعديل مثل هذا الباعث لجعله "متوافقا" ليس بالضرورة أمرا سهلا دائما ...
والتي قد تنطوي على تصميم مجموعة إرسال / استقبال متخصصة للتشغيل.
ولكن إذا نظرنا إلى المشكلة من الجانب ، فإننا ندرك أنه يمكننا إرسال إشارة تؤدي سعتها ، اعتمادا على قيمة الجهد المستمر المراد إرساله ، إلى اختلاف الناقل في حد ذاته. وإذا كانت إشارة التشكيل الوسيطة ضمن النطاق المسموع (على سبيل المثال بين 100 هرتز و 10 كيلو هرتز) ، فيمكن النظر في استخدام جهاز إرسال راديوي تقليدي مرة أخرى.

كما ترى ، يعد محول الجهد / التردد البسيط على جانب الإرسال ومكملته محول التردد / الجهد على جانب جهاز الاستقبال أحد الحلول من بين أمثلة أخرى.

نقل البيانات الرقمية

احرص على عدم الخلط بين "الإرسال الرقمي" و "نقل البيانات الرقمية". يمكننا نقل المعلومات التناظرية باستخدام وضع الإرسال الرقمي ، تماما كما يمكننا نقل البيانات الرقمية باستخدام وضع الإرسال التناظري ، حتى لو كان بإمكاننا مناقشتها في الحالة الأخيرة.
لنقل البيانات الرقمية باستخدام وضع الإرسال التماثلي ، يمكن افتراض أن المستويات الكهربائية للإشارات الرقمية تتوافق مع الحد الأدنى والحد الأقصى للإشارة التماثلية.
ومع ذلك ، كن حذرا مع شكل الإشارات الرقمية ، والتي إذا كانت سريعة ومربعة ، يمكن أن تحتوي على نسبة عالية من التوافقيات التي لا يمكن بالضرورة هضمها بواسطة جهاز الإرسال.
قد يكون من الضروري نقل البيانات الرقمية بإشارات لها "شكل تناظري" مثل الجيب. إذا كانت البيانات الرقمية المراد إرسالها مهمة جدا (الوصول الآمن باستخدام رمز الوصول ، على سبيل المثال) ، فيجب اتخاذ بعض الاحتياطات.

في الواقع ، لا يمكن بأي حال من الأحوال اعتبار أن الإرسال من نقطة إلى أخرى سيكون خاليا من العيوب ، وقد لا يصل جزء من المعلومات المرسلة أبدا أو يصل مشوها وغير قابل للاستخدام.
وبالتالي يمكن استكمال المعلومات المرسلة بمعلومات التحكم (اتفاقية حقوق الطفل على سبيل المثال) أو ببساطة تكرارها مرتين أو ثلاث مرات متتالية.
https : //onde-numerique.fr/la-radio-comment-ca-marche/

Copyright © 2020-2024 instrumentic.info
contact@instrumentic.info
نحن فخورون بأن نقدم لك موقعا خاليا من ملفات تعريف الارتباط بدون أي إعلانات.

إن دعمك المالي هو الذي يجعلنا نستمر.

نقر !