บทที่02  การทำงานระบบรับ-ส่งวิทยุสื่อสาร

หลักการรับ-ส่งคลื่นวิทยุ

         คลื่นวิทยุที่แพร่กระจายออกจากสายอากาศนั้น จะมีการแพร่กระจายออกไปทุกทิศทางคลื่นวิทยุเป็นพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้าที่สามารถเดินทางไปด้วยความเร็วเท่ากับแสง แต่สัญญาณที่เครื่องรับจะรับได้ก็อ่อนลง ๆ ไปเรื่อยๆ

     ระบบสื่อสารด้วยคลื่นวิทยุ เครื่องส่งวิทยุจะนำสัญญาณข่าวสารได้แก่ เสียง ภาพ ข้อมูล ซึ่งเป็นสัญญาณความถี่ต่ำไปทำการผสมกับสัญญาณพาห์ความถี่สูงที่ได้จากวงจรออสซิลเลเตอร์ (Oscillator) จากนั้นจะป้อนเข้าสู่วงจรขยายกำลังความถี่วิทยุเพื่อส่งผ่านสายส่งไปยังสายอากาศของเครื่องส่ง เพื่อทำหน้าที่แพร่กระจายคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าผ่านช่องทางการสื่อสาร ซึ่งได้แก่อากาศหรือชั้นบรรยากาศออกไปยังเครื่องรับวิทยุ

     ทางด้านเครื่องรับวิทยุสายอากาศรับจะทำหน้าที่รับสัญญาณความถี่วิทยุจากอากาศป้อนเข้าสู่วงจรจูนด์ความถี่โดยจะทำการเลือกรับความถี่เพียงความถี่เดียวเท่านั้นเข้ามาตามความต้องการของผู้ฟัง และทำการแยกสัญญาณข่าวสารออกจากความถี่คลื่นพาห์โดยวงจรดีมอดูเลเตอร์ (Demodulator) กลับคืนมาก่อนที่จะส่งสัญญาณข่าวสารไปยังอุปกรณ์เอาต์พุต ได้แก่ หลอดภาพโทรทัศน์ ลำโพง เป็นต้น

     หลักการของเครื่องส่งวิทยุ

     เป็นการนำเอาสัญญาณข่าวสารจากสถานีส่งไปยังสถานีรับ ดังนั้นการทำงานของเครื่องส่งวิทยุจะเป็นการนำเอาสัญญาณเสียง(Audio Frequency: AF) ทางด้านแหล่งกำเนิดเสียงผ่านกระบวนการผสมสัญญาณคลื่นพาหะ (Radio Frequency: RF) ซึ่งกระบวนการนี้เรียกว่าการมอดูเลชั่น (Modulation) แล้วผ่านการขยายสัญญาณความถี่วิทยุให้มีระดับแรงขึ้น ก่อนส่งต่อไปยังสายอากาศซึ่งจะแพร่กระจายคลื่นวิทยุออกไปในอากาศในรูปของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

อธิบายหลักการทำงาน

1.ไมโครโฟน (Microphone) ทำหน้าที่เปลี่ยนจากเสียงพูดให้เป็นสัญญาณเสียง (Audio Signal) อยู่ในรูปของสัญญาณไฟฟ้าที่มีระดับต่ำ

2. วงจรขยายสัญญาณเสียง (Audio Amplifier) ทำหน้าที่ขยายสัญญาณเสียงให้มีระดับความแรงที่สูงขึ้นเพื่อให้เหมาะสมกับการมอดูเลชั่น

3. วงจรออสซิลเลเตอร์ (Oscillator) ทำหน้าที่ผลิตความถี่คลื่นพาห์ (Carrier Wave) ที่มีความถี่สูงตามความต้องการของระบบสื่อสาร โดยการผลิตความถี่คือการผลิตสัญญาณไฟฟ้ากระแสสลับที่มีการเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลาและสม่ำเสมอ ซึ่งมีระดับความแรงและความเร็วของสัญญาณคงที่อยู่ในรูปของรูปคลื่นไซน์ (Sine Wave) ซึ่งวงจรออสซิลเลเตอร์แบบใช้ L และ C จะมีความถี่เรโซแนนซ์ที่ออกไปใช้งาน สามารถหาได้จากสูตร

4. วงจรมอดูเลชั่น (Modulation) ทำหน้าที่ผสมสัญญาณเสียงกับสัญญาณคลื่นพาห์ โดยสัญญาณเสียงจะทำให้คุณสมบัติของคลื่นพาห์เปลี่ยนแปลง เช่น การมอดูเลชั่นแบบ AM, FM เป็นต้น

5. วงจรมัลติพลาย (Multiplier) หรือวงจรทวีคูณความถี่ ทำหน้าที่ขยายสัญญาณอินพุตความถี่ต่ำให้มีความถี่ที่สูงขึ้น ซึ่งจะทำให้เกิดสัญญาณฮาร์โมนิก(Harmonic) เกิดขึ้นหลายๆ ความถี่ ซึ่งวงจรทางด้านเอาท์พุตจะต่อเป็นวงจรเรโซแนนซ์ (Resonance) เพื่อให้ได้ความถี่เอาท์พุตตามที่กำหนด สามารถแบ่งออกเป็น 2 วงจรคือ

    1. วงจรดับเบลอร์(Double) ทำหน้าที่กำเนิดความถี่เอาท์พุตเป็น 2 เท่าของสัญญาณอินพุต

    2. วงจรทริปเปลอร์(Tripler) ทำหน้าที่กำเนิดความถี่เอาท์พุตเป็น 3 เท่าของสัญญาณอินพุต

6. วงจรขยายกำลังความถี่วิทยุ (RF Power Amplifier) ทำหน้าที่ขยายกำลังของความถี่วิทยุให้สูงขึ้นมากพอที่จะส่งออกสายอากาศ เพื่อให้การแพร่กระจายคลื่นวิทยุเดินทางไปได้ไกลขึ้น ในทางปฏิบัตินิยมจัดการขยายแบบคลาส C เนื่องจากเมื่อไม่มีสัญญาณทางด้านอินพุตจะไม่มีสัญญาณออกทางด้านเอาต์พุต โดยทั่วไปแล้วภาคขยายกำลัง RF จะเป็นภาคที่กินกระแสมากที่สุดของเครื่องส่งวิทยุ ก็จะทำให้หลอดหรือทรานซิสเตอร์เกิดความร้อนและจะทำให้อายุการใช้งานลดลง ในภาคนี้โดยทั่วไปแล้วควรมีระบบป้องกันเพื่อควบคุมกำลังส่งให้คงที่เป็นการป้องกันไม่ให้ภาคขยายภาคสุดท้ายเกิดความเสียหายจากคลื่นสะท้อนกลับจากสายอากาศอันเนื่องจากสายอากาศไม่สามารถแพร่กระจายคลื่นออกไปได้หมดทำให้เกิดพลังงานความร้อนสะสมที่ตัวอุปกรณ์ได้

https://wiki.stjohn.ac.th/groups/poly_electronics/wiki/5a66e/

วิทยุสื่อสาร 

       วิทยุสื่อสารหรือเรียกอีกชื่อว่า วิทยุคมนาคม เป็นอุปกรณ์ที่แปลงกระแสไฟฟ้า เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ประกอบเป็น ภาครับ และภาคส่ง แผ่กระจายคลื่นวิทยุออกทางสายอากาศ เป็นเครื่องมือในสื่อสารชนิดกึ่งสองทาง ถูกนำมาใช้งานในหลายประเภท เช่น วิทยุราชการ วิทยุสมัครเล่น วิทยุภาคประชาชน เป็นต้น

ส่วนประกอบวิทยุสื่อสาร

ส่วนประกอบของวิทยุสื่อสารแบ่งออกได้เป็น 3ส่วนหลักๆ คือ

ตัวเครื่อง

   ตัวเครื่องของวิทยุสื่อสารจะเป็นส่วนที่ประกอบไปด้วยแผงวงจรและอุปกรณ์ต่างๆที่เครื่องวิทยุสื่อสารแต่ละรุ่นถูกออกแบบมา

แหล่งพลังงาน

   แหล่งพลังงานคือตัวจ่ายกระแสไฟฟ้า ซึ่งเป็นส่วนที่จะป้อนพลังงานให้กับตัวเครื่องให้เครื่องวิทยุสื่อสารสามารถ ทำงานได้ ซึ่งจะมีทั้งแบบแหล่งพลังงานแบบแบตเตอรี่แพค(battery pack) และแบบไฟฟ้ากระแสตรง(DC volts)

สายอากาศ

   เป็นส่วนที่ทำหน้าที่รับสัญญาณวิทยุ ที่อยู่ในรูปแบบคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเข้ามาในตัวเครื่องเพื่อผ่านการแปลงเป็นกระแสไฟฟ้า และในทางกลับกันสายอากาศ จะทำหน้าที่แพร่คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ที่ผ่านการแปลงจากกระแสไฟฟ้ามาเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ส่งออกไปยังเครื่องรับสัญญาณวิทยุปลายทางคลื่นวิทยุเกิดจากการเคลื่อนที่ของกระแสไฟฟ้าที่อยู่ในสายอากาศ แล้วแผ่กระจายไปในอากาศ (ลักษณะเดียวกับคลื่นในน้ำ) เป็นลูกคลื่น มียอดคลื่นและท้องคลื่น การเคลื่อนตัวหนึ่งรอบคลื่น หมายถึง จากผิวน้ำ-ขึ้นไปถึงยอดคลื่น-ตกลงที่ท้องคลื่น-และกลับขึ้นมาเสมอผิวน้ำ ความถี่ของคลื่นวิทยุมีหน่วยต่อวินาที (CPS : Cycle Per Second) เพื่อให้เกียรติแด่ผู้ค้นพบจึงเรียก "หน่วยต่อวินาที" ว่า "เฮิรตซ์" (Hz)

การเตรียมการก่อนการเรียกขาน

1. ต้องจดบันทึกหรือเตรียมข้อความที่จะพูดไว้ก่อน เพื่อความรวดเร็ว การทวงถามถูกต้อง และเป็นหลักฐานในการติดต่อของสถานีตนเองอีกด้วย

2. ข้อความที่จะพูดทางวิทยุ ต้องสั้น กะทัดรัด ชัดเจน และได้ใจความ 

3. ก่อนพูดต้องฟังก่อนว่าข่ายสื่อสารนั้นว่างหรือไม่ เพื่อจะได้ไม่เกิดการรบกวนการทำงานของสถานีอื่น โดยต้องใช้นามเรียกขานที่กำหนดให้เท่านั้น 

4. ตรวจสอบนามเรียกขานของหน่วยงานหรือบุคคลที่จะต้องทำการติดต่อสื่อสารก่อน

5. การเรียกขานหรือการตอบการเรียก ต้องปฏิบัติตามระเบียบปฏิบัติของข่ายสื่อสารการเรียกขาน

การเรียกขานต้องครบองค์ประกอบ ดังนี้

- “นามเรียกขาน” ของสถานี, บุคคลฯ ที่ถูกเรียก

- “จาก”

- “นามเรียกขาน” ของสถานี, บุคคลฯ ที่เรียก

- “เปลี่ยน”

การตอบรับการเรียกขาน

ก. “นามเรียกขาน” ของสถานี, บุคคลฯ ที่เรียก

ข. “จาก”

ค. “นามเรียกขาน” ของสถานี, บุคคลฯ ที่ถูกเรียก

ง. “เปลี่ยน” 

*ตัวอย่างที่ 1

(ศูนย์ฯ เรียก) เขตป้อมปราบ 401 จาก อุบัติภัย เปลี่ยน

ลูกข่ายตอบ) อุบัติภัย จาก เขตป้อมปราบ 401 เปลี่ยน หรือ

(ลูกข่ายตอบ) จาก เขตป้อมปราบ 401 ว.2 เปลี่ยน (ตอบอย่างย่อ) หรือ

(ลูกข่ายตอบ) เขตป้อมปราบ 401 ว.2 เปลี่ยน (ตอบอย่างย่อ)

*ตัวอย่างที่ 2

(ศูนย์ฯ เรียก) เขตป้อมปราบ 44 จาก เขตป้อมปราบ 401 เปลี่ยน

(ลูกข่ายตอบ) เขตป้อมปราบ 401 จาก เขตป้อมปราบ 44 เปลี่ยน หรือ

(ลูกข่ายตอบ) จาก เขตป้อมปราบ 44 ว.2 เปลี่ยน (ตอบอย่างย่อ) หรือ

(ลูกข่ายตอบ) เขตป้อมปราบ 44 ว.2 เปลี่ยน

การรับ / แจ้งเหตุฉุกเฉิน

1. เมื่อพบเหตุหรือต้องการความช่วยเหลือให้แจ้งศูนย์ฯ ที่สังกัดหรือสัญญาณ ที่สามารถติดต่อสื่อสารได้

2. เตรียมรายละเอียด (ใคร ทำอะไร ที่ไหน เมื่อไร อย่างไร) ของเหตุเพื่อจะได้แจ้งได้ทันที

3. เมื่อแจ้งเหตุแล้วควรเปิดเครื่องรับ – ส่งวิทยุให้พร้อมไว้เพื่อจะได้ฟังการติดต่อประสานงาน รายละเอียดเพิ่มเติม

4. เมื่อแจ้งเหตุแล้วควรรายงานผลคืบหน้าในการประสานงานเป็นระยะ

5. เมื่อมีผู้แจ้งเหตุแล้วไม่ควรสอดแทรกเข้าไป ควรฟังอย่างสงบเพื่อมิให้เกิดการรบกวนและความสับสน

มารยาทและข้อห้ามการใช้วิทยุสื่อสาร

1. ไม่ติดต่อกับสถานีที่ใช้นามเรียกขานไม่ถูกต้อง

2. ไม่ส่งข่าวสารที่เกี่ยวกับข่าวทางธุรกิจการค้า

3. ไม่ใช้ถ้อยคำที่ไม่สุภาพ หรือหยาบคายในการติดต่อสื่อสาร

4. ไม่แสดงอารมณ์โกรธในการติดต่อสื่อสาร

5. ห้ามการรับส่งข่าวสารอันมีเนื้อหาละเมิดต่อกฎหมายบ้านเมือง

6. ไม่ส่งเสียงดนตรี รายการบันเทิง และการโฆษณาทุกประเภท

7. ให้โอกาสสถานีที่มีข่าวสำคัญ เร่งด่วน ข่าวฉุกเฉิน ส่งข่าวก่อน

8 ยินยอมให้ผู้อื่นใช้เครื่องวิทยุคมนาคม

9. ห้ามติดต่อสื่อสารในขณะมึนเมาสุราหรือควบคุมสติไม่ได้

10. ในกรณีที่มีเรื่องเร่งด่วนต้องการส่งแทรกหรือขัดจังหวะการส่งข่าวควรรอจังหวะที่คู่สถานีจบข้อความที่สำคัญก่อนแล้วจึงส่ง

การใช้และการบำรุงรักษาเครื่องวิทยุคมนาคมเครื่องรับ– ส่งวิทยุคมนาคม

1. การใช้เครื่องวิทยุคมนาคมชนิดมือถือไม่ควรอยู่ใต้สายไฟฟ้าแรงสูง ต้นไม้ใหญ่ สะพานเหล็ก หรือสิ่งกำบังอย่างอื่นที่เป็นอุปสรรคในการใช้ความถี่วิทยุ

2. ก่อนใช้เครื่องวิทยุคมนาคมให้ตรวจดูว่าสายอากาศ หรือสายนำสัญญาณต่อเข้ากับขั้วสายอากาศเรียบร้อยหรือไม่

3. ขณะส่งออกอากาศไม่ควรเพิ่มหรือลดกำลังส่ง (HI – LOW)

4. ในการส่งข้อความ หรือพูดแต่ละครั้งอย่ากดสวิทซ์ (PTT) ไม่ควรส่งนานเกินไป (เกินกว่า 30 วินาที)

แบตเตอรี่

1. แบตเตอรี่ใหม่ให้ทำการประจุกระแสไฟฟ้าครั้งแรกนานประมาณ 16 ชั่วโมง ก่อนการนำไปใช้งาน และครบ 16 ชั่วโมงแล้ว ให้นำแบตเตอรี่ออกจากเครื่องประจุแบตเตอรี่จนกว่าแบตเตอรี่จะเย็น จึงจะนำแบตเตอรี่ไปใช้งานได้

2. แบตเตอรี่ (NICKEL CADMIUM) ต้องใช้งานให้หมดกระแสไฟฟ้าจึงจะนำไปประจุกระแสไฟฟ้าได้

3. การประจุกระแสไฟฟ้าหลังจากกระแสไฟฟ้า ตามข้อ 2 หมดแล้ว ให้นำไปทำการประจุกระแสไฟฟ้าใหม่ตามระยะเวลาใช้งานแบตเตอรี่

4. ถ้าแบตเตอรี่ใช้งานไม่หมดกระแสไฟฟ้า ไม่ควร ทำการประจุกระแสไฟฟ้าเนื่องจากจะทำให้แบตเตอรี่เสื่อมสภาพเร็วกว่ากำหนด (NICKEL CADMIUM)

5. ถ้าแบตเตอรี่สกปรกทั้งที่ตัวเครื่องรับ – ส่ง และขั้วแบตเตอรี่ให้ทำความสะอาดโดยใช้ยางลบสำหรับลบหมึกทำความสะอาด

สายอากาศ 

1. ความยาวของสายอากาศจะต้องสัมพันธ์กับความถี่วิทยุที่ใช้งาน

2. สายอากาศชนิดชัก ต้องชักสายอากาศให้สุดในขณะใช้งาน และเก็บทีละท่อน

การพกพาเครื่องวิทยุคมนาคม

1. วิทยุสื่อสารให้ใช้ได้เฉพาะพื้นที่ที่ได้รับอนุญาต

2. การพกพาเครื่องวิทยุชนิดมือถือ ต้องนำใบอนุญาตติดตัวไปด้วย หรือถ่ายสำเนาและมีการรับรองสำเนาด้วย

3. การพกพาเครื่องวิทยุชนิดมือถือเข้าไปในสถานที่ต่าง ๆ ควรพิจารณาถึงสภาพของสถานที่ด้วยว่าควรปฏิบัติอย่างไร เช่น ในห้องประชุม ในร้านอาหาร ถ้าจำเป็นควร ใช้หูฟัง

4. ขณะพกพาวิทยุควรแต่งกายให้เรียบร้อย และมิดชิดโดยสุภาพ

5. ในกรณีที่มีเจ้าหน้าที่ขอตรวจสอบ ควรให้ความร่วมมือ โดยสุภาพ

ประโยชน์ของการใช้วิทยุสื่อสาร มีดังนี้

- บุคคลทั่วไปสามารถซื้อหามาใช้ได้ และไม่มีค่าใช้จ่ายรายเดือน

- ไม่พลาดการติดต่อสื่อสารทำให้การติดต่อสื่อสารเป็นไปอย่างมีประสิทธิภาพ

- เหมาะสำหรับการใช้งานที่ต้องการจำกัดพื้นที่ เช่น ภายในบริเวณพื้นที่ก่อสร้าง ท่าเรือ ขนส่ง

โรงงานอุตสาหกรรม งานรักษาความปลอดภัย งานประกันภัย เกษตรกรรม การท่าอากาศยาน โรงแรม โรงพยาบาล โรงภาพยนตร์ ร้านอาหาร สถานที่ท่องเที่ยว เป็นต้น

- ใช้เป็นอุปกรณ์สื่อสารแทนอุปกรณ์สื่อสารที่ไม่สามารถติดต่อได้ในพื้นที่ ที่จำกัด

- ไม่จำกัดระยะเวลาการติดต่อสื่อสาร

- สามารถติดตั้งในรถยนต์ได้ โดยใช้สายอากาศเพิ่มเติม เพิ่มขีดความสามารถในการรับส่ง ได้หลายสิบกิโลเมตร

- สามารถติดต่อระหว่างตัวเครื่อง / เครื่อง ได้ระยะ 5 - 100 กิโลเมตร (ขึ้นอยู่กับประเภทของ เครื่อง)

- ระยะเวลาในการใช้งานสามารถแสตนบายแบตเตอรี่ได้ 1 - 2 วัน

- มีช่องใช้งานหลัก 80 ช่องใหญ่ และมีช่องย่อยมากกว่า 4,000 ช่อง

เครดิต  https://sites.google.com/site/sumanee120/withyu-suxsar