İletişim İlkeleri - FM Radyo
Radyo ve televizyon alıcılarında frekans bölmeli çoğullama kullanılır. FM'in ana kullanımı radyo iletişimi içindir. FM vericisi ve FM alıcısının yapısına, blok şemaları ve çalışmaları ile birlikte bir göz atalım.
FM Verici
FM vericisi, ses sinyalini giriş olarak alan ve FM modülasyonlu dalgaları iletilecek bir çıkış olarak antene ileten bütün birimdir. FM verici 6 ana aşamadan oluşur. Aşağıdaki şekilde gösterilmektedir.
FM vericinin çalışması şu şekilde açıklanabilir.
Mikrofonun çıkışından gelen ses sinyali, modüle edici sinyalin seviyesini artıran ön amplifikatöre verilir.
Bu sinyal daha sonra gürültüyü filtrelemek ve sinyal-gürültü oranını iyileştirmek için bir ön vurgu ağı görevi gören yüksek geçiş filtresine geçirilir.
Bu sinyal ayrıca FM modülatör devresine aktarılır.
Osilatör devresi, modüle edici sinyal ile birlikte modülatöre verilen yüksek frekanslı bir taşıyıcı üretir.
Çalışma frekansını artırmak için birkaç frekans çarpanı aşaması kullanılır. O zaman bile, sinyalin gücü iletmek için yeterli değildir. Bu nedenle, modüle edilmiş sinyalin gücünü artırmak için sonunda bir RF güç amplifikatörü kullanılır. Bu FM modülasyonlu çıktı, iletilmek üzere nihayet antene iletilir.
Alıcının Gereksinimleri
Hem AM bandı hem de FM bandı sinyallerini almak için bir radyo alıcısı kullanılır. TespitiAM olarak adlandırılan yöntemle yapılır Envelope Detection ve tespiti FM olarak adlandırılan yöntemle yapılır Frequency Discrimination.
Böyle bir radyo alıcısı aşağıdaki gereksinimlere sahiptir.
Maliyet etkin olmalıdır.
Hem AM hem de FM sinyallerini almalıdır.
Alıcı, istenen istasyonu ayarlayabilmeli ve yükseltebilmelidir.
İstenmeyen istasyonları reddetme yeteneğine sahip olmalıdır.
Taşıyıcı frekansı ne olursa olsun, tüm istasyon sinyallerine demodülasyon yapılmalıdır.
Bu gereksinimlerin karşılanması için tuner devresi ve karıştırıcı devresi çok etkili olmalıdır. RF karıştırma prosedürü ilginç bir olgudur.
RF Karıştırma
RF karıştırma ünitesi bir Intermediate Frequency (IF) sinyali etkili bir şekilde işlemek için alınan herhangi bir sinyalin dönüştürüldüğü.
RF Mikser, alıcıda önemli bir aşamadır. Ortaya çıkan karışık çıktıyı üretmek için, bir sinyal seviyesinin diğer sinyalin seviyesini etkilediği yerde farklı frekanslarda iki sinyal alınır. Giriş sinyalleri ve elde edilen mikser çıkışı aşağıdaki şekillerde gösterilmektedir.
RF mikserine iki sinyal girdiğinde,
İlk sinyal frekansı = F1
İkinci sinyal frekansı = F2
Daha sonra ortaya çıkan sinyal frekansları = (F1 + F2) ve (F1 - F2)
Çıkışta farklı frekanslarda iki sinyalden oluşan bir mikser üretilir.
Bu frekans alanında gözlenirse, model aşağıdaki şekle benzer.
Bir RF mikserinin sembolü aşağıdaki şekle benzer.
İki sinyal, bir sinyalin etkisinin diğer sinyali etkilediği ve her ikisinin de daha önce görüldüğü gibi farklı bir model ürettiği bir sonuç sinyali üretmek için karıştırılır.
FM Alıcı
FM alıcısı, modüle edilmiş sinyali giriş olarak alan ve orijinal ses sinyalini bir çıkış olarak üreten bütün birimdir. Radyo amatörleri ilk radyo alıcılarıdır. Bununla birlikte, zayıf hassasiyet ve seçicilik gibi dezavantajları vardır.
Selectivity diğerlerini reddederken belirli bir sinyalin seçilmesidir. Sensitivity en düşük güç seviyesindeyken bir RF sinyalini algılama ve demodüle etme kapasitesidir.
Bu dezavantajların üstesinden gelmek için, super heterodynealıcı icat edildi. Bu FM alıcısı 5 ana aşamadan oluşur. Aşağıdaki şekilde gösterildiği gibidirler.
RF Tuner Bölümü
Anten tarafından alınan modüle edilmiş sinyal ilk önce tuner circuitbir transformatör aracılığıyla. Tuner devresi, aynı zamanda bir LC devresinden başka bir şey değildir.resonant veya tank circuit. Radyo alıcısının istediği frekansı seçer. Aynı zamanda yerel osilatör ve RF filtresini de ayarlar.
RF Mikser
Tuner çıkışından gelen sinyal, RF-IF converter, mikser görevi gören. Sabit bir frekans üreten yerel bir osilatöre sahiptir. Burada karıştırma işlemi, alınan sinyalin bir giriş ve yerel osilatör frekansının diğer giriş olmasıyla yapılır. Ortaya çıkan çıktı, karıştırıcı tarafından üretilen iki frekansın [(f 1 + f 2 ), (f 1 - f 2 )] bir karışımıdır.Intermediate Frequency (IF).
IF üretimi, herhangi bir taşıyıcı frekansa sahip herhangi bir istasyon sinyalinin demodülasyonuna yardımcı olur. Bu nedenle, tüm sinyaller yeterli seçicilik için sabit bir taşıyıcı frekansa çevrilir.
IF Filtresi
Ara frekans filtresi, istenen frekansı geçen bir bant geçiren filtredir. İçinde bulunan istenmeyen yüksek frekanslı bileşenleri ve gürültüyü ortadan kaldırır. IF filtresi,Signal to Noise Ratio (SNR).
Demodülatör
Alınan modüle edilmiş sinyal artık verici tarafında kullanılan aynı işlemle demodüle edilir. Frekans ayrımı genellikle FM tespiti için kullanılır.
Ses amplifikatörü
Bu, algılanan ses sinyalini yükseltmek için kullanılan güç amplifikatörü aşamasıdır. İşlenen sinyale etkili olması için güç verilir. Bu sinyal, orijinal ses sinyalini almak için hoparlöre iletilir.
Bu süper heterodin alıcı, daha iyi SNR, duyarlılık ve seçicilik gibi avantajları nedeniyle iyi kullanılmaktadır.
FM'de gürültü
Gürültünün varlığı FM'de de bir sorundur. İstenilen sinyale daha yakın frekansta güçlü bir girişim sinyali geldiğinde, alıcı bu girişim sinyalini kilitler. Böyle bir fenomen,Capture effect.
SNR'yi daha yüksek modülasyon frekanslarında artırmak için, yüksek geçiş devresi adı verilir. preemphasis, vericide kullanılır. Başka bir devre aradıde-emphasisDüşük geçiş devresi olan alıcıda ters ön vurgu işlemi kullanılır. Ön vurgu ve vurguyu azaltma devreleri, SNR çıkışını etkili bir şekilde artırmak için FM vericide ve alıcıda yaygın olarak kullanılır.