Radio - Semua yang perlu Anda ketahui !

Jenis modulasi sinyal
Jenis modulasi sinyal

Radio

Pengoperasian radio dapat dijelaskan dalam beberapa langkah. Mikrofon menerima suara dan mengubahnya menjadi sinyal listrik. Sinyal kemudian diproses oleh elemen pemancar melalui beberapa tahap, dan ditransmisikan kembali ke antena pemancar melalui kabel.

Sinyal yang sama ini diubah oleh antena pemancar menjadi gelombang elektromagnetik yang akan dikirim ke antena penerima. Gelombang elektromagnetik yang dihasilkan dari transformasi sinyal listrik yang dihasilkan oleh perjalanan mikrofon dengan kecepatan cahaya, memantulkan ionosfer untuk berakhir di antena penerima.
Relai terestrial digunakan untuk memastikan bahwa gelombang mencapai penerima yang terletak jauh dari pemancar. Satelit juga dapat digunakan.

Setelah gelombang elektromagnetik mencapai penerima, antena penerima mengubahnya menjadi sinyal listrik. Sinyal listrik ini kemudian ditransmisikan ke penerima melalui kabel. Hal ini kemudian diubah menjadi sinyal terdengar oleh elemen penerima.
Sinyal suara yang diperoleh dengan cara ini direproduksi oleh pengeras suara dalam bentuk suara.

Pemancar dan penerima

Pemancar adalah perangkat elektronik. Ini memastikan transmisi informasi dengan memancarkan gelombang radio. Ini pada dasarnya terdiri dari tiga elemen : generator osilasi yang memastikan konversi arus listrik menjadi osilasi frekuensi radio,
Transduser yang memastikan transmisi informasi melalui mikrofon, dan amplifier yang, tergantung pada frekuensi yang dipilih, memastikan amplifikasi kekuatan osilasi.

Penerima digunakan untuk mengambil gelombang yang dipancarkan oleh pemancar. Ini terdiri dari beberapa elemen : osilator, yang memproses sinyal masuk, dan yang keluar, dan amplifier, yang memperkuat sinyal listrik yang ditangkap.
Demodulator yang memastikan transmisi ulang yang tepat dari suara asli, filter yang memastikan penghapusan sinyal yang dapat merusak persepsi yang tepat dari pesan, dan loudspeaker yang berfungsi untuk mengubah sinyal listrik menjadi pesan suara sehingga mereka dapat dirasakan oleh manusia.

Pengingat tentang berbagai moda transportasi udara

Pembawa HF

Kita kadang-kadang mendengar tentang "pembawa" (carrier dalam bahasa Inggris) atau "pembawa HF" tanpa benar-benar tahu apa itu. Pembawa hanyalah sinyal yang berfungsi sebagai media untuk membawa sinyal yang berguna (yang ingin Anda kirimkan seperti suara, musik, data analog atau digital).
Ketika kita tinggal di bidang transmisi analog, pembawa adalah sinyal sinusoidal yang sederhana dan unik. Di bidang penyiaran digital (DTT dan DTT misalnya) ada banyak operator yang berbagi informasi yang akan dikirim.
Kami tidak akan berbicara di sini tentang kasus multi-operator ini. Kekhasan pembawa adalah bahwa ia berosilasi pada frekuensi yang jauh lebih tinggi daripada frekuensi maksimum sinyal yang akan ditransmisikan. Misalkan Anda ingin mengirimkan pidato yang diucapkan atau dinyanyikan sejauh 10 km di sekitar (atau dalam warna hitam jika pembicara berbicara dengan cepat).
Pemancar tunggal digunakan yang "memancarkan gelombang" yang dapat ditangkap oleh beberapa penerima secara bersamaan.

Tetapi fisika tidak dapat ditemukan. Jika Anda ingin mengirimkan suara speaker hanya dengan menghubungkan loop kabel atau antena besar ke output amplifier LF, itu akan berfungsi tetapi tidak terlalu jauh (hitung beberapa meter atau bahkan puluhan meter).
Agar transmisi berlangsung pada jarak yang nyaman, gelombang pembawa harus digunakan, yang bertindak sebagai perantara dan yang memiliki lebih sedikit kesulitan dalam melintasi jarak. Pilihan frekuensi gelombang pembawa ini tergantung pada :

- jenis informasi yang akan ditransmisikan (suara, radio, berita atau TV HD digital),

- kinerja yang diharapkan;

- jarak yang ingin Anda tempuh,

- relief medan antara pemancar dan penerima (dari 50 MHz, gelombang merambat semakin banyak dalam garis lurus dan takut rintangan),

- harga yang Anda setujui untuk dibayarkan kepada pemasok listrik atau pengecer baterai Anda,

- otorisasi yang bersedia diberikan oleh otoritas yang kompeten kepada kami.

Karena bisa dibayangkan masalah ombak yang bertabrakan jika tidak ada yang datang untuk menertibkan hal ini ! Semua ini sangat diatur, dan rentang frekuensi telah disediakan untuk jenis transmisi ini atau itu (CB, siaran radio, televisi, ponsel, radar, dll.).
Selain reservasi rentang frekuensi ini, karakteristik teknis yang cukup ketat diperlukan dari sirkuit pemancar untuk membatasi sebanyak mungkin risiko gangguan dengan peralatan lain yang tidak selalu beroperasi dalam rentang frekuensi yang sama.
Dua sirkuit pemancar tetangga yang bekerja pada frekuensi yang sangat tinggi dan berdekatan satu sama lain dapat sangat mengganggu penerima yang bekerja dalam rentang frekuensi yang jauh lebih rendah. Terutama benar jika perangkat buatan sendiri dan mereka tidak cukup disaring dalam output HF.
Singkatnya, sebelum merambah ke bidang penyiaran, lebih baik memiliki pengetahuan tentang risiko gangguan yang terlibat.
Transmisi modulasi frekuensi
Transmisi modulasi frekuensi

Transmisi modulasi frekuensi (FM)

Dalam moda transportasi ini, kami memiliki pembawa yang amplitudonya tetap konstan terlepas dari amplitudo sinyal modulasi. Alih-alih mengubah amplitudo pembawa, frekuensi sesaat diubah. Dengan tidak adanya modulasi (amplitudo sinyal modulasi sama dengan nol), frekuensi pembawa tetap pada nilai yang ditentukan dengan sempurna dan stabil, yang disebut frekuensi pusat.
Nilai pergeseran frekuensi pembawa tergantung pada amplitudo sinyal modulasi : semakin besar amplitudo sinyal modulasi, semakin jauh frekuensi pembawa dari nilai aslinya. Arah pergeseran frekuensi tergantung pada polaritas pergantian sinyal modulasi.
Untuk pergantian positif, frekuensi pembawa meningkat, dan untuk pergantian negatif, frekuensi pembawa menurun. Tapi pilihan ini sewenang-wenang, kita bisa melakukan yang sebaliknya ! Jumlah variasi dalam frekuensi pembawa disebut deviasi frekuensi.
Deviasi frekuensi maksimum dapat mengambil nilai yang berbeda, misalnya +/- 5 kHz untuk frekuensi pembawa 27 MHz atau +/- 75 kHz untuk frekuensi pembawa 100 MHz.
Grafik berikut menunjukkan sinyal modulasi dengan frekuensi tetap 1 kHz memodulasi pembawa 40 kHz (skala horizontal melebar dengan baik untuk lebih melihat apa yang terjadi pada semua variasi).

Sinyal audio nyata

Jika kita mengganti sinyal modulasi tetap 1 kHz dengan sinyal audio nyata, seperti inilah tampilannya.
Set kurva kedua ini cukup jitu, setidaknya untuk kurva hijau yang deviasi frekuensi maksimumnya sangat jelas karena "disesuaikan dengan baik". Jika kita membuat korespondensi antara sinyal modulasi (kurva kuning) dan pembawa termodulasi (kurva hijau), kita dapat melihat dengan sempurna bahwa variasi amplitudo pembawa lebih lambat
- yang sesuai dengan frekuensi yang lebih rendah - ketika sinyal modulasi berada pada nilai terendah (puncak negatif).
Di sisi lain, frekuensi maksimum pembawa diperoleh untuk puncak positif dari sinyal modulasi (sedikit kurang mudah dilihat pada kurva, tetapi kami merasakannya dengan bagian yang paling "terisi").
Pada saat yang sama, amplitudo maksimum pembawa tetap konstan sempurna, tidak ada modulasi amplitudo yang terkait dengan sinyal sumber modulasi.
Penerima radio bisa sederhana
Penerima radio bisa sederhana

Resepsi

Untuk membuat penerima FM, Anda dapat bertahan dengan beberapa transistor atau dengan sirkuit terpadu tunggal (TDA7000 misalnya). Tetapi dalam hal ini kami mendapatkan kualitas mendengarkan standar. Untuk mendengarkan "high-end", Anda harus berusaha sekuat tenaga dan mengetahui subjeknya dengan baik. Dan ini bahkan lebih benar ketika datang untuk memecahkan kode sinyal audio stereo.
Dan ya, tanpa decoder stereo, Anda memiliki sinyal mono di mana saluran kiri dan kanan dicampur (jika program radio disiarkan dalam stereo tentu saja). Dari sudut pandang frekuensi tinggi, sinyal sumber tidak terlihat dalam amplitudo pembawa dan Anda tidak dapat puas dengan penyearah / filter seperti yang digunakan pada penerima AM.
Karena sinyal yang berguna "tersembunyi" dalam variasi frekuensi pembawa, harus ditemukan cara untuk mengubah variasi frekuensi ini menjadi variasi tegangan, sebuah proses yang berlawanan (cermin) dari yang digunakan untuk transmisi.

Sistem yang melakukan fungsi ini disebut diskriminator FM dan pada dasarnya terdiri dari sirkuit berosilasi (dan beresonansi) yang respons frekuensi / amplitudonya dalam bentuk "bel". Untuk fungsi diskriminasi, komponen diskrit (transformator kecil, dioda dan kapasitor) atau sirkuit terpadu khusus (SO41P misalnya) dapat digunakan.

Transmisi digital

Dalam penerapannya yang paling sederhana, transmisi digital memberi pembawa kemungkinan memiliki dua kemungkinan keadaan yang sesuai dengan keadaan logika tinggi (nilai 1) atau keadaan logika rendah (nilai 0).
Kedua keadaan ini dapat diidentifikasi dengan amplitudo pembawa yang berbeda (analogi yang jelas dibuat dengan modulasi amplitudo), atau dengan nilai frekuensi yang berbeda (modulasi frekuensi).
Dalam mode AM, misalnya, kita dapat memutuskan bahwa tingkat modulasi 10% sesuai dengan keadaan logika rendah dan bahwa tingkat modulasi 90% sesuai dengan keadaan logika tinggi.

Dalam mode FM, misalnya, Anda dapat memutuskan bahwa frekuensi tengah sesuai dengan keadaan logika rendah dan bahwa penyimpangan frekuensi 10 kHz sesuai dengan keadaan logika tinggi.
Jika Anda ingin mengirimkan sejumlah besar informasi digital dalam waktu yang sangat singkat dan dengan perlindungan yang kuat terhadap kesalahan transmisi (deteksi dan koreksi kesalahan lanjutan), Anda dapat mengirimkan beberapa operator secara bersamaan dan bukan hanya satu.
Misalnya, 4 operator, 100 operator, atau lebih dari 1000 operator.
Inilah yang dilakukan untuk televisi terestrial digital (DTT) dan radio terestrial digital (DTT), misalnya.

Dalam remote control lama untuk model skala, fungsi transmisi digital yang sangat sederhana dapat digunakan : aktivasi atau penonaktifan pembawa HF pemancar, dengan penerima yang hanya mendeteksi ada atau tidaknya pembawa (tanpa pembawa kami memiliki banyak napas sehingga "BF" volume tinggi,
dan di hadapan pembawa, napas menghilang, sinyal "BF" menghilang).
Dalam jenis remote control lainnya, prinsip "proporsionalitas" diterapkan yang memungkinkan untuk mengirimkan beberapa informasi berturut-turut, hanya menggunakan yang monostabil yang menghasilkan slot dengan durasi yang bervariasi. Durasi pulsa yang diterima sesuai dengan nilai "numerik" yang sangat tepat.

Transmisi suara atau musik

Transmisi ucapan tidak memerlukan kualitas suara yang bagus, selama itu adalah pertanyaan untuk menyampaikan pesan informasi. Yang utama adalah kita mengerti apa yang dikatakan. Di sisi lain, kami mengharapkan lebih dari kualitas transmisi ketika datang ke suara penyanyi atau musik.
Untuk alasan ini, metode transmisi yang digunakan untuk sepasang interkom atau walkie-talkie dan yang digunakan untuk penyiaran tidak didasarkan pada aturan yang sangat identik. Kita tidak dapat mengatakan bahwa kita memiliki suara yang lebih baik dengan transmisi modulasi frekuensi daripada yang ditransmisikan dalam modulasi amplitudo (AM dalam bahasa Prancis, AM dalam bahasa Inggris).
Bahkan jika jelas bahwa tuner hifi Anda memberikan hasil yang lebih baik pada pita FM 88-108 MHz. Jika Anda mau, Anda dapat melakukannya dengan cukup baik di AM dan Anda dapat melakukannya dengan sangat buruk di FM. Sama seperti Anda dapat melakukan audio analog yang sangat baik dan audio digital yang sangat buruk.
Jika Anda ingin mengirimkan musik dari satu ruangan ke ruangan lain di rumah Anda atau dari garasi ke taman, Anda dapat membangun pemancar radio kecil yang dapat mengirimkan pada pita FM atau pada pita gelombang kecil (PO dalam bahasa Prancis, MW dalam bahasa Inggris), dalam hal ini penerima komersial dapat melakukan pelengkap.
Di FM Anda akan mendapatkan hasil suara yang lebih baik, hanya karena standar penyiaran memberikan bandwidth yang jauh berbeda dari yang tersedia di band AM (GO, PO dan OC). Sensitivitas yang lebih tinggi dari penerima AM terhadap gangguan ambien (atmosfer dan industri) juga banyak hubungannya dengan itu.

Transmisi data analog "lambat"

Di sini, ini adalah pertanyaan tentang mentransmisikan nilai analog seperti suhu, arus, tekanan, jumlah cahaya, dll., Yang pertama-tama akan diubah sebelumnya menjadi tegangan langsung yang sebanding dengannya.
Ada beberapa metode dan tentunya masing-masing memiliki kelebihan dan kekurangan, Anda bisa menggunakan modulasi amplitudo atau modulasi frekuensi. Istilah modulasi amplitudo atau modulasi frekuensi agak berlebihan karena jika nilai analog yang akan ditransmisikan tidak bervariasi,
Pembawa mempertahankan karakteristik amplitudo dan frekuensinya yang sesuai dengan nilai yang akan ditransmisikan dalam proses. Tetapi kita harus berbicara tentang kebesaran yang bervariasi. Bahkan, tidak lebih sulit untuk mengirimkan informasi yang sedikit berbeda (jika sama sekali) daripada informasi yang bervariasi dengan cepat.
Tetapi Anda tidak selalu dapat menggunakan pemancar radio AM atau FM klasik (tersedia yang dibuat secara komersial atau dalam bentuk kit) karena yang terakhir mungkin memiliki filter low-pass pada input yang membatasi variasi tegangan lambat.

Dan jika kapasitor tautan ditanamkan di jalur sinyal input, maka operasinya tidak mungkin ! Memodifikasi emitor semacam itu untuk membuatnya "kompatibel" tidak selalu mudah...
yang mungkin melibatkan desain rakitan pemancar/penerima khusus untuk pengoperasian.
Tetapi jika kita melihat masalah dari samping, kita menyadari bahwa kita dapat dengan sangat baik mengirimkan sinyal yang amplitudonya, tergantung pada nilai tegangan kontinu yang akan ditransmisikan, itu sendiri menyebabkan pembawa bervariasi. Dan jika sinyal modulasi menengah berada dalam pita suara (misalnya antara 100 Hz dan 10 kHz), maka penggunaan pemancar radio konvensional dapat dipertimbangkan lagi.

Seperti yang Anda lihat, konverter tegangan / frekuensi sederhana di sisi transmisi dan komplemennya konverter frekuensi / tegangan di sisi penerima adalah salah satu solusi di antara contoh lainnya.

Transmisi Data Digital

Berhati-hatilah untuk tidak membingungkan "transmisi digital" dan "transmisi data digital". Kita dapat mengirimkan informasi analog dengan mode transmisi digital, sama seperti kita dapat mengirimkan data digital dengan mode transmisi analog, bahkan jika untuk kasus terakhir kita dapat membahasnya.
Untuk mengirimkan data digital dengan mode transmisi analog, dapat diasumsikan bahwa tingkat listrik dari sinyal digital sesuai dengan minimum dan maksimum sinyal analog.
Namun, berhati-hatilah dengan bentuk sinyal digital, yang jika cepat dan persegi, dapat mengandung tingkat harmonik yang tinggi yang belum tentu dapat dicerna oleh pemancar.
Mungkin perlu untuk mengirimkan data digital dengan sinyal yang memiliki "bentuk analog" seperti sinus. Jika data digital yang akan dikirim sangat penting (akses aman dengan kode akses, misalnya), beberapa tindakan pencegahan harus diambil.

Bahkan, dalam kasus apa pun tidak dapat dianggap bahwa transmisi dari satu titik ke titik lain akan bebas dari cacat, dan bagian dari informasi yang dikirimkan mungkin tidak pernah tiba atau tiba terdistorsi dan tidak dapat digunakan.
Oleh karena itu, informasi yang dikirimkan dapat dilengkapi dengan informasi kontrol (CRC misalnya) atau hanya diulang dua atau tiga kali berturut-turut.
https : //onde-numerique.fr/la-radio-comment-ca-marche/

Copyright © 2020-2024 instrumentic.info
contact@instrumentic.info
Kami bangga menawarkan situs bebas cookie tanpa iklan apa pun.

Ini adalah dukungan keuangan Anda yang membuat kami terus maju.

Klik !