مقدمه:
تکنولوژی پیشرفته ای، امکان ارتباط مردم سراسر دنیا را با یکدیگر در زندگی روزمره فراهم کرده را امری عادی تلقی می کنیم.
اکنون خیلی از مردم چند شماره تلفن دارند تا کارهای شخصی و دفتری، فکس و مودم خود را انجام دهند. تلفن های همراه نیز فراوان است. می توان از طریق شبکه اینترنت و پست الکترونیکی متن، صدا و تصویر یا هر اطلاعات دلخواه را به سراسر دنیا فرستاد، و برای دستیابی به اطلاعات و سرگرمی در شبکه جهانی سیاحت کرد.
تعداد ایستگاههای تلویزیونی آنقدر زیاد شده اند که نمی توان از نظر زمانی وقت جهت تماشای برنامه های همه آنها گذاشت. وسایل الکترونیکی هوشمند کارهای خانه و اداره را انجام می دهند و کارها به این وسایل هوشمند و بستگی شدیدی پیدا کرده بطوریکه سخت می توان باور کرد که بخش غالب این تکنولوژی در طی 50 سال گذشته توسعه یافته است. فرستنده AM را که روش کار و چگونگی آن را در این مبحث شرح می دهیم بسیار ساده می باشد.
بخش اول
فرستنده
مدولاسیون
مدولاسیون (AMPLIUDE MODULATION) AM
مدولاسیون (FREQUENCY MODULATION) FM
میکروفون
تقویت کننده اولیه (PR-AMP)
تقویت کننده نهایی (POWER-AMO)
اسیلاتور محلی (LO-OSE)
مدولاتور
تقویت کننده قدرت (POWER-AMP-RF)
فرستنده
فرستنده، سیگنال ورودی را پردازش می کند تا یک سیگنال مخابراتی مناسب ایجاد کند.
می‌دانیم که صدای انسان که توسط تارهای صوتی حنجره ایجاد می شود مساحت زیادی نمی تواند طی کند. زیرا هم قدرت آن کم است و هم سرعت آن. بنابراین برای ارسال امواج صوتی به یک منطقه دوردست نیاز به این است که صدا را سوار بر یک وسیله سریع بنماییم.
همانطوریکه انسان برای سفر به یک منطقه دور به یک وسیله سریع مانند اتومبیل یا هواپیما نیاز دارد، صدای انسان نیز بایستی سوار یک وسیله سریع بشود که به این وسیله سریع، حمل کننده یا کریر می گویند، که چیزی جز امواج رادیویی نیست که با سرعت 300 هزار کیلومتر در ثانیه در حرکت می باشد.
به عمل سوار کردن امواج صوتی برروی امواج کریر مدولاسیون (مدوله شدن) می گویند.
امواج صوتی را به دو روش سوار بر کریر می شود:
روش AM (مدولاسیون دامنه)
روش FM (مدولاسیون فرکانس)
مدولاسیون AM (Amplitude Modulation)
در این نوع مدولاسیون، دامنه امواج رادیویی ساخته شده توسط نوسان ساز دائماً متناسب با دامنه موج صوتی رسیده از میکروفون تغییر می کند. به عبارت دیگر موج صوتی به صورت لباس بر اندام موج رادیویی پوشانیده می شود که به موج صوتی، پوشش موج رادیویی یا پوشش موج حامل گویند.
بلوک دیاگرام 1-1 یک مدار مدولاسیون AM و ارتباط طبقات آن با یکدیگر را نمایش می دهد.
معایب روش AM
در این روش چون امواج رادیویی توسط آنتن به صورت هوایی پخش می شود پارازیت های موجود در فضا برروی موج سوار شده، اگر بخواهیم توسط فیلتر آنها را حذف کنیم صدا هم حذف می شود. بنابراین پارازیت ها را نمی توان حذف کرد و ایستگاههای دور در روش AM غالباً پارازیت دار می باشند.
توان تلفاتی این روش تقریباً بالا می باشد.
مزیت روش AM:
در این روش چون امواج رادیویی توسط آنتن به صورت هوایی پخش می شود پس از برخورد با لایه بالایی جو که از گازهای مختلف تشکیل شده و دارای یونهای مثبت و منفی هستند، منعکس شده و به زمین برخورد نموده و مجدداً منعکس شده و به همین علت برد آنها زیاد می باشد و البته به علت تغییر دما در ساعات مختلف و تغییرات لایه های گاز، برد آنها نیز در ساعات شبانه روزی فرق می کند و یا صدا به علت رفت و برگشت امواج، خود به خود قوی و ضعیف می شود.
مدولاسیون FM (Frequency Modulation)
در این نوع مدولاسیون، فرکانس امواج رادیویی ساخته شده توسط نوسان ساز دائماً متناسب با امواج صوتی رسیده از میکروفون تغییر می کند.
شکل 1-2 بلوک دیاگرام مدار مدولاسیون FM را نمایش می دهد.
عیب روش FM:
به علت اینکه موج FM دارای فرکانس بالایی است اگر موج هوایی پخش شود از جو گذشته و برنمی گردد به این خاطر موج FM زمینی پخش می شود و درنتیجه بر اثر موانع زیاد، برد آن کم است، برای اینکه برد آن زیاد شود باید بین راه از ایستگاههای تقویت کننده و یا از ماهواره استفاده نمود، یعنی امواج به فضا فرستاده شده و توسط گیرنده فضایی (ماهواره) دریافت شده و پس از تقویت مجدداً امواج به زمین ارسال شود که هزینه آن زیاد می شود.
مزیت روش FM:
چون در این روش بر اثر تغییرات موج صوتی، فرکانس موج رادیویی تغییر می کند بنابراین چنانچه پارازیت های موجود در فضا برروی امواج FM سوار شوند توسط فیلترها، دامنه موج (بالا و پایین موج) حذف شده بدون آنکه به موج صوتی لطمه ای وارد شود صدا بسیار صاف و بدون نویز خواهد شد.
محدوده پهنای باند
پهنای باند برای هر دستگاه در سیستم AM، 10KHz کیلوهرتز است و در این محدوده نباید ایستگاه دیگری برنامه پخش کند برای مثال محدود باند MW از 535KHz تا 1605KHz کیلوهرتز است که تفاضل این دو، عبارت است از
1605-535=1070 که اگر بر 10 تقسیم کنیم برابر با 1.7 یعنی موج MW > 1.7 ایستگاه رادیویی بدون تداخل می تواند کار کند.
ساختمان یک فرستنده رادیویی AM در شکل 1-3 نمایش داده شده است.
میکروفون:
میکروفون مبدل انرژی صوتی به انرژی الکتریکی می باشد.
تقویت کننده اولیه (PR-AMP):
به دلیل اینکه سیگنال تولید شده توسط میکروفون بسیار ضعیف می باشد، نیاز به یک تقویت کننده اولیه دارد. که این کار توسط PR-AMP انجام می گیرد.
تقویت کننده نهایی (Power-AMP)
سیگنال تقویت شده صوتی که توسط میکروفون تولید و توسط Pr-AMP تقویت دامنه می شود. چون از نظر جریان ضعیف است، برای مدولاسیون نیز باید تقویت جریان (به حد مطلوب) شود که این عمل توسط بخش تقویت کننده نهایی انجام می گیرد تا سیگنال صوتی آماده مدوله شدن با کریر شود.
اسیلاتور محلی (LO-OSC):
نوسان ساز فرکانس کریر است (فرکانسی که سیگنال صوتی بر آن سوار می شود)
مدولاتور (مخلوط کننده):
سیگنال آماده شده صوتی را با سیگنال کریر تولید شده توسط بخش اسیلاتور محلی با هم مخلوط می کند تا به صورت امواج رادیویی آماده شود.
تقویت کننده قدرت (Power-AMP-RF):
بدلیل اینکه سیگنال رادیویی ضعیف است و نمی توان آن را به آنتن فرستاد، لزوماً باید تقویت شود که این تقویت توسط بخش تقویت کننده صوت (امواج رادیویی) انجام می شود که جریان موج رادیویی تقویت شده در قسمت ورودی و خروجی Power-AMP-RF از یک سری فیلترها استفاده شده تا هارمونیکهای ناخواسته تولید شده را حذف کند و از فرستادن هارمونیکهای صوتی به آنتن جلوگیری کند.
بخش دوم:
تغذیه و محافظ مدار
اسیلاتور
تقویت کننده صوت
کلید انتخاب کننده ورودی
میکروفون و پری آمپلی فایر (PR-AMP MIC)