radio

Poradnik radioamatora

 

 


Menu

Schematy OR

Przestrajanie UKF

Antena UKF

Schematy Tv

Katalogi

Kalkulator rezystancji

Kalkulator pojemności

Telewizory plazmowe
i LCD


 Co to jest łączność radiowa

Łączność radiowa, jest to komunikowanie się urządzeń za pomocą fal radiowych (czyli: wysyłane i odbierane sygnały mają postać fal radiowych), umożliwiające wymianę danych między nimi. Warunkiem pomyślnego współdziałania tychże urządzeń jest pozostawanie w zasięgu działania. Gdy, ze względu na odległość czy ukształtowanie terenu, jest to niemożliwe, stosuje się różne "wspomagacze", jak maszty antenowe, zaawansowane anteny odbiorcze itp.



Czym jest i jak działa antena radiowa

Antena radiowa jest niczym innym ("...jak tylko obwodem rezonansowym, tylko mocno zdemolowanym" - to z wykładu), jak tylko częścią urządzenia radiowego, służącą do przekazywania (zarówno odbioru jak i nadawania) energii elektromagnetycznej między urządzeniami. W nadajniku, antena wypromieniowuje energię sygnału wejściowego w postaci fal radiowych. W odbiorniku natomiast mamy do czynienia z procesem odwrotnym - antena przekazuje energię docierających do niej fal radiowych do obwodów odbiornika.
Wymiary anteny są proporcjonalne do częstotliwości ich pracy – im mniejsze częstotliwości (a tym samym im większe długości fali, jak pamiętamy z fizyki), tym większa powinna być antena. Wypromieniowywanie energii jest możliwe dzięki wzajemnemu indukowaniu się zmiennego pola elektrycznego i zmiennego pola magnetycznego - dzięki temu procesowi powstaje fala radiowa.

Podstawowe elementy radiowego toru nadawczego

radiowy tor nadawczy Radiowy tor nadawczy – czyli droga od tego, co chcemy przesłać, do eteru:

  • Źródło sygnału - na przykład mikrofon, CD
  • Wzmacniacz - ma za zadanie dostosować poziom sygnału ze źródła do wejścia modulatora
  • Generator - generuje sinusoidalną falę nośną (o częstotliwości takiej, z jaką chcemy nadawać), na którą...
  • Modulator - …nakładany jest dźwięk, który chcemy przesłać
  • Separator - izoluje modulator od następnych bloków i poprawia stabilność częstotliwości fali nośnej
  • Driver - wstępnie wzmacnia sygnał, aby ten mógł wysterować dalsze stopnie nadajnika
  • Wzmacniacz mocy - zwiększa moc sygnału tak, aby ten miał odpowiedni zasięg
  • Filtry wyjściowe - zmniejszają pasożytnicze częstotliwości generowane przez wzmacniacz mocy Antena - rozprzestrzenia fale radiowe w eter

Podstawowe elementy radiowego toru odbiorczego

Tor odbiorczy - czyli odwrotność toru nadawczego:

  • Antena - odbiera sygnały (fale radiowe)
  • Filtry - przepuszczają sygnał o pożądanej częstotliwości (są więc selektywne)
  • Wzmacniacz wysokiej częstotliwości - wzmacnia sygnał wydzielony przez filtry
  • Mieszacz - następuje tu „przenoszenie” informacji z sygnału radiowego na sygnał wynikowy (czyli o takiej częstotliwości, na jakiej pracują dalsze elementy odbiornika). Odbywa się to poprzez mieszanie sygnału radiowego (zawierającego dane) z sygnałem z lokalnego generatora (zawierającym tylko "ciszę")
  • Wzmacniacz pośredniej częstotliwości - wzmacnia i ogranicza sygnał
  • Demodulator - "zdejmuje" zakodowaną muzykę i mowę z sygnału i przenosi je w zakres częstotliwości słyszalnych - na jego wyjściu otrzymujemy to, co wyemitowano ze stacji nadawczej
  • Dekoder stereo - na jego wyjściu otrzymujemy właściwe sygnały kanałów lewego i prawego, które wymagają jeszcze odfiltrowania sygnałów pomocniczych (realizują to filtry audio)
  • Wzmacniacz - wzmacnia sygnał
  • Głośniki - ostatni etap podróży sygnału, pomost między światem elektroniki a naszym słuchem

Co to jest selektywność odbioru radiowego i jak się ją uzyskuje?

Selektywność jest zdolnością odbiornika do wydzielania spośród wszystkich docierających do niego sygnałów tego o pożądanej częstotliwości. Miarą tej wartości jest stopień tłumienia sygnałów niepożądanych.

Selektywność uzyskuje się przy wykorzystaniu filtrów (na przykład kwarcowych), o szerokości adekwatnej do odbieranej emisji i dużym tłumieniu pozapasmowym.

Owa "szerokość filtra" zdefiniowana jest przez dwie skrajne częstotliwości (otaczające punkt o częstotliwości środkowej filtra), w których po uaktywnieniu filtra zmiana poziomu przetwarzania wynosi -3dB (wartość sygnału maleje wtedy dwukrotnie).

Jak można zwielokrotnić kanał transmisyjny w komunikacji radiowej?

Kanał transmisyjny to po prostu „środek przenoszenia informacji z punktu A do B”. Może być

nim kabel, światłowód, czy też pasmo radiowe.

Aby zwielokrotnić kanał transmisyjny w komunikacji radiowej stosuje się zwielokrotnienie częstotliwościowe, czasowe i kodowane. Otrzymuje się w ten sposób kilka kanałów równocześnie, dzięki czemu zapobiega się sytuacji, w której sygnały nachodziłyby na siebie i interferowały ze sobą, tworząc bezmyślną papkę.

Zwielokrotnienie czasowe:

Jeden kanał częstotliwości nośnej jest wykorzystywany do transmisji wielu ciągów danych z różnych źródeł – w przyporządkowanych im interwałach czasowych (jest to podstawowa metoda).

Zwielokrotnienie częstotliwościowe:

Każdy sygnał i każdy kierunek emisji ma osobną częstotliwość nośną (ma to oczywistą wadę: wymaga dużej ilości układów nadawczo odbiorczych, dla każdego kanału i kierunku oddzielnie).

Zwielokrotnienie kodowane:

Transmitowanie poszczególnych partii danych różnymi kanałami częstotliwościowymi (Frequency Hopping).

Czym się różni transmisja cyfrowa od transmisji analogowej?

Z transmisją cyfrową mamy do czynienia, gdy wysyłany jest ciąg dwustanowych impulsów (0/1, LOW/HIGH), czyli po prostu ciąg bitów. Najczęściej realizuje się ją za pomocą sygnałów elektrycznych bądź świetlnych (w światłowodach).

Transmisja analogowa charakteryzuje się ciągłym widmem częstotliwości. Jest formą rozchodzenia się fali sinusoidalnej o określonych parametrach. Złożone przebiegi analogowe składać się mogą z wielu częstotliwości o różnym natężeniu. Oczywiście, najczęstszą realizacją transmisji analogowej są fale radiowe. W telekomunikacji wykorzystywana jest głównie na najniższym poziomie infrastruktury (np. linie telefoniczne dochodzące bezpośrednio do abonentów), a to za sprawą trudności, jakie napotykamy przy próbie transmisji na większe odległości. Ponieważ sygnał musi być wtedy odpowiednio wzmocniony, wzmacniane są przy okazji różne jego zakłócenia.
W efekcie im dalej, tym więcej nam trzeszczy.

Transmisja cyfrowa jest pod tym względem zdecydowanie bardziej niezawodna – wynika to z charakteru sygnału cyfrowego, który to sygnał można łatwo odtworzyć/przekazać bez wzmacniania zniekształceń. Jest ona również szybsza i bardziej przejrzysta (jednoznaczna) od analogowej. Minusem transmisji cyfrowej jest jednak niemożność stuprocentowo dokładnego zapisu sygnału danego w postaci ciągłej – jak wiemy, wszędzie występują "schodki", co wprowadza konieczność stosowania odpowiednich przetworników (cyfrowo-analogowych i vice versa), aby wszystko miało ręce i nogi.





 

Elektronika - hobby