Radio - Viss, kas jums jāzina !

Signāla modulācijas veidi
Signāla modulācijas veidi

Radio

Radio darbību var aprakstīt vairākos posmos. Mikrofons saņem balsi un pārveido to par elektrisko signālu. Pēc tam raidītāja elementi apstrādā signālu vairākos posmos un caur kabeli tiek pārraidīts atpakaļ uz raidītāja antenu.

Šo pašu signālu raidošā antena pārveido elektromagnētiskajos viļņos, kas tiks nosūtīti uz uztverošo antenu. Elektromagnētiskie viļņi, kas rodas, pārveidojot mikrofona radīto elektrisko signālu, pārvietojas ar gaismas ātrumu, atstarojas uz jonosfēru, lai nonāktu uztvērēja antenā.
Zemes relejus izmanto, lai nodrošinātu, ka viļņi sasniedz uztvērējus, kas atrodas tālu no raidītāja. Var izmantot arī satelītus.

Kad elektromagnētiskie viļņi sasniedz uztvērēju, uztverošā antena tos pārveido par elektrisko signālu. Pēc tam šis elektriskais signāls tiek pārraidīts uz uztvērēju, izmantojot kabeli. Pēc tam uztvērēja elementi to pārveido par skaņas signālu.
Šādā veidā iegūtais skaņas signāls tiek reproducēts skaļruņos skaņu veidā.

Raidītājs un uztvērējs

Raidītājs ir elektroniska ierīce. Tas nodrošina informācijas pārraidi, izstarojot radioviļņus. Tas būtībā sastāv no trim elementiem : svārstību ģenerators, kas nodrošina elektriskās strāvas pārveidošanu radiofrekvenču svārstībās,
devējs, kas nodrošina informācijas pārraidi caur mikrofonu, un pastiprinātājs, kas atkarībā no izvēlētās frekvences nodrošina svārstību spēka pastiprināšanu.

Uztvērēju izmanto, lai uztvertu raidītāja izstarotos viļņus. Tas sastāv no vairākiem elementiem : oscilatora, kas apstrādā ienākošo signālu, un izejošo, un pastiprinātāja, kas pastiprina uztvertos elektriskos signālus.
demodulators, kas nodrošina precīzu sākotnējās skaņas retranslāciju, filtri, kas nodrošina signālu likvidēšanu, kas varētu sabojāt pareizu ziņojumu uztveri, un skaļrunis, kas kalpo elektrisko signālu pārveidošanai skaņas ziņojumos, lai cilvēki tos varētu uztvert.

Atgādinājumi par dažādiem gaisa transporta veidiem

RIF pārvadātājs

Dažreiz mēs dzirdam par "pārvadātāju" (carrier angļu valodā) vai "HF carrier", īsti nezinot, kas tas ir. Pārvadātājs ir vienkārši signāls, kas kalpo kā līdzeklis, lai pārvadātu noderīgo signālu (to, kuru vēlaties pārraidīt, piemēram, balsi, mūziku, analogos vai digitālos datus).
Kad mēs paliekam analogo transmisiju jomā, nesējs ir vienkāršs un unikāls sinusoidāls signāls. Digitālās apraides jomā (piemēram, DTT un DTT) ir daudz pārvadātāju, kas dalās ar pārraidāmo informāciju.
Mēs šeit nerunāsim par šo vairāku pārvadātāju gadījumu. Nesēja īpatnība ir tā, ka tas svārstās daudz augstākā frekvencē nekā pārraidāmā signāla maksimālā frekvence. Pieņemsim, ka vēlaties pārraidīt runātu vai dziedātu runu 10 km apkārt (vai melnā krāsā, ja runātājs runā ātri).
Tiek izmantots viens raidītājs, kas "izstaro viļņus", kurus vienlaikus var uzņemt vairāki uztvērēji.

Bet fiziku nevar izgudrot. Ja vēlaties pārraidīt skaļruņa balsi, vienkārši savienojot vadu cilpu vai milzīgu antenu ar LF pastiprinātāja izeju, tas darbosies, bet ne ļoti tālu (skaitiet dažus metrus vai pat desmitiem metru).
Lai pārraide notiktu ērtā attālumā, jāizmanto nesējvilnis, kas darbojas kā starpnieks un kam ir mazāk grūtību šķērsot attālumus. Šī nesēja viļņa frekvences izvēle ir atkarīga no :

- pārraidāmās informācijas veids (balss, radio, ziņas vai ciparu HD TV),

- paredzamais sniegums;

- attālums, ko vēlaties nobraukt,

- reljefa reljefs starp raidītāju un uztvērēju (no 50 MHz viļņi arvien vairāk izplatās taisnā līnijā un baidās no šķēršļiem),

- cena, ko piekrītat maksāt savam elektroenerģijas piegādātājam vai akumulatora tālākpārdevējam,

- atļaujas, ko kompetentās iestādes vēlas mums piešķirt.

Jo jūs varat iedomāties viļņu problēmas, kas saduras, ja neviens nenāk, lai tajā ieviestu nelielu kārtību ! Tas viss ir ļoti regulēts, un frekvenču diapazoni ir rezervēti šim vai citam pārraides veidam (CB, radio apraide, televīzija, mobilie tālruņi, radari utt.).
Papildus šīm frekvenču diapazona rezervācijām raidīšanas ķēdēm ir nepieciešami diezgan stingri tehniskie parametri, lai pēc iespējas samazinātu traucējumu risku citām iekārtām, kas ne vienmēr darbojas tajos pašos frekvenču diapazonos.
Divas blakus esošās raidītāju ķēdes, kas darbojas ļoti augstās frekvencēs un tuvu viena otrai, var ļoti labi iestrēgt uztvērējā, kas strādā daudz zemākā frekvenču diapazonā. Jo īpaši, ja ierīces ir mājās gatavotas un tās nav pietiekami filtrētas HF izejā.
Īsāk sakot, pirms iedziļināties apraides jomā, labāk ir zināt par traucējumu riskiem, kas saistīti ar to.
Frekvences modulācijas pārraide
Frekvences modulācijas pārraide

Frekvences modulācijas (FM) pārraide

Šajā transporta veidā mums ir pārvadātājs, kura amplitūda paliek nemainīga neatkarīgi no modulējošā signāla amplitūdas. Tā vietā, lai mainītu nesēja amplitūdu, tiek mainīta tā momentānā frekvence. Ja nav modulācijas (modulējošā signāla amplitūda, kas vienāda ar nulli), nesēja frekvence paliek pilnīgi noteiktā un stabilā vērtībā, ko sauc par centrālo frekvenci.
Nesējfrekvences nobīdes vērtība ir atkarīga no modulējošā signāla amplitūdas : jo lielāka ir modulējošā signāla amplitūda, jo tālāk nesējfrekvence ir no tās sākotnējās vērtības. Frekvences nobīdes virziens ir atkarīgs no modulējošā signāla maiņas polaritātes.
Pozitīvai maiņai nesēja frekvence tiek palielināta, un negatīvai maiņai nesēja frekvence tiek samazināta. Bet šī izvēle ir patvaļīga, mēs ļoti labi varētu darīt pretējo ! Nesējfrekvences variāciju apjomu sauc par frekvences novirzi.
Maksimālajai frekvences novirzei var būt dažādas vērtības, piemēram, +/-5 kHz nesējfrekvencei 27 MHz vai +/-75 kHz nesējfrekvencei 100 MHz.
Turpmākajos grafikos parādīts modulējošs signāls ar fiksētu frekvenci 1 kHz, kas modulē 40 kHz nesēju (horizontālā skala ir labi paplašināta, lai labāk redzētu, kas notiek visās variācijās).

Reāls audio signāls

Ja mēs nomainīsim fiksēto modulējošo signālu 1 kHz ar reālu audio signālu, tas izskatās šādi.
Šis otrais līkņu kopums ir diezgan zīmīgs, vismaz zaļajai līknei, kurai maksimālā frekvences novirze ir ļoti skaidra, jo tā ir "labi koriģēta". Ja mēs veicam atbilstību starp modulējošo signālu (dzeltenā līkne) un modulēto nesēju (zaļā līkne), mēs varam lieliski redzēt, ka nesēja amplitūdas variācijas ir lēnākas
- kas labi atbilst zemākai frekvencei - kad modulējošais signāls ir zemākajā vērtībā (negatīvais maksimums).
No otras puses, modulējošā signāla pozitīvajām virsotnēm tiek iegūta nesēja maksimālā frekvence (nedaudz mazāk viegli redzēt līknēs, bet mēs to jūtam ar visvairāk "piepildītajām" daļām).
Tajā pašā laikā nesēja maksimālā amplitūda paliek pilnīgi nemainīga, nav amplitūdas modulācijas, kas saistīta ar modulējošo avota signālu.
Radiouztvērējs var būt vienkāršs
Radiouztvērējs var būt vienkāršs

Uzņemšanas

Lai izveidotu FM uztvērēju, jūs varat iztikt ar dažiem tranzistoriem vai ar vienu integrēto shēmu (piemēram, TDA7000). Bet šajā gadījumā mēs iegūstam standarta klausīšanās kvalitāti. Lai klausītos "augstākās klases", jums ir jāiet visi ārā un labi jāzina tēma. Un tas vēl jo vairāk attiecas uz stereo audio signāla dekodēšanu.
Un jā, bez stereo dekodera jums ir mono signāls, kurā tiek sajaukts kreisais un labais kanāls (ja radio programma, protams, tiek pārraidīta stereo). No augstfrekvences viedokļa avota signāls nav redzams nesēja amplitūdā, un jūs nevarat būt apmierināts ar taisngriezi/filtru, piemēram, to, ko izmanto AM uztvērējā.
Tā kā noderīgais signāls ir "paslēpts" nesēja frekvences variācijās, ir jāatrod veids, kā šīs frekvences svārstības pārveidot par sprieguma svārstībām - procesu, kas ir pretējs (spogulis) tam, ko izmanto pārraidei.

Sistēmu, kas veic šo funkciju, sauc par FM diskriminētāju, un tā pamatā sastāv no svārstīgas (un rezonanses) ķēdes, kuras frekvences / amplitūdas reakcija ir "zvana" formā. Diskriminācijas funkcijai var izmantot diskrētus komponentus (mazus transformatorus, diodes un kondensatorus) vai specializētu integrēto shēmu (piemēram, SO41P).

Digitālā pārraide

Vienkāršākajā pielietojumā digitālā pārraide dod pārvadātājam iespēju iegūt divus iespējamos stāvokļus, kas atbilst augstam loģikas stāvoklim (vērtība 1) vai zemam loģikas stāvoklim (vērtība 0).
Šos divus stāvokļus var identificēt ar atšķirīgu nesēja amplitūdu (acīmredzama analoģija, kas jāveic ar amplitūdas modulāciju) vai ar atšķirīgu tās frekvences vērtību (frekvences modulācija).
Piemēram, AM režīmā mēs varam nolemt, ka modulācijas likme 10% atbilst zemam loģiskajam stāvoklim un ka 90% modulācijas likme atbilst augstam loģiskajam stāvoklim.

Piemēram, FM režīmā jūs varat izlemt, ka centrālā frekvence atbilst zemam loģiskajam stāvoklim un ka frekvences novirze 10 kHz atbilst augstam loģiskajam stāvoklim.
Ja vēlaties pārraidīt ļoti lielu digitālās informācijas daudzumu ļoti īsā laikā un ar spēcīgu aizsardzību pret pārraides kļūdām (uzlabota kļūdu noteikšana un labošana), varat vienlaikus pārsūtīt vairākus pārvadātājus, nevis tikai vienu.
Piemēram, 4 pārvadātāji, 100 pārvadātāji vai vairāk nekā 1000 pārvadātāji.
Tas tiek darīts, piemēram, attiecībā uz zemes ciparu televīziju (DTT) un digitālo zemes radio (DTT).

Vecajās tālvadības pultīs mēroga modeļiem varēja izmantot ļoti vienkāršu digitālās pārraides funkciju : raidītāja HF nesēja aktivizēšana vai deaktivizēšana ar uztvērēju, kas vienkārši atklāja nesēja klātbūtni vai neesamību (bez nesēja mums bija daudz elpas, tāpēc liela tilpuma "BF",
un pārvadātāja klātbūtnē elpa pazuda, signāls "BF" pazuda).
Citos tālvadības pults veidos tika īstenots "proporcionalitātes" princips, kas ļāva pārsūtīt vairākus informācijas gabalus pēc kārtas, vienkārši izmantojot monostablus, kas rada dažāda ilguma laika nišas. Saņemto impulsu ilgums atbilda ļoti precīzām "skaitliskām" vērtībām.

Balss vai mūzikas pārraide

Runas pārraidei nav nepieciešama liela skaņas kvalitāte, ja vien tas ir jautājums par informatīva ziņojuma nodošanu. Galvenais, lai mēs saprastu, kas tiek teikts. No otras puses, mēs sagaidām vairāk no pārraides kvalitātes, kad runa ir par dziedātāja balsi vai mūziku.
Šā iemesla dēļ pārraides metodes, ko izmanto domofonu vai rāciju pārim un tām, ko izmanto apraidei, nav balstītas uz pilnīgi identiskiem noteikumiem. Mēs nevaram teikt, ka mums noteikti ir labāka skaņa ar frekvences modulācijas pārraidi nekā tā, kas tiek pārraidīta amplitūdas modulācijā (AM franču valodā, AM angļu valodā).
Pat ja ir acīmredzams, ka jūsu hifi uztvērējs sniedz labākus rezultātus FM joslā 88-108 MHz. Ja vēlaties, jūs varat darīt diezgan labi AM, un jūs varat darīt ļoti slikti FM. Tāpat kā jūs varat darīt ļoti labu analogo audio un ļoti sliktu digitālo audio.
Ja vēlaties pārraidīt mūziku no vienas istabas uz otru savā mājā vai no garāžas uz dārzu, varat izveidot nelielu radio raidītāju, kas var pārraidīt FM joslā vai mazo viļņu joslā (PO franču valodā, MW angļu valodā), tādā gadījumā komerciālais uztvērējs var veikt papildinājumu.
FM jūs iegūsit labākus skaņas rezultātus vienkārši tāpēc, ka apraides standarti nodrošina daudz atšķirīgu joslas platumu nekā tas, kas pieejams AM (GO, PO un OC) joslās. Ar to lielā mērā ir saistīta arī AM uztvērēja augstāka jutība pret apkārtējās vides traucējumiem (atmosfēras un rūpnieciskiem).

"Lēna" analogā datu pārraide

Šeit ir jautājums par analogās vērtības, piemēram, temperatūras, strāvas, spiediena, gaismas daudzuma utt., Pārraidi, kas vispirms tiks pārveidota par tiešu spriegumu, kas ir proporcionāls tam.
Ir vairākas metodes, un, protams, katrai no tām ir savas priekšrocības un trūkumi, jūs varat izmantot amplitūdas modulāciju vai frekvences modulāciju. Termins amplitūdas modulācija vai frekvences modulācija ir nedaudz pārspīlēts, jo, ja pārraidāmā analogā vērtība nemainās,
Nesējs saglabā savu amplitūdu un frekvences raksturlielumus, kas atbilst notiekošajai pārraidāmajai vērtībai. Bet mums ir jārunā par diženumu, kas mainās. Faktiski nav grūtāk pārsūtīt informāciju, kas atšķiras maz (ja vispār) nekā informācija, kas strauji mainās.
Bet jūs ne vienmēr varat izmantot klasisko AM vai FM radio raidītāju (pieejams komerciāli izgatavotā vai komplekta formā), jo pēdējam ļoti labi var būt zemas caurlaides filtrs pie ieejas, kas ierobežo lēnas sprieguma svārstības.

Un, ja ieejas signāla ceļā tiek implantēts saites kondensators, tad darbība ir vienkārši neiespējama ! Šāda emitētāja modificēšana, lai padarītu to "saderīgu", ne vienmēr ir vienkārša...
kas var ietvert specializēta raidītāja/uztvērēja mezgla konstrukciju darbībai.
Bet, ja mēs skatāmies uz problēmu no sāniem, mēs saprotam, ka mēs varam ļoti labi pārraidīt signālu, kura amplitūda, atkarībā no pārraidāmā nepārtrauktā sprieguma vērtības, pati par sevi izraisa nesēja maiņu. Un, ja starpposma modulējošais signāls atrodas skaņas joslā (piemēram, starp 100 Hz un 10 kHz), tad parastā radio raidītāja izmantošanu var apsvērt vēlreiz.

Kā redzat, vienkāršs sprieguma / frekvences pārveidotājs pārraides pusē un tā papildinājums frekvences / sprieguma pārveidotājam uztvērēja pusē ir viens no risinājumiem starp citiem piemēriem.

Digitālā datu pārraide

Esiet uzmanīgi, lai nesajauktu "digitālo pārraidi" un "digitālo datu pārraidi". Mēs varam pārsūtīt analogo informāciju ar digitālās pārraides režīmu, tāpat kā mēs varam pārsūtīt digitālos datus ar analogo pārraides režīmu, pat ja pēdējā gadījumā mēs to varam apspriest.
Lai pārraidītu digitālos datus ar analogo pārraides režīmu, var pieņemt, ka digitālo signālu elektriskie līmeņi atbilst analogā signāla minimālajam un maksimālajam.
Tomēr esiet uzmanīgi ar digitālo signālu formu, kas, ja tie ir ātri un kvadrātveida, var saturēt augstu harmoniku ātrumu, ko raidītājs ne vienmēr var sagremot.
Var būt nepieciešams pārraidīt digitālos datus ar signāliem, kuriem ir "analogā forma", piemēram, sinuss. Ja pārsūtāmie digitālie dati ir ļoti svarīgi (piemēram, droša piekļuve ar piekļuves kodu), ir jāveic daži piesardzības pasākumi.

Faktiski nekādā gadījumā nevar uzskatīt, ka pārraide no viena punkta uz otru būs bez defektiem, un daļa no pārraidītās informācijas ļoti labi var nekad nenonākt vai nonākt izkropļota un nelietojama.
Tāpēc pārraidīto informāciju var papildināt ar kontroles informāciju (piemēram, CRC) vai vienkārši atkārtot divas vai trīs reizes pēc kārtas.
https : //onde-numerique.fr/la-radio-comment-ca-marche/

Copyright © 2020-2024 instrumentic.info
contact@instrumentic.info
Mēs esam lepni piedāvāt jums vietni bez sīkfailiem bez reklāmām.

Tas ir jūsu finansiālais atbalsts, kas mūs uztur.

Noklikšķiniet uz !