Радіо - Все, що вам потрібно знати !

Види модуляції сигналу
Види модуляції сигналу

Радіо

Роботу радіоприймача можна описати в кілька етапів. Мікрофон приймає голос і перетворює його в електричний сигнал. Потім сигнал обробляється елементами передавача через кілька етапів і передається назад на антену передавача по кабелю.

Цей же сигнал перетворюється передавальної антеною в електромагнітні хвилі, які будуть направлятися на приймальну антену. Електромагнітні хвилі, що виникають в результаті перетворення електричного сигналу, виробленого мікрофоном, поширюються зі швидкістю світла, відбиваються від іоносфери і потрапляють в антену приймача.
Ефірні реле використовуються для того, щоб хвилі досягали приймачів, розташованих далеко від передавача. Також можна використовувати супутники.

Як тільки електромагнітні хвилі досягають приймача, приймальна антена перетворює їх в електричний сигнал. Потім цей електричний сигнал передається на приймач по кабелю. Потім він перетворюється в звуковий сигнал елементами приймача.
Отриманий таким чином звуковий сигнал відтворюється гучномовцями у вигляді звуків.

Передавач і приймач

Передавач є електронним пристроєм. Він забезпечує передачу інформації за рахунок випромінювання радіохвиль. По суті, він складається з трьох елементів : генератора коливань, який забезпечує перетворення електричного струму в радіочастотні коливання,
перетворювач, що забезпечує передачу інформації через мікрофон, і підсилювач, який в залежності від обраної частоти забезпечує посилення сили коливань.

Приймач використовується для вловлювання хвиль, що випромінюються передавачем. Він складається з декількох елементів : генератора, який обробляє вхідний сигнал, і вихідного, і підсилювача, який підсилює захоплені електричні сигнали.
демодулятор, який забезпечує точну ретрансляцію оригінального звуку, фільтри, що забезпечують усунення сигналів, які можуть зіпсувати правильне сприйняття повідомлень, і гучномовець, який служить для перетворення електричних сигналів у звукові повідомлення, щоб вони могли бути сприйняті людиною.

Пам'ятки про різні види повітряного транспорту

ВЧ носій

Ми іноді чуємо про "носій" (carrier англійською мовою) або «HF carrier», не знаючи толком, що це таке. Несучий - це просто сигнал, який служить середовищем для передачі корисного сигналу (того, який ви хочете передати, наприклад, голосу, музики, аналогових або цифрових даних).
Коли ми залишаємося в області аналогових передач, несучим є простий і унікальний синусоїдальний сигнал. У сфері цифрового мовлення (наприклад, DTT і DTT) існує безліч операторів, які обмінюються інформацією, що передається.
Ми не будемо тут розповідати про випадок цих мультиносіїв. Особливість несучої полягає в тому, що вона коливається з набагато більшою частотою, ніж максимальна частота сигналу, що передається. Припустимо, ви хочете передати усну або проспівану промову на 10 км навколо (або в плюсі, якщо оратор говорить швидко).
Використовується один передавач, який «випромінює хвилі», які можуть вловлювати кілька приймачів одночасно.

Але фізику не можна вигадати. Якщо ви хочете передати голос колонки, просто підключивши до виходу НЧ-підсилювача дротовий шлейф або величезну антену, він підійде, але не дуже далеко (порахуйте кілька метрів, а то й десятки метрів).
Для того, щоб передача відбувалася на комфортну відстань, необхідно використовувати несучу хвилю, яка виступає в ролі посередника і якій менше труднощів при перетині відстаней. Вибір частоти цієї несучої хвилі залежить від :

- тип інформації, що передається (голос, радіо, новини або цифрове HD телебачення),

- очікувана продуктивність;

- відстань, яку ви хочете пройти,

- рельєф місцевості між передавачем і приймачем (з частоти 50 МГц хвилі все більше поширюються по прямій лінії і бояться перешкод),

- ціна, яку ви погоджуєтеся заплатити своєму постачальнику електроенергії або торговому посереднику акумуляторів,

- дозволи, які компетентні органи готові нам надати.

Тому що можна уявити собі проблеми хвиль, які стикаються, якби ніхто не прийшов навести в цьому трохи порядку ! Все це жорстко регламентовано, а частотні діапазони зарезервовані для того чи іншого типу передачі (СВ, радіомовлення, телебачення, мобільні телефони, радари тощо).
Крім цих резервацій частотного діапазону, до передавальних ланцюгів потрібні досить суворі технічні характеристики, щоб максимально обмежити ризик перешкод для іншого обладнання, яке не обов'язково працює в тих же частотних діапазонах.
Дві
DVI
\Цифровий візуальний інтерфейс\ (DVI) або цифрового відео інтерфейс був винайдений шляхом на цифровий дисплей працює Група (DDWG).
Це цифрового зв'язку, що використовується для підключення відеокарта на екран.
сусідні схеми передавача, які працюють на дуже високих частотах і близько один до одного, цілком можуть заглушити приймач, що працює в набагато нижчому діапазоні частот. Особливо актуально, якщо пристрої саморобні і вони недостатньо фільтровані на ВЧ виході.
Коротше кажучи, перш ніж зайнятися сферою мовлення, краще мати певні знання про ризики, пов'язані з перешкодами.
Передача частотної модуляції
Передача частотної модуляції

Передача частотної модуляції (FM)

У цьому виді транспорту ми маємо несучу, амплітуда якої залишається постійною незалежно від амплітуди модулюючого сигналу. Замість того, щоб змінювати амплітуду носія, змінюється його миттєва частота. При відсутності модуляції (амплітуда модулюючого сигналу, рівна нулю) частота несучої залишається на ідеально визначеному і стабільному значенні, яке називається центральною частотою.
Величина зсуву несучої частоти залежить від амплітуди модулюючого сигналу : чим більше амплітуда модулюючого сигналу, тим далі несуча частота від початкового значення. Напрямок зсуву частоти залежить від полярності чергування модулюючого сигналу.
Для позитивного чергування частота носія збільшується, а для негативного - частота носія зменшується. Але цей вибір довільний, ми цілком могли б зробити навпаки ! Величина зміни несучої частоти називається відхиленням частоти.
Максимальне відхилення частоти може приймати різні значення, наприклад, +/-5 кГц для несучої частоти 27 МГц або +/-75 кГц для несучої частоти 100 МГц.
На наступних графіках показаний модулюючий сигнал з фіксованою частотою 1 кГц, що модулює несучу 40 кГц (горизонтальна шкала добре розширена, щоб краще бачити, що відбувається на всіх варіаціях).

Реальний звуковий сигнал

Якщо замінити фіксований модулюючий сигнал 1 кГц на реальний звуковий сигнал, то ось так він виглядає.
Цей другий набір кривих є досить показовим, принаймні для зеленої кривої, для якої максимальне відхилення частоти є дуже чітким, оскільки воно «добре налаштоване». Якщо ми зробимо відповідність між модулюючим сигналом (жовта крива) і модульованим носієм (зелена крива), то можна чудово побачити, що коливання амплітуди несучої повільніші
- що добре відповідає більш низькій частоті - коли модулюючий сигнал знаходиться на найнижчому значенні (негативний пік).
З іншого боку, максимальна частота несучої виходить для позитивних піків модулюючого сигналу (трохи менш легко видно на кривих, але ми відчуваємо її найбільш «заповненими» частинами).
При цьому максимальна амплітуда несучої залишається абсолютно постійною, відсутня амплітудна модуляція, пов'язана з модулюючим вихідним сигналом.
Радіоприймач може бути простим
Радіоприймач може бути простим

Прийом

Щоб зробити FM-приймач, можна обійтися декількома транзисторами або однією інтегральною схемою (TDA7000, наприклад). Але в цьому випадку ми отримуємо стандартну якість прослуховування. Для «висококласного» прослуховування ви повинні докласти всіх зусиль і добре знати предмет. І це ще більш вірно, коли мова йде про декодування стереозвукового сигналу.
І так, без стереодекодера у вас моно сигнал, де змішуються лівий і правий канали (якщо радіопрограма, звичайно, транслюється в стерео). З високочастотної точки зору, вихідний сигнал не видно в амплітуді несучої, і ви не можете задовольнитися випрямлячем/фільтром, подібним до того, що використовується в AM-приймачі.
Оскільки корисний сигнал «захований» у змінах частоти несучої, необхідно знайти спосіб перетворення цих коливань частоти в коливання напруги, процес, протилежний (дзеркальний) тому, який використовується для передачі.

Система, яка виконує цю функцію, називається FM-дискримінатором і в основному складається з коливального (і резонансного) контуру, частотно-амплітудна характеристика якого має форму «дзвоника». Для функції дискримінації можуть використовуватися дискретні компоненти (невеликі трансформатори, діоди і конденсатори) або спеціалізована інтегральна схема (наприклад, SO41P).

Цифрова передача

У найпростішому застосуванні цифрова передача дає носію можливість мати два можливі стани, які відповідають високому логічному стану (значення 1) або низькому логічному стану (значення 0).
Ці два стани можна ідентифікувати за різною амплітудою несучої (очевидна аналогія з амплітудною модуляцією) або за різним значенням її частоти (частотна модуляція).
У режимі AM, наприклад, ми можемо вирішити, що швидкість модуляції 10% відповідає низькому логічному стану, а швидкість модуляції 90% відповідає високому логічному стану.

У режимі FM, наприклад, можна вирішити, що центральна частота відповідає низькому логічному стану, а відхилення частоти 10 кГц - високому логічному стану.
Якщо ви хочете передати дуже великий обсяг цифрової інформації за дуже короткий час і з сильним захистом від помилок передачі (розширене виявлення і виправлення помилок), ви можете передавати кілька носіїв одночасно, а не тільки один.
Наприклад, 4 перевізники, 100 перевізників або понад 1000 перевізників.
Це те, що робиться, наприклад, для цифрового ефірного телебачення (DTT) і цифрового ефірного радіо (DTT).

У старих пультах дистанційного керування для масштабних моделей можна було використовувати дуже просту функцію цифрової передачі : активація або деактивація ВЧ-несучої передавача, з приймачем, який просто визначав наявність або відсутність носія (без носія у нас було багато дихання, тому «BF» великої гучності,
а в присутності носія зникло дихання, зник сигнал "БФ").
В інших видах дистанційного керування був реалізований принцип «пропорційності», який дозволяв передавати кілька одиниць інформації поспіль, просто використовуючи моностабільні, що виробляють слоти різної тривалості. Тривалість одержуваних імпульсів відповідала дуже точним «числовим» значенням.

Передача голосу або музики

Передача мови не вимагає великої якості звуку, якщо мова йде про передачу інформаційного повідомлення. Головне, щоб ми розуміли, про що йде мова. З іншого боку, ми очікуємо більшого від якості передачі, коли мова йде про голос або музику співака.
З цієї причини способи передачі, які використовуються для пари домофонів або рацій, і ті, що використовуються для трансляції, не засновані на строго ідентичних правилах. Ми не можемо сказати, що у нас обов'язково кращий звук з частотною модуляцією передачі, ніж той, що передається в амплітудній модуляції (AM французькою, AM англійською).
Навіть якщо очевидно, що ваш HiFi тюнер дає кращі результати на FM-діапазоні 88-108 МГц. Якщо ви хочете, ви можете досить добре працювати в AM, і ви можете дуже погано працювати в FM. Так само, як ви можете зробити дуже хороший аналоговий звук і дуже поганий цифровий звук.
Якщо ви хочете передавати музику з однієї кімнати в іншу у вашому будинку або з гаража в сад, ви можете побудувати невеликий радіопередавач, який може передавати в FM-діапазоні або на малому діапазоні хвиль (PO французькою, MW англійською), і в цьому випадку комерційний приймач може зробити доповнення.
У FM ви отримаєте кращі результати звуку, просто тому, що стандарти мовлення забезпечують набагато іншу пропускну здатність, ніж та, що доступна в діапазонах AM (GO, PO і OC). Більш висока чутливість AM-приймача до навколишніх перешкод (атмосферних і промислових) також багато в чому пов'язана з цим.

«Повільна» аналогова передача даних

Тут мова йде про передачу аналогової величини, такої як температура, струм, тиск, кількість світла і т.д., яка спочатку заздалегідь буде перетворена в постійну напругу, пропорційну йому.
Існує кілька методів і, звичайно, кожен має свої переваги та недоліки, ви можете використовувати амплітудну модуляцію або частотну модуляцію. Термін амплітудна модуляція або частотна модуляція дещо перебільшений, оскільки, якщо аналогове значення, що передається, не змінюється,
Несуча зберігає свої амплітудні і частотні характеристики, які відповідають значенню, що передається в процесі. Але ми повинні говорити про велич, яка варіюється. Насправді, передати інформацію, яка мало змінюється (якщо взагалі змінюється), не складніше, ніж інформацію, яка швидко змінюється.
Але ви не завжди можете використовувати класичний AM або FM-радіопередавач (доступний комерційно виготовлений або у вигляді комплекту), тому що останній цілком може мати фільтр низьких частот на вході, який обмежує повільні коливання напруги.

А якщо на шляху вхідного сигналу імплантований конденсатор ланки, то операція просто неможлива ! Модифікувати такий випромінювач, щоб зробити його «сумісним», не завжди легко...
що може включати проектування спеціалізованого вузла передавача/приймача для роботи.
Але якщо ми подивимося на проблему з боку, то зрозуміємо, що ми цілком можемо передати сигнал, амплітуда якого, в залежності від значення безперервної напруги, що передається, сама по собі змушує несучу змінюватися. А якщо проміжний модулюючий сигнал знаходиться в межах чутного діапазону (наприклад, між 100 Гц і 10 кГц), то можна знову розглянути використання звичайного радіопередавача.

Як бачите, простий перетворювач напруги/частоти на стороні передачі та його доповнення перетворювачем частоти/напруги на стороні приймача є одним із рішень серед інших прикладів.

Цифрова передача даних

Будьте обережні, щоб не сплутати поняття «цифрова передача» та «цифрова передача даних». Ми можемо передавати аналогову інформацію за допомогою цифрового режиму передачі, так само, як ми можемо передавати цифрові дані за допомогою аналогового режиму передачі, навіть якщо в останньому випадку ми можемо це обговорити.
Для передачі цифрових даних в аналоговому режимі передачі можна припустити, що електричні рівні цифрових сигналів відповідають мінімуму і максимуму аналогового сигналу.
Однак будьте обережні з формою цифрових сигналів, які, якщо вони швидкі та квадратні, можуть містити високу швидкість гармонік, які не обов'язково можуть бути перетравлені передавачем.
Може знадобитися передача цифрових даних за допомогою сигналів, що мають «аналогову форму», наприклад синус. Якщо цифрові дані, що передаються, дуже важливі (наприклад, безпечний доступ за допомогою коду доступу), необхідно вжити кількох запобіжних заходів.

Насправді ні в якому разі не можна вважати, що передача з однієї точки в іншу буде без дефектів, а частина переданої інформації цілком може ніколи не надійти або прийти спотвореною і непридатною для використання.
Тому передана інформація може бути доповнена контрольною інформацією (наприклад, CRC) або просто повторюватися два-три рази поспіль.
https : //onde-numerique.fr/la-radio-comment-ca-marche/

Copyright © 2020-2024 instrumentic.info
contact@instrumentic.info
Ми з гордістю пропонуємо вам сайт без файлів cookie без реклами.

Саме ваша фінансова підтримка тримає нас на плаву.

Натисніть !