„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
MINISTERSTWO EDUKACJI
NARODOWEJ
mgr inż. Artur Nowak
mgr inż. Rafał Nowak
Dobieranie urządzeń audio do odbioru sygnału
dźwiękowego 313[04].Z2.01
Poradnik dla ucznia
Wydawca
Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy
Radom 2006
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
1
Recenzenci:
dr inż. Mieczysław Kornaszewski
dr inż. Tomasz Ciszewski
Opracowanie redakcyjne:
Piotr Stępień
Konsultacja:
mgr inż. Piotr Ziembicki
Korekta:
Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 313[04].Z2.01.
Dobieranie urządzeń audio do odbioru sygnału dźwiękowego) zawartego w modułowym
programie nauczania dla zawodu technik urządzeń audiowizualnych.
Wydawca
Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2006
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
2
SPIS TREŚCI
1. Wprowadzenie .................................................................................................................. 4
2. Wymagania wstępne......................................................................................................... 5
3. Cele kształcenia ................................................................................................................ 6
4. Materiał nauczania........................................................................................................... 7
4.1. Podstawy elektroakustyki – dźwięk, podstawowe parametry
akustyczne ................................................................................................................... 7
4.1.1. Materiał nauczania ................................................................................................ 7
4.1.2. Pytania sprawdzające ........................................................................................... 10
4.1.3. Ćwiczenia ............................................................................................................ 10
4.1.4. Sprawdzian postępów ........................................................................................... 10
4.2. Przetworniki elektroakustyczne................................................................................ 11
4.2.1. Materiał nauczania ............................................................................................... 11
4.2.2. Pytania sprawdzające ............................................................................................ 13
4.2.3. Ćwiczenia ............................................................................................................. 13
4.2.4. Sprawdzian postępów ........................................................................................... 14
4.3. Systemy dźwiękowe i akustyka pomieszczeń zamkniętych
oraz plenerowych........................................................................................................ 15
4.3.1. Materiał nauczania ............................................................................................... 15
4.3.2. Pytania sprawdzające ............................................................................................ 18
4.3.3. Ćwiczenia ............................................................................................................. 18
4.3.4. Sprawdzian postępów ........................................................................................... 19
4.4. Zestawy urządzeń do nagłaśniania pomieszczeń, przestrzeni
otwartych oraz do wytwarzania specjalnych efektów dźwiękowych ........................ 20
4.4.1. Materiał nauczania ................................................................................................ 20
4.4.2. Pytania sprawdzające ........................................................................................... 21
4.4.3. Ćwiczenia ............................................................................................................ 22
4.4.4. Sprawdzian postępów........................................................................................... 22
4.5. Urządzenia radiowe – vademecum ........................................................................... 23
4.5.1. Materiał nauczania ................................................................................................ 23
4.5.2. Pytania sprawdzające ........................................................................................... 25
4.5.3. Ćwiczenia ............................................................................................................ 26
4.5.4. Sprawdzian postępów ........................................................................................... 26
4.6. Odbiorniki sygnału audio........................................................................................... 27
4.6.1. Materiał nauczania ................................................................................................ 27
4.6.2. Pytania sprawdzające ........................................................................................... 29
4.6.3. Ćwiczenia ............................................................................................................ 29
4.6.4. Sprawdzian postępów ........................................................................................... 29
4.7. Anteny i systemy antenowe stosowane w odbiornikach
radiowych.................................................................................................................... 30
4.7.1. Materiał nauczania ................................................................................................ 30
4.7.2. Pytania sprawdzające ........................................................................................... 31
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
3
4.7.3. Ćwiczenia ............................................................................................................ 32
4.7.4. Sprawdzian postępów ........................................................................................... 32
4.8. Urządzenia radiofoniczne........................................................................................... 33
4.8.1. Materiał nauczania ................................................................................................ 33
4.8.2. Pytania sprawdzające ........................................................................................... 36
4.8.3. Ćwiczenia ............................................................................................................ 36
4.8.4. Sprawdzian postępów ........................................................................................... 36
4.9. Pomiary, strojenie oraz wykrywanie uszkodzeń
w urządzeniach radiowych .......................................................................................... 37
4.9.1. Materiał nauczania ................................................................................................ 37
4.9.2. Pytania sprawdzające ........................................................................................... 39
4.9.3. Ćwiczenia ............................................................................................................ 39
4.9.4. Sprawdzian postępów........................................................................................... 40
5. Sprawdzian osiągnięć ..................................................................................................... 41
6. Literatura ....................................................................................................................... 46
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
4
1. WPROWADZENIE
W niniejszym poradniku znajduje się elementarna wiedza z zakresu budowy i zasady
działania radiowych urządzeń audio. Znajdziesz w nim również informacje o dźwięku i jego
źródłach, sposobach jego przetwarzania i modyfikowania oraz o współczesnych systemach
służących do jego odtwarzania.
Dany poradnik zawiera w swojej strukturze następujące elementy:
−
wymagania wstępne, zbiór umiejętności teoretyczno-praktycznych, jakie powinien
posiadać uczeń przed przystąpieniem do realizacji tej jednostki modułowej,
−
cele kształcenia, zasób umiejętności nabytych w czasie zajęć edukacyjnych,
−
materiał nauczania, wiedza teoretyczna z pewnymi aspektami informacji praktycznych
pozwalająca na osiągnięcie podanych celów kształcenia,
−
zestaw pytań, pozwoli Ci na wstępne zorientowanie się, co do poziomu Twojej wiedzy,
−
ćwiczenia, to zestaw przykładowych zadań praktycznych do wykonania w warunkach
pracowni szkolnej,
−
sprawdzian postępów, zespół kilku pytań testowych dotyczących jednego, konkretnego
rozdziału,
−
sprawdzian osiągnięć, zawiera przykładowe pytania testowe, tzw. wielokrotnego wyboru,
−
literaturę uzupełniającą.
W celu efektywnego wykorzystania poradnika powinieneś, po przyswojeniu sobie
materiału nauczania, opracować odpowiedzi do pytań sprawdzających i sprawdzianu
postępów - zamieszczonych pod koniec każdego rozdziału. Również powinieneś prześledzić
kolejność czynności towarzyszących ćwiczeniom, zaproponowanym do wykonania
w warunkach pracowni szkolnej. Na zakończenie cyklu kształcenia związanego z realizacją
tej jednostki modułowej przewidziano dla Ciebie sprawdzian osiągnięć pod postacią testu
dwustopniowego. Jego pozytywny wynik utrwali Cię w przekonaniu, że dobrze opanowałeś
materiał nauczania tej jednostki modułowej.
Schemat układu jednostek modułowych
313[04].Z2
Obsługa urządzeń
audiowizualnych
313[04].Z2.01
Dobieranie urządzeń audio do
odbioru sygnału dźwiękowego
313[04].Z2.02
Dobieranie urządzeń wideo do
odbioru sygnału wizyjnego
313[04].Z2.03
Przetwarzanie i rejestrowanie
sygnału audio analogowego
i cyfrowego
313[04].Z2.04
Przetwarzanie i rejestrowanie
sygnału wideo analogowego
i cyfrowego
313[04].Z2.05
Wykonywanie komputerowej
obróbki sygnału audiowizualnego
do celów multimedialnych
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
5
2.
WYMAGANIA WSTĘPNE
Przed przystąpieniem do realizacji treści tej jednostki modułowej uczeń powinien
umieć:
−
rozróżniać podstawowe elementy elektroniczne,
−
czytać symbole urządzeń i podzespołów elektronicznych i elektrycznych,
−
objaśniać zasadę działania podstawowych elementów elektronicznych,
−
posługiwać się elementarną wiedzą teoretyczną z fizyki (statyka, dynamika, zjawiska
falowe, teoria pola elektrycznego i magnetycznego),
−
posługiwać się podstawowymi przyrządami pomiarowymi (mierniki analogowe, mierniki
cyfrowe, oscyloskop),
−
stosować ogólną wiedzę z zakresu bezpiecznej obsługi urządzeń elektrycznych.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
6
3. CELE KSZTAŁCENIA
W wyniku realizacji programu jednostki modułowej „Dobieranie urządzeń audio do
odbioru sygnału dźwiękowego” powinieneś umieć:
−
rozróżnić podstawowe zjawiska związane z propagacją fal elektromagnetycznych oraz
z ich wpływem na technikę odbioru radiowego,
−
rozpoznać systemy odbioru radiowego: monofoniczny, stereofoniczny, kwadrofoniczny,
dookolny,
−
określić zasady funkcjonowania toru transmisyjnego małej i wielkiej częstotliwości do
przekazu audio,
−
wyjaśnić zasadę działania poszczególnych bloków funkcjonalnych, wchodzących w skład
toru transmisyjnego,
−
rozróżnić podstawowe parametry urządzeń fonicznych z uwzględnieniem aspektów
jakości i niezawodności,
−
zastosować podstawowe wymagania związane z akustyką pomieszczeń zamkniętych
i planów plenerowych,
−
dobrać i obsłużyć standardowe urządzenia odbiorcze typu stacjonarnego, przenośnego
i samochodowego,
−
sklasyfikować przetworniki i zestawy elektroakustyczne oraz ocenić wpływ ich
parametrów na funkcje realizowane w urządzeniach i systemach audio,
−
ocenić wpływ zakłóceń pochodzenia akustycznego i elektrycznego oraz hałasu na odbiór
sygnałów dźwiękowych w pomieszczeniach zamkniętych i w przestrzeni otwartej,
−
określić warunki stosowania urządzeń do wytwarzania specjalnych efektów
dźwiękowych,
−
zmontować standardowe zestawy urządzeń do odbioru i nagłaśniania pomieszczeń
zamkniętych i przestrzeni otwartych,
−
dokonać pomiarów podstawowych parametrów elektrycznych i akustycznych,
−
zinterpretować wyniki pomiarów oraz wyciągnąć wnioski praktyczne,
−
przewidzieć zagrożenia dla życia i zdrowia w trakcie realizacji zadań praktycznych,
−
zastosować procedurę postępowania w sytuacji zagrożenia.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
7
4. MATERIAŁ NAUCZANIA
4.1. Podstawy elektroakustyki – dźwięk, podstawowe parametry
akustyczne
4.1.1. Materiał nauczania
Dźwięk - zagadnienia podstawowe
Dźwiękiem nazywamy zaburzenie falowe ośrodka sprężystego. Zaburzenie to wywołuje
drgania słyszalne przez człowieka o normalnym słuchu. Dźwięki mogą być pożądane (głos,
muzyka) i niepożądane (hałas, szumy). Dźwięk może być przedstawiony, jako zaburzenie
będące funkcją czasu i może mieć ono różny kształt. Najprostszy przebieg drgań
akustycznych ma kształt sinusoidalny i jest zwany tonem. Każdy ton charakteryzuje:
amplituda i częstotliwość drgań.
Człowiek posiada narząd, który umożliwia mu odbieranie dźwięków z otaczającego go
świata. Ucho ludzkie (rys. 4.1.1) zbudowane jest z trzech, podstawowych części: ucha
zewnętrznego, ucha środkowego i ucha wewnętrznego.
3 4
5
6
1
2
9
8
7
Ucho
zewnetrzne
Ucho
środkowe
Ucho
wewnetrzne
a) ucho zewnętrzne: małżowina uszna (1), przewód słuchowy zewnętrzny (2), błona bębenkowa (9),
b) ucho środkowe: trąbka słuchowa (7), młoteczek (3), kowadełko (4), strzemiączko (5),
c) ucho wewnętrzne: ślimak (8), zakończenia nerwowe (6).
Rys. 4.1.1. Budowa ucha ludzkiego[10]
Mechanizm słyszenia jest następujący: dźwięk padając na błonę bębenkową powoduje jej
drgania, które dalej poprzez trzy kosteczki przenoszone są do ślimaka. Ślimak jest połączony
z końcówkami nerwowymi, które w postaci impulsów elektrycznych przenoszą informację
zawartą w sygnale dźwiękowym do mózgu. W mózgu następuje interpretacja danego bodźca
dźwiękowego oraz przypisanie mu odpowiedniej reakcji lub odczucia.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
8
Podstawowe parametry akustyczne
Do podstawowych wielkości charakteryzujących falę dźwiękową zaliczamy: prędkość
fali dźwiękowej, częstotliwość drgań fali dźwiękowej, długość fali dźwiękowej, prędkość
akustyczną, ciśnienie akustyczne, natężenie dźwięku, moc akustyczną.
Prędkość fali dźwiękowej określona jest następującą zależnością:
o
q
k
s
p
c
×
=
[m/s] (4.1.1)
s
p - ciśnienie statyczne [Pa],
k - współczynnik cieplny [ ],
o
q - średnia gęstość ośrodka [kg/m
3
].
Jak widać prędkość dźwięku zależy od właściwości ośrodka, w którym się rozchodzi.
Generalnie, dla celów orientacyjnych, można przyjąć, że prędkość dźwięku w środowisku
normalnym wynosi około 1220 km/h (1 Mach).
Częstotliwość drgań określa ilość okresów przypadających na jedną sekundę
i wyraża się zależnością:
T
f
1
=
[Hz] (4.1.2)
T – okres drgań [s].
Długość fali dźwiękowej określa zależność:
f
c
=
λ
[m] (4.1.3)
c – prędkość dźwięku [m/s],
f – częstotliwość drgań [Hz].
Prędkość akustyczna przedstawiona jest, jako drganie cząsteczki ośrodka w polu fali
dźwiękowej i zależy od wartości tonu (jest o tyle większa, o ile jest wyższy i głośniejszy ton).
W przypadku przebiegu okresowego, sinusoidalnego można ją wyznaczyć ze wzoru:
t
A
V
t
A
V
ω
cos
max
)
(
×
=
[m/s] (4.1.4)
Ciśnienie akustyczne jest różnicą pomiędzy ciśnieniem istniejącym w ośrodku, w danej
chwili, a ciśnieniem atmosferycznym. Ciśnienie akustyczne wywołane jest drganiami fali
akustycznej. Wartość ciśnienia akustycznego zależy od odległości, od źródła dźwięku i jest
tym większa, im jest do niego bliżej.
Można je wyznaczyć ze wzoru:
A
c
A
V
A
p
R
×
×
=
[Pa] (4.1.5)
V
A
– prędkość akustyczna [m/s],
c – prędkość dźwięku [m/s],
R
A
– rezystywność akustyczna
ośrodka [Pa*s/m]
Natężenie dźwięku wyraża się mocą akustyczną przypadającą na powierzchnię 1m
2
,
prostopadłą do kierunku rozchodzenia się fali dźwiękowej. Obliczamy je ze wzoru:
S
A
P
I
=
[W/m
2
] (4.1.6)
P
A
– moc akustyczna [W],
S – powierzchnia czynna [m
2
]
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
9
Dla fali płaskiej natężenie dźwięku wynosi:
A
V
A
p
I
×
=
[W/m
2
] (4.1.7)
p
A
– wartość skuteczna ciśnienia
akustycznego [Pa],
v
A
- wartość skuteczna prędkości
akustycznej [m/s]
Dla fali kulistej natężenie dźwięku wynosi:
2
4 r
A
P
I
π
=
[W/m
2
] (4.1.8)
P
A
– moc akustyczna [W],
r- promień kuli [m]
Moc akustyczna źródła dźwięku jest iloczynem natężenia dźwięku przez powierzchnię,
przez którą przepływa fala dźwiękowa. Zależność taką zapisujemy:
S
I
A
P
×
=
[W] (4.1.9)
I – natężenie dźwięku [W/m
2
],
S – powierzchnia [m
2
]
Ucho ludzkie ma ograniczoną czułość i z tego względu wprowadzono pojęcie poziomu
natężenia dźwięku wyrażanego zależnością:
0
I
I
L
=
(4.1.10)
I – natężenie dźwięku [W/m
2
],
I
0
– natężenie odniesienia [W/m
2
]
W praktyce do obliczania natężenia dźwięku stosuje się jednak inną zależność,
uwzględniającą rzeczywiste charakterystyki wrażenia słuchowego:
0
lg
I
I
L
=
[dB] (4.1.11)
I
0
=10
-12
[W/m
2
], przy f=1000Hz
Zastosowanie logarytmu dziesiętnego odpowiada w większym stopniu wrażeniom
słuchowym odczuwanym przez człowieka. Jednostką podstawową poziomu natężenia
dźwięku jest bel [B], jednak w praktyce stosowana jest 10-razy mniejsza jednostka zwana
decybelem [dB].
poziom mocy akustycznej :
0
lg
10
P
P
L
=
[dB] (4.1.12)
poziom ciśnienia akustycznego:
0
lg
20
p
p
L
=
[db] (4.1.13)
poziom prędkości akustycznej:
0
lg
20
V
A
V
L
=
[dB] (4.1.14)
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
10
4.1.2. Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1) Co to jest dźwięk?
2) Co to jest ton?
3) Jak zbudowane jest ucho ludzkie?
4) Jak wygląda mechanizm słyszenia człowieka?
5) Co to jest prędkość fali dźwiękowej?
6) Co to jest długość fali dźwiękowej?
7) Co to jest natężenie fali dźwiękowej?
8) Co to jest moc akustyczna źródła dźwięku?
4.1.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Oblicz długość fali dźwiękowej wytwarzanej przez generator akustyczny wiedząc, że jej
okres drgań wynosi 0.02 s.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:
1) wypisać dane w podanym ćwiczeniu,
2) wypisać odpowiednie wzory,
3) oszacować szukaną wielkość.
Wyposażenie stanowiska pracy:
−
literatura (niniejszy poradnik).
Ćwiczenie 2
Dokonaj pomiaru podstawowych parametrów akustycznych fali dźwiękowej.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:
1) dokonać pomiaru prędkości fali akustycznej,
2) dokonać pomiaru natężenia dźwięku.
Wyposażenie stanowiska pracy:
−
instrukcja do ćwiczenia,
−
czasomierz, miernik natężenia dźwięku, trenażer,
−
generator mocy pracujący w zakresie częstotliwości akustycznych, głośnik dużej mocy.
4.1.4. Sprawdzian postępów
Tak Nie
Czy potrafisz:
1) zdefiniować pojęcie „dźwięk” ?
2) określić jaką rolę pełnią poszczególne części składowe ucha ludzkiego?
3) rozróżniać podstawowe parametry akustyczne?
4) dokonać pomiaru podstawowych parametrów akustycznych?
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
11
4.2. Przetworniki elektroakustyczne
4.2.1. Materiał nauczania
Przetworniki elektroakustyczne służą do przetwarzania sygnału dźwiękowego na sygnał
elektryczny (mikrofony) lub sygnału elektrycznego na dźwiękowy (głośniki, słuchawki).
Mikrofony. Podstawowym parametrem charakteryzującym mikrofon jest jego
skuteczność, zwana inaczej czułością. Czułość mikrofonu określana jest jako:
A
p
U
M
=
[V/Pa] (4.2.1)
U – wartość skuteczna napięcia mikrofonu [V],
p
A –
wartość skuteczna ciśnienia akustycznego mikrofonu [Pa]
Innym parametrem, świadczącym o jakości mikrofonu jest poziom jego skuteczności,
określany jest jako:
0
lg
20
M
M
M
L
=
[dB] (4.2.2)
M – czułość mikrofonu [V/Pa],
M
0
=1 – skuteczność odniesienia
Mikrofony można podzielić w następujący sposób:
−
ze względu na sposób przetwarzania drgań membrany na sygnał mowy: węglowe,
magnetoelektryczne, pojemnościowe, piezoelektryczne.
−
ze względu na charakterystykę kierunkowości: wszechkierunkowe (kulowe, kołowe,
dookólne), dwukierunkowe (ósemkowe), jednokierunkowe (kardioidalne, nerkowe),
ultrakierunkowe,
−
ze względu na sposób oddziaływania pola dźwiękowego na membranę: ciśnieniowe,
gradientowe, ciśnieniowo-gradientowe, interferencyjne.
Głośniki i słuchawki. Działanie głośników i słuchawek polega na zamianie sygnału
fonicznego na drgania membrany, która wytwarza falę dźwiękową. Budowa głośnika
magnetoelektrycznego została przedstawiona na rys 4.2.1.. Głównym elementem głośnika
(również i słuchawki) jest ruchoma membrana przymocowana do cewki, przez którą
przepływa prąd elektryczny. W wyniku przepływu prądu i oddziaływania stałego pola
magnetycznego, wytwarzanego przez magnes, membrana zaczyna drgać generując falę
dźwiękową.
Rys. 4.2.1. Głośnik magnetoelektryczny
Magnes
stały
Membrana
Cewka
miedziana
Konstrukcja
wsporcza
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
12
Jednym z podstawowych parametrów głośników jest efektywność głośnika, określana
wzorem:
0
lg
20
p
A
p
G
L
=
[dB] (4.2.3)
p
A
- ciśnienie akustyczne [Pa],
p
0
- ciśnienie odniesienia 2x10
-5
[Pa]
Efektywność głośnika jest ilorazem ciśnienia akustycznego p
A
,
wytworzonego przez
głośnik, zasilany ze źródła mocą 1[VA], do ciśnienia odniesienia p
0
.
Ciśnienie p
A
jest
mierzone w osi głośnika, w odległości 1m od jego punktu odniesienia.
Kolejnym parametrem głośnika jest jego charakterystyka częstotliwościowa, określająca
zmiany ciśnienia akustycznego w funkcji częstotliwości, przy stałej wartości napięcia
zasilającego głośnik.
Następnym parametrem, istotnym dla głośników, jest moc znamionowa określająca
maksymalną wartość mocy pozornej jaką można dołączyć do zacisków głośnika trwale,
nie uszkadzając go.
Impedancja znamionowa, będąca jednym z ważniejszym parametrów głośnika, jest
najmniejszą wartością modułu impedancji dla częstotliwości leżących powyżej rezonansu
mechanicznego.
Głośniki można podzielić w następujący sposób:
−
ze względu na działanie układu napędowego: magnetoelektryczne, elektromagnetyczne,
pojemnościowe, piezoelektryczne.
Słuchawki, będące bardzo często stosowanym przetwornikiem elektroakustycznym, są
podobne w budowie i działaniu do głośników, a stosuje się je w przypadku braku możliwości
odsłuchu głośnikowego.
Zespoły głośnikowe. Zespołem głośnikowym nazywamy urządzenie akustyczne
składające się z kilku głośników zamieszczonych w jednej, wspólnej obudowie. Najczęściej
stosowanymi obudowami są tzw obudowy zamknięte. Zabudowa kilku głośników,
pracujących efektywnie w pewnym zakresie częstotliwości, w znaczący sposób poprawia
akustykę systemu.
Budowa zewnętrzna zespołu głośnikowego została przedstawiona na rys 4.2.2.
Rys. 4.2.2. Budowa zespołu głośnikowego
Głośnik
niskotonowy
Głośnik
średniotonowy
Głośnik
wysokotonowy
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
13
Sygnał wejściowy doprowadzany do zespołu głośnikowego nie jest podawany
bezpośrednio do każdego z głośników. Jest on na wstępie filtrowany, potem rozdzielany na
trzy tory przy pomocy zwrotnicy głośnikowej. Dopiero w takiej postaci podawany jest do
konkretnego głośnika.
4.2.2. Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1) Co to jest przetwornik elektroakustyczny?
2) Jak dzielimy mikrofony?
3) Jakimi parametrami użytkowymi charakteryzują się mikrofony?
4) Jak zbudowany jest oraz jak działa głośnik?
5) Jakimi parametrami użytkowymi charakteryzują się głośniki?
6) Wymień podstawowe rodzaje głośników i mikrofonów?
7) Omów budowę oraz przeznaczenie zespołu głośnikowego?
4.2.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Określ dolny i górny zakres częstotliwości przetwarzanych przez głośnik nisko oraz
wysokotonowy.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:
1) obciążyć generator mocy przebiegu sinusoidalnego głośnikiem niskotonowym
o odpowiedniej impedancji wewnętrznej, dopasowanej do parametrów wyjściowych
źródła sygnału,
2) zmieniać częstotliwość wyjściową generatora sygnałowego,
3) zmierzyć w pewnej odległości od głośnika natężenie dźwięku,
4) wykonać charakterystykę natężenia dźwięku „I” emitowanego przez głośnik w funkcji
częstotliwości „f”,
5) wykonać takie same czynności, jak w punktach 1 – 4, lecz przy użyciu głośnika
wysokotonowego,
6) porównać otrzymane charakterystyki oraz wyciągnąć na ich podstawie wnioski.
Wyposażenie stanowiska pracy:
−
generator funkcyjny mocy,
−
miernik natężenia dźwięku,
−
dwa głośniki: nisko oraz wysokotonowy.
Ćwiczenie 2
Zmontuj oraz uruchom zestaw służący do wzmacniania sygnału m.cz..
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:
1) zapoznać się z instrukcją montażową,
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
14
2) złożyć kompletny zestaw służący do wzmacniania sygnału m.cz.,
3) sprawdzić poprawność funkcjonowania zbudowanego zestawu.
Wyposażenie stanowiska pracy:
−
zespół głośnikowy,
−
wzmacniacz mocy m.cz., źródło dźwięku (np. sygnał z magnetofonu kasetowego).
4.2.4. Sprawdzian postępów
Tak Nie
Czy potrafisz:
1) scharakteryzować podstawowe cechy użytkowe mikrofonów ?
2) scharakteryzować podstawowe cechy użytkowe głośników?
3) scharakteryzować podstawowe cechy użytkowe zespołów głośnikowych?
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
15
4.3. Systemy dźwiękowe i akustyka pomieszczeń zamkniętych oraz
plenerowych
4.3.1. Materiał nauczania
Monofonia (rys 4.3.1) jest systemem dźwiękowym wykorzystującym jeden kanał
i jeden sygnał foniczny. Do obu uszu słuchacza dociera ten sam dźwięk z jednego kierunku
(jednego głośnika).
Rys. 4.3.1. System monofoniczny
Stereofonia (rys 4.3.2), to system stwarzający u słuchacza wrażenie kierunkowego
odbierania poszczególnych źródeł dźwięku, tworzących obraz dźwiękowy.
W przypadku stereofonii dwukanałowej, obraz przestrzenny jest uzyskiwany poprzez
zasilenie dwóch głośników, odpowiednio rozsuniętych, dwoma sygnałami fonicznymi,
różniącymi się tylko fazą (stereofonia fazowa) lub tylko natężeniem (stereofonia
natężeniowa), albo połączeniem obu przypadków (stereofonia natężeniowo-fazowa).
Rys. 4.3.2. System stereofoniczny
Kwadrofonia. W systemie tym zastosowane są cztery tory przesyłania dźwięku.
Uzyskuje się to poprzez dodanie dwóch torów do typowego, dwutorowego systemu
stereofonicznego.
Głośniki
są
tu
rozmieszczone
wokół
słuchacza
(dwa
z przodu i dwa z tyłu) stwarzając bogatsze wrażenie słuchowe niż te, występujące w systemie
stereofonicznym.
Lewy kanał
Prawy kanał
L
P
Wzmacniacz
Głośnik
Mikrofon
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
16
Dźwięk przestrzenny. Dźwięk przestrzenny (dookólny, surround) jest systemem
dźwiękowym dającym prawie idealne warunki odsłuchu, gdyż jego źródła niemal
z każdej strony otaczają słuchacza (rys 4.3.3)
Rys. 4.3.3. System dźwięku przestrzennego
Na rysunku 4.3.3 przedstawiono system dźwiękowy oparty na sześciu źródłach dźwięku
(tzw. 5.1 np. Dolby Digital). Jest on podstawowym standardem w powszechnie używanych,
w dzisiejszych czasach, zestawach kina domowego. Daje on możliwość precyzyjnego
zlokalizowania miejsca źródła dźwięku, pozwala na wzbogacanie odsłuchu w dodatkowe
efekty, charakteryzuje się znakomitą jakością oraz w znaczący sposób pomnaża emocje
widzów podczas projekcji filmów DVD. Nadużywane w tym przypadku słowo przestrzenny
jest pewnego rodzaju chwytem reklamowym używanym przez sprzedawców, gdyż, aby tak
w rzeczywistości było, to źródła dźwięku musiałyby znajdować się nie w płaszczyźnie, lecz
powinny być zlokalizowane w przestrzeni trójwymiarowej, czyli również pod i nad
słuchaczem. Istnieje alternatywny system dźwięku przestrzennego do Dolby Digital jest nim
system cyfrowy typu DTS. Opiera się on również na pięciu pełnozakresowych kanałach
i jednym niskoczęstotliwościowym, z tym, że charakteryzuje się nieco innym algorytmem
kompresji sygnału dźwiękowego (w systemie DTS kompresja dźwięku jest kilkakrotnie
mniejsza niż w systemie Dolby Digital).
Oprócz sytemu Dolby Digital i DTS, zaliczanych do systemów cyfrowych, istnieje
również wiele innych, np. tzw. analogowych systemów dźwięku przestrzennego, nieco
starszych, np. typu: Dolby Surround Pro Logic. Istotą jego jest odsłuch bazujący na trzech
kanałach przednich oraz dodatkowo jednym - tylnim. Jest to możliwe dzięki zastosowaniu
specjalnych
układów
matrycowych
służących
do
odejmowania
lub
dodawania
zmodyfikowanych, bądź oryginalnych sygnałów. W systemie Pro Logic analogowy,
oryginalny sygnał Dolby Surround (lewy i prawy kanał) podawany jest wprost do dwóch
przednich głośników. Głośniki tylne oraz przedni zasilane są natomiast różnicą oraz sumą
lewego i prawego sygnału Dolby Surround. Oczywiście systemy analogowe nie dorównują
systemom cyfrowym (Dolby Digital, DTS), ale również zajmują one pewne miejsce
w technologii audiowizualnej mając przy tym grono swoich sympatyków.
Głośniki
tylne lewy
i prawy
Głośnik
centralny
Głośnik przedni
prawy
Głośnik
niskotonowy
(subwoofer)
Głośnik
przedni lewy
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
17
Akustyka pomieszczeń zamkniętych i plenerowych
Fale dźwiękowe istnieją w pewnej przestrzeni (polu akustycznym), która może być
ograniczona (pomieszczenie zamknięte) lub nieograniczona ( pomieszczenie plenerowe).
Akustyka pomieszczeń zamkniętych
W pomieszczeniach zamkniętych fale wytworzone przez źródło są wielokrotnie odbijane
od powierzchni ograniczających daną konstrukcję. Fale takie tworzą w efekcie pole
akustyczne, które jest wypadkową wszystkich odbić i interferencji.
Istotnym parametrem akustyki pomieszczeń zamkniętych jest współczynnik odbicia
wyrażający się zależnością:
pad
I
odb
I
=
β
(4.3.1)
I
odb
– natężenie dźwięku fali odbitej,
I
pad
– natężenie dźwięku fali padającej
Współczynnik odbicia zawiera się w przedziale (0..1). Przyjmuje wartość „0” dla
materiałów całkowicie pochłaniających falę oraz „1” dla całkowicie odbijających falę.
W przypadku, gdy fala źródłowa pada prostopadle na powierzchnię odbijającą powstaje
tzw. fala stojąca, w której charakterystyczne są miejsca dużego natężenia dźwięku (strzałki)
oraz zerowego natężenia dźwięku (węzły).
Istotne jest także pojęcie chłonności akustycznej powierzchni, czyli zdolność materiałów
do pochłaniania dźwięku, wyrażone wzorem:
S
A
×
=
α
[m
2
, Sabin] (4.3.2)
α - współczynnik pochłaniania materiału,
S - powierzchnia materiału pochłaniającego
Kolejnym parametrem ważnym dla pomieszczeń zamkniętych jest czas pogłosu, czyli
czas trwania dźwięku od momentu wyłączenia jego źródła do spadku o 60dB. Czas pogłosu
wyraża się zależnością (wzór Sabina):
A
V
T
×
=
163
,
0
[s] (4.3.3)
V - objętość pomieszczenia [m
3
],
A - całkowita chłonność akustyczna
pomieszczenia [m
2
]
W przypadku dużych pomieszczeń oraz na otwartych przestrzeniach z przeszkodami
może wystąpić zjawisko, tzw. echa. Polega ono na odebraniu najpierw dźwięku
bezpośredniego, a następnie dźwięku (dźwięków) odbitego. Jest to możliwe, gdy różnica dróg
fali bezpośredniej i odbitej jest większa od ok. 30m.
Pomieszczenia zamknięte, pod względem akustycznym, można podzielić na: mieszkalne,
kinowe, teatralne, telewizyjne, sale konferencyjne, hale, kościoły, itd.
W pomieszczeniach mieszkalnych chłonność akustyczna jest duża, a czas pogłosu mały.
W salach koncertowych, teatralnych istotny jest kształt estrady i sufitu nad estradą. Powinien
być tak zaprojektowany, aby dźwięki padały w kierunku widowni. W salach kinowych czas
pogłosu nie może być duży, tak, aby zapewnić dobrą zrozumiałość informacji dźwiękowej
w każdym miejscu pomieszczenia. W studiach radiowych należy uwzględnić przede
wszystkim wymagania stawiane dla techniki mikrofonowej. W studiach telewizyjnych
akustyka pomieszczeń zależy od przeznaczenia danego pomieszczenia.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
18
Podczas projektowania akustyki pomieszczeń zamkniętych istotne jest opracowanie
odpowiedniego pola akustycznego dźwięku bezpośredniego i rozproszonego oraz ustalenie
żądanego czasu pogłosu. Nie powinno być fal skupionych, echa oraz wyraźnych fal
stojących.
W celu uzyskania odpowiedniej akustyki pomieszczeń stosuje się tzw. adaptacje
akustyczne, które odpowiednio formują rozkład ciśnienia akustycznego. Mogą to być,
np. płyty dźwiękochłonne, dywany, obicia drzwi, płyty aluminiowe i inne, w zależności
od potrzeb.
Akustyka pomieszczeń plenerowych
Ważnym czynnikiem, który należy brać pod uwagę dla pomieszczeń plenerowych jest
poziom natężenia szumów. Poziom natężenia dźwięku użytecznego powinien być
o minimalnie10-30 dB wyższy niż poziom średniego hałasu. W przypadku mowy poziom
natężenia dźwięku powinien wynosić ok. 80 dB.
Następnie należy wyznaczyć moc akustyczną przypadającą na powierzchnię nagłaśnianą.
Kolejny krok polega na doborze głośników i ich odpowiednim rozmieszczeniu.
Istotną sprawą w przypadku omawiania zagadnień związanych z akustyką jest wpływ
czynników zewnętrznych na pracę urządzeń audio. Do czynników tych można zaliczyć
występujące niekiedy zjawisko pogłosu. Jednym ze sposobów wyeliminowania go jest
zastosowanie filtrów ograniczających poziom niskich częstotliwości. Nieco lepszą metodą
jest kompleksowe wytłumienie obiektu poddawanego nagłośnieniu oraz stosowanie zestawów
głośnikowych charakteryzujących się odpowiednią konstrukcją. Inny sposobem poprawy
jakości odsłuch jest stosowanie systemu grupy głośników równomiernie rozmieszczonych na
danym obszarze. Zabiegi te pozwalają na osiągnięcie równomiernej głośności w niemal całym
pomieszczeniu. W dobie wszechobecnej komputeryzacji istniejące oprogramowanie może
posłużyć do symulacji warunków akustycznych występujących w pomieszczeniach
i przestrzeniach otwartych. Uwzględniają one bardzo wiele parametrów, takich jak: cechy
absorpcyjne materiałów użytych do budowy obiektu przeznaczonego do odsłuchu, typ
i rodzaj nagłośnienia, obecność słuchaczy.
4.3.2. Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1) Czym różni się system dźwiękowy monofoniczny od stereofonicznego?
2) Co to jest kwadrofonia?
3) Czym charakteryzuje się dźwięk przestrzenny?
4) Jakie elementy wpływają na akustykę pomieszczeń zamkniętych?
5) Jakie elementy wpływają na akustykę pomieszczeń plenerowych?
4.3.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Zmontuj oraz uruchom zestaw służący do odtwarzania sygnału stereofonicznego.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:
1) zapoznać się z instrukcją obsługi zestawu,
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
19
2) złożyć kompletny zestaw służący do odtwarzania muzyki w systemie stereofonicznym,
3) sprawdzić poprawność funkcjonowania zestawu.
Wyposażenie stanowiska pracy:
−
zestaw kolumnowy,
−
wzmacniacz mocy m.cz.,
−
odtwarzacz CD,
−
instrukcja obsługi.
Ćwiczenie 2
Zmontuj oraz uruchom zestaw służący do odtwarzania dźwięku przestrzennego.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:
1) zapoznać się z instrukcją montażową,
2) połączyć zestaw kina domowego,
3) sprawdzić poprawność funkcjonowania zestawu.
Wyposażenie stanowiska pracy:
−
zestaw kina domowego wraz z instrukcją obsługi.
4.3.4. Sprawdzian postępów
Tak Nie
Czy potrafisz:
1) wskazać istniejące różnice w podstawowych parametrach
jakościowych dla urządzeń fonicznych pracujących przy
wykorzystaniu różnych systemów dźwiękowych?
2) obsłużyć podstawowe urządzenia służące do pracy przy różnych
systemach dźwiękowych?
3) określić jakie elementy pomieszczeń zamkniętych wpływają na ich
akustykę?
4) określić jakie elementy pomieszczeń plenerowych wpływają na ich
akustykę?
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
20
4.4. Zestawy urządzeń służących do nagłaśniania pomieszczeń
i przestrzeni otwartych oraz do wywarzania specjalnych
efektów dźwiękowych
4.4.1. Materiał nauczania
Zestawy urządzeń do nagłaśniania pomieszczeń
Pomieszczenia mieszkalne.
Akustyce pomieszczeń mieszkalnych stawia się duże wymagania ze względu
na wierność odtwarzania mowy i muzyki. W przypadku muzyki zakres częstotliwości
urządzeń odtwarzających powinien być w granicach 35-18000 Hz. Poziom szumów winien
nie przekraczać 20-35 dB, zaś poziom dźwięku mowy ok. 70 dB, muzyki 78 dB. Istotna jest
tu konieczność unikania przenoszenia dźwięku do innych pomieszczeń.
Sale o małych gabarytach.
Jest tu mowa o salach szkolnych, szpitalnych, biurowych, hotelowych, restauracyjnych.
W tym przypadku wymagania poziomu dźwięku są mniejsze: dla mowy ok. 75 dB,
dla muzyki ok. 85-90 dB.
Sale o dużych gabarytach.
Dotyczy sal restauracyjnych, stołówek, sal fabrycznych, w których natężenie szumów ma
wysoki poziom.
Sale teatralne.
W pomieszczeniach tego typu istotne jest równomierne rozłożenie energii akustycznej na
przestrzeni zajmowanej przez widownię. Istnieje potrzeba uzyskania odpowiednich
parametrów zarówno słownych, jak i muzycznych.
Zestawy urządzeń do nagłaśniania przestrzeni otwartych
Do urządzeń nagłaśniających, stosowanych na otwartym powietrzu zaliczamy zestawy
głośnikowe: stadionowe, placowe, teatralne.
W przypadku urządzeń stadionowych istotne jest takie rozmieszczenie głośników,
aby informacja podawana przez spikera słyszalna była na całym stadionie. Jedynie na
mniejszych stadionach można stosować rozmieszczenie głośników w jednym miejscu.
W przypadku dużych stadionów należy utworzyć grupy głośników na całym obwodzie
stadionu. Zgrupowanie to może być w dwóch pierścieniach. Stosuje się wtedy głośniki
tubowe otwarte małej mocy (kilka watów) rozstawione, co 20-30 m. Odległości między
pierścieniami nie powinny przekraczać kilkunastu metrów. Stosowane są również kolumny
głośnikowe rozmieszczone równomiernie na obwodzie stadionu i skierowane do najdalszych
miejsc stadionu. Wszystkie głośniki muszą być połączone tak, aby ich membrany drgały
jednocześnie.
W przypadku placów sytuacja jest podobna, jak dla małych stadionów. Stosuje się wtedy
głośniki tubowe zgrupowane w jednym miejscu i skierowane tak, aby pokryć dźwiękiem cały
plac. Na placach zamkniętych wykorzystuje się głośniki w obudowie dzwonowej
umieszczone, co 50-70 m.
W amfiteatrach stosuje się głośniki umieszczone centralnie nad sceną. Korzysta się wtedy
z głośników tubowych wielodrożnych. Ważne jest w tym przypadku, aby kąt wysyłanego
dźwięku w płaszczyźnie pionowej był węższy niż w poziomej. Wadą tej metody jest
przenikanie dźwięków o dużym natężeniu poza teren widowni.
Drugi sposób rozmieszczenia głośników w teatrach na otwartym powietrzu polega na
rozstawieniu ich na widowni. Sytuacja taka powoduje, że głośniki niedużych mocy
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
21
rozmieszczone równomiernie obejmują swoim zasięgiem (każdy osobno) niewielką
przestrzeń. Nie występują wtedy problemy z zakłóceniem sąsiedztwa teatru.
Urządzenia do wytwarzania specjalnych efektów dźwiękowych
Do urządzeń wytwarzających specjalne efekty dźwiękowe zaliczamy: generatory
akustyczne, modulatory dźwięku, procesory czasowe i inne.
Generatory akustyczne - wytwarzają przebiegi w zakresie częstotliwości akustycznych
w kształcie sinusoidy, prostokąta, piły i trójkąta. Częstotliwość wyjściowa takiego urządzenia
może być stała lub regulowana.
Modulatory dźwięku - wytwarzają nowy sygnał dźwiękowy poprzez dodanie
do podstawowego nowych składowych harmonicznych i nieharmonicznych.
Procesory czasowe - mają za zadanie zmianę parametrów dźwięku takich, jak: barwa,
wysokość. Za pomocą procesorów czasowych można uzyskać także: zwielokrotnienie liczby
źródeł dźwięku, efekt dwugłosu pojedynczego śpiewaka.
Procesory czasowe pozwalają także na mapowanie oraz emulowanie wirtualnych środowisk
podsłuchowych.
Inne urządzenia, które wytwarzają specjalne efekty dźwiękowe, to np.: komory
pogłosowe, płyty pogłosowe, generatory dźwięku syntetycznego.
Do zmiany czasu pogłosu pomieszczeń można stosować powierzchnie odbijające
i pochłaniające. Jednak w pewnych przypadkach jest to niewystarczające i wtedy korzystamy
z urządzeń pogłosowych, które wprowadzają dodatkowy pogłos, czyli tzw. komory
pogłosowe.
Komory pogłosowe - charakteryzuje duży czas pogłosu, do ok. 5s. Mają one objętość
od kilkudziesięciu do kilkuset m
3
. Ściany komory nie są względem siebie równoległe.
Powoduje to eliminację fal stojących. Komora taka jest bardzo dobrze izolowana akustycznie
od otoczenia. Czas pogłosu w komorze można zmniejszyć wprowadzając do niej materiały
pochłaniające dźwięk.
Płyta pogłosowa - składa się z płyty dźwiękowej, płyty tłumiącej, śruby regulacyjnej,
przetwornika nadawczego i przetwornika odbiorczego. Sygnał z przetwornika nadawczego
pobudza płytę dźwiękową do drgań poprzecznych, które rozchodzą się z prędkością
wielokrotnie mniejszą od prędkości rozchodzenia się dźwięku w powietrzu. Czas pogłosu
płyty pogłosowej jest regulowany poprzez zbliżanie i oddalanie płyt dźwiękowej i tłumiącej.
Generatory dźwięku syntetycznego - służą do składania różnych sygnałów fonicznych w
nowe dźwięki muzyczne, śpiew, mowę syntetyczną.
Nowe dźwięki muzyczne tworzymy w syntetyzatorach muzycznych, które multipleksują
częstotliwości generatorów dźwięków i szumów istniejących w danym urządzeniu.
W syntetyzatorach mowy następuje natomiast przekształcanie głosu ludzkiego, zmiana jego
wysokości i barwy oraz wytwarzanie różnych efektów dźwiękowych.
4.4.2. Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1) Jakie wymagania stawiane są zestawom służącym do nagłaśniania pomieszczeń
mieszkalnych ?
2) Jakie wymagania stawiane są zestawom służącym do nagłaśniania małych sal?
3) Jakie wymagania stawiane są zestawom służącym do nagłaśniania sal teatralnych?
4) Jakie wymagania stawiane są zestawom służącym do nagłaśniania przestrzeni otwartych?
5) Wymień przykładowe urządzenia służące do wytwarzania specjalnych efektów
dźwiękowych?
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
22
4.4.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Zaproponuj rodzaj zestawu audio, który posłużyłby do nagłośnienia sali gimnastycznej
w Twojej szkole.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:
1) określić warunki akustyczne sali,
2) określić przeznaczenie pomieszczenia,
3) dobrać odpowiednią aparaturę.
Wyposażenie stanowiska pracy:
−
instrukcje obsługi urządzeń służących do nagłaśniania.
Ćwiczenie 2
Uruchom układ służący do wytwarzania specjalnych efektów dźwiękowych.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:
1) zapoznać się z instrukcją obsługi urządzenia,
2) złożyć kompletny zestaw,
3) sprawdzić poszczególne efekty dźwiękowe i ocenić ich przydatność w szkolnym studio.
Wyposażenie stanowiska pracy:
−
instrukcje obsługi,
−
urządzenie służące do wytwarzania specjalnych efektów dźwiękowych.
4.4.4. Sprawdzian postępów
Tak Nie
Czy potrafisz:
1) określić wymagania stawiane urządzeniom służącym do nagłaśniania
pomieszczeń?
2) określić wymagania stawiane urządzeniom służącym do nagłaśniania
przestrzeni otwartych?
3) dobrać i obsłużyć podstawowe urządzenia służące do
wytwarzania specjalnych efektów dźwiękowych?
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
23
4.5. Urządzenia radiowe - vademecum
4.5.1. Materiał nauczania
Fale radiowe i ich propagacja
Fale radiowe, zwane falami elektromagnetycznymi, to zaburzenia pola elektrycznego
i magnetycznego w przestrzeni, która nas otacza i zwana jest dosyć często eterem. Fale te
posiadają pewną długość λ wyrażaną w [cm, m, km], częstotliwość f [Hz] oraz prędkość
rzędu 300000 [km/s]. Pozwalają one na przekazywanie informacji (mowy ludzkiej, muzyki,
różnych dźwięków) na znaczne odległości - liczone w tysiącach kilometrów.
Źródłem fal radiowych są nadajniki składające się z generatora wielkiej częstotliwości,
modulatora sygnału oraz układu wzmacniającego i anteny. Właśnie antena jest tym
elementem, który pozwala na wypromieniowanie fali radiowej w eter. Wiąże się to
z przenoszeniem energii, a jednocześnie z przekazywaniem informacji. Energia pola
elektromagnetycznego wypromieniowana z anteny rozchodzi się w różnych kierunkach
w przestrzeni. W przypadku, gdy w obszarze oddziaływania pola znajdzie się przewodnik
(docelowo antena odbiorcza), to wystąpi możliwość zaindukowania się w nim napięcia
elektrycznego. Napięcie to, po odpowiednim przetworzeniu, może stać się wiadomością
głosową, muzyką itp. Obszar działania fal radiowych ściśle związany jest ze zjawiskiem ich
propagacji, czyli sposobem ich rozchodzenia się w przestrzeni. Na sposób propagacji fal
radiowych wpływa ich częstotliwość. Właśnie ze względu na częstotliwość rozchodzenia się
fal radiowych (lub ich długość) możemy je podzielić na następujące grupy:
−
fale długie 150-285 kHz,
−
fale średnie 525-1605 kHz,
−
fale krótkie 75m, 49m, 41m, 31m, 25m, 19m, 16m, 13m, 11m,
−
fale UKF 65-73,5 oraz 88-108 MHz.
Każda z grup rozprzestrzenia się w eterze w nieco inny sposób. Przestawiono to na
rysunku 4.5.1. Największy zasięg mają fale długie, charakteryzujące się największą
długością- rozchodzą się one jako fale powierzchniowe oraz troposferyczne. Nie posiadają
one właściwości polegających na możliwości odbijania się od górnych warstw jonosfery a ich
odbiór jest możliwy tylko w obrębie powierzchni globu.
Nieco mniejszy zasięg mają fale średnie i krótkie, a na ich propagacje wpływają zjawiska
fizyczne zachodzące w górnych warstwach atmosfery. Mogą się one rozchodzić jako fale
powierzchniowe oraz jonosferyczne. W przypadku fal krótkich istnieje możliwość
wielokrotnego odbijania się fali od warstwy jonosfery. Najmniejszy zasięg posiadają fale
UKF. Ogranicza się on do tzw. widoczności horyzontalnej.
1 - antena nadawcza
2 - antena odbiorcza
3 - troposfera
4 - jonosfera
5 - fala powierzchniowa
6 - fala jonosferyczna
Rys. 4.5.1. Propagacja fal radiowych[3]
1
2
3
4
ZIEMIA
5
6
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
24
Urządzenia nadawcze, rodzaje modulacji sygnału fonicznego
Zasadniczym zadaniem urządzenia nadawczego jest przetworzenie sygnału fonicznego
w odpowiednio zmodyfikowaną falę elektromagnetyczną, która staje się dzięki temu
nośnikiem informacji.
Schemat blokowy urządzenia nadawczego został przedstawiony na rysunku 4.5.2.
Rys. 4.5.2. Nadajnik[1]
Zasada działania nadajnika (rys 4.5.2) jest następująca:
Sygnał foniczny po dotarciu do mikrofonu zostaje zamieniony w zmienny prąd
elektryczny, który ze względu na niską amplitudę poddawany jest wzmocnieniu.
Tak wzmocniony sygnał doprowadzany jest do modulatora, który zmienia jeden z trzech
parametrów przebiegu sinusoidalnego pochodzącego z generatora wysokiej częstotliwości.
Parametrami, które mogą być zmieniane za pomocą modulatora są: amplituda, częstotliwość
i faza (rys 4.5.3). Fala wysokiej częstotliwości po uprzednim zmodyfikowaniu poddawana
jest wzmocnieniu, a następnie zostaje wyemitowana w eter za pośrednictwem anteny.
Proces zmiany parametrów sygnału w.cz. w modulatorze pod wpływem sygnału fonicznego
zwany jest modulacją. Można wyróżnić modulacje: amplitudy, częstotliwości i fazy.
W przypadku modulacji amplitudy w takt zmian sygnału fonicznego zmianie ulega amplituda
sygnału w.cz. z generatora, natomiast jego częstotliwość jest stała.
Modulacja częstotliwości (fazy) charakteryzuje się tym, że zmianie ulegają odpowiednio
częstotliwość (faza) przy zachowaniu takiej samej amplitudy sygnału w.cz..
Rys. 4.5.3. Przebieg sygnału pochodzącego z generatora w.cz.
Wzmacniacz
m.cz.
Modulator
Generator
w.cz.
Wzmacniacz
mocy w.cz.
U (t)
amplituda A
faza φ
okres T=1/f
u(t)=A*sin(ωt+φ)
ω=
T
π
2
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
25
Urządzenia nadawcze sygnału audio w systemach kablowych
Przekaz radiowego sygnału audio może odbywać się nie tylko przy wykorzystaniu eteru,
ale również za pośrednictwem systemów kablowych. Rzadko spotyka się, by
w kablowych systemach komercyjnych dokonywany był przekaz jedynie sygnału audio.
W typowych systemach kablowych to właśnie radiowy sygnał audio jest pewnego rodzaju
dodatkiem do istniejącego przekazu sygnału wideo.
Ze względu na to, że na przekaz sygnału radiowego w systemach kablowych nie wpływają:
ukształtowanie terenu, warunki atmosferyczne oraz zakłócenia elektromagnetyczne, może
być on stosowany tam, gdzie inne metody przekazu są obarczone wymienionymi wadami.
Dużym mankamentem przesyłu informacji systemem kablowym jest jego niewielki zasięg.
Związane jest to ze znacznym tłumieniem sygnału przez system kabli i przewodów
przesyłowych. W celu wyeliminowania tej wady zamiast konwencjonalnych sieci przewodów
stosowane są linie światłowodowe. Ogólną budowę podstawowego, nadawczego systemu
sygnału radiowego w sieciach kablowych przedstawia rysunek 4.5.4.
Rys. 4.5.4. Ogólna struktura radiowego systemu sygnału audio w sieci kablowej
Sygnały radiowe po wstępnym przetworzeniu i wyselekcjonowaniu (na rys 4.5.4. są to
jedynie dwa sygnały, w rzeczywistości jest ich o wiele więcej) poddawane są procesowi
demodulacji. Powodem takiego działania jest fakt stosowania przez różne stacje nadawcze
pracujące w eterze odmiennych rodzajów emisji sygnału radiowego. Na wyjściach
demodulatorów otrzymuje się sygnały audio o takim samym standardzie, które następnie są
poddawane procesowi modulacji oraz zamiany częstotliwości w zakresie(87-110 MHz).
Tak uzyskane sygnały poddawane są następnie procesowi sumowania, filtracji oraz
wzmocnienia. Dopiero w takiej postaci sygnały radiowe kierowane są do głównej magistrali
sieci kablowej.
4.5.2. Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1) Co to jest fala elektromagnetyczna?
2) Jakimi parametrami charakteryzuje się fala elektromagnetyczna?
3) Co to jest propagacja fal radiowych?
demodulator
sygnału 1 w.cz
demodulator
sygnału 2 w.cz
modulator
sygnału 1 w.cz
modulator
sygnału 2 w.cz
przemiennik
częstotliwości 1
przemiennik
częstotliwości 2
sumator
sygnałów
wzmacniacz
szerokopasmowy
filtr pasmowy
tu
n
e
ry
ra
d
io
we
magistrala
sieci kablowej
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
26
4) W jaki sposób odbywa się propagacja fal długich, średnich, krótkich i UKF?
5) Budowa i zasada działania urządzenia nadawczego?
6) Co to jest modulacja fal radiowych?
7) Podaj zasadnicze różnice występujące w modulacji amplitudy oraz częstotliwości?
8) Na czym polega przesył sygnału radiowego w systemach kablowych?
4.5.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Wykorzystując typowy odbiornik radiofoniczny określ przedziały częstotliwości
przyporządkowane danym zakresom fal radiowych.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:
1) przestudiować instrukcje obsługi odbiornika radiowego,
2) dokonać oględzin typowego odbiornika radiowego.
Wyposażenie stanowiska pracy:
−
odbiornik radiowy,
−
instrukcja serwisowa.
Ćwiczenie 2
Dokonaj oględzin typowego nadajnika pracującego w systemie AM – CB radio oraz
wskaż istniejące w nim podstawowe bloki funkcjonalne wchodzące w skład toru nadawczego.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:
1) przestudiować budowę nadajnika radiowego na podstawie jego schematu,
2) dokonać oględzin układu elektronicznego nadajnika,
3) wskazać podstawowe bloki funkcjonalne toru nadawczego danego nadajnika.
Wyposażenie stanowiska pracy:
−
nadajnik radiowy AM,
−
instrukcja serwisowa.
4.5.4. Sprawdzian postępów
Tak Nie
Czy potrafisz:
1) zdefiniować pojęcie eter?
2) zdefiniować pojęcie fala elektromagnetyczna?
3) rozróżniać podstawowe zjawiska związane z propagacja fal radiowych?
4) rozróżniać różne sposoby modulacji fal radiowych?
5) oceniać jakość przesyłanego sygnału przy wykorzystaniu
różnych metod modulacji fal radiowych?
6) określić stopień zakłóceń w przewodowej i bezprzewodowej
transmisji radiowej?
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
27
4.6. Odbiorniki sygnału audio
4.6.1. Materiał nauczania
Zadaniem odbiornika sygnału audio jest wychwycenie fali elektromagnetycznej
z otaczającej go przestrzeni oraz przetworzenie jej na napięcie w.cz. (wysokiej
częstotliwości). Sygnał ten po wzmocnieniu i gruntownym przetworzeniu zamieniany jest na
postać przyswajalną dla zmysłu słuchu człowieka.
Każdy odbiornik radiowy powinien mieć zdolność do wychwytywania tylko jednego
sygnału o określonej, przez operatora, częstotliwości spośród wielu innych. Właściwość ta
w technice radiowej nazywana jest selektywnością.
Wiadomo, że natężenie fal radiowych zmniejsza się wraz z oddalaniem się od ich źródła,
dlatego też nie każdy z odbiorników może odebrać sygnał o takim samym poziomie.
Związane jest to z tzw. czułością urządzenia określaną najniższym poziomem sygnału
możliwym do odebrania przez aparat radiowy.
Ze względu na istniejące zmiany napięcia zasilającego oraz wahania temperatury
otoczenia, pogorszeniu mogą ulegać pewne parametry odbiornika świadczące o jego jakości.
W celu wyeliminowania tego zjawiska w urządzeniach radiowych stosuje się dodatkowe
układy elektroniczne poprawiające ich stabilność, będącą w pewnym sensie zdolnością do
kompensacji negatywnych czynników wpływających na ich pracę.
Ogólna budowa odbiornika radiowego została przedstawiona na rysunku 4.6.1.
Zasadniczą częścią odbiornika radiowego jest antena, która przetwarza docierającą do niej
falę elektromagnetyczną na napięcie w.cz. Następnie sygnał kierowany jest do obwodu
wejściowego LC, wstępnie selekcjonującego dostarczane do niego napięcia w.cz.
Ze względu na zbyt małą amplitudę napięć w.cz. poddawane są one wzmocnieniu, a następnie
w takiej postaci kierowane są do bloku mieszacza. W wyniku zmieszania sygnału w.cz.
z sygnałem pochodzącym z generatora lokalnego otrzymuje się sygnał pośredniej
częstotliwości, której wartość równa jest sumie lub różnicy sygnału w.cz. i częstotliwości
sygnału z generatora.
Częstotliwość pośrednia powinna być tak dobrana, aby nie pokrywała się z częstotliwością
roboczą żadnego nadajnika radiowego pracującego w eterze..
Dalsza obróbka sygnału p.cz. uzależniona jest od rodzaju zastosowanej demodulacji (AM
lub FM). W przypadku demodulacji AM sygnał p.cz., po wzmocnieniu we wzmacniaczu
p.cz., demodulowany jest przez detektor AM i kierowany do obwodów przetwarzających
przebiegi małych częstotliwości (m.cz.). Natomiast w celu demodulacji typu FM sygnał p.cz.
kierowany jest również do wzmacniacza p.cz. ale o nieco szerszym paśmie przenoszenia, niż
w przypadku toru AM. Wstępnie wzmocniony sygnał podawany jest do detektora FM
zawierającego
w
sobie
ogranicznik
amplitudy,
przemiennik
rezonansowy
częstotliwość/napięcie oraz detektor AM. Dalszy etap przetwarzania sygnału jest identyczny
jak w przypadku systemu AM.
W celu zwiększenia niezawodności oraz jakości odtwarzanego sygnału w odbiornikach
radiowych zastosowano dwa dodatkowe układy. Pierwszym z tych układów jest obwód ARW
(automatycznej regulacji wzmocnienia), którego zadaniem jest ograniczenie wpływu poziomu
sygnału wejściowego w.cz. na wartość wyjściowego sygnału akustycznego. Drugim
obwodem jest tor ARCz (automatycznej regulacji częstotliwości) zapewniający automatyczne
dostrajanie się sygnału z generatora lokalnego do częstotliwości wejściowego sygnału w.cz.
W odbiornikach stereofonicznych wstępna obróbka sygnału w.cz. jest identyczna,
jak w przypadku typowego odbiornika FM. W celu uzyskania efektu stereofonicznego
zdemodulowany sygnał FM doprowadzany jest do obwodu stereodekodera. Następuje w nim
rozdział sygnału na dwa, różne sygnały: lewego oraz prawego kanału. Dalej tory prawego
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
28
i lewego kanału kierowane są do odrębnie pracujących obwodów wzmacniaczy mocy
obciążonych głośnikami.
Obwód
wejsciowy
LC
Wzmac.
w.cz.
Mieszacz
sygna
łów
Wzmac.
p.cz.
AM/FM
Detektor
AM
Wzmac.
mocy
m.cz.
Generator
lokalny
Wzmac.
napi
ęcia
m.cz.
Korektor
barwy i
nat
ężenia
d
źwięku
Obwód tworz
ący
zwrotny sygna
ł
ARW
Detektor
FM
Obwód tworz
ący
zwrotny sygna
ł
Arcz.
Rys.4.6.1. Odbiornik radiofoniczny AM/FM[3]
Nowocześniejsze rozwiązania konstrukcyjne odbiorników radiowych FM posiadają
możliwość przetwarzania dodatkowych sygnałów (oprócz tych niosących informację
w sygnale fonicznym) ułatwiających dostrajanie się do konkretnej stacji, dających możliwość
identyfikacji nadajnika oraz pozwalających na odczyt krótkich komunikatów tekstowych na
wyświetlaczu LCD. Zespół tych, dodatkowych sygnałów wchodzi w skład systemu cyfrowej
transmisji danych typu RDS.
Informacje w systemie RDS przekazywane są w tzw. pakietach. Każdy z pakietów
poprzedzany jest oraz zakańczany specjalnymi cyfrowymi znacznikami. Dzięki temu system
jest mało czuły na zakłócenia zewnętrzne oraz pozwala na korekcje błędów powstałych
podczas transmisji.
System RDS to nic innego jak cyfrowy przekaz informacji. Jest to, w pewnym sensie, zalążek
radiofonii cyfrowej takiej jak: DAB- Digital Audio Broadcasting, WorldSpace lub DSR.
Nie ulega wątpliwości, że system cyfrowego przekazu dźwięku drogą radiową jest mniej
podatny na zakłócenia niż konwencjonalny sposób przekazu informacji. Ponadto znacznie
rozszerza możliwości funkcjonalne odbiornika. Jedynymi mankamentami są: koszty urządzeń
wchodzących w skład systemu, koszty odbiorników cyfrowych oraz braki wolnych
częstotliwości w eterze na potrzeby radiofonii cyfrowej.
Na chwilę obecną istniejące odbiorniki, pracujące w systemie DAB przeznaczone są do pracy
na zakresie UKF FM dając znakomity odbiór audycji fonicznych. Również i radiofonia typu
AM na falach długich, średnich i krótkich w najbliższej przyszłości ma zostać przekształcona
w cyfrowy system typu DRM- Digital Radio Mondiale. Będzie on umożliwiał pokonanie, jak
przykrych, dla tradycyjnego systemu nadawania zaniku odbioru sygnału. Zapewni on
oczywiście polepszenie jakości nadawanych programów oraz możliwości związane
z ilościami przekazywanych informacji.
Niemniej
jednak
technika
cyfrowa
jest
bardzo
rozpowszechniona
chociażby
w telekomunikacji – telefonii komórkowej GSM. Podczas rozmowy telefonicznej głos
rozmówcy zamieniany jest na postać cyfrową. Drogą radiową informacja dociera do stacji
bazowej. Tam kierowana jest do systemu sieci kablowej łączącego stację bazową z centrum
sieci współpracującym z grupą nadajników. Fale elektromagnetyczne wysyłane z nadajników
docierają do telefonu adresata, w którym to sygnał cyfrowy zamieniany jest na postać
analogową.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
29
4.6.2. Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1) Co to jest odbiornik radiowy?
2) Wymień i scharakteryzuj parametry odbiornika radiowego?
3) Omów budowę i zasadę działania toru AM odbiornika radiowego?
4) Omów budowę i zasadę działania toru FM odbiornika radiowego?
5) Do czego służy system RDS?
4.6.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Odnajdź na wyszukanej uprzednio przez Ciebie stronie internetowej informacje
dotyczące radiofonii cyfrowej.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:
1) odnaleźć odpowiednią stronę internetową,
2) wybrać odpowiednie informacje,
3) przygotować krótką prezentację np. w programie Power Point.
Wyposażenie stanowiska pracy:
−
zestawy komputerowe.
Ćwiczenie 2
Dokonaj oględzin typowego odbiornika radiowego oraz wskaż istniejące w nim
podstawowe bloki funkcjonalne toru AM oraz FM.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:
1) przestudiować budowę odbiornika radiowego na podstawie jego schematu aplikacyjnego,
2) dokonać oględzin układu elektronicznego odbiornika,
3) wskazać podstawowe bloki funkcjonalne toru AM i FM wytypowanego odbiornika.
Wyposażenie stanowiska pracy:
−
odbiornik radiowy,
−
instrukcja serwisowa.
4.6.4. Sprawdzian postępów
Tak Nie
Czy potrafisz:
1) omówić rolę poszczególnych elementów składowych
odbiornika radiowego?
2) zdefiniować pojęcie odbiornik radiowy?
3) zdefiniować i określić celowość stosowania pętli ARW?
4) zdefiniować i określić celowość stosowania pętli ARCz?
5) określić walory cyfrowego odbiornika radiowego?
6) określić cel stosowania systemu RDS?
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
30
4.7. Anteny i systemy antenowe stosowane w odbiornikach
radiowych
4.7.1. Materiał nauczania
Antena jest elementem systemu radiokomunikacyjnego. W procesie transmisji sygnału
bierze udział układ nadawczy i odbiorczy. W układzie nadawczym antena służy
do wypromieniowania energii w przestrzeń, zaś w przypadku odbioru antena jest pierwszym
elementem biorącym udział w procesie przetwarzania informacji pobranej z eteru.
Do podstawowych parametrów anten zaliczamy: charakterystykę promieniowania,
kierunkowość, zysk energetyczny, impedancję wejściową, szerokość pasma pracy,
polaryzację, długość skuteczną.
Istotne jest tu pojęcie zasady wzajemności, które polega na tym, że w przypadku dwóch
anten, pobudzenie jednej z nich prądem wywoła powstanie na zaciskach siły
elektromotorycznej takiej samej, jak w przypadku odwrotnym, tzn. zasilenia tym samym
prądem drugiej anteny.
Anteny na zakres fal długich i średnich. Najczęściej stosuje się w tym przypadku tzw.
anteny typu odwrócone L i anteny typu T. Charakteryzuje je duża pojemność i mała
rezystancja promieniowania. Sprawność zależy od ich długości i jest tym większa, im dłuższa
jest antena.
Inne typy anten stosowane dla tego zakresu to anteny pętlowe, do których zaliczamy anteny
ferrytowe. W antenach ferrytowych regulacji dostrojczych dokonuje się przesuwając cewkę
po pręcie ferromagnetycznym. Największa sprawność jest w przypadku środkowego ułożenia
cewki względem pręta.
Anteny na zakres fal krótkich. Najprostszy typ anteny stosowany w tym przypadku,
to dipol półfalowy. Jego wadą jest wąskie pasmo pracy. Stosuje się wtedy dipol klatkowy
o impedancji ok. 300
Ω
, złożony z wielu przewodów.
Anteny na zakres UKF. Najczęściej stosowany jest tu dipol półfalowy: pętlowy
(zamknięty) lub otwarty.
Rys. 4.7.1 Anteny na zakres fal UKF: a) dipol otwarty, b) dipol zamknięty
Anteny na zakres mikrofal. Istotne jest tu zapewnienie dużego zysku energetycznego
i wąskiej charakterystyki promieniowania ze względu na znaczne odległości, jakie musi
pokonać fala od nadajnika do odbiornika oraz małe moce nadajników. Dla zakresu do 1GHz
stosuje się anteny Yagi lub anteny paraboliczne wykonane z prętów lub siatki.
Antena typu Yagi składa się z co najmniej trzech elementów: wibratora (element czynny,
dipol półfalowy w rezonansie), reflektora (element bierny, odbija energię w kierunku
wibratora), direktorów (elementy bierne, kierunkują energię z wibratora).
Anteny paraboliczne zalicza się do typu anten reflektorowych, których zadaniem jest
odpowiednie kształtowanie charakterystyki promieniowania.
a
b
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
31
W antenie parabolicznej wiązka promieni równolegle padając na reflektor, po odbiciu, skupia
się w jednym punkcie zwanym ogniskiem, w którym umieszcza się tzw. promiennik,
odbierający energię padającą na reflektor.
Anteny w radiokomunikacji lądowej. W przypadku stacji bazowych stosuje się anteny
prętowe:
dipol
półfalowy,
antenę
Marconiego,
trójnóg,
anteną
krzyżakową.
W przypadku terminali ruchomych wykorzystuje się unipole 1/4
λ
, 3/8
λ
, 5/8
λ
, 7/8
λ
, anteny
śrubowe i anteny mikropaskowe.
Układ antenowy. Układem antenowym nazywamy zespół złożony z co najmniej dwóch
anten. Układy antenowe stosuje się ze względu na możliwość osiągnięcia charakterystyk
dużych anten, wykorzystując zespoły małych anten odpowiednio sterowanych.
Układy antenowe można podzielić na: fazowe, liniowe, planarne, niepłaskie, inteligentne.
Układy fazowe charakteryzuje fakt uzyskiwania zmiany kąta wiązki głównej wyłącznie
poprzez
zmianę
faz
prądów
zasilających.
Rozwiązanie
takie
jest
stosowane
w radiolokacji oraz w radiokomunikacji ruchomej
W układach liniowych środki anten wchodzących w skład układu leżą na jednej prostej.
Układy planarne charakteryzuje położenie środków anten na jednej płaszczyźnie.
Natomiast w układach niepłaskich środki anten leżą na powierzchniach nie będących
płaszczyznami, np. na powierzchni kuli.
Układ anten inteligentnych stosowany jest zazwyczaj w stacji bazowej systemu telefonii
komórkowej. Systemem antenowym steruje tu w czasie rzeczywistym układ cyfrowy, który
kształtuje kierunek promieniowania matrycy antenowej.
Typowy zestaw antenowy, służący do odbioru fal radiowych, przedstawia rysunek
nr 4.7.2.
Rys. 4.7.2. Zestaw antenowy służący do odbioru fal radiowych [2]
Wchodząca w skład zestawu antenowego zwrotnica antenowa ma za zadanie skierowanie
dwóch, różnych sygnałów, pochodzących od różnych anten do jednej, wspólnej linii
przesyłowej. W przypadku występowania znacznej odległości pomiędzy odbiornikiem
i anteną należy dodatkowo zainstalować wzmacniacz antenowy kompensujący istniejące
straty sygnału. Jeżeli zestaw antenowy ma posłużyć do zasilenia kilku odbiorników w sygnał
radiowy to należy dodatkowo zastosować rozgałęźnik sygnału radiowego.
4.7.2. Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1) Co to jest antena?
2) Scharakteryzuj anteny przeznaczone do pracy na zakres fal długich i średnich?
3) Scharakteryzuj anteny przeznaczone do pracy na zakres fal krótkich i UKF?
4) Co to jest układ antenowy?
5) Scharakteryzuj znane Ci układy antenowe?
Zwrotnica
antenowa
Wzmacniacz
antenowy
Rozgałęźnik
sygnału
radiowego
Odbiornik
radiowy
Antena KF
Antena UKF
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
32
4.7.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Przy wykorzystaniu aparatury zbuduj zestaw antenowy służący do odbioru sygnału
radiowego.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:
1) narysować schemat blokowy zestawu antenowego,
2) zmontować zestaw antenowy zgodnie z narysowanym schematem.
Wyposażenie stanowiska pracy:
−
odbiornik radiowy,
−
antena UKF,
−
przewód koncentryczny,
−
wzmacniacz antenowy.
4.7.4. Sprawdzian postępów
Tak Nie
Czy potrafisz:
1) sklasyfikować anteny radiowe?
2) sklasyfikować układy antenowe?
3) określić cel stosowania poszczególnych elementów
wchodzących w skład zestawu antenowego?
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
33
4.8. Urządzenia radiofoniczne
4.8.1. Materiał nauczania
Charakterystyka nadajnika-odbiornika CB radio
CB radio jest urządzeniem przeznaczonym do odbioru i nadawania fal radiowych, czyli
komunikowania się w paśmie CB.
Pasmo to obejmuje zakres częstotliwości utworzony z kanałów ogarniających obszar od 26
MHz do 28 MHz i podzielonych na podzakresy (A, B, C, D, E). Każdy z podzakresów
zawiera po 40 kanałów oddalonych od siebie o, około 10 kHz.
Radiotelefony CB mogą pracować z modulacją typu AM, FM lub SSB. Powszechnie
stosowane są urządzenia CB typu: przenośne, stacjonarne oraz do montażu w samochodach.
Poniższa tabela przedstawia podzakres typu C stosowany w Polsce oraz w Europie
Zachodniej (częstotliwości zakończone na 5).
Nr
kanału
Częstotliwość [MHz]
Nr
kanału
Częstotliwość [MHz]
1
26,965 (26,960)
21
27,215 (27,210)
2
26,975 (26,970)
22
27,225 (27,220)
3
26,985 (26,980)
23
27,235 (27,230)
4
27,005 (27,000)
24
27,245 (27,240)
5
27,015 (27,010)
25
27,255 (27,250)
6
27,025 (27,020)
26
27,265 (27,260)
7
27,035 (27,030)
27
27,275 (27,270)
8
27,055 (27,050)
28
27,285 (27,280)
9
27,065 (27,060)
29
27, 295 (27,290)
10
27,075 (27,070)
30
27,305 (27,300)
11
27,085 (27,080)
31
27,315 (27,310)
12
27,105 (27,100)
32
27,325 (27,320)
13
27,115 (27,110)
33
27,335 (27,330)
14
27,125 (27,120)
34
27,345 (27,340)
15
27,135 (27,130)
35
27,355 (27,350)
16
27,155 (27,150)
36
27,365 (27,360)
17
27,165 (17,160)
37
27,375 (27,370)
18
27,175 (27,170)
38
27,385 (27,380)
19
27,185 (27,180)
39
27,395 (27,390)
20
27,205 (27,200)
40
27,405 (27,400)
Częstotliwości: 26,995 (26,990); 27,045 (27,040); 27,095 (27,090); 27,145 (27,140);
27,195 (27,190) są wykorzystywane do specjalnych celów, takich jak: sterowanie modelami,
alarmami, itp.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
34
Schemat blokowy prostego układu nadajnik-odbiornik CB przedstawia rys. 4.8.1.
Detektor
superreakcyjny
Wzmacniacz
mcz
Odb.
Nad
Nad
Odb.
Nad
Odb.
Nad
Wzmacniacz
mocy w.cz.
Modulator
Rys. 4.8.1. Schemat blokowy nadajnika CB [6]
Działanie układu (podczas odbioru) jest następujące: sygnał w.cz. przychodzący z eteru
jest przemieniany w detektorze superreakcyjnym na sygnał m.cz.,a następnie wzmacniany
w układzie wzmacniacza m.cz. Tak przetworzony sygnał jest odbierany przez głośnik,
dzięki czemu informacja zostaje przekazana do słuchacza. W przypadku nadawania głośnik
pełni
rolę
mikrofonu,
zaś
sygnał
dźwiękowy
jest
modulowany,
wzmacniany
i wypromieniowany w postaci fali elektromagnetycznej w eter.
Wygląd zewnętrzny i opis elementów regulacyjnych przykładowego radiotelefonu
przedstawiono poniżej (rys. 4.8.2).
1
2
3
4
5
6
Widok od przodu
Widok od tyłu
1- antena teleskopowa,
2- wskaźnik naładowania akumulatora,
3- mikrofonogłośnik,
4- przełącznik nadawanie-odbiór,
5- wyłącznik radiotelefonu i regulator siły głosu,
6- baterie akumulatorów.
Rys. 4.8.2. Wygląd zewnętrzny radiotelefonu CB[6]
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
35
Urządzenia radiofonii programowej
Radiofonia jest działem telekomunikacji zajmującym się przekazywaniem informacji
drogą radiową. Obejmuje wiele zagadnień, takich jak działania techniczne, organizacyjne,
programowe, mające na celu wytworzenie i przekazanie do odbiorców audycji radiowych.
Audycje radiowe można podzielić na: słowne, muzyczne, słowno-muzyczne.
Można wyróżnić radiofonię przewodową (nadawane sygnały docierają do stacji
radiowęzłowych) i radiofonię bezprzewodową (nadawane sygnały docierają do nadajników
radiofonicznych).
Istotnymi urządzeniami występującymi w procesie nadawania audycji radiowych są:
studio radiofoniczne i wóz transmisyjny.
Studio radiofoniczne jest pomieszczeniem (otwartym lub zamkniętym dla publiczności),
w którym powstają audycje radiowe, czyli programy dźwiękowe wcześniej przygotowane
lub transmitowane na żywo. Pomieszczenie przeznaczone na studio radiofoniczne musi być
odpowiednio przygotowane pod względem parametrów akustycznych. Wszelkie płaszczyzny
tego pomieszczenia winny być wyłożone odpowiednimi materiałami dźwiękochłonnymi.
Studia radiofoniczne można podzielić na: studia dla solistów, zespołów kameralnych,
orkiestr, chórów.
Wóz transmisyjny jest pojazdem przeznaczonym do transmisji audycji radiofonicznych.
Jest wyposażony w odpowiednią aparaturę techniczną, umożliwiającą nadawanie i odbiór
sygnałów radiowych. Pojazd ten łączy się ze studiem radiowym drogą przewodową (aparatura
kablowa) lub bezprzewodową (radiofoniczną, satelitarną).
Zastosowania urządzeń radiowych
Urządzenia radiowe znalazły ogromne zastosowanie we współczesnym świecie. Swoje
początki miała tu technika przewodowa, natomiast obecnie widzimy dynamiczny rozwój
techniki bezprzewodowej.
Najbardziej powszechnym zastosowaniem, istniejącym od wielu lat, jest nadawanie
i odbiór transmisji radiowych (radio programowe).
Kolejnym zastosowaniem jest możliwość wymiany informacji (CB radio, telefonia
komórkowa).
W transporcie urządzenia radiowe pozwalają kontrolować położenie obiektu (GPS).
Jest to globalny system nawigacji satelitarnej wykorzystujący fale elektromagnetyczne do
określania pozycji obiektu (samochodu, samolotu, pociągu i człowieka) na całej kuli
ziemskiej. W skład systemu wchodzi sieć satelitów oraz odbiornik sygnału GPS. Pozycja
(położenie geograficzne) odbiornika GPS określana jest na podstawie wyników pomiarów
odległości pomiędzy nim, a co najmniej czterema satelitami. Odległości te określane są na
podstawie pomiarów czasów, jakie są niezbędne do pokonania przez fale elektromagnetyczne
dystansu pomiędzy satelitami a odbiornikiem. Dane uzyskane podczas pomiarów
przetwarzane są dalej przez układy elektroniczne odbiornika GPS oraz wyświetlane są na
ekranie LCD.
W technice wojskowej urządzenia radiowe zapewniają możliwość naprowadzania
pocisków na cel, zdalnego sterowania i odpalania ładunków wybuchowych, poszukiwania
obiektów (radar).
W
przypadku
radiolokacji
wykorzystano
własności
odbijania
się
fal
elektromagnetycznych od obiektów znajdujących się w przestrzeni w celu określenia ich
położenia. Położenie obiektu określane jest w wyniku pomiaru czasu potrzebnego na
pokonanie przez fale elektromagnetyczną drogi od urządzenia radiolokacyjnego (radaru) do
danego obiektu oraz z powrotem. W urządzeniach radiolokacyjnych wykorzystanie znalazły
fale radiowe o dużej częstotliwości ze względu na właściwości związane z możliwościami
skupiania ich w wiązki wysokoenergetyczne. Charakteryzują się one tym, że bardzo dobrze
odbijają się od materiałów metalowych.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
36
W technice sieci komputerowych drogą radiową przekazywane są informacje pomiędzy
poszczególnymi jednostkami.
Zaś w technice modelarskiej urządzenia radiowe stosowane są do sterowania ruchem
pojazdów.
RFID (Radio Frequency Identification) –jest to jeden z systemów służących do
zabezpieczenia mienia oraz identyfikacji towarów. Stanowi on system radiowy umożliwiający
zdalny odczyt specjalnego identyfikatora (kodu) przypisanego konkretnej rzeczy.
Identyfikator ten wysyłany jest z tzw taga, umieszczonego wewnątrz chronionej rzeczy bądź
towaru. W skład systemu RFID wchodzi również czytnik, którego zadaniem jest emisja fal
radiowych, które po dotarciu do taga pobudzają go do wygenerowania sygnału zwrotnego
(identyfikator). Sygnał ten jest dalej przetwarzany przez system komputerowy, który może
np. sprawdzić czy dany towar został nabyty w sposób legalny.
4.8.2. Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1) Co to jest radiofonia programowa?
2) Scharakteryzuj urządzenia wykorzystywane w procesie nadawania audycji radiowych?
3) Wymień podstawowe dziedziny zastosowań urządzeń radiowych?
4.8.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Odnajdź na wyszukanej uprzednio przez Ciebie stronie internetowej informacje
dotyczące zastosowania współczesnych urządzeń radiowych w dowolnej dziedzinie życia
ludzkiego.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:
1) odnaleźć odpowiednią stronę internetową,
2) wybrać odpowiednie informacje,
3) przygotować krótką prezentację np. w programie Power Point.
Wyposażenie stanowiska pracy:
−
zestawy komputerowe.
4.8.4. Sprawdzian postępów
Tak Nie
Czy potrafisz:
1) określić cel stosowania radiofonii programowej?
2) podać przykłady wykorzystania urządzeń radiowych?
3) dokonać analizy budowy i parametrów wybranej konstrukcji
urządzenia radiowego?
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
37
4.9. Pomiary, strojenie oraz wykrywanie uszkodzeń w urządzeniach
radiowych
4.9.1. Materiał nauczania
Ze względu na dużą różnorodność odbiorników radiowych algorytmy procesu ich
strojenia w znacznym stopniu różnią się od siebie. Celowe jest więc opisanie w tym
poradniku jedynie pewnych, najważniejszych czynności jakie towarzyszą procedurze
strojenia.
Proces strojenia powinno rozpocząć się od wejściowych obwodów w.cz. Będzie ono
polegało na takim doborze elementów wewnętrznych obwodu wejściowego, aby można było
uzyskać w miarę płaską charakterystykę przenoszenia w całym zakresie częstotliwości
odbieranych przez urządzenie radiowe. Kolejnym obwodem poddawanym procesowi
strojenia jest wzmacniacz p.cz. W tym celu należy na wejście badanego wzmacniacza p.cz.
podać sygnał o stałej częstotliwości równej, np. dla systemu FM - 10,7 MHz. Zaczynając od
strony wyjścia bloku p.cz. należy zmieniać parametry obwodu rezonansowego LC dokonując
jednocześnie pomiaru amplitud napięć. Regulacja indukcyjności i pojemności obwodu LC
powinna być przeprowadzana w taki sposób, aby uzyskać możliwie maksymalne amplitudy
napięć wyjściowych. Również i obwód generatora lokalnego będzie podlegał procesowi
strojenia. Zadaniem czynności związanych ze strojeniem generatora lokalnego będzie
ustalenie dolnej i górnej częstotliwości wyjściowej, które pozwoliłyby na odbiór całego
zakresu fal radiowych przez dany odbiornik. Do pomiaru częstotliwości należy wykorzystać
częstotliwościomierz o odpowiednio dużej czułości i dokładności. W przypadku wszelkiego
rodzaju czynności związanych z pomiarami i strojeniem urządzeń radiowych należy
wyłączyć, występujące w nim, istniejące obwody automatycznej regulacji.
Wykrywanie uszkodzeń w urządzeniach radiowych z uwzględnieniem
zasad BHP
Bezwzględnie przed każdą naprawą odbiornika radiowego należy zapoznać się
z elementarnymi zasadami BHP, z jego instrukcją serwisową oraz instrukcją obsługi.
Wykonując wszelkiego rodzaju prace przy urządzeniach elektrycznych należy uważać na
możliwość porażenia prądem elektrycznym w przypadku ich przeprowadzania przy
doprowadzonym, sieciowym, napięciu zasilającym. Celowe jest więc, aby osoby nie
posiadające odpowiednich kwalifikacji, nie przeprowadzały żadnych napraw. W czasie
napraw urządzeń radiowych istnieje również możliwość uszkodzenia innych podzespołów lub
użytej aparatury pomiarowej.
Lokalizacja uszkodzeń winna odbywać się według pewnego algorytmu. Przykładowy tok
postępowania stosowany podczas naprawy odbiornika radiowego został pokazany na
rys. 4.9.1.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
38
Rys. 4.9.1. Algorytm naprawy odbiornika radiowego
Znakomitym sposobem na stwierdzenie stanu poprawnego funkcjonowania obwodu w.cz.
lub m.cz. jest podawanie na jego wejście pewnego, próbnego sygnału (o odpowiednio
dobranej częstotliwości) i kontrola jego parametrów (amplitudy, częstotliwości, kształtu) na
wyjściach poszczególnych bloków, wchodzących w skład danego toru. Właśnie taka metoda
stosowana jest podczas serwisowania typowych urządzeń audio, posiadających bardzo
rozbudowane tory m.cz.. Do urządzeń tych można zaliczyć wzmacniacze akustyczne mocy,
korektory muzyczne, odtwarzacze sygnału audio.
START
Kontrola czy odbiornik jest
zasilany
napięciem ( np.
sieciowym)
Kontrola bloku
zasilacza
Kontrola toru odpowiedzialnego
za przemianę sygnału w.cz.
Kontrola toru odpowiedzialnego
za przemianę sygnału m.cz.
Sprawdzenie obwodu
wejściowego
Sprawdzenie
wzmacniacza w.cz.
Sprawdzenie
generatora w.cz.
Sprawdzenie
mieszacza
Sprawdzenie
wzmacniacza p.cz.
Sprawdzenie
detektora
Sprawdzenie poprawności
funkcjonowania regulatora
głośności sygnału
Sprawdzenie stanu
technicznego głośnika
Sprawdzenie
wzmacniacza napięcia
Sprawdzenie
wzmacniacza mocy m.cz.
Sprawdzenie poprawności
funkcjonowania regulatora
barwy sygnału
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
39
4.9.2. Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1) Jak przebiega proces strojenia odbiorników radiowych?
2) Podaj algorytm pozwalający na wykrycie uszkodzeń toru m.cz w odbiornikach
radiowych?
3) Podaj algorytm pozwalający na wykrywanie uszkodzeń toru w.cz w odbiornikach
radiowych?
4) Podaj zasady BHP towarzyszące naprawom odbiorników radiowych?
4.9.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Przeprowadź proces strojenia toru p.cz. odbiornika radiowego typu FM.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:
1) przestudiować budowę odbiornika radiowego na podstawie instrukcji serwisowej,
2) doprowadzić wzorcowe napięcie w.cz. do odpowiedniego wejścia toru p.cz.,
3) badać kształt napięcia i jego poziom w trakcie trwania procesu regulacji,
4) notować odpowiednie wyniki pomiarowe.
Wyposażenie stanowiska pracy:
−
odbiornik radiowy,
−
instrukcja serwisowa,
−
generator sygnałowy,
−
woltomierz w.cz.,
−
oscyloskop.
Ćwiczenie 2
Dokonaj naprawy odbiornika radiowego AM/FM.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:
1) przestudiować budowę odbiornika radiowego na podstawie jego instrukcji serwisowej,
2) sprawdzić poprawności funkcjonowania toru AM oraz FM,
3) wymienić uszkodzony element,
4) przeprowadzić proces strojenia odbiornika radiowego.
Wyposażenie stanowiska pracy:
−
odbiornik radiowy,
−
instrukcja serwisowa,
−
generator sygnałowy,
−
woltomierz w.cz.,
−
oscyloskop,
−
narzędzia.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
40
4.9.4. Sprawdzian postępów
Tak Nie
Czy potrafisz:
1) dokonać podstawowych pomiarów w urządzeniach radiowych?
2) przeprowadzić proste czynności związane ze strojeniem
urządzeń radiowych?
3) praktycznie wykorzystywać znajomość algorytmu napraw odbiornika
radiowego?
4) wykorzystać znajomość zasad BHP przy wykrywaniu usterek
w odbiornikach radiowych ?
BHP przy wykonywaniu ćwiczeń
Podczas wykonywania ćwiczeń związanych z tą jednostką modułową należy
bezwzględnie stosować się do powszechnie obowiązujących zasad BHP podczas obsługi
i użytkowania urządzeń elektrycznych. Z uwagi na fakt, iż większość badanych podczas
ćwiczeń urządzeń zasilanych jest napięciem znamionowym o wartości uznawanej za
niebezpieczne dla życia człowieka należy więc:
1) unikać dotykania nieizolowanych części należących do obwodu elektrycznego,
2) używać do pomiarów sprzętu i przyrządów sprawnych i bez widocznych uszkodzeń
mechanicznych,
3) montować układy pomiarowe tylko przy odłączonym napięciu zasilającym,
4) sprawdzić zgodność połączeń kompletnego układu pomiarowego przed włączeniem go
do sieci,
5) nie dokonywać samowolnie żadnych zmian w badanym układzie,
6) reagować na wszelkie nieprawidłowości w obwodach w trakcie przeprowadzania
pomiarów np. przez odłączenie ich spod napięcia zasilającego,
7) nie przekraczać parametrów znamionowych urządzeń i przyrządów.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
41
5.
SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ
Instrukcja dla ucznia
1. Przeczytaj uważnie poniższą instrukcję
2. Sprawdź kompletność otrzymanej dokumentacji.
3. Test, który otrzymałeś składa się z 20 pytań. Każde z pytań ma przydzielone po cztery
odpowiedzi, z których tylko jedna jest poprawna.
4. Za każdą poprawnie zakreśloną odpowiedź uzyskujesz maksymalnie jeden punkt.
Natomiast za każdą złą zero punktów. Za poprawnie rozwiązany test maksymalnie
możesz uzyskać 20 punktów.
5. Przed przystąpieniem do udzielania odpowiedzi podpisz imieniem i nazwiskiem
otrzymaną kartę odpowiedzi.
6. Odpowiedzi uznane przez Ciebie za poprawne zaznaczaj w odpowiedniej rubryce
znakiem (x).
7. W przypadku chęci wprowadzenia korekty należy błędną odpowiedź otoczyć kółkiem i
ponownie zaznaczyć poprawną.
8. Pamiętaj o samodzielnym rozwiązywaniu testu.
9. Na rozwiązanie testu przewidziano 45 min.
Materiały dla ucznia:
−
instrukcja dla ucznia,
−
zestaw pytań testowych,
−
karta odpowiedzi.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
42
Zestaw zadań testowych
1. Dźwięk to:
a) fala elektromagnetyczna o częstotliwości z zakresu od 20Hz do 20kHz,
b) zaburzenie wywołujące drgania słyszalne,
c) fala mechaniczna rozchodząca się tylko w jednym kierunku,
d) drganie cząsteczek danego ośrodka wywołane zaburzeniami pola elektrycznego
i magnetycznego.
2. Głośnik służy do:
a) zamiany sygnału akustycznego na sygnał elektryczny,
b) wzmacniania sygnału akustycznego,
c) zamiany sygnału elektrycznego na sygnał akustyczny,
d) zamiany sygnału akustycznego na inny, wzmocniony sygnał akustyczny .
3. Zbliżony do rzeczywistości jest następujący system dźwiękowy:
a) monofoniczny,
b) stereofoniczny,
c) kwadrofoniczny,
d) dookólny.
4. Do urządzeń wytwarzających efekty specjalne zaliczymy:
a) modulatory dźwięku,
b) generatory w.cz.,
c) wzmacniacze m.cz.,
d) zestawy kolumnowe.
5. W modulacji FM zmianie ulega:
a) częstotliwość fali elektromagnetycznej oraz jej faza,
b) tylko amplituda fali elektromagnetycznej,
c) amplituda fali elektromagnetycznej oraz jej faza,
d) tylko częstotliwość fali elektromagnetycznej.
6. Fala radiowa to:
a) zaburzenie pola elektrycznego,
b) zaburzenie pola magnetycznego,
c) zaburzenie pola elektrycznego i magnetycznego,
d) drgania cząsteczek eteru rozchodzące się ze stałą prędkością.
7. Na propagację fal radiowych nie wpływa:
a) pora dnia,
b) ukształtowanie terenu,
c) długość fal radiowych,
d) duża ilość nie zjonizowanych cząsteczek gazu w górnej warstwie atmosfery.
8. Wzmacniacz p.cz. służy do:
a) wzmacniania sygnałów wyjściowych pochodzących z anteny,
b) wzmacniania sygnałów wyjściowych pochodzących z generatora lokalnego,
c) wzmacniania sygnałów wyjściowych pochodzących z mieszacza,
d) wzmacniania sygnałów wyjściowych pochodzących z detektora.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
43
9. Układ ARW służy do:
a) automatycznej regulacji wzmocnienia wzmacniacza mocy m.cz w czasie nagłej
zmiany częstotliwości sygnału wejściowego,
b) automatycznej regulacji amplitudy sygnału z generatora lokalnego ,
c) ograniczenia wpływu poziomu sygnału wejściowego w.cz. na wartość wyjściowego
sygnału akustycznego,
d) ograniczenia wpływu poziomu sygnału wejściowego p.cz. na wartość wyjściowego
sygnału akustycznego.
10. DAB to:
a) rodzaj systemu antenowego,
b) rodzaj anteny radiowej,
c) sposób modulacji fali elektromagnetycznej,
d) system radiofonii cyfrowej.
11. W jakiej odległości od obserwatora miało miejsce wyładowanie atmosferyczne wiedząc,
że usłyszał on grzmot po upływie t = 12 s od chwili zauważenia błysku pioruna:
a) około 6 km,
b) około 4 km,
c) około 5 km,
d) około 2km.
12. Mając do dyspozycji dwa rodzaje filtrów typu LC – dolnoprzepustowy
i górnoprzepustowy określ czy:
a) można włączyć filtr dolnoprzepustowy przed głośnik niskotonowy,
b) można włączyć filtr górnoprzepustowy przed głośnik niskotonowy,
c) można włączyć zarówno filtr górnoprzepustowy jak i dolnoprzepustowy przed
głośnik niskotonowy,
d) nie można włączyć żadnego z tych filtrów przed głośnik niskotonowy.
13. W zamieszczonym rysunku głośnik magnetoelektryczny nr 1 pełni funkcję:
a) typowego głośnika,
b) mikrofonu,
c) modulatora dźwięku,
d) generatora dźwięku przestrzennego.
14. Do przekazu informacji na odległość około 5km nie nadaje się:
a) fala elektromagnetyczna –długa,
b) fala elektromagnetyczna –średnia,
c) fala elektromagnetyczna –krótka,
d) fala dźwiękowa.
15. Dużym mankamentem przesyłu informacji przy użyciu systemu kablowego jest:
a) niewielkie tłumienie sygnału,
b) niewielki zasięg przekazu,
c) szeroki zakres częstotliwości przekazywanego sygnału,
d) znaczna prędkość przekazu.
Fala dźwiękowa
Głośnik 1
Głośnik 2
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
44
16. Odbiornik radiowy z uszkodzonym torem ARCz:
a) nie utrzymuje stałego poziomu natężenia dźwięku wydobywającego się
z głośnika,
b) samoczynnie rozstraja się od uprzednio nastawionej częstotliwości,
c) odbiera tylko jedną audycję na określonej częstotliwości,
d) przetwarza w ograniczonym stopniu zakres częstotliwości słyszalnych.
17. Jako anteny kierunkowe w systemie UKF stosuje się:
a) anteny ferrytowe,
b) dipol klatkowy,
c) dipol pętlowy,
d) anteny paraboliczne.
18. Poprawne zestrojenie odbiornika radiowego powoduje:
a) zwiększenie zakresu odbieranych częstotliwości,
b) zwiększenie jego stabilności,
c) zwiększenie jego selektywności,
d) zmniejszenie poboru mocy.
19. Naprawiając urządzenie radiowe należy zwrócić szczególną uwagę na:
a) warunki atmosferyczne,
b) możliwość porażenia prądem elektrycznym,
c) warunki propagacji fal radiowych,
d) rodzaj zastosowanego w jego budowie sposobu demodulacji (AM, FM).
20. Przed rozpoczęciem kontroli toru odpowiedzialnego za przemianę sygnału w.cz.
należy podczas naprawy odbiornika radiowego na wstępie sprawdzić:
a) stan bloku zasilacza,
b) poprawność funkcjonowania regulatora głośności sygnału,
c) poprawność funkcjonowania wzmacniacza napięcia,
d) poprawność funkcjonowania wzmacniacza mocy.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
45
KARTA ODPOWIEDZI
Imię i nazwisko.....................................................................................................
Dobieranie urządzeń audio do odbioru sygnału dźwiękowego
Zakreśl poprawną odpowiedź.
Nr
zadania
Odpowiedź
Punkty
1
a
b
c
d
2
a
b
c
d
3
a
b
c
d
4
a
b
c
d
5
a
b
c
d
6
a
b
c
d
7
a
b
c
d
8
a
b
c
d
9
a
b
c
d
10
a
b
c
d
11
a
b
c
d
12
a
b
c
d
13
a
b
c
d
14
a
b
c
d
15
a
b
c
d
16
a
b
c
d
17
a
b
c
d
18
a
b
c
d
19
a
b
c
d
20
a
b
c
d
Razem:
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
46
6. LITERATURA
1. Bogdan T.: Urządzenia radiowe. WSiP, 1988
2. Brodowski A.: Radio i telewizja. WNT, 1971
3. Chęciński.H.: Urządzenia radiowe. WSiP, 1989
4. Everest A.F.: Podręcznik akustyki. Wydawnictwo Sonia Draga, 2004
5. Janeczek A.: Konstrukcje krótkofalarskie dla początkujących. WKiŁ, 1990
6. Janeczek A.: CB radio. WKiŁ, 1997
7. Komsta Ł.: Krótkofalarstwo i radiokomunikacja. Poradnik. WKiŁ, 2001
8. Krajewski J.: Głośniki i zestawy głośnikowe. WKiŁ, 2003
9. Szóstka J.: Fale i anteny. WKiŁ, 2000
10. Urbański B.: Elektroakustyka w pytaniach i odpowiedziach. WNT, 1984
11. Żyszkowski Z.: Podstawy elektroakustyki. WNT, 1984
Wyszukiwarka
Podobne podstrony:
322[01] Z2 01 Dobieranie urzadz Nieznany (2)
12 Uzytkowanie urzadzen transpo Nieznany (2)
12 Eksploatacja urzadzen teleko Nieznany
2014 Matura 05 04 2014 odpid 28 Nieznany (2)
04 les sonsid 5067 Nieznany (2)
09 Dobieranie materialow odziez Nieznany (2)
04 Wykonywanie pomiarow paramet Nieznany
04 Wykonywanie izolacji termicz Nieznany (2)
ei 2005 04 s060 id 154155 Nieznany
311[51] 04 122 Arkusz egzaminac Nieznany (2)
04 Scinanie techniczneid 5186 Nieznany
04 Klasyfikowanie materialow bu Nieznany
7 04 2011 2 id 44696 Nieznany (2)
18 04 2013 Zapalenie a niedobor Nieznany (2)
04 Przestrzeganie przepisow och Nieznany
04 Wykresy Smithaid 5244 Nieznany (2)
więcej podobnych podstron