Η ΜΕΤΑΔΟΣΗ ΚΑΙ ΛΗΨΗ ΣΗΜΑΤΩΝ ΜΕ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΑ ΚΥΜΑΤΑ

Η ΜΕΤΑΔΟΣΗ ΚΑΙ ΛΗΨΗ ΣΗΜΑΤΩΝ ΜΕ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΑ ΚΥΜΑΤΑ

 

Η ΜΕΤΑΔΟΣΗ ΚΑΙ ΛΗΨΗ ΣΗΜΑΤΩΝ ΜΕ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΑ ΚΥΜΑΤΑ

ΕΙΣΑΓΩΓΗ

 Η εποχή μας θα μπορούσε να χαρακτηριστεί «εποχή της πληροφορίας».Ασύλληπτα μεγάλος αριθμός πληροφοριών μεταφέρονται από τον πομπό στο δέκτη της πληροφορίας,με καλώδια χαλκού ή με οπτικές ίνες ή-στην ασύρματη τηλεπικοινωνία-μέσω των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων.

Βασικά στοιχεία ενός ασύρματου ραδιοσυστήματος

 Σε κάθε μορφή τηλεπικοινωνίας,η προς μετάδοση πληροφορία-ήχος ή εικόνα- "μετατρέπεται" με το κατάλληλο μέσο-μικρόφωνο ή βιντεοκάμερα,αντίστοιχα-σε ένα ηλεκτρικό ρεύμα (σήμα).Το ηλεκτρικό αυτό ρεύμα στην κεραία του πομπού μετατρέπεται σε ηλεκτρομαγνητικό κύμα που κινούμενο με την ταχύτητα του φωτός φτάνει στο δέκτη για να "μετατραπεί " και πάλι σε ρεύμα και στη συνέχεια σε ήχο ή εικόνα με μια κατά βάση αντίστροφη διαδικασία.

Το ραντάρ

 Στη συνέχεια θα περιγράψουμε πώς γίνεται η μετάδοση ενός ήχου στην ασύρματη τηλεπικοινωνία.

Η ΕΚΠΟΜΠΗ

 Με ένα μικρόφωνο,ένας ήχος μπορεί να μας δώσει μεταβαλλόμενο ηλεκτρικό ρεύμα.Οι διακυμάνσεις του μικροφωνικού ρεύματος εξαρτώνται από τον ήχο που φτάνει στο μικρόφωνο.Ένας απλός ήχος,π.χ. ο ήχος ενός διαπασών,δίνει μικροφωνικό ρεύμα που έχει τη μορφή του σχήματος α.Με άλλη διάταξη,ο πομπός παράγει υψίσυχνο αρμονικό ρεύμα με ορισμένη συχνότητα,χαρακτηριστική του κάθε σταθμού (φέρουσα συχνότητα).Στο υψίσυχνο αυτό ρεύμα προστίθεται το μικροφωνικό ρεύμα.Το ρεύμα που προκύπτει,αφού ενισχυθεί,οδηγείται στην κεραία εκπομπής,η οποία εκπέμπει ηλεκτρομαγνητικό κύμα της ίδιας μορφής.

α) Μικροφωνικό ρεύμα
β) ρεύμα υψηλής συχνότητας
γ) διαμορφωμένο ρεύμα

 Η διαδικασία πρόσθεσης των δύο ρευμάτων είναι μια πολύπλοκη διαδικασία που ονομάζεται διαμόρφωση.Κατά τη διαδικασία αυτή το μικροφωνικό ρεύμα «αποτυπώνεται» στο υψίσυχνο ρεύμα.

 Η διαμόρφωση μπορεί να γίνει με δυο τρόπους.Στη διαμόρφωση κατά πλάτος ή AM (από τις λέξεις amplitude modulation) το μικροφωνικό ρεύμα μεταβάλλει το πλάτος του υψίσυχνου ρεύματος.Στην περίπτωση του μικροφωνικού ρεύματος που παίρνουμε από απλό ήχο,το διαμορφωμένο ρεύμα παρουσιάζει τη μορφή του σχήματος γ.

α) Μικροφωνικό ρεύμα
β) ρεύμα διαμορφωμένο κατά συχνότητα

 Στη διαμόρφωση κατά συχνότητα ή FM (frequency modulation) η συχνότητα του διαμορφωμένου ρεύματος δεν είναι σταθερή αλλά μεταβάλλεται περιοδικά ανάλογα με την ένταση του μικροφωνικού ρεύματος.

Βασικά στοιχεία ενός πομπού

 Το πλεονέκτημα αυτής της διαμόρφωσης είναι ότι το εκπεμπόμενο ηλεκτρομαγνητικό κύμα δεν επηρεάζεται σημαντικά από παράσιτα.

Το γενικό διάγραμμα ενός ραδιοφωνικού πομπού

 Η διαμόρφωση επιβάλλεται για δύο λόγους: 

α) Το μήκος μιας κεραίας πρέπει να είναι συγκρίσιμο με το μήκος του ηλεκτρομαγνητικού κύματος που εκπέμπει.Τα μικροφωνικό ρεύματα έχουν συχνότητες που κυμαίνονται από 20 Ηz-20000 Ηz (ακουστές συχνότητες).Επομένως,για να εκπεμφθεί ηλεκτρομαγνητικό κύμα με τέτοιες συχνότητες απαιτείται κεραία μήκους πολλών χιλιομέτρων, 

β) Κάθε πομπός πρέπει να έχει κάποια ταυτότητα ώστε να είναι δυνατή η αναγνώριση και η επιλογή του από κάποιο δέκτη.

Η ΛΗΨΗ

 Η λήψη του ηλεκτρομαγνητικού κύματος από το δέκτη (ραδιόφωνο) γίνεται με ένα αγωγό (κεραία) που,συνήθως,είναι ένα απλό σύρμα.Η κεραία του δέκτη "εκτίθεται" στα ηλεκτρομαγνητικά κύματα πολλών σταθμών.Η επιλογή ενός συγκεκριμένου πομπού (σταθμού) πραγματοποιείται με ένα κύκλωμα LC,επαγωγικά συνδεδεμένο με την κεραία του δέκτη.Ο πυκνωτής του κυκλώματος αυτού είναι μεταβλητός.Όταν μεταβάλλουμε τη χωρητικότητα του πυκνωτή, στρέφοντας το κουμπί επιλογής σταθμών,μεταβάλλουμε την ιδιοσυχνότητα του κυκλώματος LC.

Βασικά στοιχεία ενός δέκτη

 Κάθε ραδιοφωνικός σταθμός,με τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα που εκπέμπει,δημιουργεί στην κεραία ένα ηλεκτρικό ρεύμα.Το ρεύμα που έχει συχνότητα ίση με την ιδιοσυχνότητα του κυκλώματος LC ενισχύεται στο κύκλωμα.

α) Το κύκλωμα επιλογής
β) Σχηματική παράσταση της διαδικασίας λήψης

 Το ρεύμα αυτό είναι όμοιο με το διαμορφωμένο ρεύμα του πομπού που έχει επιλεγεί.Στη συνέχεια,το ρεύμα αυτό,με μια διαδικασία που ονομάζεται φώραση ή αποδιαμόρφωση,διαχωρίζεται στο,άχρηστο πλέον,υψίσυχνο ρεύμα και στο ρεύμα χαμηλής συχνότητας,που είναι όμοιο με το μικροφωνικό ρεύμα του πομπού.

 Το χαμηλής συχνότητας ρεύμα,αφού ενισχυθεί,διαβιβάζεται στο μεγάφωνο το οποίο παράγει ήχο όμοιο με τον ήχο που δημιούργησε το μικροφωνικό ρεύμα στον πομπό.