Презентация по физике на тему: "Принципы радиосвязи. Радиопередатчик. Модуляция"

Слайд 1

Слайд 2

Радио (лат. radio — излучаю, испускаю лучи ← radius — луч) — разновидность беспроводной связи, при которой в качестве носителя сигнала используются радиоволны, свободно распространяемые в пространстве. Аппаратное помещение радиовещательной станции, 1927 г: Радио

Слайд 3

Передача происходит следующим образом: на передающей стороне (в радиопередатчике) формируются высокочастотные колебания (несущий сигнал) определенной частоты. На него накладывается сигнал, который нужно передать (звука, изображения и т. д.) — происходит модуляция несущей полезным сигналом. Сформированный таким образом высокочастотный сигнал излучается антенной в пространство в виде радиоволн. На приёмной стороне радиоволны наводят модулированный сигнал в приемной антенне, он поступает в радиоприёмник. Здесь система фильтров выделяет из множества наведенных в антенне токов от разных передатчиков сигнал с нужной несущей частотой, а детектор выделяет из него модулирующий полезный сигнал. Получаемый сигнал может несколько отличаться от передаваемого передатчиком вследствие влияния разнообразных помех. Принцип работы р адио

Слайд 4

Частотные д иапазоны Низкие частоты (километровые волны) — f = 30—300 кГц (λ = 1-10 км) В практике радиовещания и телевидения используется упрощённая классификация радиодиапазонов: Сверхдлинные волны (СДВ) — мириаметровые волны Длинные волны (ДВ) — километровые волны Средние волны (СВ) — гектометровые волны Короткие волны (КВ) — декаметровые волны Ультракороткие волны (УКВ) — высокочастотные волны, длина волны которых меньше 10 м. В зависимости от диапазона радиоволны имеют свои особенности и законы распространения : ДВ сильно поглощаются ионосферой, основное значение имеют приземные волны, которые распространяются, огибая землю. Их интенсивность по мере удаления от передатчика уменьшается сравнительно быстро. СВ сильно поглощаются ионосферой днём, и район действия определяется приземной волной, вечером хорошо отражаются от ионосферы и район действия определяется отражённой волной. КВ распространяются исключительно посредством отражения ионосферой, поэтому вокруг передатчика существует т. н. зона радиомолчания. Днём лучше распространяются более короткие волны (30 МГц), ночью — более длинные (3 МГц). Короткие волны могут распространяться на больши́е расстояния при малой мощности передатчика. УКВ распространяются прямолинейно и, как правило, не отражаются ионосферой, однако при определённых условиях способны огибать земной шар из-за разности плотностей воздуха в разных слоях атмосферы. Легко огибают препятствия и имеют высокую проникающую способность. СВЧ не огибают препятствия, распространяются в пределах прямой видимости. Используются в WiFi, сотовой связи и т. д. КВЧ не огибают препятствия, отражаются большинством препятствий, распространяются в пределах прямой видимости. Используются для спутниковой связи. Гипервысокие частоты не огибают препятствия, отражаются подобно свету, распространяются в пределах прямой видимости. Использование ограничено.

Слайд 5

Радиоволны распространяются в пустоте и в атмосфере; земная твердь и вода для них непрозрачны. Однако, благодаря эффектам дифракции и отражения, возможна связь между точками земной поверхности, не имеющими прямой видимости (в частности, находящимися на большом расстоянии). Распространение радиоволн от источника к приёмнику может происходить несколькими путями одновременно. Такое распространение называется многолучёвостью . Вследствие многолучёвости и изменений параметров среды, возникают замирания (англ. fading ) — изменение уровня принимаемого сигнала во времени. При многолучёвости изменение уровня сигнала происходит вследствие интерференции, то есть в точке приёма электромагнитное поле представляет собой сумму смещённых во времени радиоволн диапазона. Распространение Радиоволн

Слайд 6

Радиопередатчик (радиопередающее устройство) — устройство для формирования радиочастотного сигнала, подлежащего излучению. Функционально радиопередатчик состоит из следующих частей: — задающий генератор (например, синтезатор с ФАПЧ или DDS); — модулятор (например, аналоговый или DSP с применением векторной IQ модуляции); — предварительного, предоконечного и оконечного усилителей; — цепей согласования импедансов, фильтров, систем защит от аварийных режимов работы, измерения параметров и индикации. Радиопередатчик

Слайд 7

Современный радиопередатчик состоит из следующих конструктивных частей: задающий генератор частоты (фиксированной или перестраиваемой) несущей волны; модулирующее устройство, изменяющее параметры излучаемой волны (амплитуду, частоту, фазу или несколько параметров одновременно) в соответствии с сигналом, который требуется передать (часто задающий генератор и модулятор выполняют в одном блоке — возбудитель); усилитель мощности, который увеличивает мощность сигнала возбудителя до требуемой за счёт внешнего источника энергии; устройство согласования, обеспечивающее максимально эффективную передачу мощности усилителя в антенну; антенна, обеспечивающая излучение сигнала. Структурная Схема

Слайд 8

Модуляция (лат. modulatio — размеренность, ритмичность ) — процесс изменения одного или нескольких параметров высокочастотного несущего колебания по закону низкочастотного информационного сигнала (сообщения). Передаваемая информация заложена в управляющем (модулирующем) сигнале, а роль переносчика информации выполняет высокочастотное колебание, называемоенесущим. Модуляция, таким образом, представляет собой процесс «посадки» информационного колебания на заведомо известную несущую. В результате модуляции спектр низкочастотного управляющего сигнала переносится в область высоких частот. Это позволяет при организации вещания настроить функционирование всех приёмо-передающих устройств на разных частотах с тем, чтобы они «не мешали» друг другу. В качестве несущего могут быть использованы колебания различной формы (прямоугольные, треугольные и т. д.), однако чаще всего применяются гармонические колебания. В зависимости от того, какой из параметров несущего колебания изменяется, различают вид модуляции (амплитудная, частотная, фазовая и др.). Модуляция дискретным сигналом называется цифровой модуляцией или манипуляцией. Модуляция

Слайд 9

Виды модуляции

Слайд 10

Всемирный день радио