收音機 - 你需要知道嘅一切!

信號調製嘅類型
信號調製嘅類型

收音機

收音機嘅操作可以分為幾個步驟。 麥克風接收語音並將其轉換為電信號。 然後,發射器元件透過几级處理信號,並透過電纜傳輸回發射器天線。

發射天線將相同嘅信號轉換為電磁波,然後發送到接收天線。 由麥克風產生的電信號轉換產生的電磁波以光速傳播,反射到電離層上,最終進入接收器天線。
地面繼電器用于確保波到達遠離發射器嘅接收器。 都可以使用衛星。

一旦電磁波到達接收器,接收天線就會把它們轉換為電信號。 然後,該電信號透過電纜傳輸到接收器。 然後,它被接收器元件轉換為可聽信號。
以呢種方式獲得嘅聲信號由揚聲器以聲嘅形式再現。

發射器和接收器

發射器係一種電子設備。 它透過發射無線電波嚟確保信息嘅傳輸。 它主要由三個元件組成:振盪發生器,確保將電流轉換為射頻振盪,
確保透過咪傳輸信息嘅換能器,以及根據所選頻率確保振盪力放大嘅放大器。

接收器用于拾取發射器發出嘅波。 它由幾個元件組成:處理輸入信號嘅振盪器同輸出信號,以及放大捕獲嘅電信號嘅放大器。
確保精確重播原始聲嘅解調器,確保消除可能破壞對消息正確感知嘅信號嘅濾波器,以及用于把電信號轉換為聲信息以便人類可以感知嘅揚聲器。

關於不同航空運輸方式嘅提醒

HF載波

我哋有時會聽到唻載躰桎梏(carrier 英文) 或硎HF載躰桎梏,卻唔知佢係乜嘢。 載波只是一個信號,用作傳輸有用信號(你要傳輸的信號,例如語音、音樂、模擬或數字數據)的介質。
当我哋停留喺模擬傳輸領域時,載波係一個簡單而獨特嘅正弦信號。 在數字廣播領域(例如DTT同DTT ),有好多運營商共享要傳輸嘅信息。
我哋唔會喺呢度談論呢啲多運營商嘅情況。 載波嘅特殊性在於它的振盪頻率遠高於要傳輸嘅信號嘅最大頻率。 假設您想在方圓10公里內傳輸口語或唱語(如果說話者語速很快,則為黑色)。
使用單個發射器“發射波”,多個接收器可以同時接收。

但物理學係無法發明嘅。 如果您想透過簡單地將有線環路或巨大的天線連接到低頻放大器的輸出來傳輸揚聲器的聲音,它可以工作但不會很遠(數幾米甚至幾十米)。
為咗喺舒適嘅距離內進行傳輸,必須使用載波,它充當中介,並且喺跨越距離時難度較小。 該載波頻率嘅選擇取決於:

-要傳輸嘅信息類型(語音、廣播、新聞或數字高清電視),

-預期表現;

-你想旅行嘅距離,

-發射器和接收器之間地形嘅緩解(由50 MHz開始,波喺直線上傳播到越嚟越多,並且害怕障礙物),

-你同意支付畀電力供應商或電池經銷商嘅價錢,

-主管當局肯授予我哋嘅授權。

因為你可以想象如果冇人嚟整理吓,海浪碰撞嘅問題! 所有呢啲都受到高度監管,並且為呢種或那種類型嘅傳輸( CB、無線電廣播、電視、移動電話、雷達等)保留了頻率範圍。
除咗呢啲頻率範圍保留之外,發射電路仲需要相當嚴格嘅技術特性,以儘可能限制干擾唔一定喺相同頻率範圍內工作嘅其他設備嘅風險。
兩個相鄰的發射機電路在非常高的頻率下工作並且彼此靠近,可以很好地干擾在低得多的頻率範圍內工作的接收器。 如果設備係自製嘅,並且喺HF輸出中過濾唔充分,則尤其如此。
簡而言之,涉足廣播領域之前緊,最好對所涉及嘅干擾風險有一定嘅瞭解。
調頻傳輸
調頻傳輸

調頻(FM)傳輸

喺呢種傳輸方式中,我哋有一個載波,無論調製信號嘅幅度如何,其幅度都保持不變。 載波嘅振幅唔係改變,而是其瞬時頻率改變。 在沒有調制(調製信號的幅度等於零)的情況下,載波的頻率保持在一個完美定義和穩定的值,稱為中心頻率。
載波頻移值取決於調製信號嘅幅度:調製信號嘅幅度越大,載波頻率離其原始值越遠。 頻移嘅方向取決於調製信號交替嘅極性。
對於正交替,載流子的頻率增加,對於負交替,載流子的頻率降低。 但呢種選擇係武斷嘅,我哋好可能會反其道而行之! 載波頻率的變化量稱為頻率偏差。
最大頻率偏差可以採用不同的值,例如,載波頻率為27 MHz時為+/-5 kHz,載波頻率為100 MHz時為+/-75 kHz。
下圖顯示了一個固定頻率為1 kHz的調製信號,調製了40 kHz的載波(水平刻度被很好地放大,以便更好地看到所有變化的情況)。

真實嘅音頻信號

如果我哋用真實嘅音頻信號替換1 kHz嘅固定調製信號,就係它個樣。
第二組曲線很能說明問題,至少對於綠色曲線來說,最大頻率偏差非常明顯,因為它“調整得很好”。 如果我哋喺調製信號(黃色曲線)同調製載波(綠色曲線)之間進行對應關係,我哋可以完美地看到載波幅度嘅變化較慢
-当調製信號處於最低值(負峰值)時,與較低嘅頻率相對應。
另一方面,載波的最大頻率是針對調製信號的正峰值獲得的(在曲線上不太容易看到,但我們用最“填充”的部分感覺到它)。
同時,載波嘅最大幅度保持完全恆定,唔存在與調製源信號相關嘅幅度調製。
無線電接收器可以好簡單
無線電接收器可以好簡單

接待

要製作FM接收器,您可以使用幾個晶體管或單個集成電路(例如TDA7000)。 但喺呢種情況下,我哋得到咗標準嘅聆聽質素。 對於桎梏高端桎梏聆聽,你必須全力以赴並充分了解主題。 在解碼立體聲音頻信號時更是如此。
是的,如果沒有立體聲解碼器,您就會得到一個單聲道信號,其中左右聲道是混合的(當然,如果廣播節目是以立體聲廣播的)。 從高頻嘅角度來看,源信號載波緊嘅幅度中係唔可見嘅,你唔可以對AM接收器中使用嘅整流器/濾波器感到滿意。
由於有用嘅信號“隱藏”載波緊嘅頻率變化中,因此必須搵到一種方法將呢啲頻率變化轉換為電壓變化,該過程與用于傳輸嘅過程相反(鏡像)。

執行此功能的系統稱為FM鑒別器,基本上由一個振盪(和諧振)電路組成,其頻率/幅度響應呈“鐘形”。 對於鑑別功能,可以使用分立元件(小型火牛、二極管和電容器)或專用集成電路(例如SO41P)。

數字傳輸

在最簡單的應用中,數字傳輸使載波有可能具有兩種可能的狀態,分別對應於高邏輯狀態(值1)或低邏輯狀態(值0)。
呢兩種狀態可以透過載波嘅不同振幅(與幅度調製嘅明顯類比)或透過其頻率嘅不同值(頻率調製)嚟識別。
例如,在AM模式的,我哋可以肯定10%嘅調製速率對應於低邏輯狀態,而90%嘅調製速率對應於高邏輯狀態。

例如,在FM模式的,你可以確定中心頻率對應於低邏輯狀態,而10 kHz嘅頻率偏差對應於高邏輯狀態。
如果您想在很短的時間內傳輸大量的數字信息,並具有強大的傳輸錯誤保護(高級錯誤檢測和糾正),您可以同時傳輸多個載波,而不僅僅是一個載波。
例如,4個運營商、100個運營商或超過1000個運營商。
例如,數字地面電視( DTT )同數字地面廣播( DTT )就係咁做嘅。

用于比例模型緊嘅舊遙控器中,可以使用非常簡單嘅數字傳輸功能:激活或停用發射器嘅HF載波,接收器只需檢測載躰嘅存在與否(冇載躰,我哋有好多呼吸,所以“BF”嘅音量好大,
在載體存在的情況下,呼吸消失了,信號“BF”消失了)。
喺其他類型嘅遙控器中,實施了“比例性”原則,使得連續傳輸多條信息成為可能,只需使用產生不同持續時間嘅插槽嘅單穩態信息即可。 接收到嘅脈衝嘅持續時間對應於非常精確嘅“數值”值。

語音或音樂傳輸

語音嘅傳輸唔需要好高嘅音質,只要係傳達信息信息嘅問題。 最主要嘅係,我哋理解所講嘅內容。 另一方面,当涉及到歌手嘅聲或音樂時,我哋對傳輸質素嘅期望更高。
因此,用于一對對講機或對講機嘅傳輸方法與用于廣播嘅傳輸方法並不基於完全相同嘅規則。 我們不能說我們透過調頻傳輸的聲音一定比在幅度調製中傳輸的聲音更好(法語為AM,英語為AM)。
即使好明顯您的高保真調諧器喺FM頻段88-108 MHz上提供更好嘅結果。 如果你願意,你可以在AM中做得很好,在FM中你可以做得很糟糕。 就好似你可以做非常好嘅模擬音頻同非常糟糕嘅數字音頻一樣。
如果您想把音樂由家中嘅一個房間傳輸到另一個房間或由車房傳輸到花園,你可以構建一個可以喺FM頻段或波仔段(法語為PO,英文為MW )上傳輸嘅小型無線電發射器,喺呢種情況下,商用接收器可以進行補充。
在FM中,你將獲得更好嘅聲效果,僅僅係因為廣播標準提供嘅帶寬與AM ( GO、PO同OC )頻段中嘅帶寬大唔相同。 AM接收機對環境干擾(大氣和工業)的較高靈敏度也與此有很大關係。

模擬數據傳輸“慢”

喺呢度,係一個傳輸模擬值嘅問題,例如溫度、電流、壓力、光量等,呢啲值將首先事先轉換為與其成正比嘅直流電壓。
有幾種方法,當然每種方法都有其優點和缺點,您可以使用幅度調製或頻率調製。 術語幅度調製或頻率調製有點誇張,因為如果要傳輸的模擬值不變,
載波保留其幅度和頻率特性,呢啲特性與進行緊嘅傳輸值相對應。 但我哋必須談談不同的偉大。 其實,傳遞變化好细(如果有嘅話)嘅信息並不比快速變化嘅信息更難。
但是,您不能總是使用經典的AM或FM無線電發射器(可商用或套件形式提供),因為後者很可能在輸入端具有低通濾波器,從而限制了緩慢的電壓變化。

如果輸入信號緊嘅路徑中植入鏈路電容器,則根本不可能進行操作! 修改噉嘅發射器以使其“兼容”並不一定成日咁易......
可能涉及為操作設計專用嘅發射器/接收器組件。
但是,如果我哋由側面睇問題,我哋就會意識到我哋可以好好咁傳輸一個信號,其幅度取決於要傳輸嘅連續電壓嘅值,其本身會導致載流子發生變化。 如果中間調製信號在可聽頻段內(例如在100 Hz和10 kHz之間),則可以再次考慮使用傳統的無線電發射機。

如您所見,傳輸側的簡單電壓/變頻器及其與接收側的變頻器/電壓轉換器的互補是其他示例中的一種解決方案。

數字數據傳輸

注意唔好混淆“數字傳輸”和“數字數據傳輸”。 我哋可以用數字傳輸模式傳輸模擬信息,就好似我哋可以用模擬傳輸模式傳輸數字數據一樣,即使對於後一種情況,我哋可以討論它。
為咗使用模擬傳輸模式傳輸數字數據,可以假設數字信號嘅電平對應於模擬信號嘅最小值同最大值。
但是,要注意數字信號嘅形狀,如果它們係快速且方正嘅,則可能包含高諧波率,而發射器不一定能消化呢啲諧波。
可能需要使用具有“模擬形式”(例如正弦波)嘅信號傳輸數字數據。 如果要傳輸的數字數據非常重要(例如,使用訪問代碼進行安全訪問),則必須採取一些預防措施。

其實,在任何情況下都唔可以認為由一個啲到另一個啲嘅傳輸冇缺陷,並且傳輸嘅部分信息好可能永遠唔會到達或到達時失真且無法使用。
因此,傳輸嘅信息可以透過控制信息(例如CRC )進行補充,抑或只係連續重複两到三次。
https : //onde-numerique.fr/la-radio-comment-ca-marche/

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