บทที่03

บทที่3 การผสมคลื่นวิทยุ

3.1การส่งข่าวสารข้อมูล

ระบบของการสื่อสารนับว่าเป็นระบบที่มีความสำคัญต่อการส่งข่าวสารถึงกันในระยะทางไกลๆ ข่าวสารเหล่านั้นอาจเป็นเสียงพูด เสียงร้อง เสียงดรตรี สัญญาณภาพ หรือข้อมูลต่างๆ ส่งไปจากจุดกำเนิดออกไปยังปลายทาง เพื่อนำข้อมูลเหล่านั้นไปใช้งาน

การส่งข่าวสารข้อมูลนับว่าสำคัญมากเพราะสามารถส่งข้อมูลไปในระยะทางที่ไกลมากๆ ได้โดยข้อมูลเหล่านั้นไม่สูญเสียหรือสูญหาย และส่งไปได้ครั้งละมาก ๆ

แสดงลักษณะการส่งข่าวสารข้อมูลโดยนำสัญญาณเสียงสัญญาณภาพและสัญญาณข้อมูลมาเข้าขบวนการผสมคลื่น (Modulation)ก่อนส่งไปยังเครื่องส่งวิทยุแพร่กระจายคลื่นออกไปในรูปคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ทางด้านรับจะมีการแยกคลื่น สัญญาณเสียง สัญญาณภาพ และสัญญาณข้อมูล

การที่ต้องใช้สัญญาณวิทยุเป็นตัวพาสัญญาณเสียง สัญญาณภาพ สัญญาณข้อมูลไปนั้นเพราะสัญญาณคลื่นวิทยุสามารถเดินทางได้ไกล และเดินทางได้ด้วยความเร็วสูง

ในการผสมข้อมูลข่าวสารเข้ากับคลื่นพาหะ เป็นการนำข้อมูลข่าวสารติดไปกับคลื่นพาหะ ทำให้ข้อมูลข่าวสารเดินทางได้ไกล วิธีการผสมคลื่นพาหะในระบบวิทยุสื่อสารด้วยคลื่น ทำได้3แบบ

1.การผสมคลื่นทางความสูงหรือแบบAM (Amplitude Modulation)

2.การผสมคลื่นทางความถี่หรือแบบFM (Frequency Modulation)

3.การผสมคลื่นทางเฟสหรือแบบPM (Phase Modulation)

3.2การผสมคลื่นทางความสูง(AM)

การผสมคลื่นทางความสูงหรือแบบAMคือการนำคลื่นเสียงหรือความถี่เสียงหรือข้อมูลข่าวสารไปผสมกับความถี่วิทยุหรือคลื่นพาหะ โดยความถี่เสียงจะไปควบคุมให้คลื่นพาหะมีระดับความสูงเปลี่ยนแปลงเพิ่มขึ้นหรือลดลงตามระดับเสียงช่วงบวกหรือช่วงลบ

การผสมคลื่น AM โดยมีวงจรการผสมคลื่นทางความสูงทำการผสมคลื่นพาหะเข้าด้วยกันโดยการคลื่นพาหะโดนคลื่นเสียงควบคุมระดับความสูง คลื่นเสียงช่วงบวกถูกนำมาผสม คลื่นพาหะจึงมีความสูงมากการปกติ ถ้าคลื่นเสียงช่วงลบถูกนำมาใส่คลื่นพาหะจะต่ำลงระดับความสูงที่เปลี่ยนแปลงไปก็คือของคลื่นพาหะก็คือคลื่นเสียงที่เกาะติดไปนั่นเอง

3.3เปอร์เซ็นต์การผสมคลื่นแบบ AM

เปอร์เซ็นต์การผสมคลื่นแบบ AM เป็นตัวบอกถึงระดับกาบผสมคลื่นที่เกิดจากการนำคลื่นเสียงมาผสมกับคลื่นพาหะ ในระดับความแรงของการผสมคลื่นแตกต่างกันไป ค่าเปอร์เซ็นต์ที่บอกไว้จะแสดงให้ทราบว่าระการผสมคลื่นมีมากน้อยเพียงไร เมื่อเทียบกับคลื่นพาหะ ถ้าคลื่นเสียงมีระดับต่ำ ทำให้เปอร์เซ็นต์การผสมคลื่น AM ต่ำถ้าความแรงของคลื่นเสียงมีระดับสูงทำให้เปอร์เซ็นต์การผสมคลื่นสูง ความสำพันระหว่างคืล่นเสียงและคลื่นพาหะเรียกว่าเปอร์เซ็นต์การผสมคลื่น

ในการผสมคลื่นแบบ AM นั้นสิ่งสำคัญอยู่ที่เปอร์เซ็นต์การผสมคลื่นที่ใช้งาน สามารถผสมคลื่นได้สูงสุดไม่เกิน 100% การผสมคลื่นแบบ AM ไม่เกิน 100% นั้นคลื่นเสียงทุกระดับความแรงสามารถเกาะติดไปได้กับคลื่นพาหะรูปคลื่นที่รับออกมาได้จึงมีรูปร่างของคลื่นเหมือนกันกับคลื่นเสียงทางด้านส่ง ถ้าผสมคลื่น AMมากกว่า 100% คลื่นที่มากเกินไปจะถูกตัดทิ้ง

3.4แถบคลื่นความถี่ของการผสมคลื่นแบบ AM

แถบคลื่นความถี่ของระบบ AM เกิดขึ้นจากการผสมคลื่นเสียงกับคลื่นพาหะ AM มีผลทำให้เกิดขึ้นจากการผสมคลื่นแบบ AM มีหลายความถี่ ความถี่เกิดขึ้นมาพื้นฐานคือเสียง ความถี่พื้นฐานของคลื่นพาหะ และแถบความถี่ด้านข้าง มี2ด้านคือ แถบความถี่ด้านข้างสูง(USF)และแถบความถี่ด้านข้างต่ำ(LSF) ด้านทั้ง2รวมกันเรียกว่าแถบกว้างหรือBW

การผสมคลื่นแบบ AM มีด้วยกันหลายชนิดคือ

1.ชนิดการผสมคลื่นแบบ AM ปกติหรือเรียกว่าชนิดแถบด้าน 2 ด้านมีพาหะ (Double – Sideband Full Carrier )หรือชนิด DSBFC

2.ชนิดแถบข้าง 2 ด้านไม่มีพาหะ (Double Sideband Suppressed Carrier ) หรือชนิด DSBSC

3.ชนิดแถบข้างด้านเดียวไม่มีพาหะ (Single Sideband SuppressedCarrier ) หรือชนิด SSBSC

3.5การผสมคลื่นทางความถี่ (FM)

การผสมคลื่นทางความถี่หรือแบบ FM คือการควบคุมความถี่วิทยุให้มีค่าเปลี่ยนแปลงไปในทางมากขึ้นหรือน้อยลงตามค่าความถี่ช่วงบวกหรือช่วงลบ โดยที่ระดับความสูงของคลื่นพาหะยังคงเดิมไม่เปลี่ยนแปลงการผสมคลื่นทางความถี่ ดังรูป

แสดงการผสมคลื่น FM โดยมีวงจรผสมคลื่นทางความถี่ ทำหน้าที่ผสมคลื่นเสียงกับคลื่นพาหะเข้าด้วยกัน ทำให้คลื่นพาหะถูกคลื่นเสียงควบคุม ความถี่เกิดการเปลี่ยนแปลงสูงขึ้นหรือต่ำลงตามความแรงของคลื่นเสียง คลื่นเสียงช่วงบวกถูกนำมาผสมทำให้คลื่นพาหะมีความถี่สูงขึ้นมากกว่าปกติระดับความแรงของคลื่นช่วงบวกยิ่งเพิ่มขึ้น ความถี่คลื่นพาหะก็ยิ่งสูง ถ้าคลื่นเสียงช่วงลบนำมาผสม ทำให้คลื่นพาหะความถี่ต่ำกว่าปกติ ระดับความแรงของคลื่นเสียงช่วงลบยิ่งเพิ่มความถี่คลื่นพาหะก็ยิ่งลดต่ำลง ระดับความถี่ที่เปลี่ยนแปลงของคลื่นพาหะ ก็คือคลื่นเสียงที่เกาะติดไปนั่นเอง

3.6แถบคลื่นความถี่ของการผสมคลื่นแบบ FM

แถบคลื่นความถี่ของการผสมคลื่นแบบ FM เป็นแถบคลื่นความถี่ที่เกิดขึ้นจากการนำคลื่นเสียงผสมกับคลื่นพาหะแบบ FM ผลการผสมแบบ FM นี้ทำให้ความถี่เกิดการเปลี่ยนแปลงเพิ่มขึ้นหรือลดลง เกิดความถี่พาหะมากมายในรูปของแถบความถี่ด้านข้างเป็นคู่ ๆ ระดับความแรงแต่ละความถี่สูงๆต่ำๆ ไม่แน่นอนสามารถดูได้จากตารางเบสเซล ฟังก์ชัน ตามตาราง

แสดงตารางเบสเซลฟังก์ชันการผสมคลื่น FM ช่องแรกซ้ายมือเป็นช่องแสดงดัชนีการผสมคลื่นแบบ FM ช่องสองขนาดความแรงของคลื่นพาหะผลให้เกิดจำนวนคู่ของความถี่ด้านข้างไม่เท่ากันเหล่านี้สามารถนำไปเขียนเป็นแถบความถี่ของการผสมคลื่น FM ได้แต่ละแถบความถี่กำหนดค่าการดัชนีการผสมคลื่น

3.7การผสมคลื่นทางเฟส (PM)

การผสมคลื่นทางเฟสหรือ PM คือการนำคลื่นเสียงหรือความถี่เสียงข้อมูลข่าวสารไปผสมกับความถี่วิทุยหรือคลื่นพาหะ โดยเฟสของคลื่นเสียงจะไปควบคุมให้คลื่นพาหะมีความถี่พาหะเปลี่ยนแปลงไปเพิ่มขึ้นหรือลดลง ตามช่วงการเปลี่ยนแปลง ช่วงเปลี่ยนเฟสของคลื่นเสียง โดยที่ระดับความสูงของคลื่นพาหะคงเดิมไม่มีการเปลี่ยนแปลง

การผสมคลื่นแบบ PM นี้ความจริงก็คือการผสมคลื่น FM นั่นเองส่วนแตกต่างกันอยู่ที่การผสมคลื่น แบบ FM ความถี่คลื่นพาหะ เปลี่ยนแปลงไปเป็นสัดส่วนตรงกับความแรงคลื่นเสียงที่เข้ามาผสม PM ความถี่คลื่นพาหะเปลี่ยนแปลงไปเป็นสัดส่วนโดยตรงกับความแรงและความถี่ของคลื่นเสียงที่เข้ามาผสม การผสมคลื่นทางเฟส แสดงดังรูป

แสดงการผสมคลื่นแบบ PM โดยมีวงจรผสมคลื่นทางเฟส (Phase Modulator) ทำหน้าที่ผสมคลื่นเสียงกับคลื่นพาหะเข้าด้วยกัน ทำให้คลื่นพาหะถูกคลื่นเสียงควบคุมความถี่ เกิดการเปลี่ยงแปลงความถี่สูงขึนหรือต่ำลงตามเฟสของคลื่นเสียง ดังนั้นคลื่น PM ที่ได้ออกมาก็คือคลื่น FM นั่นเองซึ่งบาครั้งการผสมคลื่นแบบ PM จึงอาจถูกเรียกว่า FM แบบอ้อม (Indirect FM)