رادیو.فرستنده.مدلاسیون دامنه

[amir ahmadi]

می خواهم کمی از سازو کار رشته خودم بازگوکنم.امید که مقبول افتد.
در هر سیستم ارتباتط رادیویی هدف ان است که پیام از نقطه ای به نقطه دیگر منتقل شود
این ارنباط یا یکطرفه است مانند رادیو و تلوزیون یا دوطرفه است مانند تلفن بی سیم
برای ارسال کردن موج پیام از مبدا به مقصد به انجام عمل مدلاسیون نیاز است که در این عمل موج پیام بر موج دیگری به نام موج حامل یا کریر سوار می شود تا قابل استفاده باشد.این پیاده شدن موج پیام از موج حامل نیز دمدلاسیون می نامند.مدلاسیون می تواند از انواع دامنه ،فرکانسیا فاز باشد که انواع دامنه و فرکانس ان در حوزه انالوگ متداول تر است.
در حوزه دجیتال نیز از انواع متعددی مدلاسیون استفاده می شود .بحث بر مدلاسیون دامنه و فرستنده هایی است که از این روش مدلاسیون استفاده می کنند.

[amir ahmadi]

مدلاسیون دامنه،
مدلاسیون دامنه نوعی از مدلاسیون است که در ان دامنه موج حامل بر حسب دامنه موج
پیام تغییر می کند.به عبارت دیگر مدلاسیون دامنه زمانی رخ می دهد که صوت مدوله کننده
یا موج حامل به نحوی ترکیب شود که توان موج حاصل از این ترکیب بر اساس دامنه صوت
مدوله کننده تغییر کند.اصل اساسی در انتقال رادیویی تبدیل فرکانسهای صوتی به فرکانس
رادیویی قابل تشعشع به عنوان موج الکترومغناطیسی است.این امواج را می توان در مقصد
گرفت و فرکانسهای صوتی اصلی را بازیابی نمود.

[amir ahmadi]

سیستمهای باند جانبی:
فرایند انتقال موج رادیویی AM روش نسبتا مشخصی است .یک فرستنده AM شامل دو
قسمت اصلی است.قسمت RFو قسمت صوتی.
این دو قسمت اطلاعات موج حامل و سیگنال مدوله کننده را در خود دارند.
این اطلاعات در مداری به نام مدولاتور با هم ترکیب می شوند.
نتیجه این ترکیب موج رادیویی است که ارسال می شود.
فرستنده های AM:
در فرستنده های AM موج حامل را اسلیاتور کریستالی با پایداری و دقت زیاد تولید می کند
که البته ممکن است در ادامه تقویت یا حتی فرکانس ان چند برابر شود.
بر حسب محل انجام عمل مدلاسیون AM دو ارایش اصلی در ساختار یک فرستنده AM به کار گرفته می شود.
مدولاسیون سطح بالا و مدولاسیون سطح پایین.

[amir ahmadi]

مدولاسیون AM سطح بالا:
مدولاسیون سطح بالای AM به این مفهوم است که عمل مدوله سازی موج حامل را
سیگنال صوتی در طبقه تقویت کننده قدرت صورت می دهد.
در مدولاسیون سطح بالا موج حامل را اسیلاتور تولید و تا سطح توان موردنیازتقویت میکند
این سطح توان در حقیقت سطح توانی است که می خواهیم ارسال کنیم.عمل مدله
سیگنال صوتی در یک طبقه قدرت انجام می گیرد.در این حالت تقویت کننده قدرت
تقویت کننده نهایی نامیده می شود.
از انجا که توان موج حامل در قسمت تقویت کننده نهایی زیاد است،ما به اندازه ای از
توان صوتی نیاز داریم که مدلاسیون صددرصد تولید کند.این سخن مقداری گمداه کننده
است،اما طبقات تقویت کننده میکروفن و مدولاتور در واقع مدارات تقویت کننده صوتی
هستند که توان اندک خروجی میکروفن را تا مقدار مورد نیاز افزایش می دهند.
عمل مدولاسیون AM در طبقه ای که مدولاتور نام دارد انجام نمی شود .بلکه این امر در
تقویت کننده قدرت رخ می دهد.البته لازم است که برای انجام عمل مدولاسیون درتقویت
کننده قدرت ،این تقویت کننده غیر خطی باشد که تقریبا کلاس C است.مزیت انتشار
سطح بالا راندمان بالاتر است که موج حامل یا سیگنال خروجی اسیلاتور با استفاده
از تقویت کننده های کلاس c که راندمان بالایی دارند مدوله می شود.

[amir ahmadi]

افزایش هزینه مالی نیز به این دلیل است که سیگنال صوتی برای مدوله کردن موج حامل
دارای توان بالا ،به مقدار زیادی تقویت نیاز دارد و برای این منظور باید مسیر سیگنال صوتی
مداراتی داشته باشد که سطح ان را تا حد توان بالا تقویت کنند.این مسئله به زمانی حادتر می شود که برای تقویت سیگنال صوتی از تقویت کننده های پوش پول کلاسBاستفاده شود که به تجهیزات زیادی نیاز می شود.در فرستنده های جدیدتر در
مسیر تقویت سیگنال صوتی از روش واسطی به نام مدولاسیون عرض پالس
(PDM یاPWM ) استفاده می شود که علاوه بر افزایش قابل تئوجه کیفیت و راندمان
سیستم ،باعث صرفه جویی قابل ملاحظه ای در میزان و هزینه قطعات مصرفی می شود
اغلب فرستنده های پر قدرت AM از روش مدولاسیون سطح بالا استفاده می کنند.

[amir ahmadi]

مدولاسیون AM سطح پایین:
مدولاسیون سطح پایین AM به این مفهوم است که موج حامل در طبقات قبل از تقویت
کننده قدرت مدوله می شود.این روش از روش قبل اقتصادی تر است .این کاهش هزینه
به این دلیل است که سیگنال صوتی می تواند در سطح پایین تر توان باشد.عیب این روش
راندمان کمتر سیستم است.فرستنده های سطح پایین معمولا در سیستمهای ارزان و
کم توان یافت می شوند.فرکانس حامل یا اسیلاتور ،موج حامل RF تولید می کند و تا حد
لازم تقویت می شود.
طبقه تقویت کننده بافر پس از اسیلاتور تقویت کننده ای است که بدون انکه از اسیلاتور
توان بیشتری بکشد.سطح توان دریافتی از اسیلاتور را تا حد قابل استفاده ای افزایش
می دهد.تلاش برای کشیدن توان بیشتر از یک اسیلاتور می تواند نوسان را متوقف کند
یا باعث بریدگی شکل موج حامل شود.دلیل نیاز به تقویت کننده بافر نیز همین موضوع است.
سیگنال دریافتی از میکروفن تا حد قابل استفاده تقویت می شود و به همراه موج حامل
به پیش تقویت کننده اعمال می شود.پیش تقویت کننده تنها یک تقویت کننده است اما
تقویت کننده ای غیر خطی که به عنوان مدولاتور عمل می کند.خروجی مدولاتور شامل
سیگنال کریر با دو باند جانبی است که معمولا ان را سیگنال AM می نامند.
نکته قابل توجه اینکه بعد از مدار پیش تقویت کننده که به عنوان مدولاتور عمل می کند.
ما سیگنالی را که می خواهیم ارسال شود تولید کرده ایم.تمام ان چیزی که باید اینک
انجام شود.افزایش سطح توان تا حد مورد نیاز است.تمام طبقات تقویت کننده پس از
مدولاسیون بایدخطی باشند.عیب اصلی این روش نیز همین است .زیرا تقویت کننده های
خطی در کلاس A و B می باشند که راندمان پایینی دارند.مدولاسیون سطح پایین
معمولا بهترین روش برای فرستنده های کم قدرت و ارزان است.

[amir ahmadi]

فرستنده های رادیویی:
هر فرستنده رادیویی دوقسمت اصلی موج حامل و سیگنال صوتی دارد.البته در تقسیم بندی
دیگری واحد تغذیه را یک قسمت مجزا در کنار این دو قسمت ذکر می کنند.
در انتخاب یا طراحی یک فرستنده رادیویی باید مسائل زیر را مد نظر قرار داد.
دقت و پایداری فرکانسی:فرکانس انتشار باید تمام ملزومات قانونی دارا باشد.
فرکانس باید در تمام اوقات مشخصات مصوب را حفظ کند.
خلوص طیفی:خروجی های ناخواسته باید از حد مشخصی کمتر باشند.
راندمان:در فرستنده های بزرگ به دلایل اقتصادی مهم است.
در فرستنده های سیار به دلیل حفظ توان باطری.
وفاداری مدولاسیون:
بسته به کاربرد،اعوجاج باید در حد قابل قبولی باشد.
از اضافه مدولاسیون باید اجتناب شود.
محدود کننده ها و فشره سازهای صوتی باید برای نگاه داشتن شاخص مدولاسیون
نزدیک صددرصد و نیز محافظت از فرستنده در برابر بار اضافی و مدولاسیون اضافی مورد
استفاده قرار گیرند.
تغییر فرکانس سریع: همیشه مورد نیاز نیست
طبقات فرستنده
اسیلاتور
موج حامل را می سازد
نوسان ساز کریستالی یا سینتی سایزر فرکانسی است
دقت و پایداری بسیار مهم است
عموما در توان پایین کار می کند.
بافر/ضرب کننده:
یک بافر تقویت کننده ای که وظیفه اصلی ان مجزاسازی طبقات است.توان ان کم و
معمولا در کلاسA است.
ضرب کننده های فرکانس زمانی استفاده می شوند که فرکانس حامل باید افزایشیابد
معمولا توان پایین و در کلاس C دارند؛زیرا هارمونیک های موج اصلی مورد نیاز می باشند.
درایور:
یک تقویت کننده توان کوچک که توان مورد نیاز برای ورودی طبقه نهایی را فراهم میسازد
و معمولا در کلاسC است و در فرکانس انتشار تنظیم شده است.
ممکن است چندین طبقه درایور وجود داشته باشدیا حتی در اولین طبقه درایور از
پوش پول کلاس B به جای کلاس c استفاده شود.
تقویت کننده قدرت/مدولاتور
معمولا طبقه نهایی فرستنده است و در کلاس c کار می کندو در فرکانس انتشار
تنظیم شده است.مدولاسیون دامنه اینجا اعمال می شود/در مدولاسیون سطح بالا.
تقویت کننده سیگنال صوتی مدوله کننده باید قابلیت تامین نیمی از توان ورودی به این
طبقه را برای مدولاسیون صددرصد داشته باشد.
تطبیق امپدانس خروجی:امپدانس بار تقویت کننده باید با امپدانس خروجی ،که برای
فرستنده مشخص شده است،مطابقت داشته باشد.
اغلب فرستنده ها امپدانس خروجی 50 اهم و بعضی نیز امپدانس 75 اهم دارند.
مدار تطبیق باید هارمونیکهای موج اصلی و نیز دیگر سیگنالهای ناخواسته را حذف کند.