บทที่04

บทที่ 4 หลักการรับ-ส่งคลื่นวิทยุ

4.1 การสื่อสารด้วยคลื่นวิทยุ

การสื่อสารด้วยคลื่นวิทยุสิ่งสำคัญในการสื่อสารคือตัวคลื่นวิทยุหรือคลื่นพาหะเป็นตัวทำหน้าที่พาข้อมูลข่าวสารให้แพร่ไปในอากาศในรูปของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า  อุปกรณ์ที่ทำหน้าที่ช่วยห็เกิดคลื่นพาหะและเกิดการแพร่กระจายคลื่นพาหะในรูปแบบคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าคื่อเครื่องส่งวิทยุและสายอากาศส่ง (Transmitting) คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าถูกแพร่กระจายออกไปในทุกทิศทาง   หากต้องการรับคลื่นแม่เหล็กดังกล่าว  ต้องมีอุปกรณ์ช่วยทำหน้าที่รับคลื่นแม่เหล็กดังกล่าว  อุปกรณ์ในส่วนนี้ได้แก่สายอากาศรับ (Receiving Antenna) และเครื่องรับวิทยุระบบการรับ-ส่งคลื่นวิทยุ  แสดงดังรูปที่ 4.1

รูปที่ 4.1 ระบบการรับ-ส่งคลื่นวิทยุ

ลักษณะคลื่นวิทยุแตกต่างกันเป็น 2 แบบคือ  แบบคลื่นต่อเนื่อง  หรือคลื่น CW  และคลื่นผสม

4.1.1  แบบคลื่นต่อเนื่อง  คือการส่งคลื่นพาหะหรือคลื่นวิทยุออกไปอย่างเดียว  โดยควบคุมระยะเวลาในการส่งคลื่น  บางช่วงใช้เวลาในการส่งคลื่นสั้น  บางช่วงใช้เวลาในการส่งยาว  บางช่วงงดการส่งคลื่น  นิยมใช้งานในระบบโทรเลข (Radio Telegraph) คลื่นที่ส่งออกไปจะอยู่ใน

รูปของรหัส  เช่น  รหัสมอร์ส (Morse Code) ปัจจุบันถูกนำไปใช้งานในวิทยุสมัครเล่น  หลักการส่งคลื่นแบบต่อเนื่องแสดงดังรูปที่ 4.2

รูปที่ 4.2  หลักการส่งคลื่นวิทยุแบบต่อเนื่อง

4.1.2  แบบคลื่นผสม  เป็นการส่งคลื่นพาหะหรือคลื่นวิทยุออกไปโดยมีข้อมูลข่าวสารถูกผสมไปด้วย  การผสมข้อมูลข่าวสารเข้ากับคลื่นพาหะอาจผสมกันทางความสูง (AM) อาจผสมกันทางความถี่ (FM) หรืออาจผสมกันทางเฟส (PM) นิยมใช้งารในระบบวิทยุกระจายเสียงและระบบวิทยุโทรศัพท์  หลักส่งคลื่นวิทยุแบบผสมคลื่นแสดงดังรูปที่ 4.3

รูปที่ 4.3  หลักการส่งคลื่นวิทยุแบบคลื่นผสม

 4.2  เครื่องส่งวิทยุAM

เครื่องส่งวิทยุ AM คือ  เครื่องส่งวิทยุที่ส่งคลื่นออกไปเป็นแบบคลื่นผสมโดยใช้วิธีการผสมคลื่นเสียงกับคลื่นพาหะเป็นแบบผสมคลื่นทางความสูง  ด้วยภาคผสมคลื่นทางความสูงที่มีในเครื่องส่ง  สิ่งสำคัญคือการผสมคลื่นเข้าด้วยกันต้องมีขนาดไม่เกิน 100% เท่านั้น  บล็อกไดอะแกรมของเครื่องส่งวิทยุ AM แสดงดังรูปที่ 4.4

รูปที่ 4.4  บล็อกไดอะแกรมเครื่องส่งวิทยุ AM

ภาคกำเนิดความถี่วิทยุ  ทำหน้าที่ให้กำเนิดความถี่วิทยุค่าสูงขึ้นมาค่าหนึ่งซึ่งหากความถี่สูงไม่พอจะ๔กส่งไปเข้าวงจรทวีคูณความถี่ให้สูงขึ้น          

ภาคบัฟเฟอร์  ทำหน้าที่ขยายความถี่ให้มีขนาดความแรงมากขึ้น  และยังทำหน้าทีป้องกันการรบกวนกันระหว่างภาคกำเนิดความถี่และภาคขยายกำลัง

ภาคขยายกำลัง  ทำหน้าที่ขยายคลื่นความถี่ที่ผสมแล้ว  ให้มีกำลังมากขึ้น

ภาคขยายเสียง  ทำหน้าที่ขยายเสียงที่กำเนิดมาจากไมโครโฟน ให้มีระดับความแรงมากขึ้น

4.3  เครื่องส่งวิทยุSSB

เครื่องส่งวิทยุแบบ SSB คือเครื่องส่งวิทยุที่ส่งคลื่นแบบผสมออกอากาศไปใช้  วิธีการผสมคลื่นเสียงกับคลื่นพาหะเป็นแบบผสมทางความสูง  ชนิดแถบข้างด้านเดียวไม่มีพาหะ  โดยตครั้งแรกจะมีการผสมคลื่นครั้งหนึ่งก่อน  ใช้คลื่นพาหะความถี่ต่ำประมาณ 100kHzการผสมคลื่นระหว่างคลื่นเสียงกับคลื่นพาหะเป็นการผสมคลื่นแบบสมดุล  การใช้ความถี่พาหะต่ำในช่วงนี้เพราะมีความเหมาะสมกับการใช้งานกับวงจรกรองความถี่ผ่านมากกว่าความถี่พาหะสูงๆ  ทำการกำเนิดแถบความถี่ข้างผ่านเพียงด้านใดด้านหนึ่ง  เป็นแถบด้านต่ำหรือแถบด้านสูง

บล็อกไดอะแกรมเครื่องส่งวิทยุ SSB แสดงดังรูปที่ 4.5

รูปที่ 4.5  บล็อกไดอะแกรมเครื่องส่งวิทยุ SSB

4.4  เครื่องส่งวิทยุFM

เครื่องส่งวิทยุ FM (FM Transmitter) คือเครื่องส่งวิทยุที่ส่งคลื่นแบบผสมออกอากาศไป  ใช้วิธีการผสมคลื่นเสียงกับคลื่นพาหะเป็นแบบผสมทางความถี่ (FM)   บล็อกไดอะแกรมแสดงดังรูปที่ 4.6

รูปที่ 4.6  บล็อกไดอะแกรมเครื่องส้งวิทยุ FM

ภาคปรีเอมฟาซิส  รับสัญญาณเสียงเข้ามาทำการยกระดับความแรงของสัญญาณเสียงความถี่สูงหรือเสียงแหลมให้มีความแรงเพิ่มขึ้นกว่าปกติ

ภาคขยายเสียง  ทำหน้าที่ขยายเสียงให้มีความแรงมากขึ้น

ภาคกำเนิดความถี่วิทยุ  ให้กำเนิดความถี่วิทยุสูงขึ้นมาค่าหนึ่งทำหน้าที่เป็นคลื่นพาหะ ส่งต่อ

ภาคผสมคลื่นแบบ FMรับคลื่น FM เข้ามาเพื่อผสมคลื่นแบบความถี่พาหะเปลี่ยนแปลงไปตามความแรงของความถี่เสียง

ภาคทวีคูณความถี่  รับคลื่น FM เข้ามาเพื่อเพิ่มความถี่คลื่นพาหะให้สูงขึ้นจนถึงย่านความถี่ใช้งาน

ภาคขยายกำลัง  ทำหน้าที่ขยายสัญญาณคลื่น FM ให้มีกำลังมากขึ้น

4.5  เครื่องส่งวิทยุPM

เครื่องส่งวิทยุ PM (PM Transmitter) เครื่องส่งวิทยุที่ส่งคลื่นแบบผสมออกอากาศไป ใช้วิธีการผสมคลื่นเสียงกับคลื่นพาหะเป็นแบบผสมทางเฟส (PM) ซึ่งจากการทราบแล้วว่าคลื่น PM ก็คือคลื่น FM โดยอ้อม ความมุ่งหมายของการผสมคลื่นทางเฟสคือต้องการดัดแปลงให้ระบบ FM สามารถใช้ภาคกำเนิดความถี่โดยใช้คริสตอลควบคุมการกำเนิดความถี่ได้   บล็อกไดอะแกรมแสดงดังรูปที่ 4.7

รูปที่4.7  บล็อกไดอะแกรมเครื่องส่งวิทยุ PM

ภาคปรีเอมฟาซิส  ทำหน้าที่ยกระดับความแรงของสัญญาณเสียงช่วงความถี่สูงให้แรงมากขึ้นกว่าปกติ

ภาคขยายเสียง  ทำหน้าที่ขยายเสียงให้มีความแรงมากขึ้น

ภาคอินติเกรเตอร์  ทำหน้าที่เลื่อนเฟสสัญญาณเสียงไปจากปกติอีก 90 องศา

ภาคกำเนิดความถี่วิทยุแบบคริสตอล  ทำหน้าที่กำเนิดคลื่นความถี่พาหะขึ้นมามีความถี่คงที่ค่าหนึ่ง ส่งต่อ

ภาคผสมคลื่นแบบ PMทำหน้าที่ผสมคลื่นระหว่างสัญญาณเสียงและความถี่พาหะ มาผสมคลื่นแบบความถี่พาหะเปลี่ยนแปลงค่ไปตามการเปลี่ยนแปลงเฟสของสัญญาณเสียง

บทสรุป

ข้อมูลข่าวสารที่ถูงส่งออกไปจากเครื่องส่งวิทยุมี 2 ลักษณะคือข้อมูลข่าวสารในรูปรหัสข้อมูลและข้อมูลข่าวสารในรูปสัญญาณ เครื่องส่งวิทยุที่ส่งข้อมูลข่าวสารออกไปมี 2 แบบ คือ แบบส่งคลื่นต่อเนื่องออกไปและแบบส่งคลื่นผสมออกไป