دراين مقاله، شما را با دو روش رايج مدولاسيون امواج راديويd و مختصري هم" سرويس پخش همگاني آشنا مي شوید. سرويس پخش همگانی يا Broad casting به معنای انتشار و ارسال صدا و يا تصوير (يا هر دو )به تعداد زيادی از گيرنده ها راديو و يا تلويزيونی گفته می شود.

در ايالات متحده اولين ايستگاه راديويي پخش همگاني در سال1920 آغاز به کار نمود واز دو سال بعد از آن رفته رفته ايستگاه راديويی تجاری کار خود را شروع کردند. اين روند همچنان ادامه يافت تا اينكه در سال  2003 تعداد ايستگاه های تجاري به 804/4 ايستگاه، تنها باند در AMرسيد.
جالب آن كه تعداد ايستگاه هاي FM در سال 1983 از ايستگاه هاي AM پيشي گرفت، چنان كه تا سال 1998 تعداد آنها به 6179 ايستگاه تجاري و 2400 ايستگاه غير تجاري رسيد. از طرف ديگر پخش همگاني تلويزيوني نيز که در همان دهه1920 آغاز به کارکرده بود، با مصادف شدن با جنگ جهانی دوم، دستخوش اختلال و رشدکند شد اما امسال تا سال 1996 تعداد ايستگاه هاي پخش تلويزيوني تجاري به 1340 و غير تجاري به 600 ايستگاه رسيد.

ماهيت روشهاي مدولاسيون AM وFM
فرض کنيد يک سر طنابي را به يک درخت گره زده ايم و سر ديگر را 20 متر دورتر در دست گرفته ايد. درصورتي که شما دستتان(که طناب را با آن گرفته ايد) به سمت بالا و پايين حرکت دهيد، طناب در هوا با حرکات موج مانند بالا و پايين مي رود و دامنه حرکات آن به يک ميزان (بالا و پايين)تغيير مي کند، خواه سرعت حرکت دست شما کم يا زياد باشد.
اين حرکات نوساني را به اصطلاح، حالتي از مدوله سازي فركانسي يا FM1 مي نامند. در امواج راديويي نيز اين نوسانات تشکيل "امواج حامل2" راخواهند داد.
در مقابلFM روش ديگري وجود دارد که طي آن امواج حامل بر اساس تغييرات مقادير دامنه امواج شکل مي گيرندکه به اين حالت مدولاسيون دامنه ياAM گفته مي شود.
اين در حاليست که مقادير اختلاف تغييرات در دامنه يکسان نبوده و دائما با يکديگراختلاف داشته باشند.
بنابراين در شيوهAM در يک بازه زماني دامنه امواج حامل دچار تغييرات مي گردد در حالي که فرکانس ثابت وپايدار مي ماند ولي در شيوه FM در يک بازه زماني دامنه امواج حامل ثابت بوده ولي فرکانس آن متغييراست.(البته در حد بسيار کم).
در روش AM نرخ يا ميزان تغييرات دامنه امواج بستگي به نوسانات و زير و بم صداي ارسالي خواهد داشت.
در FM نيز ميزان تغييرات فركانس امواج حامل وابسته به نوسانات و زير و بم صدا خواهد بود.
در روش مدولاسيونFM صداهاي آهسته و حد پايين محو نشده و از بين نمي رود، چرا که سيگنالهاي FM هر تن صدا را بر روي فركانس جداگانه ارسال مي كند،
به طوري که در هر لحظه دو فرکانس مختلف را با يکديگر ترکيب و همزمان ارسال مي نمايد که اصطلاحا به آن استريو مي گويند و از اين جهت کيفيت بسيار بالاتري نسبت به فروش AM خواهد داشت. ازسوي ديگرارسال امواج AM نسبت به FM
ازسهولت بيشتري برخورداراست چراکه اين امواج پيچيدگي هاي کمتري نسبت به FM دارند.
در مقابل، کيفيت خوب سيگنالها يFM كه ناشي از دو فركانسي بودن وپيچيدگي هاي  فرايند پخش آن است، داراي معايبي نيز است از جمله آن که اين امواج در فواصل دور قابل دريافت نيستند و زودتر دچار افت خواهند شد. اما در عوض سيگنالهاي ساده AM به راحتي تا فواصل بسيار دور نفوذ کرده و قابل در يافت از سوي گيرنده هستند. پس به شکل خلاصه دريافتيم كه امواج FM داراي كيفيت بالاتر ولي برد كوتاه تر هستند و امواجAM داراي کيفيتي متوسط، اما برد بالاتري نسب به FM هستند.

مدولاسيون AM
مدولاسيون AM يکي از روش هاي پخش امواج راديويي است که تقريبا در مدتي نزديک به3/2 ازقرن بيستم، رايج ترين شيوه پخش امواج راديويي خصوصا پخش همگاني بوده وهم اکنون نيزاستفاده وسيعي دارد. اين شيوه بيشتر توسط ايستگاه هاي راديويي که رويکرد پخش اخبار داشته ويا اغلب حجم مطالب مورد انتشارآنها را "صحبت کردن" تشکيل مي دهد، مورد استفاده واقع مي گردد .
اين درحالي است که ايستگاه هاي راديويي عمومي وپخش موسيقي در دهه هاي اخير ازشيوه پخش FM استقبال نمودند.روشAM تا قبل از جنگ جهاني اول براي ايستگاه هاي راديويي کلامي و موسيقي استفاده مي شد، اما در دهه بعد از جنگ اول جهاني فعاليت اين ايستگاه ها به اوج خود رسيد.
اولين ايستگاه راديوييAM (تجاري) در 1920درپنسيلوانياي آمريكا
آغاز به کار کرد. موسس اين ايستگاه شخصي به نام "فرانک كان راد " بود.
برنامه هاي اين ايستگاه در ابتدا شامل نمايش نامه ها، برنامه هاي طنز و سر گرمي وتا حدودي اخبار وموسيقي بود.
انتشار امواج راديويي AM بر روي چند باند فر کانسي مختلف به شرح زير انجام مي گيرد:
موج بلند (lw):153-279 khz
موج متوسط (mw):530-1.710 khz
موج کوتاه (sw):2.300-26.100 khz
که موج کوتاه آن ( SW) خود به چندين تکه باند کوچکتر تقسيم بندي مي شود. تخصيص اين باندها در وهله اول بر اساس تصميم "ITU " يا اتحاديه بين المللي مخابرات (بخش تنظيم مقررات راديويي) و در مراحل بعدي بر اساس سازمان هاي تنظيم مقررات ملي هر کشور انجام مي گيرد. براي مثال در کشور ما، سازمان تنظيم مقررات و ارتباطات راديويي و در ايالات متحده، FCC يا کميسيون فدرال ارتباطات عهده دار انجام اين تقسيم بندي و تخصيص هستند.
- موج بلند ( LW ): اين باند براي انتشار امواج راديويي ايستگاه هاي تجاري در اروپا، آفريقا، آسيا، واستراليا(هرسه منقطه ITU ) مورد استفاده قرار دارد.
اين در حاليست که در کشور آمريکا اين باند به عنوان پشتيبان يا باند رزرو براي باند مسيريابي هوا نوردي در نظر گرفته شده است.
- موج متوسط (MW ): يکي از رايج ترين باندهاي پخش امواج در ايستگاه هاي راديويي AM است.
- موج كوتاه (SW) : توسط ايستگاه هايي به کار مي رود که قصد انتشار امواج خود را به فواصل بسيار دورتر از محل ايستگاه دارند.
صداي دريافتي از اين امواج در فواصل دورتر داراي کيفيت کمتري نيز خواهد بود.
امواج متوسط وكوتاه باندAM ، در شب و روز رفتار و اثرات متفاوتي را از خود نشان مي دهند. در طول روز سيگنالهاي AM بوسيله امواج (انتشار ) زميني منتقل مي شوند. در انعکاس از زمين امواج AM، سيگنالها قادرند تا چند صد كيلومتري ايستگاه ارسال شوند واين در حالي است که اين امواج بعد از غروب آفتاب بر اساس تغييرات لايه يونسفر جو به شيوه انتشار آسماني منتقل مي گردند که در اين حالت امواج منتشر شده از ايستگاه تا فواصل دورتري نسبت به روز قابل ارسال و دريافت خواهند بود. سيگنالهاي راديوييAM در فضاهاي شهري مي توانند براحتي توسط ساختمانهاي مرتفع وآسمان خراش ها گسيخته ومختل شوند. به علاوه ديگر منابع انتشار امواج راديويي نيز مي توانند اثرات مخرب و نامطلوبي بر فرايند انتقال اين امواج بر جاي گذارند.
قسمت بالاي شکل (1) نشان دهنده سيگنال صوتي است که بر روي امواج حامل سوار شده وبه صورتAM تلفيق مي شوند. در قسمت پايين همين شکل نتيجه تلفيق دو موج ياد شده نشان داده شده است و در حقيقت موج خروجي از فرستنده AM
به شکل نهايي فوق در خواهد آمد.
بنابر اين يک فرستنده AM دستگاهي است كه با تلفيق و سوار كردن سيگنالهاي صوتي بر روي امواج حامل، يك موج AM را تشکيل داده و از طريق آنتن، آن را منتشر مي نمايد.
يك گيرنده  AM نيز مجهز به يك قسمت فيلتر و يك قسمت آشكارساز مي باشد كه عمل جداسازي سيگنالهاي صوتي از امواج حامل و آشكار نمودن آنها را برعهده دارد.

مدولاسيون FM
" ادوين آر مستر انگ " يک مخترع و مهندس الکترونيک در آمريکا بود. وي در سال 1890 به دنيا آمد، مهندسي خود را از دانشگاه کلمبيا گرفت. وي همچنين يکي از فعاليترين مخترعين در عصر راديو بود، به طوري که "مدولاسيون فرکانسي " راديو يا (FM ) بزگترين اختراع وي به شمار مي رود از ديگر اختراعات ادوين در دوران دانشکده، اختراع سيستم احيا کننده مدار درسال 1914بود.
با اين حال حقيقت غم انگيز در مورد او اين بود که بسياري از اختراعات وي بعداز مرگش به نام ديگران ثبت شد. اما آرمسترانگ در سال 1933روش مدولاسيون فرکانسي رابه نام خود ثبت کرد.
مزيت اين روش در زمينه انتقال اصوات بوسيله امواج راديويي، در
کيفيت و وضوح بالاتر آن نسبت به روشهاي AM و قبل از آن بود. آرمسترانگ پس از موفقيت در آزمايشهاي مقدماتي توانست تا نظر FCC را براي اختصاص يك باند ويژه راديويي به نام FM جلب کند اين باند ابتدا در محدوده 42 الي 50mhz
قرار داشت.
نخستين ايستگاه راديو پخش همگاني FMدر سال 1937با مجوز کميته ملي ارتباطات آمريکا (FCC)، با علامت (W1xoj )آغاز به کار کرد.
در آن زمان راديوهاي FM هنوز در محدوده فركانسي 42 تا50 مگاهرتزکار مي کردند، که پس ازجنگ جهاني دوم، کميته در 27 ژوئن 1945،گستره فرکانسي FM را به 88 الي MHZ 106 تغيير داد.
اين تغيير به منظور جلوگيري ازتداخل هاي راديويي و همچنين افزايش ظرفيت كانالها انجام شد.
به علاوه اين تغيير، باعث تحميل هزينه هاي زيادي به ايستگاه هاي پخشFM به علت تعويض تجهيزات قديمي خود با تجهيزات پخش بر روي باندجديدFM شد.
در کشور ما ايستگاه هاي راديويي پخش همگاني FM در محدوده فركانسي 88 الي 108 مگاهرتز يعني با گستره اي برابر 20 مگاهرتز كار مي كنند. اين گستره تقريبا به 100 کانال تقسيم شده است، هر کانال با گستره اي برابر . 0/2 mhz

. روش FM نسبت به AM پهناي باند بيشتري را نياز دارد، اما در مقابل سيگنالهاي FM نسبت بهAM از نظر تداخل محفوظ تر و قوي تر مي باشند. همچنين در برابر پديده محو شدگي نيز مقاومت بيشتري خواهند داشت.
براي دريافت امواج FM مي بايست از يك گيرندهFM استفاده نمود و براي شنيدن هر کانال بايد گيرنده را دقيقا بر روي فرکانس مرکزي هر کانال تنظيم کرد.

براي مثال بالاترين کانال پهنايي برابر 8/107 مگا هرتز اليMHZ108 را در بر مي گيرد، بنابراين بسامد مرکزي آن 9/107مگا هرتز است.
ايستگاه هاي پخش همگاني FM در کشورهاي مختلف از توان خروجي بسيار بالايي درحدKW100 (كيلو وات ) ويا حتي بيشتر استفاده مي شود با چنين تواني امواج راديويي تا فواصل 160کيلومتري از ايستگاه فرستنده بخوبي قابل دريافت و شنيدن
هستند. توان خروجي برخي از ايستگاه ها حتي تا 300 يا 500 کيلو وات نيز افزايش مي يابد.

· 1)Frequency Modu lation
· 2)Carrier Wave
· 3)Amplitude Modulation

دانشنامه مرجع مهندسی ایران

www.Smsm.ir

نوع مطلب : مهندسی برق - مخابرات
نوشته شده در یکشنبه ۱۲ دی ۱۳۸۹ توسط SMSM |           |