ΤΕΧΝΙΚΟ "ΡΑΔΙΟΦΩΝΟ & ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΟ"

Status
Not open for further replies.
Μηνύματα
30.533
Reaction score
40
[scroll]ΡΑΔΙΟΦΩΝΟ & ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΟ[/scroll]


Το ραδιόφωνο αποτελεί τη σημαντικότερη, ίσως, πηγή στο χώρο του αυτοκινήτου. Είτε κάποιος ενδιαφέρεται για τη μουσική, είτε απλά θέλει μια συντροφιά στο αυτοκίνητο, τα FM δίνουν σίγουρα λύση. Όμως τι κρύβεται πίσω από το τελικό αποτέλεσμα που εξαργυρώνουν τα αυτιά μας;

Τα ερτζιανά κύματα περιλαμβάνουν μεγάλη ποικιλία από στερεοφωνικά προγράμματα, που ικανοποιούν όλα τα μουσικά γούστα. Οι στερεοφωνικοί δέκτες αυτοκινήτου απ’ την πλευρά τους μπορούν να προσφέρουν υψηλή πιστότητα αναπαραγωγής, εφόσον βέβαια ο εξοπλισμός και η τεχνολογία των ραδιοφωνικών σταθμών το επιτρέπει. Είναι. Λοιπόν, απαραίτητο να γνωρίζουμε λίγα πράγματα για τη διαμόρφωση των σημάτων κατά συχνότητα και τις τεχνικές που χρησιμοποιούνται σήμερα στη ραδιοφωνία.

Η γνωστή μπάντα των FM χρησιμοποιείται σχεδόν αποκλειστικά για τη μετάδοση κατάλληλα κωδικοποιημένων μουσικών σημάτων. Η πιστότητα αναπαραγωγής των σημάτων αυτών στο στερεοφωνικό δέκτη FM (μετά βέβαια από την αποκωδικοποίησή τους), μπορεί να βρίσκεται σε αρκετά υψηλά επίπεδα. Η όλη διαδικασία της κωδικοποίησης, της μετάδοσης και της αποκωδικοποίησης των πληροφοριών δεν αποτελεί κάτι το καινούργιο, αλλά κρύβει πίσω της μεγάλη εξέλιξη. Όλα ξεκίνησαν από τον Heinrich Hertz, ο οποίος μετά από επίπονους πειραματισμούς, απέδειξε πρώτος την ύπαρξη των ραδιοκυμάτων. Τ’ όνομά του ταυτίστηκε με τη μονάδα μέτρησης της συχνότητας, το Hz, αντί του παλαιότερου χρησιμοποιούμενου «κύκλοι ανά δευτερόλεπτο» (cycles per second). Παρακάτω θα αναφερθούμε στη διαμόρφωση των αναλογικών σημάτων και θα αναλύσουμε βασικές αρχές σχετικές με τη διαμόρφωση συχνότητας (FM), όπου και θα γίνει σαφής ο λόγος για τον οποίο χρησιμοποιείται αποκλειστικά αυτός ο τύπος διαμόρφωσης, προκειμένου να μεταδίδονται τα μουσικά προγράμματα με τη μεγαλύτερη πιστότητα.


Διαμόρφωση αναλογικών σημάτων.

Όλα τα σήματα που φέρουν ακουστικές πληροφορίες πρέπει να μεταδοθούν από ένα μέσο μετάδοσης, που βρίσκεται μεταξύ του πομπού και του δέκτη. Το μέσο μετάδοσης μπορεί να είναι, σε ορισμένες περιπτώσεις, ο αέρας και σε άλλες ένα ζεύγος συρμάτων ή ένας κυματοδηγός. Μία πηγή πληροφοριών σπάνια παράγει σήματα που είναι σε κατάλληλη μορφή για απ’ ευθείας μεταφορά στο μέσο μετάδοσης.

Για να επιτύχουμε υψηλή απόδοση στη μεταφορά μιας πληροφορίας, σχετικά με την ισχύ, το εύρος ζώνης κ.λ.π., χρειάζεται να γίνει κάποια επεξεργασία στην πληροφορία πριν από την εκπομπή της. Η επεξεργασία αυτή που μετατρέπει μια πληροφορία από την αρχική της μορφή σ’ ένα σήμα, που είναι περισσότερο κατάλληλο για μεταφορά στο μέσο μετάδοσης λέγεται διαμόρφωση (modulation). Τα κατάλληλης μορφής σήματα, τα οποία λέγονται διαμορφωμένα σήματα και εκπέμπονται από την κεραία του πομπού.

Ο δέκτης από την πλευρά του λαμβάνει, μέσω μιας κατάλληλης κεραίας λήψης, τα «μηνύματα» που στέλνει ο πομπός και τα αποκωδικοποιεί στην αρχική τους μορφή. Η αντίστροφη αυτή διεργασία ονομάζεται αποδιαμόρφωση (demodulation). Από την ηλεκτρομαγνητική θεωρία είναι γνωστό, ότι για να έχει μία κεραία υψηλό βαθμό απόδοσης στην ακτινοβολία ηλεκτρικής ενέργειας, πρέπει να έχει συγκρίσιμο μέγεθος με το μήκος κύματος λ του σήματος που εκπέμπει. Έτσι η μεταφορά ενός σήματος 1 KHz με απευθείας ακτινοβολία, θα απαιτούσε μία κεραία λ/4, ίση με 75 Km(!), ενώ για την εκπομπή ενός σήματος 1 MHz θα χρειαζόταν μία κεραία μόνο 75 μέτρων. Αυτό με λίγα λόγια σημαίνει ότι όσο μεγαλύτερη είναι η συχνότητα του εκπεμπομένου σήματος, τόσο μικρότερο είναι και το μήκος της κεραίας που απαιτείται, τόσο για την εκπομπή, όσο και για τη λήψη.


Διαμόρφωση συχνότητας FM (Frequency Modulation).

Η διαμόρφωση FM αποτελεί μία μέθοδο διαμόρφωσης, όπου το πλάτος του φέροντος κύματος παραμένει πάντα σταθερό, ενώ η συχνότητά του μεταβάλλεται σύμφωνα με τις μεταβολές του πλάτους του σήματος πληροφορίας. Σε σχέση με τη διαμόρφωση ΑΜ που είναι μία διαμόρφωση που χαρακτηρίζεται από τις εξής ιδιότητες:

1.Το φάσμα του διαμορφωμένου ΑΜ κύματος είναι βασικά το μετατοπισμένο φάσμα του σήματος πληροφορίας.

2.Το εύρος ζώνης (Bandwidth) που απαιτείται για τη μεταφορά ενός ΑΜ κύματος δεν υπερβαίνει ποτέ το διπλάσιο εύρος ζώνης του σήματος πληροφορίας και,

3.Ο λόγος σήματος προς θόρυβο (S/N ratio) στο δέκτη δεν είναι καλύτερος από τον αντίστοιχο λόγο, που θα είχαμε στην περίπτωση απ’ ευθείας μεταφοράς της πληροφορίας. Ο λόγος αυτός μπορεί να βελτιωθεί μόνο με την αύξηση της εκπεμπόμενης ισχύος.

Η FM διαμόρφωση είναι μία εκθετική και άρα μη γραμμική διεργασία, η οποία διαφέρει και στα τρία αυτά σημεία. Το φάσμα του διαμορφωμένου FM κύματος δεν σχετίζεται πλέον με απλό τρόπο με το φάσμα του σήματος πληροφορίας, ενώ το εύρος ζώνης που χρειάζεται για τη μεταφορά ενός FM κύματος, είναι συνήθως πολύ μεγαλύτερο από το διπλάσιο εύρος ζώνης του σήματος πληροφορίας. Ως αντιστάθμισμα, όμως για το απαιτούμενο εύρος ζώνης, η διαμόρφωση FM μπορεί να προσφέρει υψηλότερους λόγους S/N χωρίς την αύξηση της εκπεμπόμενης ισχύος.


Πλεονεκτήματα της μετάδοσης στα FM.

Οι στάθμες των σημάτων FM που απαιτούνται για ικανοποιητική λήψη από το δέκτη, είναι πολύ χαμηλότερες από τις αντίστοιχες τιμές για τη λήψη στα ΑΜ. Τρεις λόγοι συντελούν στο να επιτυγχάνεται ικανοποιητική λήψη με τα χαμηλότερα αυτά σήματα:

1.Η επίδραση των αστραπών και των στατικών ατμοσφαιρικών παρεμβολών είναι ασήμαντη στην μπάντα των FM, σε σύγκριση με τα επίπεδα παρεμβολών στα ΑΜ.

2.Το σύστημα κεραίας σ’ αυτές τις συχνότητες RF μπορεί να προσαρμοστεί στην αντίσταση εισόδου του δέκτη FM, παρέχοντας αποδοτικότερη ζεύξη μεταξύ του προσπίπτοντος κύματος επί της κεραίας και του δέκτη και,

3.Η χρήση διαμόρφωσης ευρείας ζώνης FM μειώνει την επίδραση του θορύβου και των παρεμβολών στην έξοδο του ακουστικού σήματος στο δέκτη FM.


Προέμφαση και αποέμφαση.

Πριν τη στερεοφωνική κωδικοποίηση του ακουστικού σήματος, προηγείται μια διαδικασία προέμφασης, στην οποία η περιοχή των υψηλών συχνοτήτων του σήματος (πάνω από τα 3 KHz), ενισχύεται περίπου 6 dB,ανά οκτάβα.

Αυτή η προέμφαση βελτιώνει γενικά το λόγο σήματος προς θόρυβο. Μετά από την αποκωδικοποίηση στο δέκτη, λαμβάνει χώρα η ακριβώς αντίστροφη διαδικασία της αποέμφασης, η οποία οδηγεί σε επίπεδη απόκριση συχνοτήτων και σε μείωση του θορύβου της επεξεργασίας. Τόσο, η προέμφαση όσο και η αποέμφαση υλοποιούνται με ένα φίλτρο RC το οποίο παρουσιάζει σταθερά χρόνου (= χωρητικότητα x αντίσταση) ίση με 50 μsec.


Radio Data system (RDS).

Το RDS ή αλλιώς το σύστημα παροχής δεδομένων μέσω της μπάντας των FM, αναφέρεται στη μετάδοση κάποιων χρήσιμων πληροφοριών και μηνυμάτων.
Αυτές διαμορφώνουν μία υποφέρουσα συχνότητα, η οποία συμπεριλαμβάνεται στο φάσμα συχνοτήτων του εκπεμπομένου κύματος FM.

Οι πληροφορίες αυτές μπορούν να είναι η ονομασία του σταθμού, η θερμοκρασία, η ώρα και ημερομηνία, στοιχεία για κάποιο μουσικό κομμάτι ή καλλιτέχνη, καθώς και διάφορα διαφημιστικά μηνύματα. Μπορούν ακόμα να παρέχονται στους οδηγούς των Ι.Χ. και πολύτιμες πληροφορίες σχετικά με την κίνηση στους δρόμους. Ένας δέκτης με δυνατότητα αποκωδικοποίησης μηνυμάτων RDS διαφέρει από έναν κοινό δέκτη πρώτα απ’ όλα στο μέγεθος της οθόνης ενδείξεων, που είναι σαφώς μεγαλύτερη και στην ύπαρξη ενός κατάλληλου κυκλώματος RDS. Το τελευταίο εντοπίζεται αμέσως μετά τον ενισχυτή IF και πριν από τη βαθμίδα φώρασης.
 

Status
Not open for further replies.

Staff online

ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΑ

Threads
171.325
Μηνύματα
2.858.591
Members
37.895
Νεότερο μέλος
Mark Zappa
Top