مقدمه
امواج الکترومغناطیسی یکی از پدیده های بسیار زیبای فیزیکی هستند که مبنا و پایه تمامی سیستم های ارسال صدا و تصویر و اطلاعات در جهان امروز می باشد . این امواج که نور مرعی هم از جنس آن است با سرعت ۳۰۰۰۰۰ کیلومتر بر ثانیه منتشر می شوند و برای انتشار هم نیاز به محیط خاصی ندارد بدین معنی که در خلاء هم منتشر می شوند.
نمونه ایاز موج الکترومغناطیسی و منبع تولید آن
تعداد نوسانات موج در ثانیه فرکانس نامیده می شود و این فرکانس در امواج الکترومغناطیس بین ۱Hz تا می تواند تغییر کند و به این محدوده عظیم , طیف فرکانسی امواج الکترومغناطیس گفته می شود. فرکانس نور مرعی تنها بخش کوچکی از همین امواج است . فرکانس نور مادون قرمز و فرکانس نور ماورا بنفش می باشد.
طیف فرکانسی امواج الکترو مغناطیسی توسط سازمان های بین المللی برای کار برد های گوناگون تقسیم بندی و استاندارد شده است
اساس کارفرستنده و گیرنده ها
اساس کار فرستنده و گیرنده رادیویی در یک جمله و بطور خلاصه سوار کردن اطلاعات صدای گوینده بر روی امواج الکترومغناطیس و در گیرنده هم پیاده کردن اطلاعات صدا از امواج الکترومغناطیس و پخش آن پس از تقویت از بلندگوی رادیو می باشد.
روش های مختلف سوار کردن اطلاعات صدا بر روی امواج الکترومغناطیس
۱٫ سوار کردن اطلاعات بر روی دامنه موج (Amplitude Modulation) AM
در این روش متناسب با تغییرات صدای گوینده دامنه موج الکترو مغناطیس تغییر می کند و محدوده فرکانس آن ۵۲۶ KHz-1606 KHz می باشد.
۲٫ سوار کردن اطلاعات بر روی فرکانس موج (Frequency Modulation) FM
در این روش متناسب با تغییر صدای گوینده فرکانس موج تغییر می کند و محدوده فرکانسی آن ۸۶-۱۰۸ MHz است
۳٫ سوار کردن اطلاعات بر روی موج بصورت پالسی (Pulse Modulation) PA
در این روش متناسب با تغییر صدای گوینده خود موج قطع و وصل می شود و محدوده فرکانسی آن همان محدوده فرکانسی AM است.
اجزایاصلی یک فرستنده رادیویی
۱٫ تولید کننده امواج الکترومغناطیس (نوسان ساز)
۲٫ تبدیل کننده صوت به جریان الکتریکی
۳٫ سوار کننده اطلاعات صدا روی موج الکترومغناطیس
۴٫ منتشر کننده امواج در فضا (آنتن)
اجزایاصلی یک گیرنده رادیویی
۱٫ گیرنده امواج از فضا (آنتن)
۲٫ تنظیم کننده فرکانس مورد نظر (تیونر)
۳٫ آشکار ساز اطلاعات صدا
۴٫ تقویت کننده صوت
۵٫ پخش کننده صدا در محیط
گیرنده و فرستنده های RF
گیرنده فرستنده های آنالوگ عموما به دو دسته طبقه بندی می شوند. AM ، که در آن اطلاعات ارسالی در دامنه موج حامل مدوله شده و گیرنده فرستنده های FM که در آن اطلاعات ارسالی در فاز موج حامل قرار می گیرد.
عموما گیرنده فرستنده ها دارای بخش های زیر هستند:
•اسیلاتور، که فرکانس موج کاریر باند فرستنده رادیویی را تعیین می کند.
•میکسر ، که اطلاعات ارسالی را در باند فرکانسی مورد نظر مدوله می کند.
همانطور که گفته شد در طراحی هر گیرنده و فرستنده دو بخش اصلی وجود دارد. اسیلاتور و میکسر . اسیلاتور فرکانس موج حامل را تعیین می کند. در اینجا مداری را که می خواهیم طراحی کنیم باند وسیعی از فرکانس های رادیویی AM مانند باند ۱۰۴مگا هرتز رادیو پیام ، فرکانس ۹۸ مگا هرتز رادیو تهران و … و همچنین باند مورد استفاده برای فرستنده AM طراحی شده در این پروژه می باشد . بنابراین در طراحی اسیلاتور موج حامل از یک خازن متغیر در مدار تیونر اسیلاتو استفاده می کنیم.
بنابراین اولین قدم در طراحی یک گیرنده فرستنده ، طراحی اسیلاتور است. اسیلاتور در واقع مداری است که پس از طی مدت زمان کوتاهی پس از اتصال تغذیه DC ، به نوسانات پایدار می رسد. اسیلاتور ها در ابتدا با استفاده از فیدبک مثبت ناپایدار شده و دامنه نوسانات رو به افزایش می نهد. اما در دامنه ای معین این افزایش دامنه متوقف شده و نوسان ساز در آن دامنه شروع به نوسان می کند. لذا به طور خلاصه خصوصیات یک اسیلاتور را می توان به شرح زیر توصیف نمود:
۱- یک اسیلاتور بایستی دارای فیدبک مثبت برای افزایش دامنه نوسانات باشد.
۲- یک اسیلاتور می بایست پس از رسیدن به دامنه نهایی از ناپایدار شدن نوسانات جلوگیری کند. و با آن دامنه به نوسانات خود ادامه دهد.این امر از طرق مختلفی قابل دستیابی است. برای مثال استفاده از خاصیت بهره ترانزیستور که در آن با افزایش دامنه سیگنال اعمالی به بیس ترانزیستور، بهره تقویتی ترانزستور کاهش می یابد و به جای تقویت ، تضعیف صورت می گیرد. بهره متغیر ترانزیستور با پارامتر (x)g نشان داده می شود. و با سیگنال اعمالی به بیس ترانزیستور رابطه معکوس دارد.
اسیلاتورهای معمول در رادیوهای AM و FM ، عموما از مدار اسیلاتور کولپیتس، استفاده شده است.
FSK یا frequency shift keying چیست
همانطور که در مطالب قبلی نیز اشاره کردم ، امروزه FSK رایج ترین روش مدولاسیون است که در ساخت مودم های PLC برای کاربرد های خانگی یا اصطلاحا indoor استفاده می شود و تقریبا بیشتر مودم های PLC که تا کنون تولید شده اند از این طرح مدلاسیون استفاده می کنند . FSK مشکلاتی نیز دارد که سعی میکنیم از این پس به فواید و معایب این روش بپردازم ، اما پیش از هرچیز می بایست بدانیم که اساس FSK بر چیست . از این رو در مقالات آتی FSK را بیشتر شرح میدهم . با جستجوی لغت frequncy shift keying در موتورهای جستجو تعاریفی از این روش ارائه شده است که ترجمه خلاصه شده ای از آن ها را در ادامه می آورم .
اصول کار فرستنده و گیرنده های دیجیتال مقدمه امواج الکترومغناطیسی یکی از پدیده های بسیار زیبای فیزیکی هستند که مبنا و پایه تمامی سیستم های ارسال صدا و تصویر
چرا با گیرنده های معمولی (مثل رادیو) نمی توان ایستگاه های دولتی را شنید؟
به طور کلی امواج فرستنده های دولتی مثل بی سیم های نیروی انتظامی و یا فرستنده های موجود در هواپیماها در محدوده ای که امواج رادیو ها پخش می شود، ارسال نمی شوند. به طور مثال، همچنان که قبلا در بخش تقسیم بندی امواج گفته شد، امواج MW در محدوده ی فرکانس 300 کیلوهرتز تا 3000 کیلوهرتز (3مگاهرتز) می باشند. ولی اگر به صفحه ی رادیوها دقت کرده باشید، امواج MW را بین 540 کیلوهرتز تا 1600کیلوهرتز محدود نموده اند، یعنی از 300 تا 540 کیلوهرتز را از ابتدای موج و از 1600 تا 3000 کیلوهرتز را از انتهای موج حذف نموده اند که این کار برای همه ی موج ها انجام می شود. این قسمت های حذف شده، به فرستنده های دولتی اختصاص دارد که امواج رادیویی خود را در این محدوده پخش می کنند به همین علت است که با رادیوهای معمولی نمی توان امواج این فرستنده ها را دریافت نمود.
« فرستنده و گیرنده های مخابراتی»
youtu.be/Pm5liy2cSuc
در فیلم بالا ، که از یک کلاس درس است ، اطلاعات خوبی به دست می آورید. فیلم طولانی است.
شاید بعضی قسمتها برای شما سنگین باشه ، هر قسمت را که خوشتون اومد گوش کنید.
electronics98.com
