Урок 2.2 Радиосигнали, предаване на информация, модулация

Урок 2.1 разгледа темата за радиовълните и честотното разпределение по въздуха. В този урок ще се опитаме да разберем под проста и достъпна форма как това се прилага на практика.

Радиовълните са високочестотни трептения на електромагнитното поле, които могат да се разпространяват в свободно пространство на значителни разстояния.

Най-привлекателното в това е, че информацията може да се предава с помощта на радиовълни.

Основните параметри на трептене са честота, амплитуда, фаза.

Ако един от параметрите на вибрацията е променен от предаващата страна и тази промяна е избрана от приемащата страна, тогава по този начин информацията може да бъде предадена на разстояние.

Процесът на промяна на един от вибрационните параметри в съответствие с предадената информация от предаващата страна се нарича модулация.

Процесът на извличане на полезна информация от трептенията на приемащата страна се нарича откриване.

Високочестотни вибрации, параметърът, който се променя по време на предаване, се нарича носител.

Полезният товар, който променя параметъра на носителя, се нарича сигнал на основната лента.

Ако модулиращият сигнал променя носещата честота, тогава такава модулация се нарича честотна модулация. Честотната модулация с еднотонов синусоидален сигнал е показана на фигурата по-долу.

Ако модулиращият сигнал променя амплитудата на носителя, тогава такава модулация се нарича амплитуда. Модулация амплитудата на еднотонов синусоидален сигнал е показана на фигурата по-долу.

Ако модулиращият сигнал променя фазата на носителя, тогава такъв модулация наречена фаза.

Най-простата форма на фазова модулация е фазово манипулиране, когато фаза рязко се променя.

Има много видове модулация. Всички те имат предимства и недостатъци.

Примери за най-честото използване на модулации:

Честотна модулация - радиоразпръскване в обхватите на УКВ (и FM), предаване на звук при наземно телевизионно излъчване, предаване на сигнали с цветна разлика при наземно телевизионно излъчване на цветната система SECAM (това беше основното в СССР) и др.

Фазова модулация - предаване на сигнали с разлики в цветовете при наземно телевизионно излъчване на цветната система PAL (основно в Европа).

Когато предавате информация с помощта на радиосигнали, основните задачи, с които трябва да се сблъскате, са:

Имунитет от външна намеса. Например честотната модулация в това отношение е по-добра от амплитудната.
Спектърът на честотите, заети от модулирания сигнал във въздуха. Етерът е един за всички. Предаваните сигнали не трябва да си пречат. Ето защо има таблици за съвместимост на честотите на радио- и телевизионно излъчване в съседни райони. Колкото по-тесен е спектърът на заетите честоти, толкова повече комуникационни канали могат да бъдат поставени в ефир. В същото време, колкото по-високо е качеството на предавания сигнал, толкова по-широк е спектърът, необходим за неговото предаване.
Сложност и цена на предавателно и приемателно оборудване.

Колкото по-високи са честотите, толкова повече комуникационни канали могат да бъдат организирани. Но с увеличаване на честотите, сложността и цената на оборудването се увеличава. Сега виждаме все по-интензивно развитие на честотите в диапазона гигагерци (GHz) и по-горе.

Блоковата схема на прост канал за предаване на звук на разстояние е показана по-долу:

С развитието на техническия прогрес е възможно по-рационално да се използват честотите на етера, който е толкова пренаселен. Въвеждането на цифрова наземна телевизия DVB T2 е добър пример за това. Ако по-рано, с прост метод на аналогово телевизионно излъчване, един телевизионен канал е бил разположен на една честота от обхвата на дециметъра, например 430 MHz, тогава в стандарта DVB T2, на тази една честота, пакет от 8 телевизионни канала с цифров качество може да се постави. Това предимство е толкова ясно, че широкото прилагане на стандарта DVB T2 и прекъсването на аналоговото телевизионно излъчване вече са в ход.