Radio - Mọi thứ bạn cần biết !

Các loại điều chế tín hiệu
Các loại điều chế tín hiệu

Radio

Hoạt động của radio có thể được mô tả trong một số bước. Micrô nhận giọng nói và biến nó thành tín hiệu điện. Tín hiệu sau đó được xử lý bởi các phần tử máy phát qua nhiều giai đoạn và được truyền trở lại ăng-ten máy phát thông qua cáp.

Tín hiệu tương tự này được chuyển đổi bởi ăng-ten truyền thành sóng điện từ sẽ được gửi đến ăng-ten thu. Các sóng điện từ do sự biến đổi tín hiệu điện do micrô tạo ra di chuyển với tốc độ ánh sáng, phản xạ trên tầng điện ly để kết thúc trong ăng-ten thu.
Rơle mặt đất được sử dụng để đảm bảo rằng sóng đến các máy thu nằm cách xa máy phát. Vệ tinh cũng có thể được sử dụng.

Khi sóng điện từ đến máy thu, ăng-ten thu sẽ biến chúng thành tín hiệu điện. Tín hiệu điện này sau đó được truyền đến máy thu thông qua cáp. Sau đó, nó được chuyển thành tín hiệu âm thanh bởi các phần tử máy thu.
Tín hiệu âm thanh thu được theo cách này được loa tái tạo dưới dạng âm thanh.

Máy phát và máy thu

Máy phát là một thiết bị điện tử. Nó đảm bảo việc truyền thông tin bằng cách phát ra sóng vô tuyến. Về cơ bản nó bao gồm ba yếu tố : máy phát dao động đảm bảo chuyển đổi dòng điện thành dao động tần số vô tuyến,
Đầu dò đảm bảo truyền thông tin qua micrô và bộ khuếch đại, tùy thuộc vào tần số được chọn, đảm bảo sự khuếch đại lực của các dao động.

Máy thu được sử dụng để thu sóng phát ra từ máy phát. Nó bao gồm một số yếu tố : bộ dao động, xử lý tín hiệu đến và tín hiệu đi, và bộ khuếch đại, khuếch đại các tín hiệu điện thu được.
Bộ giải điều chế đảm bảo truyền lại chính xác âm thanh gốc, các bộ lọc đảm bảo loại bỏ các tín hiệu có thể làm hỏng nhận thức đúng đắn về thông điệp và loa phục vụ để chuyển đổi tín hiệu điện thành thông điệp âm thanh để con người có thể cảm nhận được.

Nhắc nhở về các phương thức vận tải hàng không khác nhau

Tàu sân bay HF

Đôi khi chúng ta nghe về "nhà cung cấp dịch vụ" (carrier bằng tiếng Anh) hoặc "tàu sân bay HF" mà không thực sự biết nó là gì. Sóng mang chỉ đơn giản là một tín hiệu đóng vai trò là phương tiện để mang tín hiệu hữu ích (tín hiệu bạn muốn truyền như giọng nói, âm nhạc, dữ liệu tương tự hoặc kỹ thuật số).
Khi chúng ta ở trong lĩnh vực truyền dẫn tương tự, sóng mang là một tín hiệu hình sin đơn giản và độc đáo. Trong lĩnh vực phát sóng kỹ thuật số (DTT và DTT chẳng hạn) có vô số nhà mạng chia sẻ thông tin cần truyền.
Chúng tôi sẽ không nói ở đây về trường hợp của các nhà cung cấp đa sóng này. Điểm đặc biệt của sóng mang là nó dao động ở tần số cao hơn nhiều so với tần số tối đa của tín hiệu được truyền. Giả sử bạn muốn truyền một bài phát biểu nói hoặc hát trong 10 km xung quanh (hoặc màu đen nếu người nói nhanh).
Một máy phát duy nhất được sử dụng để "phát ra sóng" mà một số máy thu có thể nhận đồng thời.

Nhưng vật lý không thể được phát minh. Nếu bạn muốn truyền giọng nói của người nói bằng cách chỉ cần kết nối một vòng có dây hoặc ăng-ten khổng lồ với đầu ra của bộ khuếch đại LF, nó sẽ hoạt động nhưng không xa lắm (đếm vài mét hoặc thậm chí hàng chục mét).
Để việc truyền diễn ra trên một khoảng cách thoải mái, phải sử dụng sóng mang, hoạt động như một trung gian và ít gặp khó khăn hơn trong việc vượt qua khoảng cách. Việc lựa chọn tần số của sóng mang này phụ thuộc vào :

- loại thông tin được truyền (thoại, radio, tin tức hoặc TV HD kỹ thuật số),

- hiệu suất dự kiến;

- khoảng cách bạn muốn đi,

- cứu trợ địa hình giữa máy phát và máy thu (từ 50 MHz, sóng truyền ngày càng nhiều theo đường thẳng và sợ chướng ngại vật),

- giá bạn đồng ý trả cho nhà cung cấp điện hoặc đại lý bán lẻ pin của bạn,

- ủy quyền mà các cơ quan có thẩm quyền sẵn sàng cấp cho chúng tôi.

Bởi vì bạn có thể tưởng tượng những vấn đề của những con sóng va chạm nếu không có ai đến để đặt một trật tự nhỏ trong việc này ! Tất cả điều này được quy định chặt chẽ và dải tần số đã được dành riêng cho loại truyền này hoặc loại truyền đó (CB, phát thanh truyền hình, truyền hình, điện thoại di động, radar, v.v.).
Ngoài các dự trữ dải tần số này, các đặc tính kỹ thuật khá nghiêm ngặt được yêu cầu đối với các mạch phát để hạn chế càng nhiều càng tốt nguy cơ nhiễu với các thiết bị khác không nhất thiết phải hoạt động trong cùng dải tần số.
Hai mạch phát lân cận hoạt động ở tần số rất cao và gần nhau rất có thể gây nhiễu một máy thu hoạt động ở dải tần số thấp hơn nhiều. Đặc biệt đúng nếu các thiết bị tự chế và chúng không được lọc đủ trong đầu ra HF.
Nói
Xoay và khóa
tóm lại, trước khi mạo hiểm vào lĩnh vực phát thanh truyền hình, tốt hơn là nên có một số kiến thức về các rủi ro nhiễu liên quan.
Truyền điều chế tần số
Truyền điều chế tần số

Truyền điều chế tần số (FM)

Trong phương thức vận chuyển này, chúng ta có một sóng mang có biên độ không đổi bất kể biên độ của tín hiệu điều chế. Thay vì thay đổi biên độ của sóng mang, tần số tức thời của nó được thay đổi. Trong trường hợp không có điều chế (biên độ của tín hiệu điều chế bằng không), tần số của sóng mang vẫn ở một giá trị được xác định hoàn hảo và ổn định, được gọi là tần số trung tâm.
Giá trị của sự dịch chuyển tần số sóng mang phụ thuộc vào biên độ của tín hiệu điều chế : biên độ của tín hiệu điều chế càng lớn, tần số sóng mang càng xa giá trị ban đầu của nó. Hướng của sự thay đổi tần số phụ thuộc vào cực tính của sự xen kẽ của tín hiệu điều chế.
Đối với sự xen kẽ dương, tần số của sóng mang được tăng lên và đối với sự thay thế âm, tần số của sóng mang bị giảm. Nhưng lựa chọn này là tùy tiện, chúng ta rất có thể làm ngược lại ! Số lượng biến đổi trong tần số sóng mang được gọi là độ lệch tần số.
Độ lệch tần số tối đa có thể nhận các giá trị khác nhau, ví dụ : +/-5 kHz đối với tần số sóng mang là 27 MHz hoặc +/-75 kHz đối với tần số sóng mang là 100 MHz.
Các biểu đồ sau đây cho thấy tín hiệu điều chế với tần số cố định 1 kHz điều chế sóng mang 40 kHz (thang đo ngang được giãn ra để thấy rõ hơn những gì đang xảy ra trên tất cả các biến thể).

Tín hiệu âm thanh thực

Nếu chúng ta thay thế tín hiệu điều chế cố định 1 kHz bằng tín hiệu âm thanh thực, thì đây là giao diện của nó.
Tập hợp các đường cong thứ hai này khá đáng chú ý, ít nhất là đối với đường cong màu xanh lá cây mà độ lệch tần số tối đa là rất rõ ràng vì nó được "điều chỉnh tốt". Nếu chúng ta thực hiện sự tương ứng giữa tín hiệu điều chế (đường cong màu vàng) và sóng mang được điều chế (đường cong màu xanh lá cây), chúng ta có thể thấy hoàn hảo rằng các biến thể về biên độ của sóng mang chậm hơn
- tương ứng tốt với tần số thấp hơn - khi tín hiệu điều chế ở giá trị thấp nhất (đỉnh âm).
Mặt khác, tần số tối đa của sóng mang thu được cho các đỉnh dương của tín hiệu điều chế (ít dễ nhìn thấy hơn một chút trên các đường cong, nhưng chúng tôi cảm thấy nó với các phần "đầy" nhất).
Đồng thời, biên độ tối đa của sóng mang hoàn toàn không đổi, không có điều chế biên độ liên quan đến tín hiệu nguồn điều chế.
Một máy thu radio có thể đơn giản
Một máy thu radio có thể đơn giản

Đón nhận

Để tạo một máy thu FM, bạn có thể nhận được bằng một vài bóng bán dẫn hoặc với một mạch tích hợp duy nhất (ví dụ như một TDA7000). Nhưng trong trường hợp này, chúng tôi có được chất lượng nghe tiêu chuẩn. Để nghe "cao cấp", bạn phải đi ra ngoài và hiểu rõ chủ đề. Và điều này thậm chí còn đúng hơn khi giải mã tín hiệu âm thanh nổi.
Và vâng, không có bộ giải mã âm thanh nổi, bạn có tín hiệu đơn âm trong đó các kênh trái và phải được trộn lẫn (tất nhiên nếu chương trình radio được phát ở chế độ âm thanh nổi). Từ quan điểm tần số cao, tín hiệu nguồn không thể nhìn thấy trong biên độ của sóng mang và bạn không thể hài lòng với bộ chỉnh lưu / bộ lọc như bộ chỉnh lưu / bộ lọc được sử dụng trong máy thu AM.
Vì tín hiệu hữu ích bị "ẩn" trong các biến thể tần số của sóng mang, nên phải tìm ra cách để biến đổi các biến đổi tần số này thành các biến đổi điện áp, một quá trình ngược lại (gương) với quá trình được sử dụng để truyền.

Hệ thống thực hiện chức năng này được gọi là bộ phân biệt FM và về cơ bản bao gồm một mạch dao động (và cộng hưởng) có đáp ứng tần số / biên độ có hình dạng của một "chuông". Đối với chức năng phân biệt đối xử, các thành phần rời rạc (máy biến áp nhỏ, điốt và tụ điện) hoặc mạch tích hợp chuyên dụng (ví dụ SO41P) có thể được sử dụng.

Truyền dẫn kỹ thuật số

Trong ứng dụng đơn giản nhất của nó, truyền kỹ thuật số cung cấp cho nhà cung cấp khả năng có hai trạng thái có thể tương ứng với trạng thái logic cao (giá trị 1) hoặc trạng thái logic thấp (giá trị 0).
Hai trạng thái này có thể được xác định bởi một biên độ khác nhau của sóng mang (tương tự rõ ràng được thực hiện với điều chế biên độ) hoặc bằng một giá trị khác của tần số của nó (điều chế tần số).
Ví dụ, trong chế độ AM, chúng ta có thể quyết định rằng tốc độ điều chế 10% tương ứng với trạng thái logic thấp và tốc độ điều chế 90% tương ứng với trạng thái logic cao.

Ví dụ, ở chế độ FM, bạn có thể quyết định rằng tần số trung tâm tương ứng với trạng thái logic thấp và độ lệch tần số 10 kHz tương ứng với trạng thái logic cao.
Nếu bạn muốn truyền một lượng thông tin kỹ thuật số rất lớn trong thời gian rất ngắn và được bảo vệ mạnh mẽ chống lại lỗi truyền (phát hiện và sửa lỗi nâng cao), bạn có thể truyền nhiều nhà cung cấp dịch vụ cùng một lúc chứ không chỉ một.
Ví dụ : 4 hãng vận chuyển, 100 hãng vận chuyển hoặc hơn 1000 hãng vận chuyển.
Đây là những gì được thực hiện cho truyền hình mặt đất kỹ thuật số (DTT) và đài phát thanh mặt đất kỹ thuật số (DTT), ví dụ.

Trong các điều khiển từ xa cũ cho các mô hình tỷ lệ, một chức năng truyền kỹ thuật số rất đơn giản có thể được sử dụng : kích hoạt hoặc hủy kích hoạt sóng mang HF của máy phát, với một máy thu chỉ đơn giản là phát hiện sự hiện diện hay vắng mặt của sóng mang (không có sóng mang, chúng tôi có rất nhiều hơi thở nên "BF" có âm lượng lớn,
và với sự có mặt của người vận chuyển, hơi thở biến mất, tín hiệu "BF" biến mất).
Trong các loại điều khiển từ xa khác, một nguyên tắc "tỷ lệ" đã được thực hiện cho phép truyền nhiều mẩu thông tin liên tiếp, chỉ cần sử dụng các loại đơn ổn định tạo ra các khe có thời lượng khác nhau. Thời lượng của các xung nhận được tương ứng với các giá trị "số" rất chính xác.

Truyền giọng nói hoặc âm nhạc

Việc truyền tải lời nói không đòi hỏi chất lượng âm thanh tuyệt vời, miễn là đó là câu hỏi truyền tải thông điệp thông tin. Điều chính là chúng tôi hiểu những gì đang được nói. Mặt khác, chúng tôi mong đợi nhiều hơn từ chất lượng truyền tải khi nói đến giọng nói hoặc âm nhạc của ca sĩ.
Vì lý do này, các phương thức truyền được sử dụng cho một cặp máy liên lạc nội bộ hoặc bộ đàm và các phương thức được sử dụng để phát sóng không dựa trên các quy tắc giống hệt nhau. Chúng ta không thể nói rằng chúng ta có âm thanh nhất thiết phải tốt hơn với truyền điều chế tần số so với âm thanh được truyền trong điều chế biên độ (AM bằng tiếng Pháp, AM bằng tiếng Anh).
Ngay cả khi rõ ràng là bộ chỉnh hifi của bạn cho kết quả tốt hơn trên băng tần FM 88-108 MHz. Nếu bạn muốn, bạn có thể làm khá tốt trong AM và bạn có thể làm rất tệ trong FM. Cũng giống như bạn có thể làm âm thanh analog rất tốt và âm thanh kỹ thuật số rất tệ.
Nếu bạn muốn truyền nhạc từ phòng này sang phòng khác trong nhà hoặc từ nhà để xe đến vườn, bạn có thể xây dựng một máy phát vô tuyến nhỏ có thể truyền trên băng tần FM hoặc trên băng tần sóng nhỏ (PO bằng tiếng Pháp, MW bằng tiếng Anh), trong trường hợp đó, máy thu thương mại có thể thực hiện phần bổ sung.
Trong FM, bạn sẽ nhận được kết quả âm thanh tốt hơn, đơn giản vì các tiêu chuẩn phát sóng cung cấp băng thông khác nhiều so với băng thông có sẵn trong các băng tần AM (GO, PO và OC). Độ nhạy cao hơn của máy thu AM đối với nhiễu môi trường xung quanh (khí quyển và công nghiệp) cũng có liên quan nhiều đến nó.

Truyền dữ liệu tương tự "chậm"

Ở đây, đó là câu hỏi về việc truyền một giá trị tương tự như nhiệt độ, dòng điện, áp suất, lượng ánh sáng, v.v., trước tiên sẽ được chuyển đổi trước thành điện áp trực tiếp tỷ lệ thuận với nó.
Có một số phương pháp và tất nhiên mỗi phương pháp đều có ưu điểm và nhược điểm, bạn có thể sử dụng điều chế biên độ hoặc điều chế tần số. Thuật ngữ điều chế biên độ hoặc điều chế tần số có phần phóng đại vì nếu giá trị tương tự được truyền không thay đổi,
Nhà cung cấp dịch vụ vẫn giữ các đặc tính biên độ và tần số tương ứng với giá trị được truyền trong tiến trình. Nhưng chúng ta phải nói về sự vĩ đại khác nhau. Trên thực tế, không khó để truyền tải thông tin thay đổi ít (nếu có) so với thông tin thay đổi nhanh chóng.
Nhưng không phải lúc nào bạn cũng có thể sử dụng máy phát vô tuyến AM hoặc FM cổ điển (có sẵn được sản xuất thương mại hoặc ở dạng kit) vì bộ phát sau rất có thể có bộ lọc thông thấp ở đầu vào giúp hạn chế sự thay đổi điện áp chậm.

Và nếu một tụ điện liên kết được cấy vào đường dẫn của tín hiệu đầu vào, thì hoạt động đơn giản là không thể ! Sửa đổi một bộ phát như vậy để làm cho nó "tương thích" không nhất thiết phải luôn luôn dễ dàng ...
có thể liên quan đến việc thiết kế một cụm máy phát / máy thu chuyên dụng cho hoạt động.
Nhưng nếu chúng ta nhìn vào vấn đề từ phía bên, chúng ta nhận ra rằng chúng ta có thể truyền rất tốt một tín hiệu có biên độ, tùy thuộc vào giá trị của điện áp liên tục được truyền, chính nó làm cho sóng mang thay đổi. Và nếu tín hiệu điều chế trung gian nằm trong băng tần âm thanh (ví dụ : từ 100 Hz đến 10 kHz), thì việc sử dụng máy phát vô tuyến thông thường có thể được xem xét lại.

Như bạn có thể thấy, một bộ chuyển đổi điện áp / tần số đơn giản ở phía truyền tải và bổ sung cho bộ biến tần / điện áp ở phía máy thu là một giải pháp trong số các ví dụ khác.

Truyền dữ liệu kỹ thuật số

Hãy cẩn thận để không nhầm lẫn giữa "truyền tải kỹ thuật số" và "truyền dữ liệu kỹ thuật số". Chúng ta có thể truyền thông tin tương tự bằng chế độ truyền kỹ thuật số, giống như chúng ta có thể truyền dữ liệu kỹ thuật số bằng chế độ truyền tương tự, ngay cả khi đối với trường hợp sau, chúng ta có thể thảo luận về nó.
Để truyền dữ liệu kỹ thuật số với chế độ truyền tương tự, có thể giả định rằng mức điện của tín hiệu kỹ thuật số tương ứng với mức tối thiểu và tối đa của tín hiệu tương tự.
Tuy nhiên, hãy cẩn thận với hình dạng của các tín hiệu kỹ thuật số, nếu chúng nhanh và vuông, có thể chứa tốc độ sóng hài cao mà máy phát không nhất thiết phải tiêu hóa.
Có thể cần phải truyền dữ liệu kỹ thuật số với các tín hiệu có "dạng tương tự" như hình sin. Nếu dữ liệu kỹ thuật số được truyền là rất quan trọng (ví dụ như truy cập an toàn bằng mã truy cập), một vài biện pháp phòng ngừa phải được thực hiện.

Trên thực tế, trong mọi trường hợp, không thể coi việc truyền từ điểm này sang điểm khác sẽ không có khuyết tật và một phần thông tin được truyền rất có thể không bao giờ đến hoặc đến bị bóp méo và không sử dụng được.
Do đó, thông tin được truyền đi có thể được bổ sung bằng thông tin kiểm soát (ví dụ CRC) hoặc đơn giản là được lặp lại hai hoặc ba lần liên tiếp.
https : //onde-numerique.fr/la-radio-comment-ca-marche/

Copyright © 2020-2024 instrumentic.info
contact@instrumentic.info
Chúng tôi tự hào cung cấp cho bạn một trang web không có cookie mà không có bất kỳ quảng cáo nào.

Đó là sự hỗ trợ tài chính của bạn giúp chúng tôi tiếp tục.

Bấm !