کیت های مخابراتی

آموزش فرستنده و گیرنده های رادیویی

آموزش فرستنده و گیرنده های رادیویی

آموزش فرستنده و گیرنده های رادیویی و اصول کار آن:

در این مقاله نحوه عملکرد و اصول کار فرستنده و گیرنده های رادیویی را آموزش می دهیم. امواج الکترومغناطیسی یکی از پدیده های بسیار زیبای فیزیکی هستند که مبنا و پایه تمامی سیستم های ارسال صدا و تصویر و اطلاعات در جهان امروز می باشد. این امواج که نور مرعی هم از جنس آن است با سرعت 300000 کیلومتر بر ثانیه منتشر می شوند و برای انتشار هم نیاز به محیط خاصی ندارد بدین معنی که در خلاء هم منتشر می شوند.

تعداد نوسانات موج در ثانیه فرکانس نامیده می شود و این فرکانس در امواج الکترومغناطیس بین 1 هرتز تا چند صد گیگاهرتز می تواند تغییر کند و به این محدوده عظیم , طیف فرکانسی امواج الکترومغناطیس گفته می شود. فرکانس نور مرعی تنها بخش کوچکی از همین امواج است . فرکانس نور مادون قرمز و فرکانس نور ماورا بنفش می باشد.
طیف فرکانسی امواج الکترو مغناطیسی توسط سازمان های بین المللی برای کار برد های گوناگون تقسیم بندی و استاندارد شده است.

 

اجزاء اصلی فرستنده و گیرنده های رادیویی بخش فرستنده:

  1. تولید کننده امواج الکترومغناطیس (نوسان ساز)

  2. تبدیل کننده صوت به جریان الکتریکی

  3. سوار کننده اطلاعات صدا روی موج الکترومغناطیس

  4. منتشر کننده امواج در فضا (آنتن)

 

اجزاء اصلی فرستنده و گیرنده های رادیویی بخش گیرنده:

  1. گیرنده امواج از فضا (آنتن)

  2. تنظیم کننده فرکانس مورد نظر (تیونر)

  3. آشکار ساز اطلاعات صدا

  4. تقویت کننده صوت

  5. پخش کننده صدا در محیط

 

اساس کار فرستنده و گیرنده های رادیویی:

اساس کار فرستنده و گیرنده رادیویی در یک جمله و بطور خلاصه سوار کردن اطلاعات صدا ، تصویر و یا دیتا بر روی امواج الکترومغناطیس و در گیرنده هم پیاده کردن اطلاعات از امواج الکترومغناطیس و استفاده از آن پس از تقویت می باشد.

روش های مختلف سوار کردن اطلاعات صدا بر روی امواج الکترومغناطیس;

1- سوار کردن اطلاعات بر روی دامنه موج AM یا Amplitude Modulation:

در این روش متناسب با تغیئر اطلاعات، آنالوگ دامنه موج الکترو مغناطیس تغئیر می کند و محدوده فرکانس آن 526 تا 1606 کیلو هرتز می باشد.

 

2- سوار کردن اطلاعات بر روی فرکانس موج FM یا Frequency Modulation:

در این روش متناسب با تغییر اطلاعات، فرکانس موج تغییر می کند و محدوده فرکانسی آن 86-108 مگا هرتز است.

 

3- مدولاسیون دیجیتال ASK: 

کلمه ASK مخفف Amplitude-Shift keying می باشد و به دلیل سادگی و مقرون به صرفه بودن یکی از پرکاربردترین مدولاسیون های دیجیتال است. در مدولاسیون ASK یا همان مدولاسیون دامنه ، سیگنال های صفر و یک با تغییر دامنه ی فرکانس حامل ارسال می شوند. گیرنده های رایج در دو فرکانس ۴۳۳ مگاهرتز و ۳۱۴ مگاهرتز موجود می باشند .

 

بنا به ساختار مدولاسیون ، همه ی گیرنده های ASK دارای AGC یا همان تنظیم ضریب تقویت خودکار می باشند، با تغییر فاصله ی گیرنده از فرستنده توان دریافتی و دامنه ی سیگنال دریافتی تغییر می کند و AGC با تغییر ضریب تقویت این تغییرات را جبران می کند. زمانی که فرستنده ارسالی ندارد ، AGC ضریب تقویت را به بیشترین حد خود می رساند تا جایی که گیرنده سیگنال های ضعیف نویز را دریافت خواهد کرد و یک خروجی صفر و یک نویزی شکل خواهد داشت.
با شروع ارسال از طرف فرستنده زمانی طول می کشد تا AGC ضریب تقویت مناسب را پیدا کند و سیگنال را شناسایی کند، این زمان به نوع ماژول و فاصله ی گیرنده و فرستنده بستگی دارد و در رنج میلی ثانیه است ، به همین علت اطلاعات ارسالی در ابتدا درست دریافت نخواهند شد تا اینکه ضریب تقویت در گیرنده تنظیم شود.

به همین دلیل در این مدولاسیون اطلاعات به طور تکراری ارسال می شوند تا از دریافت در گیرنده اطمینان حاصل شود. همین طورارسال سیگنال هایی با عرض پالس زیاد (مثلا چند ثانیه) با این مدولاسیون ممکن نیست.به این دلیل که AGC برای عملکرد صحیح نیاز به ارسال های مکرر صفر و یک با یک نرخ مشخص دارد.

کدینگ منچستر چیست:

در مخابرات رادیویی برای غلبه بر این مشکل از کدینگ منچستر استفاده می شود. کدینگ منچستر سیگنال اعمال شده به ماژول های ASK مدام و پشت سر هم صفر و یک است. آنچه که باعث تشخیص دیتای صفر از یک می شود تفاوت در عرض پالس می باشد.

در کدینگ منچستر دو نوع عرض پالس وجود دارد که عرض پالس عریض تر تقریبا دو یا سه برابر عرض پالس کوچکتر می باشد.
به طوریکه در ریموت کنترلر های لرن LEARN REMOTE عرض پالس کوچک بین ۳۰۰ تا ۴۰۰ میکروثانیه و عرض پالس بزرگتر حدودا ۹۰۰ تا ۱۲۰۰ میکروثانیه می باشد.

گیرنده های ASK موجود در بازار:

1- نوع اول: نوع سوپر هتروداین مثل jmr-RX22 به دلیل استفده از کریستال ثبات فرکانسی بهتری داشته و با تغییر ولتاژ کاری فرکانس مرکزی گیرنده تغییر نمی کند ، اشکال این ماژول حساسیت رادیویی کمتر و همچنین جریان دهی ضعیف از پین دیتا برای سطوح منطقی صفر و یک این نوع گیرنده اغلب برای فرکانس ۳۱۴ مگاهرتز در بازار موجود است.نوع ۴۳۳ مگاهرتزی آن مثل JMR-rxb35 در بازار ایران کم یاب است.

2- نوع دوم: مثل TWS433 ، بر خلاف نوع اول بدون کریستال می باشند و با تغییر ولتاژ کاری فرکانس مرکزی شیفت پیدا کرده و حساسیت و برد دریافت به شدت کاهش می یابد ولی در ولتاژ ۵ ولت نسبت به گیرنده ی سوپرهتروداین نوع اول حساسیت بهتری دارد.

این نوع گیرنده در دو فرکانس ۴۳۳ و ۳۱۴ مگاهرتز وجود دارد.

کاربردهای فرستنده و گیرنده های رادیویی و ریموت کنترل:

عمده ترین کاربردهای گیرنده های ASK در ریموت کنترلرهای درب های اتوماتیک و سیستم های امنیتی ، دزدگیر منازل و خودرو می باشد.

برد مفید:

برد مفید یک ریموت کنترل بستگی به نوع ریموت کنترل و وضعیت باتری و شرایط محیطی و موانع محیطی بین فرستنده و گیرنده دارد. ریموت های معمولی حدودا ۱۰۰ متر برد مفید در فضای باز دارند. ریموت های برد بلند حدودا 1000 متر برد مفید در فضای باز هستند.


آنتن :

استفاده از آنتن مناسب می تواند تاثیر محسوسی روی برد ارسالی داشته باشد. طول آنتن ربع موج برای این ماژول ها حدودا ۲۰ سانتی متر می باشد. که می توانید از یک سیم افشانی با این طول به عنوان آنتن استفاده کنید.

امنیت :

امنیت سیستم های ask بالا نیست و نسبت به سیستم های RFID و Smart cards به ترتیب دارای امنیت کم تری می باشد، به علت انتشار یک کد ثابت در یک فضای وسیع امکان شنود و هک شدن کد به آسانی وجود دارد. برای بالا بردن امنیت از کدهای یک بار مصرف استفاده می شود.

در سیستم code learn هر ریموت کنترل دارای یک کد منحصر به فرد و مخفی می باشد. با فشار دادن کلید ها این کد ارسال می شود. معمولا یک کد ۶ بایتی با هر فشار کلیدی ارسال می گردد. ۵ بایت این کد مربوط به کد امنیتی و یک بایت آن مربوط به کلیدی که فشار داده شده است. بنابر این در این سیستم هر ریموت می تواند تا ۲۵۵ کلید را پشتیبانی کند.

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

Time limit is exhausted. Please reload the CAPTCHA.