ELEKTRONIK ESS010 Radio Göran Jönsson Institutionen för Elektro- och informationsteknik 2009-09-22 ESS010 - Gästföreläsning: Radio 1
Var används radio? 2009-09-22 ESS010 - Gästföreläsning: Radio 2
Innehåll Vad finns i etern? Hur lång räckvidd? Antennen Hur fungerar radion? Blockschema Modulation FM/AM Stereo Datakanaler på FM Radiostyrd klocka Lite historia 2009-09-22 ESS010 - Gästföreläsning: Radio 3
2009-09-22 ESS010 - Gästföreläsning: Radio 4
Vad är detta?...det är fullt! 3kHz 300GHz 2009-09-22 ESS010 - Gästföreläsning: Radio 5
Frekvensplan 2009-09-22 ESS010 - Gästföreläsning: Radio GPS 6
Användning av radiospektrum 2009-09-22 ESS010 - Gästföreläsning: Radio 7
Räckvidd Rymdvåg - markvåg 2009-09-22 ESS010 - Gästföreläsning: Radio 8
Mottagen signaleffekt P m korta avstånd P m ~ 1 d 2 rayleigh-fädning pga flervägsutbredning över mark P m ~ 1 d 4 lognormal fädning variation pga skuggning radiohorisont bortom horisonten P m ~ 1 d >4 d avstånd från sändarantenn 2009-09-22 ESS010 - Gästföreläsning: Radio 9
Antenner Dipolantenn Jordplansantenn - rundstrålande antenn 4 Yagiantenn - riktverkan bäst känslighet [ m]= = ljusets hastighet frekvensen 300 f MHz [ ] Ferritantenn - låga frekvenser 2009-09-22 ESS010 - Gästföreläsning: Radio 10
Kristallmottagaren 2009-09-22 ESS010 - Gästföreläsning: Radio 11
Lågfrekvens högfrekvenselektronik Finn fem skillnader Lågfrekvenselektronik Högfrekvenselektronik 2009-09-22 ESS010 - Gästföreläsning: Radio 12
Superheterodynmottagare variabel frekvens konstant frekvens HFfilter HFförstärkare Blandare MFfilter MFförstärkare Detektor Basbandssignal brett filter spegelfrekvens- Lokaldämpning oscillator kanalinställning f LO smalt filter selektivitet Önskad kanal Superheterodynmottagaren är den vanligast förekommande mottagartypen Högfrekvensfilter Mellanfrekvensfilter 1 2 3 4 5 6 0 f mf = f lo - f 0 f c1 f c2 f c3 f c4 f c5 f c6 f lo1 f lo2 f lo3 f lo4 f lo5 f lo6 f Basband Mellanfrekvens Radiokanaler f mf Lokaloscillator f mf Spegelfrekvens 2009-09-22 ESS010 - Gästföreläsning: Radio 13
Blandarens funktion Informationen kan flyttas till en lägre eller högre frekvens HF f 1 + f 2 f 1 MF f 1 f 2 högfrekvens mellanfrekvens LO f 2 lokaloscillator 2009-09-22 ESS010 - Gästföreläsning: Radio 14
Hur överför man information? Jämför med ljuset från en lampa: På vilka sätt kan man signalera med ljuset? Variera styrkan AM Variera färgen FM Blinka (morse) Digitalt 2009-09-22 ESS010 - Gästföreläsning: Radio 15
AM/FM Amplitudmodulering (AM) Frekvensmodulering (FM) tidsdomän frekvensdomän A s( f) J 3 J 2 J 1 J 0 J 1 J 2 J 3 E c E m 2 f c f m f c f c + f m f f c 2 f m f c f c + 2 f m f f c 3 f m f c f m f c + f m f c + 3 f m 2009-09-22 ESS010 - Gästföreläsning: Radio 16
AM/FM - några jämförelser Amplitudmodulering (AM) Frekvensmodulering (FM) Kvalitet dålig ljudkvalitet bra ljudkvalitet känslig för störningar ganska okänslig för störningar Pris billig & enkel mottagare något mera komplicerad mottagare litet frekvensutrymme stort frekvensutrymme Frekvensband 0,5-1,6 MHz (600-187 m) 88-108 MHz (3,4-2,8 m) 2009-09-22 ESS010 - Gästföreläsning: Radio 17
Stereo och datakanaler på FM Stereo MONO V + H Pilotton STEREO V H RDS DARC Programinformation Samhällsinformation Differentiell GPS 400 bitar/s 19 38 57 76 KHz till FM-sändaren DAta Radio Channel Differentiell GPS Trafik- och reseinformation 6800 9800 bitar/s 2009-09-22 ESS010 - Gästföreläsning: Radio 18
Radiostyrd klocka DCF77 2009-09-22 ESS010 - Gästföreläsning: Radio 19
Den första radiomottagaren Gugliemo Marconi Alexander Popov 1895 Kohär 2009-09-22 ESS010 - Gästföreläsning: Radio 20
Oxidskikt på koppar Två kopparkorn med isolerande oxidskikt Volt Vid en viss spänning bryts oxidskiktet och kornen svetsas samman 2009-09-22 ESS010 - Gästföreläsning: Radio 21
Kohär + - - Burk - Kopparpulver - Metallstavar 2009-09-22 ESS010 - Gästföreläsning: Radio 22
Experiment med kohär + - BATTERI - Kohär - Batteri - Ljudkälla Om batteriets vi TILLFÄLLIGT spänning kan är höja tillräckligt spänningen låg mellan går ingen stavarna ström i vår genom kohär så kretsen att kopparkornen -- INGET LJUD. svetsas ihop -- LJUD! 2009-09-22 ESS010 - Gästföreläsning: Radio 23
Marconis mottagare + - BATTERI Gnistsändare - Sänd ut en elektromagnetisk puls (radiopuls) från sändarantennen - Pulsen omvandlas till en spänning i mottagarantennen och kopparkornen i kohären svetsas samman LJUD! 2009-09-22 ESS010 - Gästföreläsning: Radio 24