Transcript Document 7724300

ความรู้เบือ้ งต้ นระบบสื่อสารวิทยุ
• ระบบวิทยุสื่อสาร แบ่งออกเป็ น 2 ระบบ
– วิทยุสื่อสารระบบ HF/SSB SINGLE SIDEBAND
• ย่านความถี่ HF (High Frequency) 3-30 MHz
• เหมาะกับการสื่อสารในระยะทางไกล 80-100 กม. ไม่เหมาะกับการติดต่อระยะใกล้
– วิทยุสื่อสารระบบ VHF/FM
• ย่านความถี่ VHF (Very High Frequency) 30-300 MHz
• เหมาะกับการสื่อสารในระยะใกล้ 60-80 กม.
การแบ่ งย่ านความถี่คลื่นวิทยุ
VHF
LF
MF
HF
VHF
UHF
SHF
EHF
ย่านความถี่
Very Low Frequency
Low Frequency
Medium Frequency
High Frequency
Very High Frequency
คลื่นความถี่
ต่ากว่า 30 KHz
30-300 KHz
300-3000 KHz
3-30 MHz
30-300 MHz
การใช้ งาน
การสื่อสารใต้ น ้า
วิทยุนาร่อง,สัญญาณเวลา
วิทยุ AM
วิทยุสมัครเล่น
วิทยุ FM,การสื่อสาร
line of Sight
Ultra High Frequency
300-3000 MHz วิทยุ,โทรทัศน์
โทรศัพท์เคลื่อนที่
Wireless, LAN
Super High Frequency
3-30 GHz
ใช้ กบั อุปกรณ์ Microwave
Extremely High Frequency 30-300 GHz
ใช้ ทางดาราศาสตร์
ความถี่วิทยุของกรมชลประทานย่ าน VHF มี 8 ความถี่
•
•
•
•
•
•
•
•
1. ความถี่ 138.275 MHz
2. ความถี่ 139.000 MHz (ใช้ สง่ Data ระบบโทรมาตร)
3. ความถี่ 139.050 MHz (ใช้ ทกุ สานักชลประทาน)
4. ความถี่ 139.100 MHz
5. ความถี่ 139.150 MHz
6. ความถี่ 139.200 MHz
7. ความถี่ 141.000 MHz (ใช้ สง่ Data ระบบโทรมาตร)
8. ความถี่ 141.050 MHz
ความถี่วิทยุของกรมชลประทานย่ าน SSB มี13 ความถี่
1. 4810 KHz (ไม่ได้ ใช้ แล้ ว, มีนโยบายว่าจะคืนให้ กทช)
2. 5020 KHz
3. 5820 KHz
4. 5830 KHz
5. 7640 KHz
6. 7630 KHz
7. 7855 KHz
8. 7999 KHz
9. 9203 KHz (ไม่ได้ ใช้ แล้ ว, มีนโยบายว่าจะคืนให้ กทช)
10. 9332 KHz
11. 9170 KHz
12. 9086 KHz
12. 9257 KHz
*(กทช. สานักงานคณะกรรมการกิจการโทรคมนาคมแห่งชาติ)
การแพร่กระจายคลื่นวิทยุ
การแพร่กระจายคลื่นวิทยุคลื่นฟ้า(SKY WAVE)
• ชั้นบรรยากาศไอโอโนสเฟี ยร์ คือ เพดานไฟฟ้าที่ห่อหุม้ โลก
• ชั้นบรรยากาศโทรโปสเฟี ยร์ คือ บรรยากาศที่ห่อหุม้ โลก
การแพร่กระจายคลื่นวิทยุคลื่นตรงและคลื่นสะท้ อน
ตัวอย่างโจทย์หาระยะทางไกลสุด(Line of Sight)
• ให้ ความสูงเสา(h1) = 16 เมตร ให้ ความสูงเสา(h2) = 9 เมตร
จงหาระยะทางไกลสุดที่สามารถติดต่อสื่อสารได้
วิธีทา
จากสมการ D= D1+D2
= 4.12(16 9)
= 28.84 กิโลเมตร
ตอบ ระยะทางไกลสุดที่สามารถส่งไปได้ เท่ากับ 28.84 กิโลเมตร
(*10 ฟุต = 3 เมตร)
(150 ฟุต = 45 เมตร)
การบดบังจากสิ่ งแวดล้อม
การบดบังจากสิ่ งกีดขวาง
การบดบังจากอาคารสู ง
ผลดี
- สามารถสื่อสารได้ ไกลขึ ้น
ผลเสีย
- ค่าใช้ จา่ ยมากขึ ้น
- ติดตังยาก
้
ข้ อกาหนดพื ้นฐานเสาวิทยุ
1.ไฟสีแดง 1 ดวงไม่กระพริ บ ที่ความสูง
เสา 45 เมตร
2.หากเกิน 45 เมตร ต้ องติดไฟ 600 วัตต์
สีแดงทุกระยะ 45 เมตรแบบกระพริ บ
3.เสาสีขาวสลับแดงโดยบนสุดและ
ล่างสุดเป็ นสีแดง
4.เสาทาจากเหล็กชุบ Hot-Dip
Galvanized กันสนิม
5.ความต้ านทานดินวัดได้ ไม่เกิน 5 โอห์ม
คลื่นแพร่กระจายเป็ นลักษณะจุดและขีด ผู้รับต้ องทราบความหมาย รหัสในการติดต่อ
ตัวอย่าง เช่น รหัสมอร์ ส ปั จจุบนั กรมชลประทานไม่ได้ ใช้ งาน
ดีกว่าแบบ C.W. ตรงที่โอกาสผิดพลาดในการรับสัญญาณน้ อยกว่าเนื่องจากได้ ผสมความถี่เสียงเข้ ามาด้ วย
การผสมคลื่น(Modulation)
คือ การผสมสัญญาณความถี่เสียงเข้ ากับสัญญาณความถี่คลื่นพาห์
ซึง่ มี 2 แบบด้ วยกัน
1.แบบ AM (Amplitude Modulation) ขนาดของคลื่นพาห์เปลี่ยนแปลงไป
ตามขนาดของสัญญาณเสียง
2.แบบ FM (Frequency Modulation) ความถี่ของคลื่นพาห์เปลี่ยนแปลง
ไปตามขนาดของสัญญาณเสียง
องค์ประกอบของเครื่ องส่งวิทยุระบบ AM
1.ไมโครโฟน(Microphone) เปลี่ยนพลังงานเสียงให้ เป็ นพลังงานไฟฟ้า
2.ภาคขยายความถี่เสียง (AF Amplifier) ขยายสัญญาณทางไฟฟ้าของความถี่เสียงให้ แรงขึ ้น
3.ภาคกาเนินความถี่วิทยุ(RF Oscillator) สร้ างความถี่วิทยุหรื อคลื่นพาห์
4.ภาคผสมคลื่น (Modulator) ผสมสัญญาณความถี่เสียงเข้ ากับสัญญาณความถี่วิทยุหรื อคลื่นพาห์
5.ภาคขยายกาลังคลื่นวิทยุ (RF Power Amplifier) ขยายสัญญาณความถี่วิทยุให้ แรงตามต้ องการ
ก่อนส่งออกอากาศ
6.สายอากาศ (Antenna) เปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าจากเครื่ องส่งวิทยุให้ เป็ นพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้า
เพื่อแพร่กระจายไปในอากาศ
องค์ประกอบของเครื่ องส่งวิทยุระบบ FM
คล้ ายกับระบบ AM แต่แตกต่างกันคือ หลักการผสมคลื่นเป็ นแบบ FM
โดยเพิ่มภาคคูณความถี่(Frequency Multiplier) เข้ ามาเพื่อให้ ง่ายต่อการผสมคลื่นที่มี
ความถี่สงู
ข้ อดีข้อเสียของระบบ A.M. และ F.M.
ระบบ A.M.
ข้ อดี
1.เป็ นระบบที่ง่ายไม่ซบั ซ้ อน ราคาถูก
2.ประหยัดความถี่ใช้ งาน
ข้ อเสีย
1.มีสญ
ั ญาณรบกวนสูง คุณภาพเสียงไม่ดี
ระบบ F.M.
ข้ อดี
1.มีสญ
ั ญาณรบกวนต่า คุณภาพเสียงดี
ข้ อเสีย
1.ระบบซับซ้ อน ทาให้ มีราคาแพง
2.ใช้ แถบความถี่คลื่นมาก
เครื่ องรับวิทยุ แบ่งออกเป็ น 3 แบบ
1.วิทยุแร่ (ปั จจุบนั ไม่ใช้ แล้ ว)
2.วิทยุแบบ Tuned Radio Frequency (T.R.F)
3.วิทยุแบบซูเปอร์ เฮทเทอโรดายน์ (Superheterodyne Receive)
องค์ประกอบของเครื่ องรับวิทยุแบบ T.R.F.
1.สายอากาศ ทาหน้ าที่เปลี่ยนพลังงานคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเป็ นพลังงานไฟฟ้า
2.ภาคขยายความถี่วิทยุ ทาหน้ าที่ขยายสัญญาณวิทยุที่เข้ ามาให้ มีความแรงขึ ้น
3.ภาคดีเทกเตอร์ (Detector) ทาหน้ าที่แยกสัญญาณความถี่เสียงออกจากสัญญาณวิทยุ
หรื อคลื่นพาห์
4.ภาคขยายกาลังความถี่เสียง ขยายสัญญาณความถี่เสียงให้ แรงพอจะส่งไปยังลาโพง
5.ลาโพง เปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าเป็ นพลังงานเสียง
หลักการของเครื่ องรับวิทยุแบบซูเปอร์ เฮทเทอโรดายน์
เมื่อมีความถี่เข้ ามาเครื่ องรับจะทาการเปลี่ยนความถี่ที่รับมาให้ เป็ นความถี่กลาง (IF) แล้ วนาเอา
ความถี่ไปใช้ งานต่อไป
องค์ประกอบของเครื่ องรับวิทยุแบบซูเปอร์ เฮทเทอร์ โรดายน์
1.สายอากาศ ทาหน้ าที่เปลี่ยนพลังงานคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเป็ นพลังงานไฟฟ้า
2.ภาคขยายความถี่วิทยุ ทาหน้ าที่ขยายสัญญาณวิทยุที่เข้ ามาให้ มีความแรงขึ ้น
3.ภาคคอนเวอร์ เตอร์ ประกอบด้ วยภาคออสซิเลเตอร์ และ มิกเซอร์ โดยภาคออสซิเลเตอร์ จะทา
หน้ าที่สร้ างความถี่ปอ้ นให้ ภาคมิกเซอร์ ส่วนภาคมิกเซอร์ จะทาหน้ าที่ผสมความถี่ที่รับมาเข้ ากับ
สัญญาณออสซิเลเตอร์ ให้ ได้ ความถี่กลาง
4.ภาคขยายความถี่ปานกลาง(IF Amplifier) ทาหน้ าที่ขยายสัญญาณให้ แรงขึ ้นเพื่อเพิ่มความไวใน
การรับให้ สงู ขึ ้น
5.ภาคดีเทกเตอร์ (Detector) ทาหน้ าที่แยกสัญญาณความถี่เสียงออกจากสัญญาณวิทยุ
หรื อคลื่นพาห์
6.ภาคขยายกาลังความถี่เสียง ขยายสัญญาณความถี่เสียงให้ แรงพอจะส่งไปยังลาโพง
7.ลาโพง เปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าเป็ นพลังงานเสียง
คุณสมบัติของเครื่ องรับ-ส่งวิทยุ
1.ความไวในการรับ(Sensitivity) คือ ความสามารถในการรับสัญญาณอ่อน ๆ ได้
2.ความสามารถในการแยกสถานี(Selectivity) คือ ความสามารถในการแยกสัญญาณที่ต้องการรับ
ออกจากสัญญาณอื่นที่มีความถี่ใกล้ เคียง
3.ความชัดเจนของเสียง(Fidelity) คือ ความสามารถทาให้ เสียงที่ได้ รับฟั งมีความชัดเจนเหมือนกับ
ต้ นทาง
4.ความมีเสถียรภาพทางความถี่(Stability) คือ ความสามารถในการทาให้ เครื่ องรับวิทยุหรื อความถี่
ส่งวิทยุมีค่าคงที่ได้
5.การแพร่คลื่นแปลกปลอม (Spurious Emission) คือ การแพร่คลื่นที่ไม่จาเป็ นออกไปทาให้ เกิดการ
รบกวนกับความถี่อื่น ๆ
6.อัตราส่วนระหว่างสัญญาณที่ต้องการกับสัญญาณรบกวน(Signal to Noise Ratio) คือค่าที่ใช้
บอกว่าระบบมีการรับสัญญาณได้ ดีเพียงใดเมื่อเทียบกับสัญญาณรบกวน
ปกติให้ มีค่าไม่เกิน 1.5:1
สายอากาศ
สายอากาศมี 2 ประเภท
1.สายอากาศแบบรอบตัว (Omnidirectional Antenna)
มีลกั ษณะการแพร่กระจายคลื่นออกไปใกล้ เคียงกันในทุกทิศทาง
2.สายอากาศแบบทิศทาง(Directional Antenna)
มีลกั ษณะการแพร่กระจายคลื่นออกไปได้ ดีในทิศทางที่กาหนด
สายอากาศไดโพล
สายอากาศ Yagi
ความถี่และความยาวคลื่น
คลื่นวิทยุแพร่ กระจายจากสายอากาศด้วยความเร็ วประมาณเท่ากับ
ความเร็ วแสง คือ 300 ล้านเมตรต่อวินาที ซึ่งทาให้ได้สมการหาความยาว
คลื่นได้ดงั นี้
=300,000,000 เมตร/วินาที
f( ความถี่คลื่น) รอบ/วินาที
Lamda) = ความยาวคลื่นหน่วยเป็ นเมตร
สายนาสัญญาณ
ในระบบการรับส่งสัญญาณวิทยุนนั ้ สายนาสัญญาณ (transmission
line) ก็มีความสาคัญไม่น้อยไปกว่า สายอากาศเลย การเลือกใช้ สายนา
สัญญาณให้ เหมาะสมกับงาน ก็สามารถเพิ่มประสิทธิภาพการรับส่ง
สัญญาณได้ มาก สานนาสัญญาณสามารถส่งผ่านกาลังของคลืน่ วิทยุ
จากเครื่ องส่งไปยังสายอากาศ และนาสัญญาณที่รับได้ จากสายอากาศ
กลับมาที่เครื่ องรับวิทยุ ดังนัน้
สายอากาศจึงเป็ นตัวกลางในการเชื่อมต่อเครื่ องรับ - ส่งวิทยุ