Rozhlas - Všetko, čo potrebujete vedieť !

Typy modulácie signálu
Typy modulácie signálu

Rozhlas

Prevádzku rádia možno opísať v niekoľkých krokoch. Mikrofón prijíma hlas a transformuje ho na elektrický signál. Signál je potom spracovaný vysielacími prvkami v niekoľkých fázach a je prenášaný späť do vysielacej antény cez kábel.

Rovnaký signál je vysielacou anténou konvertovaný na elektromagnetické vlny, ktoré budú odoslané do prijímacej antény. Elektromagnetické vlny vyplývajúce z transformácie elektrického signálu produkovaného mikrofónom sa pohybujú rýchlosťou svetla, odrážajú sa na ionosfére a končia v prijímacej anténe.
Pozemné relé sa používajú na zabezpečenie toho, aby vlny dosiahli prijímače umiestnené ďaleko od vysielača. Môžu sa použiť aj satelity.

Akonáhle elektromagnetické vlny dosiahnu prijímač, prijímacia anténa ich transformuje na elektrický signál. Tento elektrický signál sa potom prenáša do prijímača pomocou kábla. Potom je transformovaný na zvukový signál prijímacími prvkami.
Takto získaný zvukový signál je reprodukovaný reproduktormi vo forme zvukov.

Vysielač a prijímač

Vysielač je elektronické zariadenie. Zabezpečuje prenos informácií vysielaním rádiových vĺn. V podstate pozostáva z troch prvkov : generátor kmitania, ktorý zabezpečuje premenu elektrického prúdu na rádiofrekvenčnú osciláciu,
prevodník, ktorý zabezpečuje prenos informácií cez mikrofón a zosilňovač, ktorý v závislosti od zvolenej frekvencie zabezpečuje zosilnenie sily kmitania.

Prijímač sa používa na zachytávanie vĺn emitovaných vysielačom. Skladá sa z niekoľkých prvkov : oscilátora, ktorý spracováva prichádzajúci signál, a odchádzajúceho signálu a zosilňovača, ktorý zosilňuje zachytené elektrické signály.
Demodulátor, ktorý zaisťuje presný retransmisiu pôvodného zvuku, filtre, ktoré zabezpečujú elimináciu signálov, ktoré by mohli pokaziť správne vnímanie správ, a reproduktor, ktorý slúži na konverziu elektrických signálov na zvukové správy tak, aby ich ľudia mohli vnímať.

Pripomenutie rôznych druhov leteckej dopravy

VF nosič

Niekedy počujeme o "nosiči" (carrier v angličtine) alebo "HF carrier" bez toho, aby skutočne vedel, čo to je. Nosič je jednoducho signál, ktorý slúži ako médium na prenos užitočného signálu (ten, ktorý chcete prenášať, ako sú hlasové, hudobné, analógové alebo digitálne údaje).
Keď zostaneme v oblasti analógových prenosov, nosičom je jednoduchý a jedinečný sínusový signál. V oblasti digitálneho vysielania (napríklad DVB-T a DVB-T) existuje množstvo dopravcov, ktorí zdieľajú informácie, ktoré sa majú prenášať.
Nebudeme tu hovoriť
Proces Laserová tlačiareň používa zložitý proces prenosu digitálnych údajov na papier pomocou laserového lúča, svetlocitlivého valca, tonera a procesu tepelnej fúzie. Tu je podrobný pohľad na fungovanie laserovej tlačiarne :
o prípade týchto viacerých prepravcov. Zvláštnosťou nosiča je, že osciluje na oveľa vyššej frekvencii, ako je maximálna frekvencia prenášaného signálu. Predpokladajme, že chcete prenášať hovorenú alebo spievanú reč na 10 km okolo (alebo v čiernej farbe, ak reproduktor hovorí rýchlo).
Používa sa jediný vysielač, ktorý "emituje vlny", ktoré môže zachytiť niekoľko prijímačov súčasne.

Ale fyzika sa nedá vymyslieť. Ak chcete prenášať hlas reproduktora jednoduchým pripojením káblovej slučky alebo obrovskej antény k výstupu NF zosilňovača, bude to fungovať, ale nie príliš ďaleko (počítajte niekoľko metrov alebo dokonca desiatky metrov).
Aby sa prenos uskutočnil na pohodlnú vzdialenosť, musí sa použiť nosná vlna, ktorá pôsobí ako sprostredkovateľ a ktorá má menšie ťažkosti pri prekonávaní vzdialeností. Voľba frekvencie tejto nosnej vlny závisí od :

- druh informácií, ktoré sa majú prenášať (hlas, rádio, správy alebo digitálna HD TV),

- očakávaný výkon;

- vzdialenosť, ktorú chcete prejsť,

- reliéf terénu medzi vysielačom a prijímačom (od 50 MHz sa vlny šíria čoraz viac v priamke a obávajú sa prekážok),

- cenu, ktorú súhlasíte zaplatiť svojmu dodávateľovi elektriny alebo predajcovi batérií,

- povolenia, ktoré sú nám príslušné orgány ochotné udeliť.

Pretože si viete predstaviť problémy vĺn, ktoré sa zrážajú, ak by nikto neprišiel dať do toho malý poriadok ! To všetko je vysoko regulované a frekvenčné rozsahy boli vyhradené pre tento alebo ten typ prenosu (CB, rozhlasové vysielanie, televízia, mobilné telefóny, radary atď.).
Okrem týchto výhrad frekvenčného rozsahu sa od vysielacích obvodov vyžadujú pomerne prísne technické charakteristiky, aby sa čo najviac obmedzilo riziko rušenia inými zariadeniami, ktoré nemusia nevyhnutne pracovať v rovnakých frekvenčných rozsahoch.
Dva susedné vysielacie obvody, ktoré pracujú na veľmi vysokých frekvenciách a blízko seba, môžu veľmi dobre zaseknúť prijímač pracujúci v oveľa nižšom frekvenčnom rozsahu. Zvlášť to platí, ak sú zariadenia domáce a nie sú dostatočne filtrované vo vysokofrekvenčnom výstupe.
Stručne povedané, predtým, ako sa pustíte do oblasti vysielania, je lepšie mať určité vedomosti o súvisiacich rizikách rušenia.
Prenos frekvenčnej modulácie
Prenos frekvenčnej modulácie

Prenos frekvenčnej modulácie (FM)

V tomto spôsobe dopravy máme nosič, ktorého amplitúda zostáva konštantná bez ohľadu na amplitúdu modulačného signálu. Namiesto zmeny amplitúdy nosiča sa zmení jeho okamžitá frekvencia. Pri absencii modulácie (amplitúda modulačného signálu rovná nule) zostáva frekvencia nosiča na dokonale definovanej a stabilnej hodnote, ktorá sa nazýva stredová frekvencia.
Hodnota posunu nosnej frekvencie závisí od amplitúdy modulačného signálu : čím väčšia je amplitúda modulačného signálu, tým ďalej je nosná frekvencia od pôvodnej hodnoty. Smer frekvenčného posunu závisí od polarity striedania modulačného signálu.
Pri pozitívnom striedaní sa frekvencia nosiča zvyšuje a pri negatívnom striedaní sa frekvencia nosiča znižuje. Ale táto voľba je svojvoľná, mohli by sme urobiť pravý opak ! Množstvo odchýlok nosnej frekvencie sa nazýva frekvenčná odchýlka.
Maximálna frekvenčná odchýlka môže mať rôzne hodnoty, napr. +/-5 kHz pre nosnú frekvenciu 27 MHz alebo +/-75 kHz pre nosnú frekvenciu 100 MHz.
Nasledujúce grafy ukazujú modulačný signál s pevnou frekvenciou 1 kHz modulujúci nosič 40 kHz (horizontálna stupnica je dobre rozšírená, aby lepšie videla, čo sa deje pri všetkých variáciách).

Reálny zvukový signál

Ak nahradíme pevný modulačný signál 1 kHz skutočným zvukovým signálom, vyzerá to takto.
Táto druhá sada kriviek je dosť veľavravná, aspoň pre zelenú krivku, pre ktorú je maximálna frekvenčná odchýlka veľmi jasná, pretože je "dobre nastavená". Ak urobíme korešpondenciu medzi modulačným signálom (žltá krivka) a modulovaným nosičom (zelená krivka), môžeme dokonale vidieť, že zmeny amplitúdy nosiča sú pomalšie
- čo dobre zodpovedá nižšej frekvencii - keď je modulačný signál na najnižšej hodnote (záporná špička).
Na druhej strane, maximálna frekvencia nosiča sa získa pre kladné vrcholy modulačného signálu (trochu menej viditeľné na krivkách, ale cítime to s najviac "naplnenými" časťami).
Súčasne zostáva maximálna amplitúda nosiča dokonale konštantná, neexistuje žiadna amplitúdová modulácia súvisiaca s modulačným zdrojovým signálom.
Rádiový prijímač môže byť jednoduchý
Rádiový prijímač môže byť jednoduchý

Recepcia

Ak chcete vytvoriť prijímač FM, môžete sa dostať s niekoľkými tranzistormi alebo s jedným integrovaným obvodom (napríklad TDA7000). Ale v tomto prípade dostaneme štandardnú kvalitu počúvania. Pre "high-end" počúvanie musíte ísť von a dobre poznať predmet. A to platí ešte viac, pokiaľ ide o dekódovanie stereofónneho zvukového signálu.
A áno, bez stereofónneho dekodéra máte mono signál, kde sú zmiešané ľavé a pravé kanály (ak je rozhlasový program vysielaný stereofónne, samozrejme). Z vysokofrekvenčného hľadiska nie je zdrojový signál viditeľný v amplitúde nosiča a nemôžete byť spokojní s usmerňovačom/filtrom, aký sa používa v AM prijímači.
Keďže užitočný signál je "skrytý" vo frekvenčných zmenách nosiča, musí sa nájsť spôsob, ako transformovať tieto zmeny frekvencie na zmeny napätia, proces, ktorý je opakom (zrkadlom) toho, ktorý sa používa na prenos.

Systém, ktorý vykonáva túto funkciu, sa nazýva diskriminátor FM a v podstate pozostáva z oscilačného (a rezonančného) obvodu, ktorého frekvenčná / amplitúdová odozva má tvar "zvončeka". Pre diskriminačnú funkciu je možné použiť diskrétne komponenty (malé transformátory, diódy a kondenzátory) alebo špecializovaný integrovaný obvod (napríklad SO41P).

Digitálny prenos

Vo svojej najjednoduchšej aplikácii dáva digitálny prenos nosiču možnosť mať dva možné stavy, ktoré zodpovedajú vysokému logickému stavu (hodnota 1) alebo nízkemu logickému stavu (hodnota 0).
Tieto dva stavy môžu byť identifikované odlišnou amplitúdou nosiča (zrejmá analógia s amplitúdovou moduláciou) alebo inou hodnotou jeho frekvencie (frekvenčná modulácia).
Napríklad v režime AM sa môžeme rozhodnúť, že rýchlosť modulácie 10% zodpovedá nízkemu logickému stavu a že rýchlosť modulácie 90% zodpovedá vysokému logickému stavu.

Napríklad v režime FM sa môžete rozhodnúť, že stredová frekvencia zodpovedá nízkemu logickému stavu a že frekvenčná odchýlka 10 kHz zodpovedá vysokému logickému stavu.
Ak chcete prenášať veľmi veľké množstvo digitálnych informácií vo veľmi krátkom čase a so silnou ochranou proti chybám prenosu (pokročilá detekcia a oprava chýb), môžete prenášať niekoľko nosičov súčasne a nie len jeden.
Napríklad 4 dopravcovia, 100 dopravcovia alebo viac ako 1000 dopravcov.
To sa robí napríklad pre digitálnu terestriálnu televíziu (DVB-T) a digitálne pozemné rádio (DVB-T).

V starých diaľkových ovládačoch pre zmenšené modely bolo možné použiť veľmi jednoduchú funkciu digitálneho prenosu : aktivácia alebo deaktivácia vysokofrekvenčného nosiča vysielača s prijímačom, ktorý jednoducho detekoval prítomnosť alebo neprítomnosť nosiča (bez nosiča sme mali veľa dychu, takže "BF" veľkého objemu,
a v prítomnosti nosiča dych zmizol, signál "BF" zmizol).
V iných typoch diaľkového ovládania bol implementovaný princíp "proporcionality", ktorý umožňoval prenášať niekoľko informácií za sebou, jednoducho pomocou monostabilných a vytvárať sloty rôzneho trvania. Trvanie prijatých impulzov zodpovedalo veľmi presným "číselným" hodnotám.

Prenos hlasu alebo hudby

Prenos reči nevyžaduje veľkú kvalitu zvuku, pokiaľ ide o sprostredkovanie informačnej správy. Hlavná vec je, že rozumieme tomu, čo sa hovorí. Na druhej strane očakávame viac od kvality prenosu, pokiaľ ide o hlas alebo hudbu speváka.
Z tohto dôvodu metódy prenosu používané pre dvojicu interkomov alebo vysielačiek a tie, ktoré sa používajú na vysielanie, nie sú založené na úplne rovnakých pravidlách. Nemôžeme povedať, že máme nevyhnutne lepší zvuk s prenosom frekvenčnej modulácie ako zvuk prenášaný v amplitúdovej modulácii (AM vo francúzštine, AM v angličtine).
Aj keď je zrejmé, že váš hifi tuner poskytuje lepšie výsledky v pásme FM 88-108 MHz. Ak chcete, môžete robiť celkom dobre v AM a môžete robiť veľmi zle v FM. Rovnako ako môžete robiť veľmi dobrý analógový zvuk a veľmi zlý digitálny zvuk.
Ak chcete prenášať hudbu z jednej miestnosti do druhej vo vašom dome alebo z garáže do záhrady, môžete postaviť malý rádiový vysielač, ktorý môže vysielať v pásme FM alebo v pásme malých vĺn (PO vo francúzštine, MW v angličtine), v takom prípade môže komerčný prijímač urobiť doplnok.
V FM získate lepšie zvukové výsledky, jednoducho preto, že vysielacie štandardy poskytujú oveľa odlišnejšiu šírku pásma ako v pásmach AM (GO, PO a OC). Vyššia citlivosť prijímača aditívnej výroby na okolité rušenie (atmosférické a priemyselné) s tým má tiež veľa spoločného.

"Pomalý" analógový prenos dát

Tu ide o prenos analógovej hodnoty, ako je teplota, prúd, tlak, množstvo svetla atď., Ktoré sa najprv vopred transformujú na jednosmerné napätie, ktoré je k nemu úmerné.
Existuje niekoľko metód a samozrejme každá má svoje výhody a nevýhody, môžete použiť amplitúdovú moduláciu alebo frekvenčnú moduláciu. Termín amplitúdová modulácia alebo frekvenčná modulácia je trochu prehnaný, pretože ak sa analógová hodnota, ktorá sa má prenášať, nemení,
Nosič si zachováva svoju amplitúdu a frekvenčné charakteristiky, ktoré zodpovedajú hodnote, ktorá sa má prenášať v procese. Musíme však hovoriť
Proces Laserová tlačiareň používa zložitý proces prenosu digitálnych údajov na papier pomocou laserového lúča, svetlocitlivého valca, tonera a procesu tepelnej fúzie. Tu je podrobný pohľad na fungovanie laserovej tlačiarne :
o veľkosti, ktorá sa líši. V skutočnosti nie je o nič ťažšie prenášať informácie, ktoré sa líšia málo (ak vôbec) ako informácie, ktoré sa rýchlo menia.
Nemôžete však vždy použiť klasický rádiový vysielač AM alebo FM (dostupný komerčne vyrábaný alebo vo forme súpravy), pretože ten môže mať na vstupe dolnopriepustný filter, ktorý obmedzuje pomalé zmeny napätia.

A ak je linkový kondenzátor implantovaný do cesty vstupného signálu, potom je operácia jednoducho nemožná ! Úprava takéhoto žiariča tak, aby bol "kompatibilný", nie je nevyhnutne vždy jednoduchá...
čo môže zahŕňať návrh špecializovanej zostavy vysielača/prijímača pre prevádzku.
Ale ak sa pozrieme na problém zo strany, uvedomíme si, že môžeme veľmi dobre prenášať signál, ktorého amplitúda, v závislosti od hodnoty nepretržitého napätia, ktoré sa má prenášať, sama o sebe spôsobuje zmenu nosiča. A ak je medzimodulačný signál v počuteľnom pásme (napr. medzi 100 Hz a 10 kHz), potom je možné znovu zvážiť použitie konvenčného rádiového vysielača.

Ako vidíte, jednoduchý menič napätia / frekvencie na strane prenosu a jeho doplnok frekvenčný / napäťový menič na strane prijímača je jedným z riešení medzi inými príkladmi.

Digitálny prenos dát

Dávajte pozor, aby ste si nezamieňali "digitálny prenos" a "digitálny prenos dát". Analógové informácie môžeme prenášať v režime digitálneho prenosu, rovnako ako môžeme prenášať digitálne údaje v režime analógového prenosu, aj keď v druhom prípade o tom môžeme diskutovať.
Na prenos digitálnych údajov v režime analógového prenosu možno predpokladať, že elektrické úrovne digitálnych signálov zodpovedajú minimu a maximu analógového signálu.
Dávajte si však pozor na tvar digitálnych signálov, ktoré, ak sú rýchle a hranaté, môžu obsahovať vysokú mieru harmonických, ktoré vysielač nemusí nevyhnutne stráviť.
Môže byť potrebné prenášať digitálne údaje signálmi, ktoré majú "analógovú formu", ako je sínus. Ak sú digitálne údaje, ktoré sa majú prenášať, veľmi dôležité (napríklad bezpečný prístup pomocou prístupového kódu), je potrebné prijať niekoľko preventívnych opatrení.

V skutočnosti sa v žiadnom prípade nemožno domnievať, že prenos z jedného miesta na druhé bude bez chýb a časť prenášaných informácií nemusí nikdy prísť alebo prísť skreslená a nepoužiteľná.
Prenášané informácie preto môžu byť doplnené kontrolnými informáciami (napríklad CRC) alebo sa jednoducho opakujú dvakrát alebo trikrát za sebou.
https : //onde-numerique.fr/la-radio-comment-ca-marche/

Copyright © 2020-2024 instrumentic.info
contact@instrumentic.info
Sme hrdí na to, že vám môžeme ponúknuť stránku bez súborov cookie bez akýchkoľvek reklám.

Je to vaša finančná podpora, ktorá nás udržuje v.

Kliknúť !