Radio - Tot ce trebuie să știți !

Tipuri de modulare a semnalului
Tipuri de modulare a semnalului

Radio

Funcționarea unui radio poate fi descrisă în mai mulți pași. Un microfon primește vocea și o transformă într-un semnal electric. Semnalul este apoi procesat de elementele emițătorului prin mai multe etape și este transmis înapoi la antena emițătorului printr-un cablu.

Același semnal este convertit de antena de transmisie în unde electromagnetice care vor fi trimise la o antenă de recepție. Undele electromagnetice rezultate din transformarea semnalului electric produs de microfon se deplasează cu viteza luminii, se reflectă asupra ionosferei pentru a ajunge într-o antenă receptor.
Releele terestre sunt utilizate pentru a se asigura că undele ajung la receptoarele situate departe de emițător. Sateliții pot fi, de asemenea, utilizați.

Odată ce undele electromagnetice ajung la receptor, antena de recepție le transformă într-un semnal electric. Acest semnal electric este apoi transmis receptorului printr-un cablu. Acesta este apoi transformat într-un semnal sonor de către elementele receptorului.
Semnalul sonor obținut în acest mod este reprodus de difuzoare sub formă de sunete.

Transmițător și receptor

Transmițătorul este un dispozitiv electronic. Asigură transmiterea informațiilor prin emiterea de unde radio. Se compune în esență din trei elemente : generatorul de oscilație care asigură conversia curentului electric în oscilația de frecvență radio,
traductorul care asigura transmiterea informatiei printr-un microfon si amplificatorul care, in functie de frecventa aleasa, asigura amplificarea fortei oscilatiilor.

Receptorul este utilizat pentru a prelua undele emise de emițător. Este compus din mai multe elemente : oscilatorul, care procesează semnalul de intrare și cel de ieșire și amplificatorul, care amplifică semnalele electrice captate.
Demodulatorul care asigură retransmisia exactă a sunetului original, filtrele care asigură eliminarea semnalelor care ar putea strica percepția corectă a mesajelor și difuzorul care servește la transformarea semnalelor electrice în mesaje sonore, astfel încât acestea să poată fi percepute de oameni.

Memento-uri privind diferite moduri de transport aerian

Transportator HF

Uneori auzim despre "transportator" (carrier în limba engleză) sau "transportator HF" fără să știe cu adevărat ce este. Un purtător este pur și simplu un semnal care servește ca mediu pentru a transporta semnalul util (cel pe care doriți să îl transmiteți, cum ar fi voce, muzică, date analogice sau digitale).
Când rămânem în domeniul transmisiilor analogice, purtătorul este un semnal sinusoidal simplu și unic. În domeniul radiodifuziunii digitale (TDT și TDT, de exemplu) există o multitudine de transportatori care împărtășesc informațiile care urmează să fie transmise.
Nu vom vorbi aici despre cazul acestor transportatori multipli. Particularitatea unui purtător este că oscilează la o frecvență mult mai mare decât frecvența maximă a semnalului care trebuie transmis. Să presupunem că doriți să transmiteți un discurs vorbit sau cântat timp de 10 km în jur (sau în negru dacă vorbitorul vorbește rapid).
Se utilizează un singur transmițător care "emite unde" pe care mai multe receptoare le pot prelua simultan.

Dar fizica nu poate fi inventată. Dacă doriți să transmiteți vocea difuzorului prin simpla conectare a unei bucle cu fir sau a unei antene uriașe la ieșirea amplificatorului LF, acesta va funcționa, dar nu foarte departe (numărați câțiva metri sau chiar zeci de metri).
Pentru ca transmisia să aibă loc pe o distanță confortabilă, trebuie utilizată o undă purtătoare, care acționează ca intermediar și care are mai puține dificultăți în traversarea distanțelor. Alegerea frecvenței acestei unde purtătoare depinde de :

- tipul de informații care urmează să fie transmise (voce, radio, știri sau TV HD digital),

- performanța așteptată;

- distanța pe care doriți să o parcurgeți,

- relieful terenului dintre emițător și receptor (de la 50 MHz, undele se propagă din ce în ce mai mult în linie dreaptă și se tem de obstacole);

- prețul pe care sunteți de acord să îl plătiți furnizorului de energie electrică sau distribuitorului de baterii,

- autorizațiile pe care autoritățile competente sunt dispuse să ni le acorde.

Pentru că vă puteți imagina problemele valurilor care se ciocnesc dacă nimeni nu a venit să pună puțină ordine în asta ! Toate acestea sunt foarte reglementate, iar intervalele de frecvență au fost rezervate pentru acest tip de transmisie (CB, radiodifuziune, televiziune, telefoane mobile, radare etc.).
În plus față de aceste rezervări ale intervalului de frecvență, sunt necesare caracteristici tehnice destul de stricte ale circuitelor de transmisie pentru a limita cât mai mult posibil riscul de interferență cu alte echipamente care nu funcționează neapărat în aceleași intervale de frecvență.
Două circuite de emițătoare vecine care funcționează la frecvențe foarte înalte și aproape unul de celălalt pot bloca foarte bine un receptor care funcționează într-un interval de frecvență mult mai mic. Mai ales dacă dispozitivele sunt de casă și sunt insuficient filtrate în ieșirea HF.
Pe scurt, înainte de a vă aventura în domeniul difuzării, este mai bine să aveți cunoștințe despre riscurile de interferență implicate.
Transmisia modulației de frecvență
Transmisia modulației de frecvență

Transmisie prin modulație de frecvență (FM)

În acest mod de transport, avem un transportator a cărui amplitudine rămâne constantă indiferent de amplitudinea semnalului modulator. În loc să se schimbe amplitudinea purtătorului, frecvența sa instantanee este schimbată. În absența modulației (amplitudinea semnalului modulator egală cu zero), frecvența purtătorului rămâne la o valoare perfect definită și stabilă, numită frecvența centrală.
Valoarea schimbării frecvenței purtătoare depinde de amplitudinea semnalului modulator : cu cât amplitudinea semnalului modulant este mai mare, cu atât frecvența purtătoare este mai îndepărtată de valoarea inițială. Direcția schimbării frecvenței depinde de polaritatea alternanței semnalului modulant.
Pentru o alternanță pozitivă, frecvența purtătorului este mărită, iar pentru o alternanță negativă frecvența purtătorului este redusă. Dar această alegere este arbitrară, am putea foarte bine să facem contrariul ! Cantitatea de variație a frecvenței purtătoare se numește abaterea frecvenței.
Abaterea maximă de frecvență poate avea valori diferite, de exemplu +/-5 kHz pentru o frecvență purtătoare de 27 MHz sau +/-75 kHz pentru o frecvență purtătoare de 100 MHz.
Următoarele grafice arată un semnal modulant cu o frecvență fixă de 1 kHz modulând un purtător de 40 kHz (scara orizontală este bine dilatată pentru a vedea mai bine ce se întâmplă pe toate variațiile).

Semnal audio real

Dacă înlocuim semnalul modulant fix de 1 kHz cu un semnal audio real, așa arată.
Acest al doilea set de curbe este destul de grăitor, cel puțin pentru curba verde pentru care abaterea maximă de frecvență este foarte clară, deoarece este "bine ajustată". Dacă facem corespondența dintre semnalul modulator (curba galbenă) și purtătorul modulat (curba verde), putem vedea perfect că variațiile amplitudinii purtătorului sunt mai lente
- care corespunde bine unei frecvențe mai joase - când semnalul modulator este la cea mai mică valoare (vârf negativ).
Pe de altă parte, frecvența maximă a purtătorului este obținută pentru vârfurile pozitive ale semnalului modulant (puțin mai puțin ușor de văzut pe curbe, dar îl simțim cu părțile cele mai "umplute").
În același timp, amplitudinea maximă a purtătorului rămâne perfect constantă, nu există modulație de amplitudine legată de semnalul sursei modulatoare.
Un receptor radio poate fi simplu
Un receptor radio poate fi simplu

Recepție

Pentru a face un receptor FM, puteți obține cu câteva tranzistoare sau cu un singur circuit integrat (un TDA7000 de exemplu). Dar în acest caz obținem o calitate standard de ascultare. Pentru o ascultare "high-end", trebuie să faceți tot posibilul și să cunoașteți bine subiectul. Și acest lucru este și mai adevărat atunci când vine vorba de decodarea unui semnal audio stereo.
Și da, fără un decodor stereo, aveți un semnal mono în care canalele stânga și dreapta sunt amestecate (dacă programul radio este difuzat în stereo, desigur). Din punct de vedere al frecvenței înalte, semnalul sursă nu este vizibil în amplitudinea purtătorului și nu puteți fi mulțumit de un redresor / filtru precum cel utilizat într-un receptor AM.
Deoarece semnalul util este "ascuns" în variațiile de frecvență ale purtătorului, trebuie găsită o modalitate de a transforma aceste variații de frecvență în variații de tensiune, proces care este opusul (oglinda) celui utilizat pentru transmisie.

Sistemul care îndeplinește această funcție se numește discriminator FM și constă practic dintr-un circuit oscilant (și rezonant) al cărui răspuns de frecvență/amplitudine are forma unui "clopot". Pentru funcția de discriminare, pot fi utilizate componente discrete (transformatoare mici, diode și condensatoare) sau un circuit integrat specializat (SO41P, de exemplu).

Transmisie digitală

În cea mai simplă aplicație, o transmisie digitală oferă purtătorului posibilitatea de a avea două stări posibile care corespund unei stări logice ridicate (valoarea 1) sau unei stări logice scăzute (valoarea 0).
Aceste două stări pot fi identificate printr-o amplitudine diferită a purtătorului (analogie evidentă cu modulația amplitudinii) sau printr-o valoare diferită a frecvenței sale (modulația frecvenței).
În modul AM, de exemplu, putem decide că o rată de modulație de 10% corespunde unei stări logice scăzute și că o rată de modulație de 90% corespunde unei stări logice ridicate.

În modul FM, de exemplu, puteți decide că frecvența centrală corespunde unei stări logice scăzute și că o abatere de frecvență de 10 kHz corespunde unei stări logice ridicate.
Dacă doriți să transmiteți o cantitate foarte mare de informații digitale într-un timp foarte scurt și cu o protecție puternică împotriva erorilor de transmisie (detectarea și corectarea avansată a erorilor), puteți transmite mai mulți transportatori în același timp și nu doar unul.
De exemplu, 4 transportatori, 100 de transportatori sau mai mult de 1000 de transportatori.
Aceasta este ceea ce se face pentru televiziunea digitală terestră (TDT) și radioul digital terestru (TDT), de exemplu.

În telecomenzile vechi pentru modele la scară, se putea utiliza o funcție de transmisie digitală foarte simplă : activarea sau dezactivarea purtătorului HF al emițătorului, cu un receptor care detecta pur și simplu prezența sau absența purtătorului (fără un purtător am avut multă respirație atât de "BF" de volum mare,
și în prezența unui purtător, respirația a dispărut, semnalul "BF" a dispărut).
În alte tipuri de telecomandă, a fost implementat un principiu de "proporționalitate" care a făcut posibilă transmiterea mai multor informații la rând, pur și simplu folosind cele monostabile care produc sloturi de durată variabilă. Durata impulsurilor primite corespundea unor valori "numerice" foarte precise.

Transmisie vocală sau muzicală

Transmiterea vorbirii nu necesită o calitate excelentă a sunetului, atâta timp cât este vorba de transmiterea unui mesaj informațional. Principalul lucru este că înțelegem ce se spune. Pe de altă parte, ne așteptăm la mai mult de la calitatea transmisiei atunci când vine vorba de vocea sau muzica unui cântăreț.
Din acest motiv, metodele de transmisie utilizate pentru o pereche de interfoane sau walkie-talkie și cele utilizate pentru radiodifuziune nu se bazează pe reguli strict identice. Nu putem spune că avem un sunet neapărat mai bun cu transmisie de modulație de frecvență decât cel transmis în modulație de amplitudine (AM în franceză, AM în engleză).
Chiar dacă este evident că tunerul hifi oferă rezultate mai bune pe banda FM 88-108 MHz. Dacă vrei, te poți descurca
RCA
Priza RCA, cunoscută și sub numele de fonograf sau priză cinch, este un tip foarte comun de conexiune electrică. Creat în 1940, se găsește și astăzi în majoritatea caselor. Transmite semnale audio și video. Acronimul RCA înseamnă Radio Corporation of America. Inițial, mufa RCA a fost proiectată pentru a înlocui vechile prize telefonice ale schimburilor telefonice manuale.
destul de bine în AM și poți face foarte prost în FM. La fel cum puteți face un sunet analogic foarte bun și un sunet digital foarte rău.
Dacă doriți să transmiteți muzică dintr-o cameră în alta din casă sau din garaj în grădină, puteți construi un mic emițător radio care poate transmite pe banda FM sau pe banda de unde mici (PO în franceză, MW în engleză), caz în care un receptor comercial poate face complementul.
În FM veți obține rezultate sonore mai bune, pur și simplu pentru că standardele de difuzare oferă o lățime de bandă mult diferită de cea disponibilă în benzile AM (GO, PO și OC). Sensibilitatea mai mare a unui receptor AM la interferențele ambientale (atmosferice și industriale) are, de asemenea, mult de-a face cu aceasta.

Transmisie analogică de date "lentă"

Aici, este vorba de transmiterea unei valori analogice, cum ar fi o temperatură, un curent, o presiune, o cantitate de lumină etc., care va fi mai întâi transformată în prealabil într-o tensiune directă proporțională cu aceasta.
Există mai multe metode și, desigur, fiecare are avantajele și dezavantajele sale, puteți utiliza modularea amplitudinii sau modularea frecvenței. Termenul de modulație de amplitudine sau modulație de frecvență este oarecum exagerat, deoarece dacă valoarea analogică care trebuie transmisă nu variază,
Transportatorul își păstrează caracteristicile de amplitudine și frecvență care corespund valorii care trebuie transmisă în curs. Dar trebuie să vorbim despre măreția care variază. De fapt, nu este mai dificil să transmitem informații care variază puțin (sau deloc) decât informații care variază rapid.
Dar nu puteți utiliza întotdeauna un emițător radio AM sau FM clasic (disponibil comercial sau sub formă de kit), deoarece acesta din urmă poate avea foarte bine un filtru trece-jos la intrare, care limitează variațiile lente de tensiune.

Și dacă un condensator de legătură este implantat în calea semnalului de intrare, atunci operația este pur și simplu imposibilă ! Modificarea unui astfel de emițător pentru a-l face "compatibil" nu este neapărat întotdeauna ușoară ...
care poate implica proiectarea unui ansamblu emițător/receptor specializat pentru operare.
Dar dacă privim problema din lateral, ne dăm seama că putem transmite foarte bine un semnal a cărui amplitudine, în funcție de valoarea tensiunii continue care trebuie transmisă, determină ea însăși variația purtătorului. Și dacă semnalul modulant intermediar se află în banda audibilă (de exemplu, între 100 Hz și 10 kHz), atunci utilizarea unui emițător radio convențional poate fi luată în considerare din nou.

După cum puteți vedea, un convertor simplu de tensiune / frecvență pe partea de transmisie și complementul său un convertor de frecvență / tensiune pe partea receptorului este o soluție printre alte exemple.

Transmisie digitală de date

Aveți grijă să nu confundați "transmisia digitală" și "transmisia digitală de date". Putem transmite informații analogice cu un mod de transmisie digitală, la fel cum putem transmite date digitale cu un mod de transmisie analogică, chiar dacă pentru ultimul caz îl putem discuta.
Pentru a transmite date digitale cu un mod de transmisie analogică, se poate presupune că nivelurile electrice ale semnalelor digitale corespund minimului și maximului unui semnal analogic.
Cu toate acestea, aveți grijă la forma semnalelor digitale, care, dacă sunt rapide și pătrate, pot conține o rată ridicată de armonice care nu pot fi neapărat digerate de emițător.
Poate fi necesară transmiterea datelor digitale cu semnale având o "formă analogică", cum ar fi sinusul. Dacă datele digitale care urmează să fie transmise sunt foarte importante (acces securizat cu cod de acces, de exemplu), trebuie luate câteva măsuri de precauție.

De fapt, în nici un caz nu se poate considera că transmiterea de la un punct la altul va fi lipsită de defecte, iar o parte din informațiile transmise nu pot ajunge sau ajunge niciodată distorsionate și inutilizabile.
Prin urmare, informațiile transmise pot fi completate cu informații de control (CRC, de exemplu) sau pur și simplu pot fi repetate de două sau trei ori la rând.
https : //onde-numerique.fr/la-radio-comment-ca-marche/

Copyright © 2020-2024 instrumentic.info
contact@instrumentic.info
Suntem mândri să vă oferim un site fără cookie-uri, fără reclame.

Sprijinul dumneavoastră financiar este cel care ne face să mergem mai departe.

Clic !