Радиобайланыс. Физика, 11 сынып, қосымша материал.

• (б) Оқушылар модуляция терминін түсініп, оларды ажырата білуі керек амплитудалық модуляция (AM) және жиілік модуляциясыны (FM).

Барлық коммуникациялық (байланыс) жүйелері толқын көзі мен қабылдағышты қажет етеді. Мұндай үш жүйе 1.3 суретте көрсетілген..

• • сурет

Дыбыс тікелей (а)-да немесе (а)-да пайда болатын айнымалы токтар арқылы берілуі мүмкін (b) -тармағында көрсетілгендей қозғалмалы катушканың микрофонын және қозғалмалы катушкалар колонкасын алады. Ол сондай-ақ радиотолқындарын пайдаланып, дыбыстық сигналды күшейту арқылы байланысуға болады

с) тармағында көрсетілгендей, оны тиісті антеннаға қолдану. Алайда, бұл екі маңызды проблемалар тудырады.

(і) Өйткені аймақта тек бір радиостанция жұмыс істей алады. Екінші жұмыс станциясындағы толқын біріншіге кедергі келтіруі мүмкін,

(ii) антена дыбыс диапазонында (20 Гц - 20 кГц) жиілікті беруді қажет етеді, бұл антенна үшін өте ұзақ және тиімсіз болады (егер қуатты көздер үлкен болмайынша радиотолқындары өте алысқа таралмайды )

Осы екі мәселе де модуляция процесінде шешіледі, оның принципі 1.4 суретте бейнеленген, мұнда жоғары жиіліктегі толқынды тасымалдаушы толқын деп аталады, ақпарат тасымалдау үшін ақпараттық сигнал арқылы өзгеретін амплитудасы немесе жиілігі

Амплитудалық модуляция – (АМ) - тасмалдаушы толқын амплитудасының өзгеруі

ақпараттық сигналдың қозғалуымен синхронды түрде жүргізіледі. Тасмалдаушы толқынның амплитудасының өзгеруі жылдамдық және ақпараттық сигналдың ығысу өлшемі болып табылады, сол тасмалдаушы толқынның амплитудасы өзгереді және ақпараттық сигналдың амплитудасы тең болады.

Амплитудалық модуляция – (АМ) (лат. amplitudo — шама, франц. modulatio — біркалыптылық) — радиотаратқыш тарататын электромагниттік тербеліс амплитудасын сол тербеліс жиілігінен төмен жиліктегі тербеліс заңына сәйкес өзгерту. Мысалы, радиотаратқыш тарататын жоғары жиілікті тербеліс амплитудасын дыбыс жиілігіндегі тербеліс заңына сәйкес модуляциялағанда, жоғары жиіліктік тербеліс амплитудасының көмкеруші сызығы дыбыс жиілігінің заңына сәйкес өзгереді. Радиотолқын ретінде таралатын сол жоғарғы тербелістің жиілігі "тасымалдаушы жиілік" деп аталады. Амплитудалық модуляция радио таратқыштың аралық каскадтарының бірінде жүзеге асырылады. Амплитудалық модуляциялауда тасымалдаушы жиіліктен төмен және жоғары екі бүйірлік жиілік жолақтары пайда болады:

Жиілік модуляциясы (FM) - тасымалдаушы толқындардың жиілігінің өзгергеруі ақпараттық сигналдың амплитудасын синхронды түрде өзгереді. Тасмалдаушы толқын жиілігінің өзгеруі жылдамдық пен ақпараттық сигналдың ығыстыруының өлшемі болып табылады. сол тасмалдаушы толқын жилігі өзгереді және ақпараттық сигналдың жилігіне тең болады.

Ескерту: бір жерде әртүрлі радиостанциялар тасымалдаушы толқындарды пайдалануға мүмкіндік береді, таратады бір уақытта шығарады. Басқа тасымалдаушы жиілігі әр станцияға ауысады, сондықтан тасымалдаушы толқындар болмайды бір-біріне кедергі келтіреді. Себебі кез-келген қабылдағыш белгілі бір тасымалдаушы толқынының жиілігіне бейімделген. Сондықтан қабылдағыш кедергі жасайды және нақты арасындағы шығу жиілігін немесе сигнал және негізгі тасымалдаушы толқын жиілігін береді. Басқаша айтқанда, қабылдағыш ақпараттық сигналды таниды.

1 (c) Оқушылар тасымалдаушы толқынның амплитудасын еске түсіруі керек, бір дыбыстық толқын тасымалдаушы толқынмен бірге модуляцияланады екі бүйірлік жиілік пайда болады, бұл терминді түсінуге әкеледі.

1.5 суретте жоғары жиіліктің амплитудалық модуляциясы нәтижесінде пайда болатын толқын пішіні көрсетілген, бір дыбыстық жиіліктен тұратын сигнал арқылы тасымалдаушы толқын. Егер бұл толқын пішіні болса талданған кезде, ол үш бөлек жиіліктің қосындысынан тұратындығы байқалады. The орталық жиілік дегеніміз - жоғары жиілікті тасымалдаушы толқын (яғни фк), ал қалған екеуі де бүйірлік жолақтар деп аталады. Бүйірлік жолақтардың салыстырмалы амплитудасы байланысты болатындығын ескеріңіз, дыбыстық және тасымалдаушы толқын пішіндерінің салыстырмалы амплитудасы. (Аудио жиілігі болмаса) белгісі болса, бүйірлік жолақтар жоқ.

АМ толқынының бүйірлік жолақтары fc ± fa берілген жиілікте пайда болады, мұндағы - fa

дыбыстық сигналдың жиілігі.

Өткізгіштік диапазоны - бұл жиілік диапазоны, АМ толқын формасы және 2 fa -қа тең.

1.6-суретте АМ толқынының пішіні және дауыс сигналы үшін сәйкес спектр көрсетілген

көптеген аудио жиіліктері қатысады. Тағы да байқаймыз, өткізу қабілеті - бұл диапазон

АМ толқындық формуласының ең төменнен жоғары компонентіне дейінгі жиіліктер.

1 (d) Үміткерлер FM-тің салыстырмалы артықшылықтары туралы хабардар болуы мүмкін

және AM берілімдері.

Антенна қабылдайтын электромагниттік толқындар шынайы радионы ажырата алмайды сигнал және, демек, мотоцикл қозғалтқышының қозғалысына кедергі келтіретін сәуле. Егер радио сигнал AM болып табылады, кедергі модуляцияның бөлігі болып саналады және қабылдағыш шығарған кезде естіледі. Егер радио сигнал FM болса, кедергі қабылдағышпен ескерілмейді, өйткені бұл тек жиіліктің өзгеруі маңызды, бірақ амплитуданың өзгеруі емес.

Осылайша, AM қабылдау сапасы кедергі тұрғысынан, әдетте, FM-ден нашар.

LW және MW толқын диапазондарында AM радиостанциясының өткізу қабілеттілігі - 9 кГц және сәйкесінше, таратылатын ең жоғарғы дыбыстық жиілік - 4,5 кГц (яғни, 9 ÷ 2).

(Бұл әдетте адамның құлағына естілетін ең жоғары жиілікке жақын.)

VHF толқын жолағында FM радиостанциясының өткізу қабілеті шамамен 200 кГц құрайды, ал дыбыстық жиіліктің максималды мәні - 15 кГц. Осылайша, AM-де алынған музыка сапасы сондай-ақ өткізу қабілеттілігі бойынша бұл жолы FM-ге қарағанда кедей.

Ескерту: FM толқын пішінінің қуат спектрі AM толқынының спектрімен бірдей емес

өйткені аудио жиіліктің бірнеше еселігі болатын келесі жиіліктер өндірілген. LW толқын диапазоны 30 кГц-тен бастап электромагниттік спектрдің ауданын алады 300 кГц. Осы толқын диапазонымен бөлісетін жекелеген AM радиостанцияларының саны (теориялық тұрғыдан) 270 ÷ 9 = 30, бірақ жеке FM станциялардың саны ғана болады 270 ÷ 200, яғни

• FM станцияларына қарағанда AM радиостанциялары кез-келген толқын жолағын бөлісе алады. (Шынында, FM тек 1 МГц-тен жоғары жиіліктерде қолданылады.)

LW, MW және SW толқын диапазонындағы АМ берілімдері өте көп таралады үлкен қашықтықта орналасқан (3 (а) бөлімін қараңыз), сондықтан хабар тарату өте үлкен аудандардан жүзеге асырылады тек бір таратқыш. FM таратылымдары көздің көрінісі бойынша шамамен 30 км қашықтыққа ие. Кімге үлкен аймаққа тарату үшін көптеген FM таратқыштары қажет. Бұл, тиісінше, көп нәрсе FM-ге қарағанда AM-ге қарағанда арзанырақ және қарапайым. АМ таратқыштары мен қабылдағыштары электронды түрде қарапайым және арзан және көп нәрсені алады FM диапазонына қарағанда аз өткізу қабілеті. Шынында да, теледидардағы бейне сигналдарды атап өту керек UHF толқындық жолағында жер үсті таратылымы - AM сигналдары.

1 (е) Үміткерлер мәліметтерді сандық форматта беру артықшылықтарын еске түсіре алуы керек формасы.

Шынайы әлемде айтылатын ақпараттың көп бөлігі аналогтық болып табылады ақпарат (мысалы, микрофонның толқындық пішіні, ол уақыт бойынша ұқсас түрде өзгереді) тудырған дыбыстық толқын пішіні). Егер осы аналогтық сигнал болса - оны қалай қабылдауға болады

айнымалы кернеу V - үлкен қашықтыққа берілуі керек (радио немесе кабель арқылы), ол төмендейді (кездейсоқ азаяды) және кездейсоқ шу шығады (қараңыз.) 2-бөлім (с)). Ақыр соңында, сигнал күшейтілуі керек (әйтпесе ол мүмкін емес) шуылдан ерекшеленеді) оны қайталамас бұрын күшейткішпен The күшейткіш, бірақ бастапқы сигнал сияқты, шуды күшейтеді. Осылардың бірнешеуінен кейін қайталағыш күшейткіштері (алыс қашықтықта беру үшін қажет), сигнал болады өте шу. Бұл 1.7 суретте көрсетілген

Егер берілетін ақпарат сандық түрде болса, онда ол тым нашарлап кетеді және шуды қосу. Дегенмен, сандық сигналдармен қолданылатын күшейткіштер тек жоғары кернеу немесе төмен кернеуді шығару үшін қажет және күшейту қажет емес амплитудадағы кішігірім тербелістер. Шу әдетте осындай кішігірім ауытқулардан тұратындықтан, сандық сигналдың күшеюі де шуды күшейтпейді. Бұл күшейткіштер деп аталады регенератор күшейткіштері және бастапқы сандық сигналды және «сүзгіден» шығаруға қабілетті.