บล็อกไดอะแกรมเครื่องรับ-ส่งวิทยุสื่อสาร
เครื่องรับวิทยุสื่อสาร
เครื่องรับวิทยุสื่อสาร แบบ Superheterodyne
วิทยุกระจายเสียงแบบ AM จะ มีช่วงความถี่อยู่ที่ประมาณ 535 KHz - 1,605 KHz แต่ละ สถานีจะมี Bandwidth ประมาณ 10 KHz ความถี่ IF เท่ากับ 455 KHz
AM radio is broadcast on several frequency bands
วิทยุกระจายเสียงระบบ AM ส่งออกอากาศ ด้วยหลายช่วงความถี่
- วิทยุคลื่นยาว หรือ Long wave ,LW ออกอากาศที่ความถี่ 153 kHz–279 kHz สถานีจะมี Bandwidth ประมาณ 9 KHz
- วิทยุคลื่น ปานกลาง หรือ Medium wave , MW ออกอากาศที่ความถี่ 535 kHz–1,605 kHz. แต่ละ สถานีจะมี Bandwidth ประมาณ 10 KHz
- วิทยุคลื่นสั้น หรือ Short wave , SW ออกอากาศที่ความถี่ 2.3 MHz – 26.1 MHz โดยจะแบ่งออกเป็น 15 ช่วงความถี่ย่อย แต่ละ สถานีจะมี Bandwidth ประมาณ 5 KHz ช่วงความถี่นี้จะเดินทางได้ไกล ที่สุด
ตัวอย่างเครื่องรับ วิทยุคลื่นสั้น
RF Amplifier ทำหน้าที่ขยายสัญญาณวิทยุที่รับเข้ามาจากสายอากาศ ในส่วนนี้จะมีวงจร Tune เลือกรับมาเฉพาะ ความถี่ช่วง 535 KHz - 1,605 KHz
สายอากาศของเครื่องรับวิทยุแบบ AM
วงจร Mixer
ทำหน้าที่ผสมคลื่น จากภาค RF amp. และ Local Oscillator สัญญาณที่ออกมาทั้งหมด มี 4 ส่วนคือ
1. ความถี่ RF ที่รับเข้ามา
2. ความถี่ OSC ที่ส่งมาจาก Local Oscillator
3. ความถี่ผลต่างระหว่าง OSC กับ RF (OSC - RF) = IF = 455 KHz
4. ความถี่ผลบวกระหว่าง OSC กับ RF (OSC + RF)
ความถี่ที่ส่งไปยัง ภาค IF มีความถี่เดียวคือ ความถี่ ผลต่าง 455 KHz ชึ่งไม่ว่า RF จะรับความถี่ใดเข้ามา IF ก็ยังคงเท่าเดิม
วงจร Local Oscillator หรือวงจร OSC. ทำหน้าที่ผลิดความถี่ขึ้นมา มีความแรงคงที่ ส่วนความถี่จะเปลี่ยนแปลงได้ ตาม RF ที่รับเข้ามา ซึ่งภาค OSC จะผลิดความถี่ขึ้นมาสูงกว่า RF เท่ากับ IF คือ 455 KHz เสมอ เช่น รับสัญญาณ AM จากสถานี ความถี่ 600 KHz ความถี่ของวงจร OSC
FOSC = fRF + fIF
= 600 KHz + 455 KHz
= 1,055 KHz
ในวิทยุ AM บางรุ่น อาจจะรวม ภาค Mixer กับ OSC เข้าด้วยกัน เรียกว่า Converter ถ้ารวม 3 วงจรเข้าด้วยกัน คือ RF Amp + Mixer + OSC. เราจะเรียกว่า ภาค Front End
Superheterodyne AM radio front end with improved front end filtering จากรูป ตัวอย่าง เป็นวงจรวิทยุ AM แบบ Superheterodyne ที่เพิ่มวงจรกรองสัญญาณเข้าไป วงจรกรอง เป็น L และ C ก่อนที่จะเข้าวงจร Mixer สมมุติว่าเราต้องการรับสัญญาณที่ความถี่ 1,490 KHz วงจร OSC จะผลิตความถี่ขึ้นมา 1,945 KHz และความถี่ IF ก็เป็น 455 KHz จากรูป การเปลี่ยนความถี่ ของ RF และ OSC เราจะทำพร้อมกันโดย เปลียนค่าของ C
dual ganged-variable capacitor
วงจร IF Amp คำว่า IF ก็คือ Intermediate Frequency คือความถี่ปานกลาง เกิดจากผลต่างของ วงจร OSC กับ RF ที่รับเข้ามา จะได้ความถี่ IF 455 KHz วงจรนี้จะขยายสัญญาณ 455 KHz เพื่อให้แรงขึ้นก่อนส่งไปยัง วงจร Detector ต่อไป
วงจร AM detector
ทำหน้าที่ตัดสัญญาณ IF ออกครึ่งหนึ่งและกรองเอาความถี่ IF ออก เหลือเฉพาะความถี่เสียง (AF) ส่งต่อไปยัง ภาคขยายเสียง มีสัญญาณบางส่วนจะถูก กรองเป็นไฟ DC ส่งย้อนกลับไปยังภาคขยาย IF เป็นแรงไฟ AGC (Automatic Gain Control) ทำให้ความแรงของสัญญาณที่รับได้มีขนาดใกล้เคียงกัน
วิทยุกระจายเสียงแบบ AM จะ มีช่วงความถี่อยู่ที่ประมาณ 535 KHz - 1,605 KHz แต่ละ สถานีจะมี Bandwidth ประมาณ 10 KHz ความถี่ IF เท่ากับ 455 KHz
วิทยุกระจายเสียงระบบ AM ส่งออกอากาศ ด้วยหลายช่วงความถี่
ทำหน้าที่ผสมคลื่น จากภาค RF amp. และ Local Oscillator สัญญาณที่ออกมาทั้งหมด มี 4 ส่วนคือ
2. ความถี่ OSC ที่ส่งมาจาก Local Oscillator
3. ความถี่ผลต่างระหว่าง OSC กับ RF (OSC - RF) = IF = 455 KHz
4. ความถี่ผลบวกระหว่าง OSC กับ RF (OSC + RF)
= 600 KHz + 455 KHz
= 1,055 KHz
เครื่องรับวิทยุ FM
เครื่องรับวิทยุแบบ FM ในปัจจุบันนี้เป็นแบบ ซุปเปอร์เฮท หรือเรียกชื่อให้เต็มในภาษาอังกฤษว่า ซุปเปอร์เฮทเทอโรดาย (Super heterodyne) โดยรับคลื่นที่มีขนาด 88 – 108 MHz หลักการโดยทั่วๆ ไปก็เหมือนกับเครื่องรับวิทยุ AM อย่างไรก็ตาม เครื่องรับแบบ FM นั้น มีข้อแตกต่างและสาระสำคัญปลีกย่อยแตกต่างกว่าเครื่องรับ AM อยู่มากการทำงานของแต่ละภาคจะอธิบายได้ดังนี้
1.สายอากาศ (Antenna) จะทำหน้าที่รับสัญญาณคลื่นวิทยุที่ส่งจากสถานีต่างๆเข้ามาทั้งหมดโดยไม่จำกัดว่าเป็นสถานีใดถ้าสถานีนั้นๆ ส่งสัญญาณมาถึงสายอากาศจะส่งสัญญาณต่างๆไปยังภาคRFโดยส่วนใหญ่สายอากาศของเครื่องรับวิทยุFMจะเป็นแบบไดโพล(Di-Pole) ซึ่งเป็นสายอากาศแบบสองขั้ว จะช่วยทำให้การรับสัญญาณดียิ่งขึ้น
2.ภาคขยาย RF (Radio Frequency Amplifier) จะทำงานเหมือนกับเครื่องรับวิทยุ AM คือจะทำหน้าที่รับสัญญาณวิทยุในย่าน FM 88 MHz – 108 MHz เข้ามาและเลือกรับสัญญาณ FM เพียงสถานีเดียวโดยวงจรจูนด์ RF และขยายสัญญาณ RF นั้นให้แรงขึ้นเพื่อให้มีกำลังสูงเหมาะที่จะส่งไปบีท (Beat) หรือผสมในภาคมิกเซอร์ (Mixer) โดยข้อแตกต่างสำคัญของภาคขยายRFของเครื่งรับ AM และ FM คือ วิทยุ FM ใช้ความถี่สูงกว่า AM ดังนั้นการเลือกอุปกรณ์มาใช้ในวงจรขยายจะต้องหาอุปกรณ์ที่ให้การตอบสนองความถี่ในย่าน FM ได้ และต้องขยายช่องความถี่ที่กว้างของ FM ได้
3.ภาคมิคเซอร์(Mixer)จะทำงานโดยจะรับสัญญาณเข้ามาสองสัญญาณ ได้แก่สัญญาณ RF จากภาคขยาย RF และสัญญาณ OSC. จากภาคโลคอลออสซิลเลเตอร์ เพื่อผสมสัญญาณ (MIX.) ให้ได้สัญญาณออกเอาท์พุตตามต้องการสัญญาณที่ออกจากภาคมิกเซอร์มีทั้งหมด 4 ความถี่ คือ
a)ความถี่ RF ที่รับเข้ามาจากวงจรจูน RF (RF)
b)ความถี่ OSC. ที่ส่งมาจากภาคโลคอล ออสซิลเลเตอร์ (OSC.)
c)ความถี่ผลต่างระหว่าง OSC. กับ RF. จะได้เป็นคลื่นขนาดกลางหรือที่เรียกว่า IF (Intermediate Frequency) ได้ความถี่ 10.7 MHz
d)ความถี่ผลบวกระหว่าง OSC. กับ RF
ความถี่ที่วงจรจูนด์ IF ให้ผ่านมีความถี่เดียว คือความถี่ IF เท่ากับ 10.7 MHz ไม่ว่าภาคขยาย RF จะรับความถี่เข้ามาเท่าไรก็ตามและภาคOSC. จะผลิตความถี่ขึ้นมาเท่าไรก็ตาม เมื่อเข้าผสมกันที่ภาคมิกเซอร์แล้วจะได้ความถี่ IF เท่ากับ 10.7 MHz ออกเอาท์พุตเสมอ
4.ภาคโลคอลออสซิเลเตอร์(LocalOscillator)
ทำงานเหมือนกับเครื่องรับวิทยุAMคือผลิตความถี่ที่มีความแรงคงที่ขึ้นมาความถี่ที่ผลิตขึ้นจะสูงกว่าความถี่ที่วงจรจูนด์RFรับเข้ามาเท่ากับความถี่ IF คือ 10.7 MHz. เช่น วงจรจูนด์ RF รับความถี่เข้ามา 100 MHz. ความถี่ OSC. จะผลิตขึ้นมา 100 MHz. + 10.7 MHz. = 110.7 MHz.
ความแตกต่างของภาคนี้ระหว่างวิทยุ AM และ FM อยู่ที่วงจรเรโซแนนท์ที่กำเนิดความถี่ขึ้นมาต่างกัน ทำให้ L, C ที่ใช้ใน FM จะใช้ค่าน้อยกว่าของ AM และการกำเนิดความถี่ OSC. ของวิทยุ FMจะต้องมีวงจร AFC (Automatic Frequency Control) มาคอยควบคุมเพื่อควบคุมให้ความถี่ OSC. กำเนิดขึ้นมา เมื่อผสมกับความถี่ RF แล้วได้ความถี่ IF 10.7 MHz. ที่เพิ่มขึ้นหรือลดลงตามสัญญาณเสียงที่ผสมมา ในระบบการผสมคลื่นแบบ FM ความถี่ IF จะเพิ่มขึ้นเมื่อมีสัญญาณเสียงช่วงบวกผสม และจะลดลงเมื่อสัญญาณเสียงช่วงลบผสม ดังนั้นวงจร OSC. จะต้องมีความถี่เพิ่มขึ้นเล็กน้อยเมื่อความถี่ RF ที่รับเข้ามามีสัญญาณเสียงช่วงบวกผสม และจะลดลงเล็กน้อยเมื่อความถี่ RF ที่รับเข้ามามีสัญญาณเสียงช่วงลบผสม เมื่อผสมสัญญาณที่ภาคมิกเซอร์จึงได้ IF ที่ถูกต้อง AFC ดังกล่าวจะถูกส่งมาจากภาคดีเทคเตอร์ และจะทำงานโดยอัตโนมัติ
5.ขยายIF(IntermediateFrequencyAmplifier)
จะทำหน้าที่เหมือนเครื่องรับวิทยุ AM และยังสามารถขยายความถี่ IF ทั้งของ AM และ FM ได้ ในเครื่องรับวิทยุบางรุ่นที่มีทั้ง AM และ FMในเครื่องเดียวกัน อาจใช้ภาคขยาย IF ร่วมกันทั้งวิทยุ AM และวิทยุ FM คือขยายความถี่ IF ให้มีระดับความแรงมากขึ้นแบบไม่ผิดเพี้ยน โดยภาคขยาย IF ของคลื่น FM นั้นขยายความถี่ได้ตลอดย่าน 10.7 MHz. นับว่ามีความถี่สูงกว่าเครื่องรับ AM ซึ่งโดยปกติเครื่องรับแบบ AM มีความถี่เพียง 455 kHz. เท่านั้น ส่วนที่แตกต่างกันระหว่าง IF ของ AM และ FM คือ ในส่วนวงจรจูนด์ IF เพราะใช้ความถี่ไม่เท่ากัน ค่าความถี่เรโซแนนท์ต่างกัน การกำหนดค่า L, C มาใช้งานต่างกัน
6.ภาคดีเทคเตอร์(Detector)
ดีเทคเตอร์ของเครื่องรับ FM นั้นมีความแตกต่างกับเครื่องรับ AM ทั้งนี้เพราะวิธีผสมคลื่นของสถานีส่งทั้งสองแบบนี้ไม่เหมือนกันโดยภาคดีเทคเตอร์ทำหน้าที่แยกสัญญาณเสียงออกจากความถี่ IF แต่จะแตกต่างกันในระบบการแยกเสียง เพราะในระบบ AM สัญญาณเสียงถูกผสมมาทางความสูงของคลื่นพาหะสามารถแยกได้โดยใช้ไดโอดหรือทรานซิสเตอร์ร่วมกับR, C ฟิลเตอร์ก็สามารถตัดความถี่ IF ออกเหลือเฉพาะสัญญาณเสียงได้ ส่วนในระบบวิทยุ FM สัญญาณเสียงจะผสมกับพาหะ โดยสัญญาณเสียงทำให้คลื่นพาหะเปลี่ยนความถี่สูงขึ้นหรือต่ำลง ส่วนความแรงคงที่ ไม่สามารถใช้วิธีการดีเทคเตอร์แบบ AM ได้ ต้องใช้วิธีพิเศษ เช่น ดิสคริมิเนเตอร์(Discriminator),เรโชดีเทคเตอร์ (Ratio Detector), เฟส ล็อค ลูป ดีเทคเตอร์ (Phase Lock Loop Detector) เป็นต้น จะแตกต่างจากของ AM โดยสิ้นเชิงในส่วนดีเทคเตอร์นี้จะมีสัญญาณถูกส่งออกสองทาง คือ ทางหนึ่งส่งต่อไปภาคขยายเสียง อีกทางหนึ่งจะถูกผ่านชุดฟิลเตอร์อีกครั้งหนึ่ง เพื่อแปลงสัญญาณเสียงเป็นแรงไฟ DC เพื่อส่งย้อนกลับมาควบคุมวงจรกำเนิดความถี่ OSC. เป็นแรงไฟ AFC.
7.ภาคขยายเสียง(AudioFrequency Amplifier)
ใช้งานร่วมกับของเครื่องรับวิทยุ AM ได้ เพราะทำหน้าที่ขยายเสียงที่ส่งมาจากภาคดีเทคเตอร์ ให้มีระดับความแรงมากขึ้นแบบไม่ผิดเพี้ยนพอที่จะไปขับลำโพงให้เปล่งเสียงออกมา โดยในเครื่องรับวิทยุบางแบบอาจมีภาคขยายเสียงในตัว แต่บางแบบอาจจะไม่มีเครื่องขยายเสียงในตัว แต่จะมีอยู่ต่างหาก เครื่องรับวิทยุที่มีเครื่องขยายเสียงภายนอกเรียกว่า จูนเนอร์ (Tunner)
8.ภาคจ่ายกำลังไฟ (Power Supply) ทำหน้าที่จ่ายแรงดันไฟ DC เลี้ยงวงจรของเครื่องรับวิทยุ FM ซึ่งจะต้องใช้วงจรเรกกูเลเตอร์ (Regulator) ควบคุมแรงดันไฟ DC ให้คงที่เพื่อเลี้ยงวงจร ทำให้คุณภาพของเครื่องรับวิทยุ FM ดีขึ้น
ภาคฟร้อนท์เอนด์ (Front End)
ในเครื่องรับ FM นั้น ทางด้านฟร้อนท์เอนด์เกี่ยวเนื่องกับคลื่นที่มีความถี่สูงมากที่เรียกว่าVHFหรือที่เกี่ยวกับ UHF ได้แก่ภาคขยาย RF, มิกเซอร์ และโลคอลออสซิลเลเตอร์
จากรูป เป็นบล็อคไดอะแกรมของภาคฟร้อนท์เอนด์เครื่องรับวิทยุ FM ประกอบด้วยภาคขยาย RF, วงจรจูนด์ RF 2ชุด, ภาคมิกเซอร์ และภาคโลคอลออสซิลเลเตอร์
การทำงานของวงจร สายอากาศจะรับสัญญาณเข้ามาทุกความถี่ในย่านFM(88MHz. – 108MHz.) เข้ามายังวงจรจูนด์ RF 1 เพื่อเลือกรับความถี่ผ่านเพียงความถี่เดียว ขึ้นอยู่กับค่าการตอบสนองความถี่ของวงจรเรโซแนนท์ส่งผ่านความถี่ดังกล่าวไปเข้าขยายสัญญาณที่ภาคขยายRFให้มีระดับความแรงของสัญญาณ RF มากขึ้นแบบไม่ผิดเพี้ยน ส่งต่อไปเข้าชุดจูนด์ RF 2 ซึ่งถูกกำหนดความถี่ให้เรโซแนนท์ที่ความถี่เดียวกันกับวงจรจูนด์ RF 1 กรองผ่านความถี่ RF ไปเข้าภาคมิกเซอร์
ภาคโลคอลออสซิลเลเตอร์จะประกอบด้วยส่วนประกอบของวงจร 3 วงจร คือ ภาคกำเนิดความถี่หรือจูนด์ OSC. จะกำเนิดความถี่ขึ้นมาสูงกว่าความถี่ที่รับเข้ามาจากภาคจูนด์ RF เท่ากับความถี่ IF (10.7 MHz.) เช่น จูนด์ RF รับความถี่ของสถานี FM ที่ความถี่ 90 MHz. ภาคจูนด์ OSC. จะกำเนิดความถี่ขึ้นมา 100.7 MHz. (90 MHz. + 10.7 MHz. = 100.7 MHz.)ส่งผ่านความถี่OSC.ไปเข้าวงจรขยาความถี่ OSC. วงจรขยายความถี่ OSC. จะส่งสัญญาณออกสองทางคือทางหนึ่งไปเข้าวงจรมิกเซอร์อีกทางหนึ่งไปเข้าวงจรป้อนกลับทางบวก(Positive Feedback)
มากระตุ้นวงจรจูนด์OSC. ให้กำเนิดความถี่ขึ้นมามีระดับความแรงคงที่สม่ำเสมอและส่งผ่านภาคขยายออกไปเข้าภาคมิกเซอร์
ภาคมิกเซอร์จะรับสัญญาณเข้ามาสองทาง คือความถี่ RF จากวงจรจูนด์ RF และความถี่ OSC. จากภาค OSC. เข้ามาผสมกันได้สัญญาณออกสี่สัญญาณ คือ
1. ความถี่ RF 90 MHz.
2. ความถี่ OSC. 100.7 MHz.
3. ความถี่ OSC. – RF = 100.7 MHz. – 90 MHz. = 10.7 MHz
4. ความถี่ OSC. + RF = 100.7 MHz. + 90 MHz. = 190.7 MHz.
สัญญาณความถี่ทั้งสี่จะถูกส่งไปเข้าวงจรจูนด์ IF 1 ถูกกำหนดให้ตอบสนองความถี่ที่ความถี่ IF คือ 10.7 MHz. จึงกรองผ่านเฉพาะความถี่ IF ส่งต่อไปภาคขยายความถี่ IF ต่อไป
ภาคขยายความถี่ IF (Intermediate Frequency Amplifier)
จากรูปเป็นบล๊อกไดอะแกรมของวงจรจูน IF และวงจรขยาย IF ของเครื่องรับวิทยุ FM ซึ่งจะประกอบด้วยวงจรจูน IF และวงจรขยาย IF หลายภาค บางวงจรอาจจะมี 2, 3 หรือ 4 ภาคซึ่งขึ้นอยู่กับการออกแบบวงจร การทำงานของบล๊อกไดอะแกรมอธิบายได้ดังนี้
สัญญาณความถี่วิทยุ FM เมื่อผ่านภาคฟร้อนเอนด์ออกมาแล้ว จะมี 4 ความถี่คือ RF, OSC, OSC – RF และ OSC + RF ส่งผ่านเข้าวงจรจูน IF 1 วงจรจูน IF 1 ถูกกำหนดให้ตอบสนองความถี่ที่ความถี่IF 10.7 MHz คือความถี่ OSC – RF ส่งต่อความถี่ IF ไปเข้าวงจรขยาย IF 1 ขยายสัญญาณให้แรงขึ้นแบบไม่ผิดเพี้ยน ส่งต่อไปเข้าวงจรจูน IF 2 กรองความถี่ IF ผ่านเช่นกัน ส่งต่อไปวงจรขยาย IF2 การทำงานจะเป็นเช่นนี้เรื่อยไป ความถี่ IF จะถูกขยายเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ แบบไม่ผิดเพี้ยน จนถึงวงจรจูน IF ชุดสุดท้าย ก่อนส่งเข้าภาคดีเทคเตอร์ จะได้สัญญาณแรงพอที่จะนำไปใช้งาน
ในวงจรขยายIFอาจจะมีวงจรลิมิตเตอร์ (LIMITTER) ที่จะทำหน้าที่กำจัดสัญญาณรบกวนที่ปนมากับส่วนสูงของความถี่ IF ให้หมดไป วงจรลิมิตเตอร์นี้อาจจะไม่มีในทุกวงจรของเครื่องรับFMเพราะบางวงจรอาจใช้วงจรนอยส์แบลงเกอร์(NOISE BLANKER) กำจัดสัญญาณรบกวนหรือวิธีการอื่นๆ ก็ได้
ภาคดีเทคเตอร์ (Detector)
จากรูปเป็นบล๊อกไดอะแกรมเครื่องรับวิทยุ FM เน้นเฉพาะภาคดีเทคเตอร์ FM แต่ต้องเกี่ยวข้องกับภาคฟร้อนเอนด์โดยจ่ายแรงไฟ AFC มาควบคุมวงจรกำเนิดความถี่ของ OSC ให้กำเนิดความถี่ขึ้นมาถูกต้อง ต้องเกี่ยวข้องกับภาคขยาย IF โดยรับเอาสัญญาณ IF เข้ามา เพื่อกำจัดความถี่ IF ออกให้เหลือเฉพาะสัญญาณเสียง (AF) ต้องเกี่ยวข้องกับภาคขยายเสียง โดยส่งต่อสัญญาณเสียงที่ได้ไปขยายให้แรงขึ้น
ภาคดีเทคเตอร์ของ FM แบ่งได้ 3 แบบคือ
1.แบบดิสคริมมิเนเตอร์ (DISCRIMINATOR)
ในปัจจุบันไม่นิยมใช้งาน
2.แบบเรโซดีเทคเตอร์(RATIO DETECTOR)
เป็นแบบที่นิยมใช้ในปัจจุบันยังแบ่งย่อยเป็นบาลานซ์ และอันบาลานซ์
3.แบบเฟสล้อคลูปดีเทคเตอร์(PHASE LOCKED LOOP DETECTOR)
ใช้ตัวย่อว่า PLL เป็นดีเทคเตอร์ที่ใช้ IC เป็นแบบที่นิยมใช้ในปัจจุบันเช่นกัน
เครื่องรับวิทยุ FM
เครื่องรับวิทยุแบบ FM ในปัจจุบันนี้เป็นแบบ ซุปเปอร์เฮท หรือเรียกชื่อให้เต็มในภาษาอังกฤษว่า ซุปเปอร์เฮทเทอโรดาย (Super heterodyne) โดยรับคลื่นที่มีขนาด 88 – 108 MHz หลักการโดยทั่วๆ ไปก็เหมือนกับเครื่องรับวิทยุ AM อย่างไรก็ตาม เครื่องรับแบบ FM นั้น มีข้อแตกต่างและสาระสำคัญปลีกย่อยแตกต่างกว่าเครื่องรับ AM อยู่มากการทำงานของแต่ละภาคจะอธิบายได้ดังนี้
1.สายอากาศ (Antenna) จะทำหน้าที่รับสัญญาณคลื่นวิทยุที่ส่งจากสถานีต่างๆเข้ามาทั้งหมดโดยไม่จำกัดว่าเป็นสถานีใดถ้าสถานีนั้นๆ ส่งสัญญาณมาถึงสายอากาศจะส่งสัญญาณต่างๆไปยังภาคRFโดยส่วนใหญ่สายอากาศของเครื่องรับวิทยุFMจะเป็นแบบไดโพล(Di-Pole) ซึ่งเป็นสายอากาศแบบสองขั้ว จะช่วยทำให้การรับสัญญาณดียิ่งขึ้น
2.ภาคขยาย RF (Radio Frequency Amplifier) จะทำงานเหมือนกับเครื่องรับวิทยุ AM คือจะทำหน้าที่รับสัญญาณวิทยุในย่าน FM 88 MHz – 108 MHz เข้ามาและเลือกรับสัญญาณ FM เพียงสถานีเดียวโดยวงจรจูนด์ RF และขยายสัญญาณ RF นั้นให้แรงขึ้นเพื่อให้มีกำลังสูงเหมาะที่จะส่งไปบีท (Beat) หรือผสมในภาคมิกเซอร์ (Mixer) โดยข้อแตกต่างสำคัญของภาคขยายRFของเครื่งรับ AM และ FM คือ วิทยุ FM ใช้ความถี่สูงกว่า AM ดังนั้นการเลือกอุปกรณ์มาใช้ในวงจรขยายจะต้องหาอุปกรณ์ที่ให้การตอบสนองความถี่ในย่าน FM ได้ และต้องขยายช่องความถี่ที่กว้างของ FM ได้
3.ภาคมิคเซอร์(Mixer)จะทำงานโดยจะรับสัญญาณเข้ามาสองสัญญาณ ได้แก่สัญญาณ RF จากภาคขยาย RF และสัญญาณ OSC. จากภาคโลคอลออสซิลเลเตอร์ เพื่อผสมสัญญาณ (MIX.) ให้ได้สัญญาณออกเอาท์พุตตามต้องการสัญญาณที่ออกจากภาคมิกเซอร์มีทั้งหมด 4 ความถี่ คือ
a)ความถี่ RF ที่รับเข้ามาจากวงจรจูน RF (RF)
b)ความถี่ OSC. ที่ส่งมาจากภาคโลคอล ออสซิลเลเตอร์ (OSC.)
c)ความถี่ผลต่างระหว่าง OSC. กับ RF. จะได้เป็นคลื่นขนาดกลางหรือที่เรียกว่า IF (Intermediate Frequency) ได้ความถี่ 10.7 MHz
d)ความถี่ผลบวกระหว่าง OSC. กับ RF
ความถี่ที่วงจรจูนด์ IF ให้ผ่านมีความถี่เดียว คือความถี่ IF เท่ากับ 10.7 MHz ไม่ว่าภาคขยาย RF จะรับความถี่เข้ามาเท่าไรก็ตามและภาคOSC. จะผลิตความถี่ขึ้นมาเท่าไรก็ตาม เมื่อเข้าผสมกันที่ภาคมิกเซอร์แล้วจะได้ความถี่ IF เท่ากับ 10.7 MHz ออกเอาท์พุตเสมอ
4.ภาคโลคอลออสซิเลเตอร์(LocalOscillator)
ทำงานเหมือนกับเครื่องรับวิทยุAMคือผลิตความถี่ที่มีความแรงคงที่ขึ้นมาความถี่ที่ผลิตขึ้นจะสูงกว่าความถี่ที่วงจรจูนด์RFรับเข้ามาเท่ากับความถี่ IF คือ 10.7 MHz. เช่น วงจรจูนด์ RF รับความถี่เข้ามา 100 MHz. ความถี่ OSC. จะผลิตขึ้นมา 100 MHz. + 10.7 MHz. = 110.7 MHz.
ทำงานเหมือนกับเครื่องรับวิทยุAMคือผลิตความถี่ที่มีความแรงคงที่ขึ้นมาความถี่ที่ผลิตขึ้นจะสูงกว่าความถี่ที่วงจรจูนด์RFรับเข้ามาเท่ากับความถี่ IF คือ 10.7 MHz. เช่น วงจรจูนด์ RF รับความถี่เข้ามา 100 MHz. ความถี่ OSC. จะผลิตขึ้นมา 100 MHz. + 10.7 MHz. = 110.7 MHz.
ความแตกต่างของภาคนี้ระหว่างวิทยุ AM และ FM อยู่ที่วงจรเรโซแนนท์ที่กำเนิดความถี่ขึ้นมาต่างกัน ทำให้ L, C ที่ใช้ใน FM จะใช้ค่าน้อยกว่าของ AM และการกำเนิดความถี่ OSC. ของวิทยุ FMจะต้องมีวงจร AFC (Automatic Frequency Control) มาคอยควบคุมเพื่อควบคุมให้ความถี่ OSC. กำเนิดขึ้นมา เมื่อผสมกับความถี่ RF แล้วได้ความถี่ IF 10.7 MHz. ที่เพิ่มขึ้นหรือลดลงตามสัญญาณเสียงที่ผสมมา ในระบบการผสมคลื่นแบบ FM ความถี่ IF จะเพิ่มขึ้นเมื่อมีสัญญาณเสียงช่วงบวกผสม และจะลดลงเมื่อสัญญาณเสียงช่วงลบผสม ดังนั้นวงจร OSC. จะต้องมีความถี่เพิ่มขึ้นเล็กน้อยเมื่อความถี่ RF ที่รับเข้ามามีสัญญาณเสียงช่วงบวกผสม และจะลดลงเล็กน้อยเมื่อความถี่ RF ที่รับเข้ามามีสัญญาณเสียงช่วงลบผสม เมื่อผสมสัญญาณที่ภาคมิกเซอร์จึงได้ IF ที่ถูกต้อง AFC ดังกล่าวจะถูกส่งมาจากภาคดีเทคเตอร์ และจะทำงานโดยอัตโนมัติ
5.ขยายIF(IntermediateFrequencyAmplifier)
5.ขยายIF(IntermediateFrequencyAmplifier)
จะทำหน้าที่เหมือนเครื่องรับวิทยุ AM และยังสามารถขยายความถี่ IF ทั้งของ AM และ FM ได้ ในเครื่องรับวิทยุบางรุ่นที่มีทั้ง AM และ FMในเครื่องเดียวกัน อาจใช้ภาคขยาย IF ร่วมกันทั้งวิทยุ AM และวิทยุ FM คือขยายความถี่ IF ให้มีระดับความแรงมากขึ้นแบบไม่ผิดเพี้ยน โดยภาคขยาย IF ของคลื่น FM นั้นขยายความถี่ได้ตลอดย่าน 10.7 MHz. นับว่ามีความถี่สูงกว่าเครื่องรับ AM ซึ่งโดยปกติเครื่องรับแบบ AM มีความถี่เพียง 455 kHz. เท่านั้น ส่วนที่แตกต่างกันระหว่าง IF ของ AM และ FM คือ ในส่วนวงจรจูนด์ IF เพราะใช้ความถี่ไม่เท่ากัน ค่าความถี่เรโซแนนท์ต่างกัน การกำหนดค่า L, C มาใช้งานต่างกัน
6.ภาคดีเทคเตอร์(Detector)
ดีเทคเตอร์ของเครื่องรับ FM นั้นมีความแตกต่างกับเครื่องรับ AM ทั้งนี้เพราะวิธีผสมคลื่นของสถานีส่งทั้งสองแบบนี้ไม่เหมือนกันโดยภาคดีเทคเตอร์ทำหน้าที่แยกสัญญาณเสียงออกจากความถี่ IF แต่จะแตกต่างกันในระบบการแยกเสียง เพราะในระบบ AM สัญญาณเสียงถูกผสมมาทางความสูงของคลื่นพาหะสามารถแยกได้โดยใช้ไดโอดหรือทรานซิสเตอร์ร่วมกับR, C ฟิลเตอร์ก็สามารถตัดความถี่ IF ออกเหลือเฉพาะสัญญาณเสียงได้ ส่วนในระบบวิทยุ FM สัญญาณเสียงจะผสมกับพาหะ โดยสัญญาณเสียงทำให้คลื่นพาหะเปลี่ยนความถี่สูงขึ้นหรือต่ำลง ส่วนความแรงคงที่ ไม่สามารถใช้วิธีการดีเทคเตอร์แบบ AM ได้ ต้องใช้วิธีพิเศษ เช่น ดิสคริมิเนเตอร์(Discriminator),เรโชดีเทคเตอร์ (Ratio Detector), เฟส ล็อค ลูป ดีเทคเตอร์ (Phase Lock Loop Detector) เป็นต้น จะแตกต่างจากของ AM โดยสิ้นเชิงในส่วนดีเทคเตอร์นี้จะมีสัญญาณถูกส่งออกสองทาง คือ ทางหนึ่งส่งต่อไปภาคขยายเสียง อีกทางหนึ่งจะถูกผ่านชุดฟิลเตอร์อีกครั้งหนึ่ง เพื่อแปลงสัญญาณเสียงเป็นแรงไฟ DC เพื่อส่งย้อนกลับมาควบคุมวงจรกำเนิดความถี่ OSC. เป็นแรงไฟ AFC.
ดีเทคเตอร์ของเครื่องรับ FM นั้นมีความแตกต่างกับเครื่องรับ AM ทั้งนี้เพราะวิธีผสมคลื่นของสถานีส่งทั้งสองแบบนี้ไม่เหมือนกันโดยภาคดีเทคเตอร์ทำหน้าที่แยกสัญญาณเสียงออกจากความถี่ IF แต่จะแตกต่างกันในระบบการแยกเสียง เพราะในระบบ AM สัญญาณเสียงถูกผสมมาทางความสูงของคลื่นพาหะสามารถแยกได้โดยใช้ไดโอดหรือทรานซิสเตอร์ร่วมกับR, C ฟิลเตอร์ก็สามารถตัดความถี่ IF ออกเหลือเฉพาะสัญญาณเสียงได้ ส่วนในระบบวิทยุ FM สัญญาณเสียงจะผสมกับพาหะ โดยสัญญาณเสียงทำให้คลื่นพาหะเปลี่ยนความถี่สูงขึ้นหรือต่ำลง ส่วนความแรงคงที่ ไม่สามารถใช้วิธีการดีเทคเตอร์แบบ AM ได้ ต้องใช้วิธีพิเศษ เช่น ดิสคริมิเนเตอร์(Discriminator),เรโชดีเทคเตอร์ (Ratio Detector), เฟส ล็อค ลูป ดีเทคเตอร์ (Phase Lock Loop Detector) เป็นต้น จะแตกต่างจากของ AM โดยสิ้นเชิงในส่วนดีเทคเตอร์นี้จะมีสัญญาณถูกส่งออกสองทาง คือ ทางหนึ่งส่งต่อไปภาคขยายเสียง อีกทางหนึ่งจะถูกผ่านชุดฟิลเตอร์อีกครั้งหนึ่ง เพื่อแปลงสัญญาณเสียงเป็นแรงไฟ DC เพื่อส่งย้อนกลับมาควบคุมวงจรกำเนิดความถี่ OSC. เป็นแรงไฟ AFC.
7.ภาคขยายเสียง(AudioFrequency Amplifier)
ใช้งานร่วมกับของเครื่องรับวิทยุ AM ได้ เพราะทำหน้าที่ขยายเสียงที่ส่งมาจากภาคดีเทคเตอร์ ให้มีระดับความแรงมากขึ้นแบบไม่ผิดเพี้ยนพอที่จะไปขับลำโพงให้เปล่งเสียงออกมา โดยในเครื่องรับวิทยุบางแบบอาจมีภาคขยายเสียงในตัว แต่บางแบบอาจจะไม่มีเครื่องขยายเสียงในตัว แต่จะมีอยู่ต่างหาก เครื่องรับวิทยุที่มีเครื่องขยายเสียงภายนอกเรียกว่า จูนเนอร์ (Tunner)
ใช้งานร่วมกับของเครื่องรับวิทยุ AM ได้ เพราะทำหน้าที่ขยายเสียงที่ส่งมาจากภาคดีเทคเตอร์ ให้มีระดับความแรงมากขึ้นแบบไม่ผิดเพี้ยนพอที่จะไปขับลำโพงให้เปล่งเสียงออกมา โดยในเครื่องรับวิทยุบางแบบอาจมีภาคขยายเสียงในตัว แต่บางแบบอาจจะไม่มีเครื่องขยายเสียงในตัว แต่จะมีอยู่ต่างหาก เครื่องรับวิทยุที่มีเครื่องขยายเสียงภายนอกเรียกว่า จูนเนอร์ (Tunner)
8.ภาคจ่ายกำลังไฟ (Power Supply) ทำหน้าที่จ่ายแรงดันไฟ DC เลี้ยงวงจรของเครื่องรับวิทยุ FM ซึ่งจะต้องใช้วงจรเรกกูเลเตอร์ (Regulator) ควบคุมแรงดันไฟ DC ให้คงที่เพื่อเลี้ยงวงจร ทำให้คุณภาพของเครื่องรับวิทยุ FM ดีขึ้น
ภาคฟร้อนท์เอนด์ (Front End)
ในเครื่องรับ FM นั้น ทางด้านฟร้อนท์เอนด์เกี่ยวเนื่องกับคลื่นที่มีความถี่สูงมากที่เรียกว่าVHFหรือที่เกี่ยวกับ UHF ได้แก่ภาคขยาย RF, มิกเซอร์ และโลคอลออสซิลเลเตอร์
จากรูป เป็นบล็อคไดอะแกรมของภาคฟร้อนท์เอนด์เครื่องรับวิทยุ FM ประกอบด้วยภาคขยาย RF, วงจรจูนด์ RF 2ชุด, ภาคมิกเซอร์ และภาคโลคอลออสซิลเลเตอร์
การทำงานของวงจร สายอากาศจะรับสัญญาณเข้ามาทุกความถี่ในย่านFM(88MHz. – 108MHz.) เข้ามายังวงจรจูนด์ RF 1 เพื่อเลือกรับความถี่ผ่านเพียงความถี่เดียว ขึ้นอยู่กับค่าการตอบสนองความถี่ของวงจรเรโซแนนท์ส่งผ่านความถี่ดังกล่าวไปเข้าขยายสัญญาณที่ภาคขยายRFให้มีระดับความแรงของสัญญาณ RF มากขึ้นแบบไม่ผิดเพี้ยน ส่งต่อไปเข้าชุดจูนด์ RF 2 ซึ่งถูกกำหนดความถี่ให้เรโซแนนท์ที่ความถี่เดียวกันกับวงจรจูนด์ RF 1 กรองผ่านความถี่ RF ไปเข้าภาคมิกเซอร์
ภาคโลคอลออสซิลเลเตอร์จะประกอบด้วยส่วนประกอบของวงจร 3 วงจร คือ ภาคกำเนิดความถี่หรือจูนด์ OSC. จะกำเนิดความถี่ขึ้นมาสูงกว่าความถี่ที่รับเข้ามาจากภาคจูนด์ RF เท่ากับความถี่ IF (10.7 MHz.) เช่น จูนด์ RF รับความถี่ของสถานี FM ที่ความถี่ 90 MHz. ภาคจูนด์ OSC. จะกำเนิดความถี่ขึ้นมา 100.7 MHz. (90 MHz. + 10.7 MHz. = 100.7 MHz.)ส่งผ่านความถี่OSC.ไปเข้าวงจรขยาความถี่ OSC. วงจรขยายความถี่ OSC. จะส่งสัญญาณออกสองทางคือทางหนึ่งไปเข้าวงจรมิกเซอร์อีกทางหนึ่งไปเข้าวงจรป้อนกลับทางบวก(Positive Feedback)
มากระตุ้นวงจรจูนด์OSC. ให้กำเนิดความถี่ขึ้นมามีระดับความแรงคงที่สม่ำเสมอและส่งผ่านภาคขยายออกไปเข้าภาคมิกเซอร์
มากระตุ้นวงจรจูนด์OSC. ให้กำเนิดความถี่ขึ้นมามีระดับความแรงคงที่สม่ำเสมอและส่งผ่านภาคขยายออกไปเข้าภาคมิกเซอร์
ภาคมิกเซอร์จะรับสัญญาณเข้ามาสองทาง คือความถี่ RF จากวงจรจูนด์ RF และความถี่ OSC. จากภาค OSC. เข้ามาผสมกันได้สัญญาณออกสี่สัญญาณ คือ
1. ความถี่ RF 90 MHz.
2. ความถี่ OSC. 100.7 MHz.
3. ความถี่ OSC. – RF = 100.7 MHz. – 90 MHz. = 10.7 MHz
4. ความถี่ OSC. + RF = 100.7 MHz. + 90 MHz. = 190.7 MHz.
สัญญาณความถี่ทั้งสี่จะถูกส่งไปเข้าวงจรจูนด์ IF 1 ถูกกำหนดให้ตอบสนองความถี่ที่ความถี่ IF คือ 10.7 MHz. จึงกรองผ่านเฉพาะความถี่ IF ส่งต่อไปภาคขยายความถี่ IF ต่อไป
ภาคขยายความถี่ IF (Intermediate Frequency Amplifier)
จากรูปเป็นบล๊อกไดอะแกรมของวงจรจูน IF และวงจรขยาย IF ของเครื่องรับวิทยุ FM ซึ่งจะประกอบด้วยวงจรจูน IF และวงจรขยาย IF หลายภาค บางวงจรอาจจะมี 2, 3 หรือ 4 ภาคซึ่งขึ้นอยู่กับการออกแบบวงจร การทำงานของบล๊อกไดอะแกรมอธิบายได้ดังนี้
สัญญาณความถี่วิทยุ FM เมื่อผ่านภาคฟร้อนเอนด์ออกมาแล้ว จะมี 4 ความถี่คือ RF, OSC, OSC – RF และ OSC + RF ส่งผ่านเข้าวงจรจูน IF 1 วงจรจูน IF 1 ถูกกำหนดให้ตอบสนองความถี่ที่ความถี่IF 10.7 MHz คือความถี่ OSC – RF ส่งต่อความถี่ IF ไปเข้าวงจรขยาย IF 1 ขยายสัญญาณให้แรงขึ้นแบบไม่ผิดเพี้ยน ส่งต่อไปเข้าวงจรจูน IF 2 กรองความถี่ IF ผ่านเช่นกัน ส่งต่อไปวงจรขยาย IF2 การทำงานจะเป็นเช่นนี้เรื่อยไป ความถี่ IF จะถูกขยายเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ แบบไม่ผิดเพี้ยน จนถึงวงจรจูน IF ชุดสุดท้าย ก่อนส่งเข้าภาคดีเทคเตอร์ จะได้สัญญาณแรงพอที่จะนำไปใช้งาน
ในวงจรขยายIFอาจจะมีวงจรลิมิตเตอร์ (LIMITTER) ที่จะทำหน้าที่กำจัดสัญญาณรบกวนที่ปนมากับส่วนสูงของความถี่ IF ให้หมดไป วงจรลิมิตเตอร์นี้อาจจะไม่มีในทุกวงจรของเครื่องรับFMเพราะบางวงจรอาจใช้วงจรนอยส์แบลงเกอร์(NOISE BLANKER) กำจัดสัญญาณรบกวนหรือวิธีการอื่นๆ ก็ได้
ภาคดีเทคเตอร์ (Detector)
จากรูปเป็นบล๊อกไดอะแกรมเครื่องรับวิทยุ FM เน้นเฉพาะภาคดีเทคเตอร์ FM แต่ต้องเกี่ยวข้องกับภาคฟร้อนเอนด์โดยจ่ายแรงไฟ AFC มาควบคุมวงจรกำเนิดความถี่ของ OSC ให้กำเนิดความถี่ขึ้นมาถูกต้อง ต้องเกี่ยวข้องกับภาคขยาย IF โดยรับเอาสัญญาณ IF เข้ามา เพื่อกำจัดความถี่ IF ออกให้เหลือเฉพาะสัญญาณเสียง (AF) ต้องเกี่ยวข้องกับภาคขยายเสียง โดยส่งต่อสัญญาณเสียงที่ได้ไปขยายให้แรงขึ้น
ภาคดีเทคเตอร์ของ FM แบ่งได้ 3 แบบคือ
1.แบบดิสคริมมิเนเตอร์ (DISCRIMINATOR)
ในปัจจุบันไม่นิยมใช้งาน
ในปัจจุบันไม่นิยมใช้งาน
2.แบบเรโซดีเทคเตอร์(RATIO DETECTOR)
เป็นแบบที่นิยมใช้ในปัจจุบันยังแบ่งย่อยเป็นบาลานซ์ และอันบาลานซ์
เป็นแบบที่นิยมใช้ในปัจจุบันยังแบ่งย่อยเป็นบาลานซ์ และอันบาลานซ์
3.แบบเฟสล้อคลูปดีเทคเตอร์(PHASE LOCKED LOOP DETECTOR)
ใช้ตัวย่อว่า PLL เป็นดีเทคเตอร์ที่ใช้ IC เป็นแบบที่นิยมใช้ในปัจจุบันเช่นกัน
ใช้ตัวย่อว่า PLL เป็นดีเทคเตอร์ที่ใช้ IC เป็นแบบที่นิยมใช้ในปัจจุบันเช่นกัน
ประเภทและหลักการทำงานของเครื่องรับวิทยุ
หลักการทำงานของเครื่องรับวิทยุ เครื่องรับวิทยุ เราจะแบ่งได้หลายแบบ เช่น
1. เครื่องรับวิทยุแบบแร่ (Crystal Radio )
1. เครื่องรับวิทยุแบบแร่ (Crystal Radio )
เครื่องรับวิทยุแบบแร่ ถือเป็นวงจรเบื้องต้นของเครื่องรับวิทยุ สามารถประกอบได้ง่ายที่สุด ราคาถูก ไม่จำเป็นต้องใช้พลังงานไฟฟ้า "free-power" radio (บางรุ่นอาจจะดัดแปลงให้มีเสียงออกทางลำโพง จำเป็นต้องใช้พลังงานไฟฟ้า)
ตัวอย่าง วงจร เครื่องรับวิทยุ AM แบบแร่
เมื่อสายอากาศ และสายดิน ถูกต่อเข้า กับวงจร จะมีสัญญาณไฟฟ้าขนาดเล็ก ๆ ผ่านมายังวงจรจูน (tuned circuit) ที่ประกอบด้วย L1 และ C1 จุดที่เราต้องการเราเรียกว่า resonant frequency เป็นการเลือกรับความถี่ และถ้าเราต้องการที่จะเปลี่ยนความถี่ที่จะรับ เราก็เปลี่ยนค่าของ C1 (วงจร A)
ความถี่ที่เลือกรับมาแล้วนั้น จะถูกส่งมายัง D1 เพื่อทำหน้าที่ detector ไดโอดที่ใช้จะเป็น ที่มีแรงดันตกคร่อมต่ำ ถ้ามองเข้าไปจะเห็นเส้นลวดเล็ก ๆ ฝรั่งเขาเรียกว่า "cat’s whisker" ซึ่งคล้ายหนวดแมว จากคุณสมบัติของไดโอด คือยอมให้กระแสไหลผ่านได้ทางเดียว สัญญาณที่ผ่านวงจรนี้ไปได้ ก็จะมีเพียงแค่ ซึกเดียว (วงจร B) C2 ทำหน้าที่ bypass ความถี่วิทยุลงกราวด์ เหลื่อเฉพาะคลื่นเสียง เท่านั้นที่ผ่านไปยังหูฟัง H1 ได้
วิทยุแบบแร่ มีความสามารถในการแยกแยะสัญญาณไม่ดี โดยจะรับสัญญาณเข้ามาทั้งหมด (all AM broadcast signals) สัญญาณความถี่ไหนแรงกว่า ก็จะบดบังสถานีที่มีสัญญาณอ่อน ๆ
2. เครื่องรับวิทยุแบบ Regenerative
3. เครื่องรับแบบ จูนความถี่ TRF (Tuned Radio Frequency Receiver)
เครื่องรับวิทยุแบบแร่ มีประสิทธิภาพการรับสัญญาณ ไม่ดี ไม่มีการขยาย ประสิธิภาพการเลือกรับสัญญาณไม่ดี สัญญาณที่แรง ๆ อยากแทรกแซงเช้ามาได้ จึงมีคนคิดค้นวิทยุแบบ TRF ขึ้นมาแทน ซึ่งมีการรับสัญญาณที่ดีกว่า
TRF receiver แบบจูนครั้งเดียว ใช้กันในสมัยแรก ๆ
เครื่องรับ TRF receiver แบบจูนหลายครั้ง เป็นวงจรที่พัฒนามาจากแบบแรก การจูนแต่ละครั้งจะทำหลังจากภาคขยายในแต่ละส่วน (ใช้วงจร L-C resonant ในการจูน) เครื่องรับแบบนี้นำมาใช้มากในย่าน very low frequency (VLF) หรือ อาจจะเรียกว่า whistler receiver สำหรับการเฝ้าดู solar flares (เพลิงที่ลุกโชติชั่วขณะหนึ่ง บนดวงอาทิตย์ ) และ sudden ionospheric disturbances (SIDs)
ตัวอย่างวงจร เครื่องรับแบบ TRF แบบง่าย ๆ ประกอบด้วย 4 ส่วนพื้นฐาน คือ reception, selection, demodulation, และ reproduction
4.เครื่องรับวิทยุแบบ ซูเปอร์เฮเทอโรดายน์ (Superheterodyne Receiver)
เครื่องรับวิทยุแบบ superheterodyne มีใจความสำคัญอยู่ตรงที่ การเปลี่ยนความถี่ RF ที่รับเข้ามาหลาย ๆ ความถี่เป็น เดียวเป็นค่ากลาง ๆ (intermediate frequency : IF) ความถี่ IF นี้จะสามารถทำให้สูงกว่า (high-side injection) หรือต่ำกว่า (low-side injection) ความถี่ RF ที่รับมาก็ได้ ระบบ superheterodyne ในสมัยแรก ๆ จะทำให้ความถี่ IF สูงกว่า ความถี่ RF แต่ปัจจุบันจะทำให้ความถี่ IF ต่ำกว่า เนื่องจากความถี่ต่ำจะมีความยุ่งยากน้อยกว่า
AM radio block diagram
ยกตัวอย่างเครื่องรับ AM แบบ ซูเปอร์เฮเทอโรดายน์ วงจรที่สำคัญของระบบนี้คือ Local Oscillator และวงจร Mixer สัญญาณ RF จะถูกแปลงเป็นความถี่ IF ค่าตายตัวค่าหนึ่ง โดยทั่วไปวิทยุ AM จะใช้ความถี่ IF เท่ากับ 455 KHz
ในวงจร Mixer จะทำการผสมสัญญาณRF กับสัญญาณจาก Local Oscillator ซึ่งความถี่ทั้งสองนี้จะห่างกันอยู่ เท่ากับ 455 KHz พอดี (ห่างกันเท่ากับความถี่ IF) สมมุติว่าเราต้องการรับสัญญาณวิทยุ AM ที่ความถี่ 1000 KHz วงจรขยาย RF ก็ต้องจูนและขยายความถี่ 1000 KHz เป็นหลัก และยอมให้ความถี่ใกล้เคียงบริเวณ 1000 KHz เข้ามาได้เล็กน้อย การจูนความถี่นอกจากจะจูนภาคขยาย RF แล้วยังจะจูนวงจร Local Oscillator ด้วย (วิทยุ AM แบบใช้มือจูน) ความถี่ของ Local Oscillator จะเท่ากับ 1000 KHz +455 KHz = 1455 KHz พอดี
เมื่อสัญญาณทั้ง RF และจาก Local Oscillator ป้อนเข้ามาที่วงจร Mixer ซึ่งเป็นวงจรที่ทำงานแบบ นอนลิเนียร์ สัญญาณที่ออกมาจะมี่ทั้งสัญญาณผลบวกและผลต่าง เมื่อป้อนให้กับวงจร IF ซึ่งจูนรับความถี่ 455 KHz ดังนั้นสัญญาณผลรวมจะถูกตัดทิ้งไป คงไว้แต่สัญญาณของความถี่ผลต่าง (1455 KHZ - 1000 KHz = 455 KHz)
วงจรขยาย IF ก็คือวงจรขยาย RF ที่จูนความถี่เอาไว้เฉพาะ ที่ความถี่ 455 KHz วงจรขยาย IF อาจจะมีด้วยกันหลายภาค เพื่อให้มีอัตราการขยายสัญญาณที่รับได้สูง ๆ และ การเลือกรับสัญญาณที่ดี เนื่อจาหวงจรนี้ขยายความถี่คงที่จึงทำให้ง่ายต่อการออกแบบ สัญญาณที่ขยายแล้วจะเข้าสู่กระบวนการ Detector เพื่อแยกสัญญาณเสียงออกมา
FM radio block diagram
SSB shortwave receiver block diagram
สัญญาณวิทยุ เข้ามาที่สายอากาศ ผ่านวงจร RF Amplifier ขยายสัญญาณคลื่นวิทยุที่รับได้ให้เแรงขึ้น แล้วส่งสัญญาณไปผสม (Mixer) กับความถี่ที่ กำเนิดภายในตัวเครื่องรับวิทยุเอง (Local Oscillator) จากนั้นเราจะได้สัญญาณ ที่มีความถี่ต่ำลงมา เรียกว่าความถี่ IF (Intermediate Frequency) เมื่อได้ความถี่ IF มาแล้ว ก็จะทำการขยายให้แรงขึ้นโดย วงจร IF Amplifier แล้วผ่านไปยัง วงจร Detector ซึ่งทำหน้าที่กรองสัญญาณความถี่วิทยุออกไป เหลือแต่คลื่นความถี่เสียง (AF) แล้วจึงขยายสัญญาณให้แรงขึ้นอีกครั้ง (AF Amplifier) เพื่อส่งออกลำโพงต่อไป
ความถี่เงา Image Frequency (fimage)
- (fimage) = Fc + 2fIF กรณีที่ fLO > Fc (high-side injection)
- (fimage) = Fc - 2 fIF กรณีที่ fLO < Fc (low-side injection)
Superheterodyne แบบ Double และ Triple-Conversion Receivers
Double-conversion receiver.
ข้อเสียของเครื่องรับ แบบ TRF
ถึงแม้จะมีความไวในการรับสัญญาณดีขึ้น (กว่าเครื่องรับแบบแร่ ) และสามารถแยกรับสัญญาณ (Selecttivity) ได้ดีขึ้น แต่ยังไม่ดีเท่าที่ควร มีความยุ่งยากในการสร้างวงจรจูนความถี่ การเพิ่มความไวในการรับทำได้ยาก เพราะเครื่องรับจะส่งสัญญาณออกไปรบกวน เครื่องรับข้างเคียง การรับสัญญาณของแต่ละสถานี จะแตกต่างกันมาก สถานีที่ใกล้ ๆ ก็จะแรงมากเกินไป ส่วนสถานีที่ไกล ก็จะเบามาก
เครื่องส่งวิทยุสื่อสาร
การทำงานของบล็อกไดอะแกรมเครื่องรับวิทยุสื่อสาร
วงจรเลือกรับความถี่วิทยุ เนื่องจากสถานีส่งวิทยุหลายๆสถานี แต่ละสถานีจะมีความถี่ของตนเอง ดังนั้นจะต้อง
เลือกรับความถี่ที่ต้องการรับฟังในขณะนั้น
วงจรขยายความถี่วิทยุ ทำหน้าที่นำเอาสัญญาณความถี่วิทยุที่เลือกรับเข้ามา มาทำการขยายสัญญาณให้มีกำลังแรงมากขึ้นเพียงพอกับความต้องการ
วงจรดีเทคเตอร์ ทำหน้าที่ตัดคลื่นพาหะออกหรือดึงคลื่นพาหะลงดินให้เหลือเฉพาะสัญญาณความถี่เสียง (AF) เพียงอย่างเดียววงจรขยายสัญญาณเสียง ทำหน้าที่ขยายสัญญาณทางไฟฟ้าของเสียงให้มีกำลังแรงขึ้น ก่อนที่จะส่งออกยังลำโพงลำโพง เมื่อได้รับสัญญาณทางไฟฟ้าของเสียงก็จะเปลี่ยนพลังงานจากสัญญาณทางไฟฟ้าของเสียงให้เป็นเสียงรับฟังได้
หลักการทำงานของเครื่องส่งวิทยุ FM หลักการทำงานคือ หลังจากที่ได้รับตัวสัญญาณเสียงจากไมโครโฟนหรือแหล่งเสียงอื่นๆแล้ว สัญญาณเสียงจะถูกเปลี่ยนรูปเป็นสัญญาณไฟฟ้า สัญญาณไฟฟ้านั้นจะถูกนำไปเข้าระบบ Amplifier เพื่อขยายกำลังของสัญญาณเสียงที่ได้ หลังจากขยายแล้ว ก็จะนำส่งต่อไปยังภาคของ Modulation โดยสัญญาณที่จะนำมา Modulation ด้วยนั้นคือสัญญาณจากตัว Oscillator ซึ่งจะผลิตความถี่ได้ในช่วง 88 - 108 MHz
หลักการของเครื่องส่งวิทยุ AM
เครื่องส่งวิทยุระบบ AM เป็นวิธีการผสมคลื่นหรือการมอดูเลต (Modulation)ที่ทำให้แอมพลิจูด (Amplitude) ของคลื่นพาหะเปลี่ยนแปลงไปตามแอมพลิจูดของความถี่เสียงหรือสัญญาณข่าวสารที่เข้ามา ซึ่งโดยปกติแล้วก็จะทำให้อัตราการขยาย (Gain)ของภาคขยายความถี่วิทยุ (RF Amplifier) นั้นเปลี่ยนแปลงไปตามแอมพลิจูดของสัญญาณความถี่เสียงนั่นเอง การผสมคลื่นแบบ AM จะนิยมใช้ในการส่งวิทยุกระจายเสียงย่านความถี่กลาง (Medium frequency) หรือเรียกว่า คลื่นกลาง (Medium Wave: MW) และย่านความถี่สูง (High frequency)หรือเรียกว่า คลื่นสั้น (Short Wave: SW)
นอกจากนี้แล้วยังนำมาใช้การส่งสัญญาณวิทยุโทรศัพท์ (Radio telephone) และการ ส่งสัญญาณโทรทัศน์ ซึ่งเป็นการผสมสัญญาณภาพกับคลื่นพาห์เพื่อทำการส่งออกไปในรูปสัญญาณ AM และผสมสัญญาณเสียงกับคลื่นพาห์เพื่อส่งออกไปในรูปสัญญาณ FM
การส่งวิทยุกระจายเสียง AM ในประเทศไทย กำหนดใช้งานในช่วงความถี่ประมาณ 530 kHz – 1,600 kHz โดยมีลักษณะการแพร่กระจายคลื่นวิทยุที่เดินทางไปบนพื้นผิวโลกที่เรียกว่า คลื่นดิน ซึ่งมีความยาวคลื่นที่ยาวมากจึงทำให้เดินทางไปได้ไกลกว่า (losses rise with increasing frequency) คลื่นดินที่ความถี่สูง ๆ ความยาวคลื่นก็จะสั้นลงจะไปไม่ได้ไกล เพราะถูกลดทอนมากเนื่องจากลักษณะภูมิประเทศและสิ่งกีดขวาง เช่น ภูเขาจึงมีผลต่อการแพร่กระจายคลื่น ที่ความถี่ 30 kHz ความยาวคลื่นจะเท่ากับ 10 กิโลเมตร เมื่อเทียบกับภูเขาแล้ว ภูเขายังเล็กกว่าความยาวคลื่น ดังนั้นการลดทอนจึงมีน้อย แต่ที่ความถี่ 3 MHz ความยาวคลื่นเท่ากับ 100 เมตร วัตถุที่ใหญ่กว่าความยาวคลื่น เช่น เนินเขา ตึก อาคาร บ้านพักอาศัยจะมีผลในการ ลดทอนสัญญาณ และเราสามารถใช้ประโยชน์คลื่นดินได้เฉพาะย่าน LF และ MF เท่านั้น
คุณภาพของเสียงระบบ AM ไม่ดีนักเพราะเกิดการรบกวนได้ง่าย เช่น ถูกรบกวนจากสถานีข้างเคียง เครื่องใช้ไฟฟ้า และที่สำคัญคือการรบกวนจากธรรมชาติ ได้แก่ เวลาฝนตก ฟ้าแลบ ฟ้าผ่า สภาพอากาศที่แปรปรวนมากๆ จะทำให้เสียงขาดหายเป็นช่วงๆ
การส่งวิทยุกระจายเสียง มีการกำหนดแถบความถี่เพื่อไม่ให้คลื่นวิทยุจากสถานีที่มีความถี่ใกล้เคียงรบกวนกัน ช่วงกว้างของแถบความถี่ของสถานีวิทยุ AM กำหนดไว้เป็น 10 กิโลเฮิรตซ์ ดังนั้นจะมีสถานีกระจายเสียง AM ทั้งหมด = 1,600-530/10 =107 สถานี และช่วงกว้างของแถบความถี่ของสถานีวิทยุระบบ FM กำหนดไว้ 250 กิโลเฮิรตซ์
ดังนั้นจะมีสถานีวิทยุกระจายเสียง FM ทั้งหมด = (108-88) ×1000/250 = 810 สถานี การส่งคลื่นวิทยุจะส่งในช่วงความถี่สูงมากหรือความถี่ VHF (Very High Frequency)
การส่งวิทยุกระจายเสียง มีการกำหนดแถบความถี่เพื่อไม่ให้คลื่นวิทยุจากสถานีที่มีความถี่ใกล้เคียงรบกวนกัน ช่วงกว้างของแถบความถี่ของสถานีวิทยุ AM กำหนดไว้เป็น 10 กิโลเฮิรตซ์ ดังนั้นจะมีสถานีกระจายเสียง AM ทั้งหมด = 1,600-530/10 =107 สถานี และช่วงกว้างของแถบความถี่ของสถานีวิทยุระบบ FM กำหนดไว้ 250 กิโลเฮิรตซ์
การส่งคลื่นวิทยุ FM
การแพร่กระจายคลื่น FM
คลื่นตรง (Direct wave propagation) มีลักษณะการแพร่กระจายคลื่นวิทยุเหมือนกับการเดินทางของแสง คือพุ่งเป็นเส้นตรง และการกระจายคลื่นชนิดนี้จะอยู่ในระดับสายตา (Line of Sight) การกระจายคลื่นชนิดนี้จะมีการถ่างของ Radio beam และมีการแตกกระจายหรือสะท้อนได้ เมื่อพบกับสิ่งกีดขวาง เช่นตึก ภูเขาโดยที่ระยะทางของการแพร่กระจายคลื่นจะมากหรือน้อยนั้นต้องขึ้นอยู่กับความสูงของสายอากาศเป็นสำคัญ การแพร่กระจายคลื่นชนิดนี้จะมีผลต่อการแพร่กระจายคลื่นในย่านความถี่ที่สูงกว่าย่าน VHF ขึ้นไปแต่ส่วนใหญ่จะใช้ความถี่ในย่านที่สูงกว่า UHF ขึ้นไปเนื่องจากการใช้ความถี่ในย่าน VHF และUHF (LOW BAND) จะมีการสะท้อนบนพื้นดินด้วย (Reflection propagation) เกิดขึ้นเป็นอย่างมาก
การแพร่กระจายคลื่น FM
คลื่นตรง (Direct wave propagation) มีลักษณะการแพร่กระจายคลื่นวิทยุเหมือนกับการเดินทางของแสง คือพุ่งเป็นเส้นตรง และการกระจายคลื่นชนิดนี้จะอยู่ในระดับสายตา (Line of Sight) การกระจายคลื่นชนิดนี้จะมีการถ่างของ Radio beam และมีการแตกกระจายหรือสะท้อนได้ เมื่อพบกับสิ่งกีดขวาง เช่นตึก ภูเขาโดยที่ระยะทางของการแพร่กระจายคลื่นจะมากหรือน้อยนั้นต้องขึ้นอยู่กับความสูงของสายอากาศเป็นสำคัญ การแพร่กระจายคลื่นชนิดนี้จะมีผลต่อการแพร่กระจายคลื่นในย่านความถี่ที่สูงกว่าย่าน VHF ขึ้นไปแต่ส่วนใหญ่จะใช้ความถี่ในย่านที่สูงกว่า UHF ขึ้นไปเนื่องจากการใช้ความถี่ในย่าน VHF และUHF (LOW BAND) จะมีการสะท้อนบนพื้นดินด้วย (Reflection propagation) เกิดขึ้นเป็นอย่างมาก
การส่งวิทยุกระจายเสียง FM
การส่งวิทยุกระจายเสียง FM จะมีสถานีวิทยุที่ทำการส่งคลื่นวิทยุกระจายเสียงออกไปมากมายหลายสถานี และช่วงความถี่ในการส่งวิทยุกระจายเสียงระบบ FM ในประเทศไทย กำหนดใช้งานอยู่ในช่วง 88 MHz - 108 MHz และมีความถี่เบี่ยงเบนสูงสุดเท่ากับ ประเทศไทยมีจำนวนกว่า 100 สถานี กระจายอยู่ตามจังหวัดต่างๆ ทั่วประเทศ ให้คุณภาพเสียงดีเยี่ยม ไม่เกิดสัญญาณรบกวนจากสภาพอากาศแปรปรวน แต่ส่งได้ในระยะประมาณไม่เกินประมาณ 150 กิโลเมตรปัจจุบันนิยมส่งในแบบสเตอริโอ ที่เรียกว่าระบบ FM Stereo Multiplex ซึ่งเครื่องรับวิทยุสามารถแยกสัญญาณแอกเป็น 2 ข้าง คือ สัญญาณสำหรับลำโพงด้านซ้าย (L) และสัญญาณสำหรับลำโพงขวา (R)
รูปคลื่นที่ส่งแบบ AM และ FM
หลักการทำงาน คือ สัญญาณเสียงจากไมโครโฟนหรือแหล่งเสียงอื่นๆ จะถูกเปลี่ยนเป็นสัญญาณไฟฟ้า เข้าสู่ภาคAudio Amplifier เพื่อขยายกำลังของสัญญาณเสียง และส่งต่อไปยังภาคของModulation โดย สัญญาณที่จะนำมาModulation ด้วยนั้น คือ สัญญาณจากตัวOscillator ซึ่งจะผลิตความถี่ได้ในช่วงความถี่ 88 -108 MHzโดยจะต้องมีการเลือกสร้างคลื่นที่ความถี่ใดความถี่หนึ่งในช่วงความถี่ดังกล่าว เพื่อใช้เป็นคลื่นนำพา โดยหลักการ Modulationของ FM คือ จะนำคลื่นนำพาที่ได้มาปรับความถี่ ตามแอมปลิจูดและความถี่ ของคลื่นเสียงโดยที่เฟสและแอมปลิจูดของคลื่นนำพายังคงที่ จะเปลี่ยนแปลงเฉพาะความถี่เท่านั้น สัญญาณที่ Audio Amplifier Oscillator Modulation RF Amplifier ได้จากการModulation (เรียกว่าสัญญาณ RF) จะถูกนำไปขยายสัญญาณความถี่วิทยุให้แรงขึ้น เพื่อที่จะให้ เพียงพอต่อการส่งสัญญาณไปในอากาศ จากนั้นจึงส่งออกไปทางเสาอากาศ
การModulation หลักการModulation คือ ความถี่ของคลื่น RF ที่ได้จะแปรผันไปตามความถี่และแอมปลิจูด ของคลื่นเสียง เช่น ถ้ามีคลื่นนำพาที่มีความถี่ 100kHzนำมา Modulationกับคลื่นเสียงที่มีความถี่อยู่ที่ 40 Hzคลื่น RF ที่ได้หลังการModulation ก็จะมีลักษณะของความถี่ที่เปลี่ยนไปตามค่าแรงดัน (แอมปลิจูด) ถ้าแอมปลิจูดเป็นบวกความถี่ของ RF ก็จะมีค่าสูงขึ้น ในซีกบวกของแอมปลิจูดของคลื่นเสียงจึงก่อให้เกิด ความถี่ของ RF ในช่วงตั้งแต่ 100 ถึง100 + 0.04 kHz ในทางกลับกัน ถ้าหากแอมปลิจูดเป็นลบ ความถี่ของ RF ก็จะมีค่าต่าง ในซีกลบของแอมปลิจูดของคลื่นเสียงจึงก่อให้เกิดความถี่ของ RF ในช่วงตั้งแต่ 100 - 0.04ถึง 100 kHz กรณีแอมปลิจูดเป็นศูนย์ความถี่ของ RF จะมีค่าเท่าเดิมเพราะฉะนั้นช่วงห่างความถี่รวมของคลื่น RF รวมนี้ก็จะมีค่า ตั้งแต่99.96 ถึง 100.04 kHz ดังรูปด้านล่าง
โดยหากในส่วนของแอมปลิจูดของคลื่นเสียงนี้มีค่าสูงขึ้น ก็จะทำให้ช่วงห่างของความถี่ของ RF มีค่าเปลี่ยนไปด้วย เช่น จากตัวอย่างที่แล้วคลื่นเสียงที่มีความถี่เป็น 40 Hz แต่เมื่อมีแอมปลิจูดที่สูงขึ้นก็จะทำให้ช่วงห่างของความถี่ยาวขึ้นก็คือทำให้ช่วงห่างของความถี่ของ RF ที่เกิดขึ้นก็จะเท่ากับ 99.92-100.08 kHz ดังรูปด้านล่าง
ในทางกลับกันถ้าแอมปลิจูดของคลื่นเสียงที่ความถี่ 40 Hzต่างก็อาจทำให้ช่วงห่างของความถี่แคบเข้า เช่น อาจเหลือความถี่เป็นช่วงแค่99.99 ถึง 100.01ก็ได้) Sideband Sideband คือ กลุ่มของย่านความถี่ที่ใกล้เคียงกับความถี่ของคลื่นนำพาห์ ซึ่งเป็นผลจากการModulationสัญญาณ เช่น เมื่อนำคลื่นพาห์ที่ความถี่100 kHz มาผสมกับคลื่นเสียงที่มีความถี่40 Hz เมื่อทำการModulation แล้วจะมีSideband ที่ 100.04 kHz - 99.06k Hz ซึ่งจำนวนที่อยู่ระหว่างความถี่นี้ จะมีจำนวนไม่จำกัด Spectrumที่เห็นจึงเป็นตัวแทนของความถี่บริเวณใกล้เคียง ในความเป็นจริงนั้น Spectrum ที่อยู่ไกลจากความถี่คลื่นนำพาห์จะมีค่าพลังงานและความสำคัญที่น้อยมากจนแทบไม่มีผลในการ วิเคราะห์ การModulationสัญญาณคลื่นเสียงกับคลื่นนำพานั้น จะได้ผลลัพธ์เป็นสัญญาณที่มีความถี่ใกล้เคียง กับค่าความถี่เฉพาะที่สถานีนั้นครอบครองอยู่ เช่น สถานีหนึ่งส่งกระจายเสียงที่ความถี่ 100MHz จะมีแบนด์วิธ ที่ครอบคลุมSideband สัญญาณที่ส่งออกไป โดย FCCได้กำหนดไว้ว่าการส่งวิทยุ FM นั้นมีBandwidthได้ สูงสุด150kHz ดังรูปด้านกรอบบน แต่เพื่อไม่ให้มีการชนกันของคลื่นที่มีความถี่ใกล้เคียงกันจึงมีการเพิ่มส่วน กันชนกันของคลื่นทำให้ในหนึ่งคลื่นจะมีความถี่รวมกับส่วนกันชนแล้ว 200 kHzดังรูปที่กรอบด้านล่าง คือ การจำลองสถานีที่มีการกระจายเสียงย่านความถี่ใกล้กัน จะเห็นว่าสัญญาณที่ทั้งสองส่งมาจะไม่ทับซ้อนกัน เนื่องจากช่องว่างระหว่างแบนด์วิธของทั้งสองสถานีจะถูกละเอาไว้เพื่อใช้แบ่งแยกกันระหว่างสถานี ช่องสัญญาณการส่งสัญญาณ FMนั้นในแต่ละสถานีจะใช้ Bandwidth 200 kHz ซึ่ง Bandwidthที่ใช้ในการ ส่งสัญญาณจริงๆ นั้น คือ150 kHz แต่จะมีช่องว่างภายในแบนด์วิธในช่วงที่เหลือ คือ ที่ความถี่ +25 kHz และ-25 kHz เช่น ถ้าส่งที่ความถี่ 100 MHz จะใช้คลื่นความถี่ในช่วง99.925 -100.075 MHz ในการส่งข้อมูล สัญญาณ
และเว้นเป็นช่องว่างกันชนในช่วง 99.900 - 99.925 และ100.075 - 100.100รวมเป็น 200 kHzเพื่อให้การ ส่งสัญญาณออกอากาศทำได้พร้อมๆ กันหลายสถานี แม้จะมีสถานีอยู่ใกล้ๆ กันในคลื่นวิทยุภายในหนึ่ง ช่วงเวลาจึงนำพาข้อมูล (Carry information) ของแต่ละสถานีที่ออกอากาศได้พร้อมๆ กัน ซึ่งไม่เป็นปัญหา เมื่อผู้ฟังต้องการฟังเฉพาะบางรายการ ส่วนวิธีการที่ทำให้สามารถเลือกรับฟังได้นั้น อยู่ที่หัวข้อต่อไป ในการส่ง วิทยุ FM นั้นจะอยู่ในความถี่ช่วง 88-108 MHz ซึ่งมีBandwidth รวม 20 MHz ดังนั้นจะมีสถานีวิทยุที่ส่งได้ โดยไม่รบกวนกัน คือ 20 MHz/200 kHz หรือประมาณ 100 สถานี ซึ่งในปัจจุบันนี้ในเมืองไทยโดยเฉพาะในกรุงเทพมีการใช้Bandwidth ของ FMค่อนข้างเต็มแล้ว คือ มีคลื่นวิทยุตั้งแต่88.00, 88.25, 88.5, 88.75, 90.00 ไล่ไปเรื่อยๆ ซึ่งมีประมาณ80 สถานี ซึ่งถ้าจะให้มีสถานีเพิ่มขึ้นอีกให้ครบ 100 สถานีคงจะไม่ได้เพราะในทางปฏิบัติจริงอาจ มีการใช้ Bandwidth ที่เกินไปบ้าง จะเห็นได้จากแม้ในกรุงเทพจะมีสถานีแค่ 80 สถานี ก็เกิดการรบกวนกัน เหตุผลที่มีBandwidth เกินอาจเนื่องจากอุปกรณ์ที่ไม่ได้มาตรฐาน เช่น สถานีวิทยุชุมชนมักใช้เครื่องส่งราคา ถูกที่ไม่มีคุณภาพทำให้มีการฟุ้งกระจายของคลื่น คือใช้Bandwidth ที่สูงเกินไปทำให้มีความถี่บางส่วนถูก ส่งไปในย่านของความถี่ของสถานีอื่นทำให้เกิดการกวนกับสัญญาณในคลื่นหลักอื่นๆ ได้ จะเห็นว่าการส่งวิทยุกระจายเสียงระบบ AM และ ระบบ FM เป็นการนำเอาสัญญาณเสียงจากแหล่ง ต่างๆ ในห้องส่งกระจายเสียง เช่น ไมโครโฟน เทปคาสเสท จากแผ่นเสียงหรือแผ่นซีดี มารวมกับคลื่นวิทยุ หรือสัญญาณวิทยุ ในอุปกรณ์เครื่องส่ง เพื่อให้คลื่นวิทยุเป็นตัวพาห์นำออกอากาศแพร่ไปยังเครื่องรับ โดยการ กระจายเสียง ระบบ AMเป็นการผสมคลื่นเสียงกับคลื่นวิทยุตามความกว้างของคลื่นส่วนระบบ FMเป็นการ ผสมคลื่นเสียงกับคลื่นวิทยุตามความถี่ของคลื่นซึ่งแต่เดิมการผสมสัญญาณเสียงกับสัญญาณวิทยุหรือการModulation จะออกมาในรูปสัญญาณแบบ Analog หมายถึงการส่งสัญญาณเสียงและสัญญาณวิทยุออกมา ในรูปคลื่นซายน์ (Sine Wave) ซึ่งมีลักษณะคล้ายกับคลื่นน้ำมีความต่อเนื่องกันแต่มีขนาดของสัญญาณไม่คงที่ การเปลี่ยนแปลงของสัญญาณเป็นแบบค่อยเป็นค่อยไป และแปรผันตามเวลา การส่งสัญญาณแบบAnalog เช่น การส่งวิทยุกระจายเสียงระบบ AM แม้จะให้เสียงตรงตามต้น เสียงเดิมแต่การส่งสัญญาณแบบAnalog อาจถูกรบกวนจากบรรยากาศและอุปกรณ์ไฟฟ้าต่างๆ จนทำให้ สัญญาณเกิดการผิดเพี้ยนได้ ส่วนการส่งวิทยุกระจายเสียงระบบFM นั้น ถึงแม้จะมีคุณภาพของเสียงดี และมีความเพี้ยนของ สัญญาณน้อยกว่าระบบ AM แต่ใช้แถบความถี่ในการส่งสัญญาณกว้างมากเมื่อเทียบกับความถี่ที่มีอยู่อย่าง จำกัด ซึ่งต้องรักษาพื้นที่ในแถบความถี่วิทยุไว้เพื่อใช้งานสื่อสารประเภทอื่นอีก เมื่อมีข้อจำกัดดังกล่าวมาแล้ว จึงได้มีการพัฒนาระบบการส่งสัญญาณที่มีประสิทธิภาพมากกว่าเดิม นั่นก็คือ การส่งสัญญาณ วิทยุกระจายเสียง ในระบบ Digital
ความแตกต่างระหว่างAM FM
AMใช้คลื่นขนาดกลาง (ความยาวคลื่นระหว่าง 100-1,000เมตร)ในการส่งกระจายเสียงในขณะที่ FM ใช้คลื่นสั้น (ความยาวคลื่นระหว่าง 1-10 เมตร) หรือคลื่นสั้นพิเศษ (ความยาวระหว่าง0.1-1 เมตร) การใช้FM ในการส่งคลื่นวิทยุกระจายเสียงจะสามารถยกระดับคุณภาพของเสียงให้ดีขึ้น ป้องกันเสียงรบกวนได้ (เนื่องจากรูปแบบของเสียงรบกวนจำนวนมากคล้ายคลึงกับ AM )นอกจากนี้ขอบเขตความถี่ยังกว้างกว่า ดังนั้นการกระจายเสียงในระบบสเตอริโอจึงมักใช้ FM
คลื่นวิทยุมีคุณสมบัติที่น่าสนใจ
คลื่นวิทยุมีสมบัติที่น่าสนใจอีกประการหนึ่ง คือ สามารถหักเหและสะท้อนได้ที่บรรยากาศชั้นไอโอโนสเฟียร์ บรรยากาศในชั้นนี้ประกอบด้วยอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าอยู่เป็นจำนวนมาก เมื่อคลื่นวิทยุเคลื่อนที่มาถึงจะสะท้อนกลับสู่ผิวโลกอีก สมบัติข้อนี้ทำให้สามารถใช้คลื่นวิทยุในการสื่อสารเป็นระยะทางไกลๆได้แต่ถ้าเป็นคลื่นวิทยุที่มีความถี่สูงขึ้น
ข้อดี
1. มีการกระจายเสียงครอบคลุมพื้นที่ได้อย่างกว้างขวาง มีจำนวนสถานีมาก ทำให้สามารถส่งข่าวสารไปยังผู้ฟังได้จำนวนมาก
2. มีความรวดเร็วในการส่งข่าวสาร ทำให้ผู้ฟังได้รับข่าวสารอย่างรวดเร็วและทันต่อเหตุการณ์
3. เป็นสื่อที่มีผลทางจิตวิทยาสูง เพราะน้ำเสียง ลีลาในการพูดหรือเสียงประกอบ สามารถทำให้เกิดจินตนาการได้เป็นอย่างดี
4. เป็นสื่อที่มีค่าใช้จ่ายต่ำ เมื่อเปรียบเทียบกับสื่ออื่น ๆ ทำให้สามารถสร้างความถี่และการเข้าถึงผู้บริโภคได้มาก
5. สามารถเลือกกลุ่มผู้ฟังได้ โดยเลือกโฆษณาในรายการหรือเวลาที่เหมาะสมกับสภาพตลาดและสถานการณ์ได้เป็นอย่างดี
6. เป็นสื่อที่มีความยืดหยุ่น ผู้โฆษณาสามารถปรับเปลี่ยนข้อความโฆษณาให้เหมาะสมกับสภาพตลาดและสถานการณ์ได้อย่างง่ายดาย
7. เข้าถึงกลุ่มเป้าหมาย ผู้ที่อ่านหนังสือไม่ออกก็สามารถรับฟังได้ ครอบคลุมบริเวณพื้นที่กว้างขวางมาก
8. ให้ความรู้สึกเป็นกันเองกับผู้ฟัง สร้างความใกล้ชิด ซ้ำยังพกติดตัวได้ตลอดเวลา
9. สามารถฟังไปด้วยและทำงานอื่นไปด้วยได้
1. มีการกระจายเสียงครอบคลุมพื้นที่ได้อย่างกว้างขวาง มีจำนวนสถานีมาก ทำให้สามารถส่งข่าวสารไปยังผู้ฟังได้จำนวนมาก
2. มีความรวดเร็วในการส่งข่าวสาร ทำให้ผู้ฟังได้รับข่าวสารอย่างรวดเร็วและทันต่อเหตุการณ์
3. เป็นสื่อที่มีผลทางจิตวิทยาสูง เพราะน้ำเสียง ลีลาในการพูดหรือเสียงประกอบ สามารถทำให้เกิดจินตนาการได้เป็นอย่างดี
4. เป็นสื่อที่มีค่าใช้จ่ายต่ำ เมื่อเปรียบเทียบกับสื่ออื่น ๆ ทำให้สามารถสร้างความถี่และการเข้าถึงผู้บริโภคได้มาก
5. สามารถเลือกกลุ่มผู้ฟังได้ โดยเลือกโฆษณาในรายการหรือเวลาที่เหมาะสมกับสภาพตลาดและสถานการณ์ได้เป็นอย่างดี
6. เป็นสื่อที่มีความยืดหยุ่น ผู้โฆษณาสามารถปรับเปลี่ยนข้อความโฆษณาให้เหมาะสมกับสภาพตลาดและสถานการณ์ได้อย่างง่ายดาย
7. เข้าถึงกลุ่มเป้าหมาย ผู้ที่อ่านหนังสือไม่ออกก็สามารถรับฟังได้ ครอบคลุมบริเวณพื้นที่กว้างขวางมาก
8. ให้ความรู้สึกเป็นกันเองกับผู้ฟัง สร้างความใกล้ชิด ซ้ำยังพกติดตัวได้ตลอดเวลา
9. สามารถฟังไปด้วยและทำงานอื่นไปด้วยได้
ข้อเสีย
1. มีข้อจำกดด้านการสร้างสรรค์ ขาดการจูงใจด้านภาพ ไม่สามารถสาธิตการทำงานของสินค้าหรือบริการได้
2. อายุของข่าวสารสั้น หากผู้ฟังพลาดรายการโฆษณา จะไม่สามารถย้อนมารับฟังได้อีก
3. มีการแบ่งแยกกลุ่มผู้ฟัง เพราะมีรายการให้เลือกฟังมาก ผู้ฟังสามารถเลือกฟังได้หลายสถานี อาจทำให้พลาดข่าวสารที่นำเสนอ
4. มีความยุ่งยากในการซื้อสื่อ เนื่องจากมีจำนวนสถานีมาก ทำให้ยากต่อการเลือกเวลาและสถานี
5. ข้อมูลวิจัยผู้ฟังมีจำกัด มีปัญหาในการวัดปริมาณผู้ฟัง ทำให้ผู้วางแผนโฆษณาขาดข้อมูลที่จะใช้เป็นเกณฑ์ในการซื้อเวลาวิทยุกระจายเสียง
เป็นสื่อโฆษณาที่เข้าถึงกลุ่มผู้บริโภคได้อย่างกว้างขวางในเวลาอันรวดเร็ว ทำให้ข้อมูลมีความทันสมัย สามารถสร้างความถี่ได้ด้วยต้นทุนที่ต่ำ แต่
มีข้อจำกัดในด้านภาพและอายุของข่าวสารที่สั้น ประกอบกับการที่ผู้ฟังมักทำกิจกรรมอื่น ๆ ไปด้วย ทำให้ความสนใจในข่าวสารข้อมูลลดลง วิทยุกระจายเสียงจึงเหมาะที่จะเป็นสื่อเสริมโดยการโฆษณาให้บ่อยเพื่อเตือนความจำ การเลือกสถานี รายการและเวลาที่เหมาะสมสอดคล้องกับสินค้าหรือบริการ จะทำให้แผนการรณรงค์โฆษณาเกิดประสิทธิภาพ เทคโนโลยีไร้สายที่พบมากที่สุดในปัจจุบันนี้ใช้คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เช่น คลื่นวิทยุ ซึ่งอาจใช้ในระยะทางสั้นๆไม่กี่เมตรสำหรับโทรทัศน์ หรือไกลเป็นล้านกิโลเมตรลึกเข้าไปในอวกาศสำหรับวิทยุ การสื่อสารไร้สายรวมถึงหลากหลายชนิดของการใช้งานอยู่กับที่,เคลื่อนที่และแบบพกพา ได้แก่ วิทยุสองทาง, โทรศัพท์มือถือ,ผู้ช่วยดิจิตอลส่วนตัว (personal digital assistants หรือPDAs) และเครือข่ายไร้สาย ตัวอย่างอื่น ๆ ของการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีวิทยุไร้สายรวมถึง GPS,รีโมตประตูโรงรถ เม้าส์คอมพิวเตอร์ไร้สาย, แป้นพิมพ์และชุดหูฟังไร้สาย, หูฟังไร้สาย, เครื่องรับวิทยุไร้สาย, โทรทัศน์ผ่านดาวเทียมไร้สาย,เครื่องรับโทรทัศน์ทั่วไปและโทรศัพท์บ้านไร้สาย
1. มีข้อจำกดด้านการสร้างสรรค์ ขาดการจูงใจด้านภาพ ไม่สามารถสาธิตการทำงานของสินค้าหรือบริการได้
2. อายุของข่าวสารสั้น หากผู้ฟังพลาดรายการโฆษณา จะไม่สามารถย้อนมารับฟังได้อีก
3. มีการแบ่งแยกกลุ่มผู้ฟัง เพราะมีรายการให้เลือกฟังมาก ผู้ฟังสามารถเลือกฟังได้หลายสถานี อาจทำให้พลาดข่าวสารที่นำเสนอ
4. มีความยุ่งยากในการซื้อสื่อ เนื่องจากมีจำนวนสถานีมาก ทำให้ยากต่อการเลือกเวลาและสถานี
5. ข้อมูลวิจัยผู้ฟังมีจำกัด มีปัญหาในการวัดปริมาณผู้ฟัง ทำให้ผู้วางแผนโฆษณาขาดข้อมูลที่จะใช้เป็นเกณฑ์ในการซื้อเวลาวิทยุกระจายเสียง
เป็นสื่อโฆษณาที่เข้าถึงกลุ่มผู้บริโภคได้อย่างกว้างขวางในเวลาอันรวดเร็ว ทำให้ข้อมูลมีความทันสมัย สามารถสร้างความถี่ได้ด้วยต้นทุนที่ต่ำ แต่
มีข้อจำกัดในด้านภาพและอายุของข่าวสารที่สั้น ประกอบกับการที่ผู้ฟังมักทำกิจกรรมอื่น ๆ ไปด้วย ทำให้ความสนใจในข่าวสารข้อมูลลดลง วิทยุกระจายเสียงจึงเหมาะที่จะเป็นสื่อเสริมโดยการโฆษณาให้บ่อยเพื่อเตือนความจำ การเลือกสถานี รายการและเวลาที่เหมาะสมสอดคล้องกับสินค้าหรือบริการ จะทำให้แผนการรณรงค์โฆษณาเกิดประสิทธิภาพ เทคโนโลยีไร้สายที่พบมากที่สุดในปัจจุบันนี้ใช้คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เช่น คลื่นวิทยุ ซึ่งอาจใช้ในระยะทางสั้นๆไม่กี่เมตรสำหรับโทรทัศน์ หรือไกลเป็นล้านกิโลเมตรลึกเข้าไปในอวกาศสำหรับวิทยุ การสื่อสารไร้สายรวมถึงหลากหลายชนิดของการใช้งานอยู่กับที่,เคลื่อนที่และแบบพกพา ได้แก่ วิทยุสองทาง, โทรศัพท์มือถือ,ผู้ช่วยดิจิตอลส่วนตัว (personal digital assistants หรือPDAs) และเครือข่ายไร้สาย ตัวอย่างอื่น ๆ ของการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีวิทยุไร้สายรวมถึง GPS,รีโมตประตูโรงรถ เม้าส์คอมพิวเตอร์ไร้สาย, แป้นพิมพ์และชุดหูฟังไร้สาย, หูฟังไร้สาย, เครื่องรับวิทยุไร้สาย, โทรทัศน์ผ่านดาวเทียมไร้สาย,เครื่องรับโทรทัศน์ทั่วไปและโทรศัพท์บ้านไร้สาย
เครื่องรับส่งวิทยุสื่อสาร
1. เครื่องวิทยุคมนาคมแบบสังเคราะห์ความถี่ ประเภท1
หมายถึงเครื่องวิทยุคมนาคมที่ผู้ใช้งานสามารถตั้งความถี่วิทยุได้เองจากภายนอกเครื่องวิทยุ
2. เครื่องวิทยุคมนาคมแบบสังเคราะห์ความถประเภที่ 2 หมายถึง เครื่องวิทยุคมนาคมที่ผู้ใช้งาน
ไม่สามารถตั้งความถี่วิทยุได้เองจากภายนอกเครื่องวิทยุคมนาคม แต่สามารถตั้งความถี่วิทยุ
ด้วยเครื่อง PC โดยการโปรแกรมความถี่วิทยุที่ใช้งานเข้าไปยังหน่วยความจําของเครื่องนั้นๆ
*** กรมชลประทานได้รับอนุญาตให้ใช้วิทยุคมนาคมประเภท 2 เท่านั้น ***
การดูแลบํารุงรักษาเครื่องรับ-ส่งวิทยุสื่อสาร (ชนิดมือถือ)
1. การใช้เครื่องวิทยุสื่อสาร ชนิดมือถือไม่ควรอยู่ใต้สายไฟฟ้าแรงสูงต้นไม้ใหญ่สะพานเหล็ก
หรือสิ่งกําบังอื่นที่เป็นอุปสรรคในการติดต่อสื่อสารกัน
2. ตรวจดูสายอากาศ สายนําสัญญาณว่าต่อเรียบร้อยแน่นหนาหรือไม่
3. ขณะส่งออกอากาศไม่ควรเพิ่มหรือลดกําลังส่ง
4. ในการส่งสัญญาณ หรือพูดไม่ควรกดคีย์นาน เกิน 30 วินาที
5. แบตเตอรี่ถ้าเป็นแบตเตอรี่ใหม่ควรชาร์ตนาน 16 ชั่วโมง
6. แบตเตอรี่ควรใช้ให้หมดกระแสจึงนําไปชาร์ตใหม่
7.ถ้าแบตเตอรี่สกปรกให้ใช้ยางลบหมึกถูทําความสะอาดทั้งขั้วแบตและตัวเครื่อง
8. ความยาวของเสาอากาศต้องสัมพันธ์กับความถี่ที่ใช้งาน และกําลังส่งของเครื่องด้วย
9. เสาอากาศชนิดชัก ต้องชักสายอากาศให้สุดก่อนใช้งานทุกครั้ง
10. ควรทําความสะอาดวิทยุสื่อสารโดยการเป่าลม หรือใช้พู่กันปัดทําความสะอาดฝุ่นติดอยู่
11. ไม่ควรให้เครื่องโดนน้ํา หรือตากแดดนาน ๆ
12. อย่าบิดหรือหมุนเสาอากาศเล่น
13. ระวังอย่าให้เสาอากาศ หักงอ ทําให้ประสิทธิภาพในการรับ – ส่ง ลดด้อยลง
นิโคลา เทสลา และกูลเยลโม มาร์โกนี ได้รับการยกย่องว่าเป็นผู้ประดิษฐ์ระบบที่นำคลื่นวิทยุมาใช้ในการสื่อสาร[1][2] [3]
ในวงจร Mixer จะทำการผสมสัญญาณRF กับสัญญาณจาก Local Oscillator ซึ่งความถี่ทั้งสองนี้จะห่างกันอยู่ เท่ากับ 455 KHz พอดี (ห่างกันเท่ากับความถี่ IF) สมมุติว่าเราต้องการรับสัญญาณวิทยุ AMที่ความถี่ 1000 KHz วงจรขยาย RF ก็ต้องจูนและขยายความถี่ 1000 KHz เป็นหลัก และยอมให้ความถี่ใกล้เคียงบริเวณ 1000 KHz เข้ามาได้เล็กน้อย การจูนความถี่นอกจากจะจูนภาคขยาย RF แล้วยังจะจูนวงจร Local Oscillator ด้วย (วิทยุ AM แบบใช้มือจูน) ความถี่ของ Local Oscillator จะเท่ากับ 1000 KHz +455 KHz = 1455 KHz พอดี
เมื่อสัญญาณทั้ง RF และจาก Local Oscillator ป้อนเข้ามาที่วงจร Mixer ซึ่งเป็นวงจรที่ทำงานแบบ นอนลิเนียร์ สัญญาณที่ออกมาจะมี่ทั้งสัญญาณผลบวกและผลต่าง เมื่อป้อนให้กับวงจร IF ซึ่งจูนรับความถี่ 455 KHz ดังนั้นสัญญาณผลรวมจะถูกตัดทิ้งไป คงไว้แต่สัญญาณของความถี่ผลต่าง (1455 KHZ - 1000 KHz = 455 KHz)วงจรขยาย IF ก็คือวงจรขยาย RF ที่จูนความถี่เอาไว้เฉพาะ ที่ความถี่ 455 KHz วงจรขยาย IF อาจจะมีด้วยกันหลายภาค เพื่อให้มีอัตราการขยายสัญญาณที่รับได้สูง ๆ และ การเลือกรับสัญญาณที่ดี เนื่อจาหวงจรนี้ขยายความถี่คงที่จึงทำให้ง่ายต่อการออกแบบ สัญญาณที่ขยายแล้วจะเข้าสู่กระบวนการ Detector เพื่อแยกสัญญาณเสียงออกมา
1.สายอากาศ (Antenna) จะทำหน้าที่รับสัญญาณคลื่นวิทยุที่ส่งจากสถานีต่างๆ เข้ามาทั้งหมดโดยไม่จำกัดว่าเป็นสถานีใด ถ้าสถานีนั้นๆ ส่งสัญญาณมาถึง สายอากาศจะส่งสัญญาณต่างๆไปยังภาค RFโดยส่วนใหญ่สายอากาศของเครื่องรับวิทยุ FM จะเป็นแบบไดโพล (Di-Pole) ซึ่งเป็นสายอากาศแบบสองขั้ว จะช่วยทำให้การรับสัญญาณดียิ่งขึ้น
2.ภาคขยาย RF (Radio Frequency Amplifier) จะทำงานเหมือนกับเครื่องรับวิทยุ AM คือจะทำหน้าที่รับสัญญาณวิทยุในย่าน FM 88 MHz – 108 MHz เข้ามาและเลือกรับสัญญาณ FM เพียงสถานีเดียวโดยวงจรจูนด์ RF และขยายสัญญาณ RF นั้นให้แรงขึ้น เพื่อให้มีกำลังสูง เหมาะที่จะส่งไปบีท (Beat) หรือผสมในภาคมิกเซอร์ (Mixer) โดยข้อแตกต่างสำคัญของภาคขยาย RF ของเครื่งรับ AM และ FM คือ วิทยุFM ใช้ความถี่สูงกว่า AM ดังนั้นการเลือกอุปกรณ์มาใช้ในวงจรขยายจะต้องหาอุปกรณ์ที่ให้การตอบสนองความถี่ในย่าน FM ได้ และต้องขยายช่องความถี่ที่กว้างของ FM ได้
3.ภาคมิคเซอร์ (Mixer) จะทำงานโดยจะรับสัญญาณเข้ามาสองสัญญาณ ได้แก่สัญญาณ RF จากภาคขยาย RF และสัญญาณ OSC. จากภาคโลคอลออสซิลเลเตอร์ เพื่อผสมสัญญาณ (MIX.) ให้ได้สัญญาณออกเอาท์พุตตามต้องการ สัญญาณที่ออกจากภาคมิกเซอร์มีทั้งหมด 4 ความถี่ คือ
a) ความถี่ RF ที่รับเข้ามาจากวงจรจูน RF (RF)
b) ความถี่ OSC. ที่ส่งมาจากภาคโลคอล ออสซิลเลเตอร์ (OSC.)
c) ความถี่ผลต่างระหว่าง OSC. กับ RF. จะได้เป็นคลื่นขนาดกลางหรือที่เรียกว่า IF (Intermediate Frequency) ได้ความถี่ 10.7 MHz
d) ความถี่ผลบวกระหว่าง OSC. กับ RF
ความถี่ที่วงจรจูนด์ IF ให้ผ่านมีความถี่เดียว คือความถี่ IF เท่ากับ 10.7 MHz ไม่ว่าภาคขยาย RF จะรับความถี่เข้ามาเท่าไรก็ตาม และภาค OSC. จะผลิตความถี่ขึ้นมาเท่าไรก็ตาม เมื่อเข้าผสมกันที่ภาคมิกเซอร์แล้วจะได้ความถี่ IF เท่ากับ 10.7 MHz ออกเอาท์พุตเสมอ
4.ภาคโลคอล ออสซิลเลเตอร์ (Local Oscillator) ทำงานเหมือนกับเครื่องรับวิทยุ AM คือ ผลิตความถี่ที่มีความแรงคงที่ขึ้นมา ความถี่ที่ผลิตขึ้นจะสูงกว่าความถี่ที่วงจรจูนด์ RF รับเข้ามาเท่ากับความถี่ IF คือ10.7 MHz. เช่น วงจรจูนด์ RF รับความถี่เข้ามา 100 MHz. ความถี่ OSC. จะผลิตขึ้นมา 100 MHz. + 10.7 MHz. = 110.7 MHz.
5.ภาคขยาย IF (Intermediate Frequency Amplifier) จะทำหน้าที่เหมือนเครื่องรับวิทยุ AM และยังสามารถขยายความถี่ IF ทั้งของ AM และ FM ได้ ในเครื่องรับวิทยุบางรุ่นที่มีทั้ง AM และ FM ในเครื่องเดียวกัน อาจใช้ภาคขยาย IF ร่วมกันทั้งวิทยุ AM และวิทยุ FM คือขยายความถี่ IF ให้มีระดับความแรงมากขึ้นแบบไม่ผิดเพี้ยน โดยภาคขยาย IF ของคลื่น FM นั้นขยายความถี่ได้ตลอดย่าน 10.7 MHz. นับว่ามีความถี่สูงกว่าเครื่องรับ AM ซึ่งโดยปกติเครื่องรับแบบ AM มีความถี่เพียง 455 kHz.เท่านั้น ส่วนที่แตกต่างกันระหว่างIF ของ AM และ FM คือ ในส่วนวงจรจูนด์ IF เพราะใช้ความถี่ไม่เท่ากัน ค่าความถี่เรโซแนนท์ต่างกัน การกำหนดค่า L, C มาใช้งานต่างกัน
6.ภาคดีเทคเตอร์ (Detector) ดีเทคเตอร์ของเครื่องรับ FM นั้นมีความแตกต่างกับเครื่องรับ AM ทั้งนี้เพราะวิธีผสมคลื่นของสถานีส่งทั้งสองแบบนี้ไม่เหมือนกัน โดยภาคดีเทคเตอร์ทำหน้าที่แยกสัญญาณเสียงออกจากความถี่ IF แต่จะแตกต่างกันในระบบการแยกเสียง เพราะในระบบ AM สัญญาณเสียงถูกผสมมาทางความสูงของคลื่นพาหะ สามารถแยกได้โดยใช้ไดโอดหรือทรานซิสเตอร์ร่วมกับ R, C ฟิลเตอร์ก็สามารถตัดความถี่ IF ออกเหลือเฉพาะสัญญาณเสียงได้ ส่วนในระบบวิทยุ FM สัญญาณเสียงจะผสมกับพาหะ โดยสัญญาณเสียงทำให้คลื่นพาหะเปลี่ยนความถี่สูงขึ้นหรือต่ำลง ส่วนความแรงคงที่ ไม่สามารถใช้วิธีการดีเทคเตอร์แบบ AM ได้ ต้องใช้วิธีพิเศษ เช่น ดิสคริมิเนเตอร์ (Discriminator), เรโชดีเทคเตอร์ (Ratio Detector), เฟส ล็อค ลูป ดีเทคเตอร์ (Phase Lock Loop Detector) เป็นต้น จะแตกต่างจากของ AM โดยสิ้นเชิง
7.ภาคขยายเสียง (Audio Frequency Amplifier) ใช้งานร่วมกับของเครื่องรับวิทยุ AM ได้ เพราะทำหน้าที่ขยายเสียงที่ส่งมาจากภาคดีเทคเตอร์ ให้มีระดับความแรงมากขึ้นแบบไม่ผิดเพี้ยนพอที่จะไปขับลำโพงให้เปล่งเสียงออกมา โดยในเครื่องรับวิทยุบางแบบอาจมีภาคขยายเสียงในตัว แต่บางแบบอาจจะไม่มีเครื่องขยายเสียงในตัว แต่จะมีอยู่ต่างหาก เครื่องรับวิทยุที่มีเครื่องขยายเสียงภายนอกเรียกว่า จูนเนอร์ (Tunner)
8.ภาคจ่ายกำลังไฟ (Power Supply) ทำหน้าที่จ่ายแรงดันไฟ DC เลี้ยงวงจรของเครื่องรับวิทยุ FM ซึ่งจะต้องใช้วงจรเรกกูเลเตอร์ (Regulator) ควบคุมแรงดันไฟ DC ให้คงที่เพื่อเลี้ยงวงจร ทำให้คุณภาพของเครื่องรับวิทยุ FM ดีขึ้น
เมื่อสัญญาณทั้ง RF และจาก Local Oscillator ป้อนเข้ามาที่วงจร Mixer ซึ่งเป็นวงจรที่ทำงานแบบ นอนลิเนียร์ สัญญาณที่ออกมาจะมี่ทั้งสัญญาณผลบวกและผลต่าง เมื่อป้อนให้กับวงจร IF ซึ่งจูนรับความถี่ 455 KHz ดังนั้นสัญญาณผลรวมจะถูกตัดทิ้งไป คงไว้แต่สัญญาณของความถี่ผลต่าง (1455 KHZ - 1000 KHz = 455 KHz)วงจรขยาย IF ก็คือวงจรขยาย RF ที่จูนความถี่เอาไว้เฉพาะ ที่ความถี่ 455 KHz วงจรขยาย IF อาจจะมีด้วยกันหลายภาค เพื่อให้มีอัตราการขยายสัญญาณที่รับได้สูง ๆ และ การเลือกรับสัญญาณที่ดี เนื่อจาหวงจรนี้ขยายความถี่คงที่จึงทำให้ง่ายต่อการออกแบบ สัญญาณที่ขยายแล้วจะเข้าสู่กระบวนการ Detector เพื่อแยกสัญญาณเสียงออกมา
1.สายอากาศ (Antenna) จะทำหน้าที่รับสัญญาณคลื่นวิทยุที่ส่งจากสถานีต่างๆ เข้ามาทั้งหมดโดยไม่จำกัดว่าเป็นสถานีใด ถ้าสถานีนั้นๆ ส่งสัญญาณมาถึง สายอากาศจะส่งสัญญาณต่างๆไปยังภาค RFโดยส่วนใหญ่สายอากาศของเครื่องรับวิทยุ FM จะเป็นแบบไดโพล (Di-Pole) ซึ่งเป็นสายอากาศแบบสองขั้ว จะช่วยทำให้การรับสัญญาณดียิ่งขึ้น
2.ภาคขยาย RF (Radio Frequency Amplifier) จะทำงานเหมือนกับเครื่องรับวิทยุ AM คือจะทำหน้าที่รับสัญญาณวิทยุในย่าน FM 88 MHz – 108 MHz เข้ามาและเลือกรับสัญญาณ FM เพียงสถานีเดียวโดยวงจรจูนด์ RF และขยายสัญญาณ RF นั้นให้แรงขึ้น เพื่อให้มีกำลังสูง เหมาะที่จะส่งไปบีท (Beat) หรือผสมในภาคมิกเซอร์ (Mixer) โดยข้อแตกต่างสำคัญของภาคขยาย RF ของเครื่งรับ AM และ FM คือ วิทยุFM ใช้ความถี่สูงกว่า AM ดังนั้นการเลือกอุปกรณ์มาใช้ในวงจรขยายจะต้องหาอุปกรณ์ที่ให้การตอบสนองความถี่ในย่าน FM ได้ และต้องขยายช่องความถี่ที่กว้างของ FM ได้
3.ภาคมิคเซอร์ (Mixer) จะทำงานโดยจะรับสัญญาณเข้ามาสองสัญญาณ ได้แก่สัญญาณ RF จากภาคขยาย RF และสัญญาณ OSC. จากภาคโลคอลออสซิลเลเตอร์ เพื่อผสมสัญญาณ (MIX.) ให้ได้สัญญาณออกเอาท์พุตตามต้องการ สัญญาณที่ออกจากภาคมิกเซอร์มีทั้งหมด 4 ความถี่ คือ
a) ความถี่ RF ที่รับเข้ามาจากวงจรจูน RF (RF)
b) ความถี่ OSC. ที่ส่งมาจากภาคโลคอล ออสซิลเลเตอร์ (OSC.)
c) ความถี่ผลต่างระหว่าง OSC. กับ RF. จะได้เป็นคลื่นขนาดกลางหรือที่เรียกว่า IF (Intermediate Frequency) ได้ความถี่ 10.7 MHz
d) ความถี่ผลบวกระหว่าง OSC. กับ RF
ความถี่ที่วงจรจูนด์ IF ให้ผ่านมีความถี่เดียว คือความถี่ IF เท่ากับ 10.7 MHz ไม่ว่าภาคขยาย RF จะรับความถี่เข้ามาเท่าไรก็ตาม และภาค OSC. จะผลิตความถี่ขึ้นมาเท่าไรก็ตาม เมื่อเข้าผสมกันที่ภาคมิกเซอร์แล้วจะได้ความถี่ IF เท่ากับ 10.7 MHz ออกเอาท์พุตเสมอ
4.ภาคโลคอล ออสซิลเลเตอร์ (Local Oscillator) ทำงานเหมือนกับเครื่องรับวิทยุ AM คือ ผลิตความถี่ที่มีความแรงคงที่ขึ้นมา ความถี่ที่ผลิตขึ้นจะสูงกว่าความถี่ที่วงจรจูนด์ RF รับเข้ามาเท่ากับความถี่ IF คือ10.7 MHz. เช่น วงจรจูนด์ RF รับความถี่เข้ามา 100 MHz. ความถี่ OSC. จะผลิตขึ้นมา 100 MHz. + 10.7 MHz. = 110.7 MHz.
5.ภาคขยาย IF (Intermediate Frequency Amplifier) จะทำหน้าที่เหมือนเครื่องรับวิทยุ AM และยังสามารถขยายความถี่ IF ทั้งของ AM และ FM ได้ ในเครื่องรับวิทยุบางรุ่นที่มีทั้ง AM และ FM ในเครื่องเดียวกัน อาจใช้ภาคขยาย IF ร่วมกันทั้งวิทยุ AM และวิทยุ FM คือขยายความถี่ IF ให้มีระดับความแรงมากขึ้นแบบไม่ผิดเพี้ยน โดยภาคขยาย IF ของคลื่น FM นั้นขยายความถี่ได้ตลอดย่าน 10.7 MHz. นับว่ามีความถี่สูงกว่าเครื่องรับ AM ซึ่งโดยปกติเครื่องรับแบบ AM มีความถี่เพียง 455 kHz.เท่านั้น ส่วนที่แตกต่างกันระหว่างIF ของ AM และ FM คือ ในส่วนวงจรจูนด์ IF เพราะใช้ความถี่ไม่เท่ากัน ค่าความถี่เรโซแนนท์ต่างกัน การกำหนดค่า L, C มาใช้งานต่างกัน
6.ภาคดีเทคเตอร์ (Detector) ดีเทคเตอร์ของเครื่องรับ FM นั้นมีความแตกต่างกับเครื่องรับ AM ทั้งนี้เพราะวิธีผสมคลื่นของสถานีส่งทั้งสองแบบนี้ไม่เหมือนกัน โดยภาคดีเทคเตอร์ทำหน้าที่แยกสัญญาณเสียงออกจากความถี่ IF แต่จะแตกต่างกันในระบบการแยกเสียง เพราะในระบบ AM สัญญาณเสียงถูกผสมมาทางความสูงของคลื่นพาหะ สามารถแยกได้โดยใช้ไดโอดหรือทรานซิสเตอร์ร่วมกับ R, C ฟิลเตอร์ก็สามารถตัดความถี่ IF ออกเหลือเฉพาะสัญญาณเสียงได้ ส่วนในระบบวิทยุ FM สัญญาณเสียงจะผสมกับพาหะ โดยสัญญาณเสียงทำให้คลื่นพาหะเปลี่ยนความถี่สูงขึ้นหรือต่ำลง ส่วนความแรงคงที่ ไม่สามารถใช้วิธีการดีเทคเตอร์แบบ AM ได้ ต้องใช้วิธีพิเศษ เช่น ดิสคริมิเนเตอร์ (Discriminator), เรโชดีเทคเตอร์ (Ratio Detector), เฟส ล็อค ลูป ดีเทคเตอร์ (Phase Lock Loop Detector) เป็นต้น จะแตกต่างจากของ AM โดยสิ้นเชิง
7.ภาคขยายเสียง (Audio Frequency Amplifier) ใช้งานร่วมกับของเครื่องรับวิทยุ AM ได้ เพราะทำหน้าที่ขยายเสียงที่ส่งมาจากภาคดีเทคเตอร์ ให้มีระดับความแรงมากขึ้นแบบไม่ผิดเพี้ยนพอที่จะไปขับลำโพงให้เปล่งเสียงออกมา โดยในเครื่องรับวิทยุบางแบบอาจมีภาคขยายเสียงในตัว แต่บางแบบอาจจะไม่มีเครื่องขยายเสียงในตัว แต่จะมีอยู่ต่างหาก เครื่องรับวิทยุที่มีเครื่องขยายเสียงภายนอกเรียกว่า จูนเนอร์ (Tunner)
8.ภาคจ่ายกำลังไฟ (Power Supply) ทำหน้าที่จ่ายแรงดันไฟ DC เลี้ยงวงจรของเครื่องรับวิทยุ FM ซึ่งจะต้องใช้วงจรเรกกูเลเตอร์ (Regulator) ควบคุมแรงดันไฟ DC ให้คงที่เพื่อเลี้ยงวงจร ทำให้คุณภาพของเครื่องรับวิทยุ FM ดีขึ้น
สถานีวิทยุออนไลน์ คือ การให้บริการ Streaming Audio หรือการแพร่กระจายสัญญาณเสียงผ่านระบบอินเทอร์เน็ต โดยสามารถจัดผังรายการได้เองตามที่ต้องการ เพื่อตั้งสถานีวิทยุจัดรายการออนไลน์สด ทั้งพูดคุยและเปิดเพลง รูปแบบเดียวกับการจัดรายการของสถานีวิทยุปกติ
เครื่องรับ-ส่งวิทยุสื่อสาร(ชนิดมือถือ) (HANDY TALKIES)
เครื่องรับ-ส่งวิทยุในปัจจุบันส่วนใหญ่นิยมใช้วิธีสังเคราะห์ความถี่ เรียกว่า“Synthesizer”
ซึ่งกรมไปรษณีย์โทรเลข ได้แบ่งประเภทเครื่องวิทยุคมนาคมแบบสังเคราะห์ความถี่ของหน่วยงานราชการ
และรัฐวิสาหกิจ ไว้ 2 ประเภทคือ
และรัฐวิสาหกิจ ไว้ 2 ประเภทคือ
1. เครื่องวิทยุคมนาคมแบบสังเคราะห์ความถี่ ประเภท1
หมายถึงเครื่องวิทยุคมนาคมที่ผู้ใช้งานสามารถตั้งความถี่วิทยุได้เองจากภายนอกเครื่องวิทยุ
2. เครื่องวิทยุคมนาคมแบบสังเคราะห์ความถประเภที่ 2 หมายถึง เครื่องวิทยุคมนาคมที่ผู้ใช้งาน
ไม่สามารถตั้งความถี่วิทยุได้เองจากภายนอกเครื่องวิทยุคมนาคม แต่สามารถตั้งความถี่วิทยุ
ด้วยเครื่อง PC โดยการโปรแกรมความถี่วิทยุที่ใช้งานเข้าไปยังหน่วยความจําของเครื่องนั้นๆ
*** กรมชลประทานได้รับอนุญาตให้ใช้วิทยุคมนาคมประเภท 2 เท่านั้น ***
การดูแลบํารุงรักษาเครื่องรับ-ส่งวิทยุสื่อสาร (ชนิดมือถือ)
1. การใช้เครื่องวิทยุสื่อสาร ชนิดมือถือไม่ควรอยู่ใต้สายไฟฟ้าแรงสูงต้นไม้ใหญ่สะพานเหล็ก
หรือสิ่งกําบังอื่นที่เป็นอุปสรรคในการติดต่อสื่อสารกัน
2. ตรวจดูสายอากาศ สายนําสัญญาณว่าต่อเรียบร้อยแน่นหนาหรือไม่
3. ขณะส่งออกอากาศไม่ควรเพิ่มหรือลดกําลังส่ง
4. ในการส่งสัญญาณ หรือพูดไม่ควรกดคีย์นาน เกิน 30 วินาที
5. แบตเตอรี่ถ้าเป็นแบตเตอรี่ใหม่ควรชาร์ตนาน 16 ชั่วโมง
6. แบตเตอรี่ควรใช้ให้หมดกระแสจึงนําไปชาร์ตใหม่
7.ถ้าแบตเตอรี่สกปรกให้ใช้ยางลบหมึกถูทําความสะอาดทั้งขั้วแบตและตัวเครื่อง
8. ความยาวของเสาอากาศต้องสัมพันธ์กับความถี่ที่ใช้งาน และกําลังส่งของเครื่องด้วย
9. เสาอากาศชนิดชัก ต้องชักสายอากาศให้สุดก่อนใช้งานทุกครั้ง
10. ควรทําความสะอาดวิทยุสื่อสารโดยการเป่าลม หรือใช้พู่กันปัดทําความสะอาดฝุ่นติดอยู่
11. ไม่ควรให้เครื่องโดนน้ํา หรือตากแดดนาน ๆ
12. อย่าบิดหรือหมุนเสาอากาศเล่น
13. ระวังอย่าให้เสาอากาศ หักงอ ทําให้ประสิทธิภาพในการรับ – ส่ง ลดด้อยลง
ระบบ A.M สื่อสารโดยใช้คลื่นเสียงผสมเข้าไปกับคลื่นวิทยุเรียกว่า "คลื่นพาหะ" โดยแอมพลิจูดของคลื่นพาหะจะเปลี่ยนแปลงตามสัญญาณคลื่นเสียง ในการส่งคลื่นระบบ A.M. สามารถส่งคลื่นได้ทั้งคลื่นดินเป็นคลื่นที่เคลื่อนที่ในแนวเส้นตรงขนานกับผิวโลกและคลื่นฟ้าโดยคลื่นจะไปสะท้อนที่ชั้นบรรยากาศไอโอโนสเฟียร์ แล้วสะท้อนกลับลงมา จึงไม่ต้องใช้สายอากาศตั้งสูงรับ ระบบ F.M. สื่อสารโดยใช้คลื่นเสียงผสมเข้ากับคลื่นพาหะ โดยความถี่ของคลื่นพาหะจะเปลี่ยนแปลงตามสัญญาณคลื่นเสียง ในการส่งคลื่นระบบ F.M. ส่งคลื่นได้เฉพาะคลื่นดินอย่างเดียว ถ้าต้องการส่งให้คลุมพื้นที่ต้องมีสถานีถ่ายทอดและเครื่องรับต้องตั้งเสาอากาศสูงๆ รับ
James Clerk Maxwell เจมส์ เคลิร์ก แมกซ์เวลล์ เป็นผู้ค้นพบระหว่างการตรวจสอบทางคณิตศาสตร์ เมื่อ ปี ค.ศ. 1865 จากการสังเกตคุณสมบัติของแสงบางประการที่คล้ายคลึงกับคลื่น และคล้ายคลึงกับผลการเฝ้าสังเกตกระแสไฟฟ้าและแม่เหล็ก เขาจึงนำเสนอสมการที่อธิบายคลื่นแสงและคลื่นวิทยุในรูปแบบของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่เดินทางในอวกาศ ปี ค.ศ. 1887 เฮนริค เฮิร์ตซ ได้สาธิตสมการของแมกซ์เวลล์ว่าเป็นความจริงโดยจำลองการสร้างคลื่นวิทยุขึ้นในห้องทดลองของเขา หลังจากนั้นก็มีสิ่งประดิษฐ์ต่างๆ เกิดขึ้นมากมาย และทำให้เราสามารถนำคลื่นวิทยุมาใช้ในการส่งข้อมูลผ่านห้วงอวกาศได้
Nikola Tesla นิโคลา เทสลา บิดาแห่งวงการวิศวกรรมศาสตร์ไฟฟ้า เป็นผู้ประดิษฐ์และค้นพบสิ่งอำนวยความสะดวกมากมาย อาทิ มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ เครื่องวัดความเร็วติดรถยนต์ การกระจายเสียงผ่านวิทยุ และวิธีการเปลี่ยนสนามแม่เหล็กเป็นสนามไฟฟ้า Guglielmo Marconi กูลเยลโม มาร์โกนี เป็นผู้ให้กำเนิดวิทยุโทรเลข Nikola Tesla นิโคลา เทสลา และ Guglielmo Marconi กูลเยลโม มาร์โกนี ได้รับการยกย่องว่าเป็นผู้ประดิษฐ์ระบบที่นำคลื่นวิทยุมาใช้ในการสื่อสาร</ref>
การทำงานของเครื่องรับวิทยุ เครื่องรับวิทยุ หรือ receiver มีอยู่หลายแบบ โดยมีการทำงานตั้งแต่ง่ายๆ ไม่ซับซ่อน จนถึงซับซ้อนมาก และแบบที่ซับซ้อนมากก็ต้องมีความสามารถในการรับสัญญาณได้ดีกว่าด้วย แต่บทความนี้จะกล่าวถึงเครื่องรับวิทยุที่ใช้กันในวงการ R/C จะเป็นแบบที่เรียกว่า Super Heterodyne เพื่อไม่ให้บทความยาวเกินไป การทำงานของเครื่องรับวิทยุแบบ Super Heterodyne
การรับคลื่นวิทยุ 1. วิทยุจะแยกเอาสัญญาณคลื่นเสียงออกจากคลื่นพาหะ 2. แล้วขยายสัญญาณเสียงให้มีพลังงานมากขึ้น ส่งเข้าสู่ลำโพงเสียง
นิโคลา เทสลา และกูลเยลโม มาร์โกนี ได้รับการยกย่องว่าเป็นผู้ประดิษฐ์ระบบที่นำคลื่นวิทยุมาใช้ในการสื่อสาร[1][2] [3]
ชื่อแถบความถี่ ความถี่ การใช้งานในประเทศไทย
- Very Low Frequency(VLF) 3-30 KHz (K=1พัน)
- Low Frequency (LF) 30-300 KHz
- Medium Frequency (MF) 300-3,000 KHz วิทยุ AM คลื่น MW
- High Frequency (HF) 3,000-30,000 KHz วิทยุ AM คลื่นสั้น (SW)
- Very thigh Frequency (VHF) 30-300 MHz (M=1ล้าน) วิทยุ FM และโทรทัศน์ช่อง2-12
- Ultra High Frequency (UHF) 300-3,000 MHz โทรทัศน์ช่อง 14-69
- Super High Frequency (SHF) 3-30 GHz (G=พันล้าน) สัญญาณผ่านดาวเทียม
- Extremdy High Frequency (EHF) 30-300 GHz -
การเรียกขนาดของความถี่ บางครั้งอาจเรียกตามความยาวคลื่น ซึ่งหาได้จากความเร็วคลื่นหารด้วยความถี่ เช่น คลื่นวิทยุ FM ความถี่ 100 MHz ความยาวคลื่นจึงเท่ากับ 3 เมตร การทราบขนาดความยาวคลื่นมีประโยชน์สำหรับการเลือกรับคลื่นวิทยุต่างๆ เนื่องจากบางครั้งจะเรียกคลื่นวิทยุตามความยาวคลื่น นอกจากนี้ยังมีประโยชน์สำหรับการเลือกใช้ขนาดแผงสายอากาศที่เหมาะสม ซึ่งโดยทั่วไป แผงสายอากาศจะใช้ขนาดประมาณ 1 ใน 4 ของความยาวคลื่น
วิทยุเอเอ็มและเอฟเอ็ม หมายถึงระบบการผสมคลื่นเสียงเข้ากับคลื่นวิทยุซึ่งทำได้ 2 วิธีคือ
1.ระบบเอเอ็ม (AM) หมายถึงระบบการผสมคลื่นที่เมื่อผสมกันแล้วทำให้ความสูงของคลื่นวิทยุเปลี่ยนแปลงไปตามคลื่นเสียง จึงเรียกว่าการผสมทางความสูงของคลื่น (Amplitude Modulation) หรือ AM วิทยุ AM ให้คุณภาพของเสียงไม่ดีนัก เพราะเกิดการรบกวน ได้ง่าย เช่น ถูกรบกวนจากสถานีข้างเคียง เครื่องใช้ไฟฟ้า และที่สำคัญคือการรบกวนจากธรรมชาติ ได้แก่ เวลาฝนตก ฟ้าแลบ ฟ้าผ่า สภาพอากาศที่แปรปรวนมากๆ จะทำให้เสียงขาดหายเป็นช่วงๆ การส่งวิทยุ AM แบ่งความถี่การใช้งานออกเป็นช่วงคลื่น (Band) ต่างๆ ดังนี้
1.1 LW (Long wave) ความถี่ 30 -300 KHz
1.2 MW (Medium Wave) ความถี่ 535 -1605 KHz เป็นความถี่ของวิทยุ AM ส่วนใหญ่ที่ใช้ในประเทศไทย จำนวนกว่า 200 สถานี กระจายอยู่ทั่วประเทศ โดยทั่วไปส่งได้ไกลประมาณ 200 กิโลเมตร
1.3 SW (Shot Wave) ความถี่ 3 -30 MHz คุณภาพเสียงไม่ดี แต่ส่งไปได้ไกลมากนับพันกิโลเมตร จึงสามารถส่งกระจายเสียงได้ถึงข้ามทวีป เช่น สถานีวิทยุกระจายเสียงแห่งประเทศไทย (Radio Thailand) 11.965 MHz และ 9.0655 MHz สถานี BBC ความถี่ที่รับได้ในประเทศไทย 11.910 MHz สถานีวิทยุเสียงอเมริกา หรือ (Voice of America) ความถี่ 11.780 MHz สถานีวิทยุของออสเตเลีย (Radio Australia) ความถี่ 15.40 MHz Radio Japan ความถี่ 15.235 MHz (ยุทธนา สาริยา 2527 : 18)
2.ระบบ เอฟเอ็ม (FM) เป็นการผสมคลื่นทางความถี่ (Frequency Modulation) คือคลื่นวิทยุที่ผสมกับคลื่นเสียงแล้ว จะมีความถี่ไม่สม่ำเสมอ เปลี่ยนแปลงไปตามคลื่นเสียง แต่ความสูงของคลื่นยังคงเดิม วิทยุ FM ส่งด้วยความถี่ 88 -108 MHz ในประเทศไทยมีจำนวนกว่า 100 สถานี กระจายอยู่ตามจังหวัดต่างๆ ทั่วประเทศ ให้คุณภาพเสียงดีเยี่ยม ไม่เกิดสัญญาณรบกวนจากสภาพอากาศแปรปรวน แต่ส่งได้ในระยะประมาณไม่เกินประมาณ 150 กิโลเมตร ปัจจุบันนิยมส่งในแบบ สเตอริโอ ที่เรียกว่าระบบ FM Sterio Multiplex ซึ่งเครื่องรับวิทยุสามารถแยกสัญญาณแอกเป็น 2 ข้าง คือ สัญญาณสำหรับลำโพงด้านซ้าย (L) และ สัญญาณสำหรับลำโพงขวา (R)
คลื่นวิทยุ: สายอากาศ 1. ตัวนำโลหะ ซึ่งมักจะเป็นแบบใดแบบหนึ่งของความยาวลวดหรือท่อกลวง ตัวนำ ที่จะใช้สำหรับสายอากาศจะต้องให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านตัวนำนั้นได้ 2. สายอากาศของเครื่องส่ง กระแสไฟฟ้าจะสร้างคลื่นวิทยุแม่เหล็กไฟฟ้า คลื่นนี้จะประกอบไปด้วยสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก ซึ่งเคลื่อนที่ไปในอากาศจากสายอากาศ 3. สายอากาศของเครื่องรับคลื่นวิทยุจะเหนี่ยวนำให้เกิดกระแสไฟฟ้า ในสายอากาศ ซึ่งกระแสไฟฟ้านี้จะเป็นสัญญาณเข้าของเครื่องรับ 4. วิทยุ ความถี่ประชาชน (CB) ต่างก็ใช้สายอากาศสำหรับรับ – ส่งเหมือนกัน 5. สายนำสัญญาณ จะต่อกับสายอากาศ ภายในสายนำสัญญาณจะประกอบด้วยตัวนำลวดคู่ วางใน ช่องว่างระหว่างกันคงที่ หน้าที่ของสายนำสัญญาณคือ การนำกระแสไฟฟ้าโดยปราศจากการแผ่คลื่น แม่เหล็กไฟฟ้า
ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับวิทยุกระจายเสียง
กรมประชาสัมพันธ์ เป็นหน่วยงานในสังกัดสานักนายกรัฐมนตรีมีหน้าที่รับผิดชอบโดยตรงด้านการประชาสัมพันธ์ของรัฐเพื่อการพัฒนาทั้งทางด้านเศรษฐกิจ การเมือง สังคม วัฒนธรรมและความมั่นคงของรัฐ โดยนานโยบายด้านต่างๆ จากหน่วยงานภาครัฐ รัฐบาล และภาคเอกชน เผยแพร่ผ่านสื่อวิทยุกระจายเสียงวิทยุโทรทัศน์และสื่ออื่นๆ สู่ประชาชนทั้งในและต่างประเทศ ตลอดจนนาข้อคิดเห็นของประชาชนสู่ภาครัฐ เพื่อให้เกิดความรู้ความเข้าใจ อันจะนามาซึ่งความร่วมมือและสนับสนุนการดาเนินงานด้านต่างๆ ของรัฐให้บรรลุวัตถุประสงค์ตามเป้าหมายที่กาหนดไว้นามาซึ่งความเจริญและความมั่นคงของประเทศโดยรวม
สื่อวิทยุกระจายเสียงเป็นสื่อที่สามารถเข้าถึงประชาชนได้รวดเร็ว ทันต่อเหตุการณ์ไม่จากัดเวลา
สถานที่ และประชาชนให้ความเชื่อถือในข้อมูลข่าวสารและสามารถตอบสนองการประชาสัมพันธ์ของรัฐได้อย่างมีประสิทธิภาพได้อย่างทั่วถึง ไม่ว่าจะอยู่ในพื้นที่ห่างไกล ทุรกันดาร หรือในชนบท สื่อวิทยุกระจายเสียงสามารถเข้าถึงประชาชนส่วนใหญ่ได้ดีกว่าสื่อชนิดอื่นเพราะเครื่องรับวิทยุมีราคาถูก แม้ไม่มีกระแสไฟฟ้าก็สามารถรับฟังวิทยุได้จากเครื่องรับวิทยุทรานซิสเตอร์ ซึ่งประหยัดและสะดวกต่อการรับฟังข้อมูลข่าวสาร ได้เป็นอย่างดี
ห้องส่งวิทยุ เครื่องส่ง เสาอากาศ
ภาพการทางานโดยรวมของการรับส่งวิทยุ
คลื่นวิทยุกับสัญญาณไฟฟ้ามีความแตกต่างกัน คือ ค่าความถี่ของสัญญาณไฟฟ้า AC มีความถี่ 50 Hz หรือ 60 Hz ส่วนคลื่นวิทยุจะมีค่าความถี่เป็นกิโลเฮิรตซ์ (KHz) เมกกะเฮิรตซ์ (MHz) หรือ จิกะเฮิรตซ์ (GHz) ซึ่งสูงมากแต่ความเหมือนระหว่างสัญญาณไฟฟ้ากับคลื่นวิทยุก็คือ ต่างก็เป็นไฟ AC พลังงานคลื่นวิทยุที่ส่งผ่านสายอากาศจากเครื่องส่งไปยังเครื่องรับก็เป็นสัญญาณไฟ AC เช่นกัน แต่ความถี่จะสูงมาก เช่น คลื่นวิทยุมีความถี่ 27 MHz มีพลังงานสูงเพียงพอที่จะส่งคลื่นให้เดินทางผ่านอากาศไปยังเครื่องรับที่อยู่ไกลๆ หลายร้อยกิโลเมตรได้
ความถี่เสียง ( AF: Audio Frequency ) และ ความถี่วิทยุ
มนุษย์สามารถรับฟังคลื่นความถี่เสียงได้ในช่วง 2 Hz ถึง 20,000 Hz (20 KHz) ความถี่ในช่วงดังกล่าวจึงเรียกว่าเป็นความถี่ออดิโอหรือ AF (Audio Frequency) เสียงทุกแบบไม่ว่าจะเป็นเสียงดนตรี เสียงพูด ที่เราได้ยิน จึงถูกจัดเป็นคลื่น AF ทั้งหมด ส่วนสัญญาณไฟฟ้าที่มีความถี่สูงเกินกว่า 20 KHz ขึ้นไป หูของมนุษย์ ไม่สามารถรับฟังได้เรียกว่าคลื่น RF ( RF : Radio Frequency ) คุณสมบัติของคลื่น RF จะแตกต่างจากคลื่น AF ที่สามารถรับฟังเสียงผ่านลาโพงได้ แต่ไม่สามารถส่งสัญญาณผ่านเครื่องส่งวิทยุไปในพื้นที่เขตบริการได้ แต่คลื่น RF สามารถทาได้ ดังนั้น การส่งสัญญาณวิทยุกระจายเสียงที่มนุษย์สามารถรับฟังได้ก็เกิดจากการส่งคลื่น RF นั่นเอง
การส่งสัญญาณวิทยุกระจายเสียงแบ่งได้ 2 ระบบ คือ ระบบ AM และ ระบบ FM ซึ่งเป็นระบบ Analog และในปัจจุบันมีการพัฒนาการส่งวิทยุกระจายเสียงใน ระบบ Digital
การส่งสัญญาณวิทยุกระจายเสียง ระบบ AM (Amplitude Modulation)
AM ย่อมาจาก Amplitude Modulation ซึ่งเป็นการสื่อสารโดยการส่งสัญญาณที่เกิดจากการผสมคลื่นเสียงเข้ากับคลื่นพาห์โดยสัญญาณเสียงจะบังคับให้แอมปลิจูดของคลื่นพาห์เปลี่ยนแปลงไปโดยคลื่นพาห์ยังมีความถี่เท่าเดิมช่วงความถี่ของสัญญาณ AM นั้น จะอยู่ที่ 535 kHz ถึง 1705 kHz แต่ละสถานีส่งมีความถี่ ที่ต่างกันทุก 9 กิโลเฮิรตซ์ สาหรับโซนเอเซีย จะมีสถานีส่งได้ 117 ช่อง
ระบบ AM ซึ่งแบ่งตามความถี่วิทยุที่ให้บริการออกเป็น 2 ส่วน ได้แก่
1. ความถี่วิทยุย่านความถี่กลาง (Medium Frequency : MF หรือ MW) อยู่ในย่านความถี่ประมาณ 550 -1600 KHz เรียกว่า “ คลื่นยาว “ กระจายเสียงโดยอาศัยคลื่นดินได้ไกลประมาณ 100 กิโลเมตรถ้าระยะไกลกว่านี้จะต้องรับฟังด้วยคลื่นฟ้า (sky wave)
2. ความถี่วิทยุย่านความถี่สูง (High Frequency : HF หรือ SW) อยู่ในย่านความถี่ประมาณ 3 -12 MHz เรียกว่า “คลื่นสั้น “ รับสัญญาณจากคลื่นดินในระยะประมาณ 15 กิโลเมตร เท่านั้น แต่รับสัญญาณจากคลื่นฟ้าได้ไกลนับพันกิโลเมตร
หลักการทางานของเครื่องส่งวิทยุ ระบบ AM
การส่งสัญญาณวิทยุกระจายเสียง จะมีเครื่องส่งเป็นตัวส่งสัญญาณเสียงผ่านสายอากาศซึ่งจะรับสัญญาณวิทยุกระจายเสียงผ่านทางเครื่องรับวิทยุกระจายเสียง โดยเสียงพูด เสียงดนตรี หรือคลื่น AF (Mixer) จะถูกส่งเข้ามารวมกับสัญญาณ RF โดยใช้วงจรอิเล็กทรอนิกส์ สัญญาณคลื่น RF จะผลิตคลื่นจากวงจร ออสซิลเลเตอร์ เมื่อได้คลื่น RF แล้วก็จะเอาคลื่นทั้งสองนี้มารวมกัน (Mixer) ซึ่งเรียกว่า การมอดูเลท
สาเหตุที่ต้องเอาคลื่นที่มีความถี่สูงมามอดูเลทเข้าไปก็เพื่อที่จะให้คลื่นความถี่สูงนี้เป็นพาหะหรือแคเรียร์ (Carrier) พาคลื่นความถี่ต่าไปได้ระยะทางไกลขึ้น เมื่อรวมสัญญาณเสร็จแล้วก็จะส่งออกผ่านสายอากาศส่งออกไปในบรรยากาศได้
ANTENNA
Signal Carrier Amplitude Modulation
Modulating Signal
บล็อกไดอะแกรมเครื่องส่งวิทยุ AM
การส่งสัญญาณวิทยุกระจายเสียง ระบบ FM (Frequency Modulation)
HF
Oscillator
HF
Amplifier
Power
Amplifier
Modulator
LF Signal Source
LF Amplifier
FM ย่อมาจาก Frequency Modulation การส่งนั้นจะคล้ายๆ กับ AM คือจะส่งสัญญาณเสียงไปกับคลื่นพาห์แต่จะต่างกันตรงที่ระบบ FM จะผสมสัญญาณเสียงกับคลื่นพาห์ โดยให้ความถี่ของคลื่นพาห์เปลี่ยนแปลงตามสัญญาณเสียงโดยที่แอมปลิจูดไม่เปลี่ยนแปลง การส่งวิทยุระบบ FM จะมีค่าความถี่สูงกว่าการส่งในระบบ AM โดยจะมีช่วงความถี่ที่ 88 -108 เมกะเฮิรตซ์ แต่ละสถานีส่งมีความถี่ต่างกันทุก 200 กิโลเฮิรตซ์ ซึ่งหมายถึงว่าสามารถมีช่องต่างกันถึง 200 สถานีตามทฤษฏี
ระบบ FM ให้บริการโดยการใช้คลื่นความถี่วิทยุย่านความถี่สูงมาก ( Very High Frequency : VHF ) อยู่ในย่านความถี่ประมาณ 88 - 108 MHz คลื่นจะกระจายตรงออกไปไม่โค้งตามผิวโลก จึงทาให้รับสัญญาณ ได้ไม่เกิน 80 กิโลเมตร ถ้าอยู่ไกลๆ ต้องติดตั้งเสาอากาศรับสัญญาณ
รูปคลื่นที่ส่งแบบ AM และ FM
ANTENA
I/P RF
หลักการทางานของเครื่องส่งวิทยุ FM
หลักการทางาน คือ สัญญาณเสียงจากไมโครโฟนหรือแหล่งเสียงอื่นๆ จะถูกเปลี่ยนเป็นสัญญาณไฟฟ้าเข้าสู่ภาค Audio Amplifier เพื่อขยายกาลังของสัญญาณเสียง และส่งต่อไปยังภาคของ Modulation โดยสัญญาณที่จะนามา Modulation ด้วยนั้น คือ สัญญาณจากตัว Oscillator ซึ่งจะผลิตความถี่ได้ในช่วงความถี่ 88 -108 MHz โดยจะต้องมีการเลือกสร้างคลื่นที่ความถี่ใดความถี่หนึ่งในช่วงความถี่ดังกล่าว เพื่อใช้เป็นคลื่นนาพา โดยหลักการ Modulation ของ FM คือ จะนาคลื่นนาพาที่ได้มาปรับความถี่ ตามแอมปลิจูดและความถี่ของคลื่นเสียงโดยที่เฟสและแอมปลิจูดของคลื่นนาพายังคงที่ จะเปลี่ยนแปลงเฉพาะความถี่เท่านั้น สัญญาณที่
Audio Amplifier
Oscillator
RF Amplifier
Modulation
ได้จากการ Modulation (เรียกว่าสัญญาณ RF) จะถูกนาไปขยายสัญญาณความถี่วิทยุให้แรงขึ้น เพื่อที่จะให้เพียงพอต่อการส่งสัญญาณไปในอากาศ จากนั้นจึงส่งออกไปทางเสาอากาศ
การ Modulation
หลักการ Modulation คือ ความถี่ของคลื่น RF ที่ได้จะแปรผันไปตามความถี่และแอมปลิจูด ของคลื่นเสียง เช่น ถ้ามีคลื่นนาพาที่มีความถี่ 100kHz นามา Modulation กับคลื่นเสียงที่มีความถี่อยู่ที่ 40 Hz คลื่น RF ที่ได้หลังการ Modulation ก็จะมีลักษณะของความถี่ที่เปลี่ยนไปตามค่าแรงดัน (แอมปลิจูด) ถ้าแอมปลิจูดเป็นบวกความถี่ของ RF ก็จะมีค่าสูงขึ้น ในซีกบวกของแอมปลิจูดของคลื่นเสียงจึงก่อให้เกิดความถี่ของ RF ในช่วงตั้งแต่ 100 ถึง 100 + 0.04 kHz ในทางกลับกัน ถ้าหากแอมปลิจูดเป็นลบ ความถี่ของ RF ก็จะมีค่าต่าลง ในซีกลบของแอมปลิจูดของคลื่นเสียงจึงก่อให้เกิดความถี่ของ RF ในช่วงตั้งแต่ 100 - 0.04 ถึง 100 kHz กรณีแอมปลิจูดเป็นศูนย์ความถี่ของ RF จะมีค่าเท่าเดิมเพราะฉะนั้นช่วงห่างความถี่รวมของคลื่น RF รวมนี้ก็จะมีค่า ตั้งแต่ 99.96 ถึง 100.04 kHz ดังรูปด้านล่าง
โดยหากในส่วนของแอมปลิจูดของคลื่นเสียงนี้มีค่าสูงขึ้น ก็จะทาให้ช่วงห่างของความถี่ของ RF
มีค่าเปลี่ยนไปด้วย เช่น จากตัวอย่างที่แล้วคลื่นเสียงที่มีความถี่เป็น 40 Hz แต่เมื่อมีแอมปลิจูดที่สูงขึ้นก็จะทาให้ช่วงห่างของความถี่ยาวขึ้นก็คือทาให้ช่วงห่างของความถี่ของ RF ที่เกิดขึ้นก็จะเท่ากับ 99.92-100.08 kHz ดังรูปด้านล่าง
(ในทางกลับกันถ้าแอมปลิจูดของคลื่นเสียงที่ความถี่ 40 Hz ต่าลงก็อาจทาให้ช่วงห่างของความถี่แคบเข้า เช่น อาจเหลือความถี่เป็นช่วงแค่ 99.99 ถึง 100.01 ก็ได้)
Sideband
Sideband คือ กลุ่มของย่านความถี่ที่ใกล้เคียงกับความถี่ของคลื่นนาพาห์ ซึ่งเป็นผลจากการ Modulation สัญญาณ เช่น เมื่อนาคลื่นพาห์ที่ความถี่ 100 kHz มาผสมกับคลื่นเสียงที่มีความถี่ 40 Hz เมื่อทาการ Modulation แล้วจะมี Sideband ที่ 100.04 kHz - 99.06k Hz ซึ่งจานวนที่อยู่ระหว่างความถี่นี้จะมีจานวนไม่จากัด Spectrum ที่เห็นจึงเป็นตัวแทนของความถี่บริเวณใกล้เคียง ในความเป็นจริงนั้น Spectrum ที่อยู่ไกลจากความถี่คลื่นนาพาห์จะมีค่าพลังงานและความสาคัญที่น้อยมากจนแทบไม่มีผลในการวิเคราะห์
การ Modulation สัญญาณคลื่นเสียงกับคลื่นนาพานั้น จะได้ผลลัพธ์เป็นสัญญาณที่มีความถี่ใกล้เคียงกับค่าความถี่เฉพาะที่สถานีนั้นครอบครองอยู่ เช่น สถานีหนึ่งส่งกระจายเสียงที่ความถี่ 100MHz จะมีแบนด์วิธ ที่ครอบคลุม Sideband สัญญาณที่ส่งออกไป โดย FCC ได้กาหนดไว้ว่าการส่งวิทยุ FM นั้นมี Bandwidthได้สูงสุด 150kHz ดังรูปด้านกรอบบน แต่เพื่อไม่ให้มีการชนกันของคลื่นที่มีความถี่ใกล้เคียงกันจึงมีการเพิ่มส่วนกันชนกันของคลื่นทาให้ในหนึ่งคลื่นจะมีความถี่รวมกับส่วนกันชนแล้ว 200 kHz ดังรูปที่กรอบด้านล่าง คือ การจาลองสถานีที่มีการกระจายเสียงย่านความถี่ใกล้กัน จะเห็นว่าสัญญาณที่ทั้งสองส่งมาจะไม่ทับซ้อนกัน เนื่องจากช่องว่างระหว่างแบนด์วิธของทั้งสองสถานีจะถูกละเอาไว้เพื่อใช้แบ่งแยกกันระหว่างสถานีช่องสัญญาณการส่งสัญญาณ FM นั้นในแต่ละสถานีจะใช้ Bandwidth 200 kHz ซึ่ง Bandwidth ที่ใช้ในการส่งสัญญาณจริงๆ นั้น คือ 150 kHz แต่จะมีช่องว่างภายในแบนด์วิธในช่วงที่เหลือ คือ ที่ความถี่ +25 kHz และ -25 kHz เช่น ถ้าส่งที่ความถี่ 100 MHz จะใช้คลื่นความถี่ในช่วง 99.925 -100.075 MHz ในการส่งข้อมูลสัญญาณ
และเว้นเป็นช่องว่างกันชนในช่วง 99.900 - 99.925 และ 100.075 - 100.100 รวมเป็น 200 kHz เพื่อให้การส่งสัญญาณออกอากาศทาได้พร้อมๆ กันหลายสถานี แม้จะมีสถานีอยู่ใกล้ๆ กันในคลื่นวิทยุภายในหนึ่งช่วงเวลาจึงนาพาข้อมูล (Carry information) ของแต่ละสถานีที่ออกอากาศได้พร้อมๆ กัน ซึ่งไม่เป็นปัญหาเมื่อผู้ฟังต้องการฟังเฉพาะบางรายการ ส่วนวิธีการที่ทาให้สามารถเลือกรับฟังได้นั้น อยู่ที่หัวข้อต่อไป ในการส่งวิทยุ FM นั้นจะอยู่ในความถี่ช่วง 88-108 MHz ซึ่งมี Bandwidth รวม 20 MHz ดังนั้นจะมีสถานีวิทยุที่ส่งได้โดยไม่รบกวนกัน คือ
20 MHz/200 kHz หรือประมาณ 100 สถานี ซึ่งในปัจจุบันนี้ในเมืองไทยโดยเฉพาะในกรุงเทพมีการใช้ Bandwidth ของ FM ค่อนข้างเต็มแล้ว คือ มีคลื่นวิทยุตั้งแต่ 88.00, 88.25, 88.5, 88.75, 90.00 ไล่ไปเรื่อยๆ ซึ่งมีประมาณ 80 สถานี ซึ่งถ้าจะให้มีสถานีเพิ่มขึ้นอีกให้ครบ 100 สถานีคงจะไม่ได้เพราะในทางปฏิบัติจริงอาจมีการใช้ Bandwidth ที่เกินไปบ้าง จะเห็นได้จากแม้ในกรุงเทพจะมีสถานีแค่ 80 สถานี ก็เกิดการรบกวนกัน เหตุผลที่มี Bandwidth เกินอาจเนื่องจากอุปกรณ์ที่ไม่ได้มาตรฐาน เช่น สถานีวิทยุชุมชนมักใช้เครื่องส่งราคาถูกที่ไม่มีคุณภาพทาให้มีการฟุ้งกระจายของคลื่น คือใช้ Bandwidth ที่สูงเกินไปทาให้มีความถี่บางส่วนถูกส่งไปในย่านของความถี่ของสถานีอื่นทาให้เกิดการกวนกับสัญญาณในคลื่นหลักอื่นๆ ได้
จะเห็นว่าการส่งวิทยุกระจายเสียงระบบ AM และ ระบบ FM เป็นการนาเอาสัญญาณเสียงจากแหล่งต่างๆ ในห้องส่งกระจายเสียง เช่น ไมโครโฟน เทปคาสเสท จากแผ่นเสียงหรือแผ่นซีดี มารวมกับคลื่นวิทยุหรือสัญญาณวิทยุ ในอุปกรณ์เครื่องส่ง เพื่อให้คลื่นวิทยุเป็นตัวพาห์นาออกอากาศแพร่ไปยังเครื่องรับ โดยการกระจายเสียง ระบบ AM เป็นการผสมคลื่นเสียงกับคลื่นวิทยุตามความกว้างของคลื่นส่วนระบบ FM เป็นการผสมคลื่นเสียงกับคลื่นวิทยุตามความถี่ของคลื่นซึ่งแต่เดิมการผสมสัญญาณเสียงกับสัญญาณวิทยุหรือการ Modulation จะออกมาในรูปสัญญาณแบบ Analog หมายถึงการส่งสัญญาณเสียงและสัญญาณวิทยุออกมาในรูปคลื่นซายน์ (Sine Wave) ซึ่งมีลักษณะคล้ายกับคลื่นน้ามีความต่อเนื่องกันแต่มีขนาดของสัญญาณไม่คงที่ การเปลี่ยนแปลงของสัญญาณเป็นแบบค่อยเป็นค่อยไป และแปรผันตามเวลา
การส่งสัญญาณแบบ Analog เช่น การส่งวิทยุกระจายเสียงระบบ AM แม้จะให้เสียงตรงตามต้นเสียงเดิมแต่การส่งสัญญาณแบบ Analog อาจถูกรบกวนจากบรรยากาศและอุปกรณ์ไฟฟ้าต่างๆ จนทาให้สัญญาณเกิดการผิดเพี้ยนได้
ส่วนการส่งวิทยุกระจายเสียงระบบ FM นั้น ถึงแม้จะมีคุณภาพของเสียงดี และมีความเพี้ยนของสัญญาณน้อยกว่าระบบ AM แต่ใช้แถบความถี่ในการส่งสัญญาณกว้างมากเมื่อเทียบกับความถี่ที่มีอยู่อย่างจากัด ซึ่งต้องรักษาพื้นที่ในแถบความถี่วิทยุไว้เพื่อใช้งานสื่อสารประเภทอื่นอีก เมื่อมีข้อจากัดดังกล่าวมาแล้ว จึงได้มีการพัฒนาระบบการส่งสัญญาณที่มีประสิทธิภาพมากกว่าเดิม นั่นก็คือ การส่งสัญญาณวิทยุกระจายเสียง ในระบบ Digital
การส่งสัญญาณวิทยุกระจายเสียง ระบบ Digital
การส่งสัญญาณวิทยุกระจายเสียง ระบบ Digital เป็นการนาเอาคลื่นสัญญาณ Analog ที่มีลักษณะเป็นคลื่นซายน์ (sine wave) มาแปลงเป็นสี่เหลี่ยม (Square Wave) ในรูปของตัวเลขฐานสอง (Binary Digits) โดยกาหนดให้มีค่าเป็น 0 ขณะไม่มีสัญญาณ และมีค่าเป็น 1 ขณะมีสัญญาณ สัญญาณ Digital จึงไม่ต่อเนื่องกัน ขนาดของสัญญาณจะมีค่าคงที่อยู่ระยะหนึ่งแล้วจึงเปลี่ยนค่าไปสัญญาณ Digital ที่เปลี่ยนไปนั้นจะมีลักษณะ เป็นการเหนี่ยวนาทางไฟฟ้าแบบเปิด/ปิด อัตราการเหนี่ยวนาทางไฟฟ้าเพื่อส่งข้อมูลรูปรหัสตัวเลขฐานสองนี้เรียกว่า บิท เรท (Bit Rate) การส่งสัญญาณระบบ Digital นั้น มีคุณสมบัติที่ดี คือ ความคมชัดของเสียงปราศจากการรบกวน และสามารถส่งได้หลายรายการในแถบความถี่เดียวกัน ในการส่งวิทยุกระจายเสียงระบบ Digital สถานีวิทยุต้องปรับเปลี่ยนอุปกรณ์ต่างๆ จาก ระบบ Analog เป็นระบบ Digital ส่วนด้านเครื่องรับก็ต้องมีการปรับเปลี่ยนเป็นระบบ Digital ด้วยเช่นเดียวกัน
ระบบวิทยุกระจายเสียง Digital ที่นามาแสดงครั้งแรก เรียกว่า ระบบ ยูเรก้า (Eureka 147) โดยประเทศทางกลุ่มยุโรป หลายประเทศเป็นผู้บุกเบิกทดลองส่งกระจายเสียงและแพร่ภาพที่เป็นระบบ Digital มาตั้งแต่ปี ค.ศ. 1981 องค์กรที่นาระบบการส่งวิทยุกระจายเสียงแบบ Digital มาใช้เป็นแห่งแรกของโลก คือ BBC โดยเริ่มส่งออกอากาศตั้งแต่ ค.ศ. 1997 เป็นต้นมา วิทยุกระจายเสียงระบบ Digital แบ่งออกเป็น 2 กลุ่มคือ กลุ่มยุโรป และกลุ่มอเมริกา
ระบบวิทยุกระจายเสียงระบบ Digital กลุ่มยุโรปแบ่งเป็น 3 ระบบ คือ
1. ระบบ DAB (Digital Audio Broadcasting) ระบบนี้มีคุณภาพเสียงดีเทียบเท่ากับการฟัง
จากเครื่องซีดี แต่ขนาดของสัญญาณใหญ่จึงมีปัญหาในการจัดสรรคลื่นความถี่
2. ระบบ DRM (Digital Radio Mondale) เป็นระบบ Digital สาหรับส่งวิทยุระบบ AM
คลื่นสั้น
3. ระบบ Sat Radio (Satellite Radio) ให้บริการส่งวิทยุ Digital ผ่านดาวเทียมโดยใช้
เทคโนโลยีของ DAB ครอบคลุมพื้นที่ทั่วโลก
วิทยุกระจายเสียง ระบบ Digital กลุ่มอเมริกาแบ่งเป็น 3 ระบบ คือ
1. ระบบ IBOC (In Band on Channel) หรือเรียกว่าการส่งสัญญาณวิทยุกระจายเสียงระบบ ดิจิตอลบนย่านความถี่กลาง IBOC เป็นเทคโนโลยีของบริษัท iBiquity Digital Corporation ประเทศสหรัฐอเมริกา ถูกออกแบบขึ้นเพื่อใช้ส่งกระจายเสียงในย่านความถี่กลาง เพื่อออกอากาศแทนการส่งกระจายเสียงในระบบ AM ซึ่งใช้งานมานาน สาเหตุสาคัญที่ต้องมีการคิดค้นเทคโนโลยีใหม่ๆ เพื่อนามาแทนที่การส่งวิทยุกระจายเสียง ในระบบ AM ซึ่งคุณภาพของสัญญาณไม่ดีซึ่งใช้การ Modulation แบบ Amplitude Modulation รวมถึงความยาวคลื่นมาก เมื่อคลื่นเดินทางไปกระทบ เช่น สะพาน,สายส่งไฟฟ้า อาคารสิ่งกีดขวางต่างๆ ทาให้ Phase และ Amplitude ของคลื่นถูกลดทอนลงอย่างรวดเร็ว ทาให้สัญญาณที่รับได้มีเสียงซ่ารบกวนรวมถึงเกิดการจางหาย นอกจากนี้การไม่กาหนดให้มีช่องห่างระหว่างช่องความถี่ที่อยู่ติดกันหรือ Guard Band ได้ทาให้การส่งวิทยุ ระบบ เอ.เอ็ม.เกิดปรากฏการณ์ Sideband Overlap คือ เกิดการเหลื่อมซ้อนกันของสัญญาณในช่องความถี่ที่อยู่ติดกันทาให้สัญญาณเกิดการรบกวนกันเอง และมีคุณภาพที่แย่ลงเช่นกันโดยการรบกวนแบบนี้สามารถเกิดขึ้นได้ทั้งในเวลากลางวันจากผลของคลื่นดิน (Ground Wave) และกลางคืนจากผลของคลื่นดินและคลื่นฟ้า (Sky Wave)
เพื่อแก้ไขปัญหาดังกล่าวจึงได้มีการพัฒนาการส่งสัญญาณวิทยุกระจายเสียงเป็นระบบ Digital อย่าง IBOC ทดแทนการส่งวิทยุกระจายเสียง AM Analog เพื่อตอบสนองในเรื่องคุณภาพของสัญญาณ ความทนทาน หรือความสม่าเสมอของสัญญาณที่รับได้ สามารถออกอากาศแบบคู่ขนานระหว่าง AM Analog ไปสู่ระบบ Digital ได้พร้อมๆ กัน
รูปแบบการออกอากาศของ IBOC
คุณสมบัติเด่นของ IBOC คือ สามารถออกอากาศคู่ขนานไปกับสัญญาณระบบ Analog
ทีมผู้ออกแบบเทคโนโลยี IBOC ได้มองเห็นข้อเท็จจริงเหล่านี้ จึงได้ออกแบบให้ IBOC มีรูปแบบการออกอากาศ (หรือที่เรียกว่า “Service Mode”) ที่แตกต่างกัน 4 รูปแบบให้เลือกใช้ ดังนี้
• Hybrid service mode : MA1
• Hybrid service mode : MA2
• All digital service mode : MA3
• All digital service mode : MA4
Service Mode MA1 และ MA2 ใช้ในกรณีที่ต้องออกอากาศรายการในระบบ Digital ควบคู่ไปกับรายการในระบบ Analog โดยใช้ช่องความถี่เดียวกันซึ่งจะเป็นการส่งสัญญาณในช่วงแรกๆ ของการเปลี่ยนเทคโนโลยีวิทยุกระจายเสียงจาก ระบบ AM Analog ไปสู่ระบบ Digital ข้อแตกต่างระหว่าง MA1และ MA2 ก็คือ เรื่องของคุณภาพรายการโดยรายการที่ออกอากาศใน Service Mode MA1 สัญญาณจะมีคุณภาพต่ากว่า MA2 แต่จะมีความทนทานของสัญญาณที่ดีกว่าส่งผลให้มีเขตบริการที่ไกลกว่า
สาหรับ Service Mode MA3 และ MA4 จะเป็นการส่งสัญญาณในระบบ Digital เพียงอย่างเดียว จึงใช้ในกรณีที่การเปลี่ยนถ่ายเทคโนโลยีวิทยุกระจายเสียงเสร็จโดยสมบูรณ์ ผู้ฟังส่วนใหญ่ได้เปลี่ยนเครื่องรับ เป็นระบบ Digital เรียบร้อยแล้ว ข้อแตกต่างระหว่าง MA3และ MA4 จะคล้ายคลึงกับในกรณีของ MA1 กับ MA2 นั่นคือ MA3 จะดีกว่า MA4 ในเรื่องของความทนทานของสัญญาณและเขตบริการ แต่ก็จะด้อยกว่าในเรื่องของคุณภาพ
การทางานในภาพรวม
การทางานของ IBOC เริ่มตั้งแต่การนาสัญญาณเสียงต้นฉบับมาเข้ารหัส, บีบอัด ประมวลผลจนกระทั่งได้เป็นสัญญาณย่านความถี่ RF พร้อมสาหรับส่งออกอากาศนั้นสามารถแสดงได้ดังรูป
บล็อกไดอะแกรมแสดงการทางานของระบบการส่งวิทยุกระจายเสียงแบบดิจิตอล IBOC
สัญญาณ Audio ที่เป็น MPS จะถูกป้อนเข้าภาค Audio source coding and compression ทาหน้าที่แปลงสัญญาณ Audio จาก Analog ไปเป็น Digital และบีบอัดสัญญาณให้มีขนาดเล็กลงสัญญาณที่เป็น SPS จะถูกดาเนินการในลักษณะเดียวกันด้วย Audio Subsystem อีกชุดหนึ่งแยกจากกันต่างหากในกรณีที่ผู้ส่งกระจายเสียงเลือกการออกอากาศแบบ Multicasting
MPS กับ SPS จะประกอบไปด้วยข้อมูล 2 ส่วน คือ Audio และ Data ดังนั้นการประมวลผลในชั้นแรกนี้ จึงถูกจับแยกออกจากกันโดย Audio ที่ผ่านการแปลงเป็น Digital พร้อมทั้งบีบอัดและส่งเข้าภาค Audio Transport ทาหน้าที่จัดเรียงข้อมูลที่เข้ามาให้อยู่ในรูป Packet หลายๆ Packet โดยมีความยาว,โครงสร้างของ Packet เป็นรูปแบบเฉพาะตามมาตรฐานของ IBOC ในขณะที่ส่วน Data จะไม่ผ่านกระบวนการบีบอัดเหมือนเช่น Audio แต่จะถูกป้อนเข้าไปประมวลผลยัง Transport โดยตรง
จากนั้นจึงนา Output จาก Transport ของ Data (คือ PSD Transport จากรูป) มารวมกับ Audio ที่ภาค Audio Transport เพื่อจัดเรียงเป็น Packet รวมที่มีทั้ง Audio และ Data บรรจุอยู่ภายในการทางาน ของ Transport ดังที่ได้กล่าวมานี้เกิดขึ้นไม่เฉพาะแต่ MPS และ SPS เท่านั้นแต่ยังถูกนาไปใช้กับข้อมูลที่เป็น SIS (SIS data) และ AAS อีกด้วยดังแสดงในรูป
ขั้นต่อมา Packet ทั้งหมด (MPS packet, SPS packet, SIS packet และ AAS packet) ซึ่งข้อมูลภายในเป็นดิจิตอลแล้วจะถูกจับมารวมกันโดยภาค Service Multiplex เป็นสตรีมข้อมูลยาวๆแถวเดียวเพื่อป้อนเข้าRF/Transmission Subsystem
หน้าที่ของ RF/Transmission Subsystem จะประกอบไปด้วย 3 ส่วนใหญ่ๆ กล่าวคือ ส่วนแรกจะว่าด้วยเรื่องการประมวลผลสัญญาณ Digital ที่ได้รับมาซึ่งมีทั้งการปั่น/กวนสัญญาณ (scrambling),การเข้ารหัส (channel encoding) และการสลับข้อมูล (interleaving) โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อทาให้สัญญาณมีความแข็งแรงทนทานต่อสิ่งรบกวนในสภาพแวดล้อมเมื่อส่งออกอากาศสัญญาณดิจิตอลนั้นๆออกไป
ส่วนที่ 2 ของ RF/Transmission Subsystem จะเป็นกระบวนการทา OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) ซึ่งถือเป็นรูปแบบการทา Frequency Division Multiplexing
ส่วนสุดท้ายของ Subsystem จะมีหน้าที่ในการเตรียมสัญญาณให้พร้อมสาหรับการส่งออกอากาศซึ่งประกอบไปด้วยกระบวนการย่อยๆ อีก 2 ส่วนด้วยกัน กล่าวคือ กระบวนการ Modulation และรวมเอาสัญญาณ Analog ซึ่งถูกหน่วงเวลา (delay) ไปขณะหนึ่งเข้ากับสัญญาณ IBOC ในกรณีที่เลือกใช้ service modeเป็น Hybrid เพื่อให้เวลาออกอากาศไปแล้วผู้ฟังสามารถเลือกรับรายการเป็นแบบ AM Analog หรือแบบ Digital IBOC ก็ได้
ในขณะที่กระบวนการที่ 2 จะเป็นการทา Frequency-up conversion เพื่อแปลงความถี่ของสัญญาณให้สูงขึ้นเป็นย่าน RF พร้อมสาหรับการขยายกาลังให้แรงและส่งออกอากาศผ่านทางระบบสายอากาศต่อไป
2. ระบบ HD Radio (High Definition Radio) พัฒนาจากระบบ IBOC ใช้กับเครื่องส่งวิทยุ AM
และ FM ในระยะแรกมีการส่งในประเทศสหรัฐอเมริกาเท่านั้น ต่อมาขายลิขสิทธิ์ในการส่งแก่ต่างประเทศ จุดเด่นของระบบ คือ ใช้กับเครื่องส่งวิทยุ AM และ FM ที่มีใช้อยู่เดิมได้ และส่งรายการในระบบAnalog เดิมได้ด้วย นอกจากนี้ยังส่งสัญญาณเสียงในระบบ Digital Radio ที่มีคุณภาพสูงรวมทั้งสัญญาณข้อมูล Digital ได้มีเครื่องรับจาหน่ายในราคาไม่แพง ข้อเสียของระบบคือ จะต้องจ่ายค่าลิขสิทธิ์ในงานระบบให้กับบริษัทไอบิควิตี้ (iBiquity) ซึ่งเป็นผู้พัฒนาระบบ
3. ระบบ Sat Radio ให้บริการส่งวิทยุผ่านดาวเทียมครอบคลุมทั่วโลก เช่นเดียวกับในกลุ่มยุโรปการส่งวิทยุกระจายเสียงระบบ Digital นอกจากจะเป็นการประหยัดความถี่ในการส่ง เพราะสามารถส่งรายการได้หลายรายการในช่องเดียวกัน มีคุณภาพเสียงชัดเจนแล้ว ยังสามารถเชื่อมต่อกับเครือข่ายอินเทอร์เน็ต และโทรศัพท์เคลื่อนที่ ในด้านการรับนั้นผู้ฟังสามารถรับรายการต่างๆ ได้โดยไม่ต้องยุ่งยากในการค้นหา เพราะวิทยุกระจายเสียง Digital ไม่จาเป็นต้องค้นหารายการทางความถี่ แค่จะเลือกจากชื่อรายการต่างๆ แทน และถ้ายังเปิดฟังรายการจากสถานีเดียวกันอยู่ ผู้ฟังสามารถเปลี่ยนชื่อจากรายการหนึ่งไปยังอีกรายการหนึ่งได้ทันที
ปัจจุบันวิทยุกระจายสียงระบบ Digital เป็นที่แพร่หลายทั้งใน ยุโรป อเมริกา ญี่ปุ่น เกาหลี และนับตั้งแต่ปี ค.ศ. 2015 (พ.ศ. 2558) เป็นต้นไป สหภาพโทรคมนาคมระหว่างประเทศ (ITU) ได้ประกาศให้ประเทศสมาชิกทุกประเทศ ส่งวิทยุกระจายเสียงและวิทยุโทรทัศน์ระบบ Digital ดังนั้นทุกประเทศจึงต้องเตรียมรองรับคาประกาศดังกล่าว รวมทั้งประเทศไทยซึ่งเป็นสมาชิกของ ITU ด้วย
คลื่นความถี่วิทยุเป็นทรัพยากรธรรมชาติที่มีอยู่อย่างจากัด และรวมทั้งยังมีความเกี่ยวโยงกับการจัดระบบของเทคโนโลยีและแถบคลื่นวิทยุระหว่างประเทศด้วย ดังนั้นจึงต้องมีการทาความตกลงจัดสรรคลื่นความถี่วิทยุกระจายเสียงที่ชัดเจนขึ้นเป็นการบริหารความถี่วิทยุเพื่อให้การกระจายเสียงครอบคลุมพื้นที่มากที่สุด ป้องกันการเกิดปัญหาเขตการให้บริการเหลื่อมซ้อนกัน ซึ่งมีผลทาให้การรับคลื่นความถี่วิทยุกระจายเสียงขาดความชัดหรือรับไม่ได้
การเปลี่ยนแปลงและพัฒนาการทางเทคโนโลยีทาให้ลักษณะของสื่อเปลี่ยนไป ปัจจุบันการส่งสัญญาณวิทยุกระจายเสียงสามารถส่งสัญญาณได้หลายช่องทาง สามารถสรุปได้พอสังเขป ดังนี้
1. วิทยุกระจายเสียงระบบข้อมูลหรือเรียกว่า Radio Broadcast Data System (RBDS) อาศัยเทคโนโลยี Digital ทาให้สถานีวิทยุสามารถส่งข้อมูลถึงผู้ฟังผ่านอุปกรณ์เครื่องรับที่เรียกว่า Smart Radio Receivers ได้ ข้อมูลที่ส่งสามารถระบุชื่อเพลงและชื่อศิลปินได้ RBDS ให้ความสะดวกกับผู้ฟังในการเลือกสถานีโดยมีหน้าปัทม์แสดงข้อมูลและการกวาดคลื่นที่ให้ผู้ฟังเลือกสถานีที่รับฟังได้จากรูปแบบของสถานี และยังสามารถบ่งชี้สถานี ที่เผยแพร่ข้อมูลการจราจรและในกรณีที่ผู้ฟังต้องการทราบข้อมูลนี้ เครื่องรับ RBDS ประจารถก็จะสามารถคัดเลือกสถานีนั้นมาให้ฟังได้อย่างรวดเร็ว นอกจากนี้เครื่องรับ RBDS ยังสามารถติดตั้งในบ้านได้ด้วย
2. การกระจายเสียงระบบ Digital การนาเทคนิค Digital มาใช้แทน Analog ในการกระจายเสียงเป็นการกระจายเสียง ระบบ Digital เรียกว่า DAB ( Digital Audio Broadcasting ) ทาให้คุณภาพเสียงดีกว่าเดิม มีประสิทธิภาพสูงและประหยัด ใช้กาลังส่งน้อยกว่าแต่ครอบคลุมพื้นที่มากกว่า ไม่มีปัญหาการรับคลื่นของสถานี ที่ติดกันสามารถให้บริการเสริมที่เป็นข้อมูลข่าวสารต่างๆ ได้ เช่น ข้อมูลการพยากรณ์อากาศข้อมูลการจราจรเป็นต้น
3. การส่งกระจายเสียงผ่านดาวเทียม เรานาดาวเทียมมาใช้กับวิทยุกระจายเสียงในการผลิตและกระจายเสียงถึงผู้ฟัง เรียกว่า Direct Broadcast System หรือ DBS โดยการส่งกระจายเสียงนี้ส่งสัญญาณจากแหล่งผลิตหรือสถานีผ่านดาวเทียมกลับมายังภาครับและส่งต่อไปยังเครื่องรับวิทยุกระจายเสียง การกระจายเสียงผ่านดาวเทียมนี้มีข้อดี คือ สามารถเชื่อมโยงสัญญาณผ่านสิ่งกีดขวางได้ สัญญาณครอบคลุมพื้นที่ได้มาก สามารถส่งสัญญาณได้หลายสถานีพร้อมกัน และให้คุณภาพสัญญาณที่ดี
4. การใช้เส้นใยแก้วนาแสง (Fiber optic) กับวิทยุกระจายเสียง โดยสัญญาณจะถูกส่งตรงไปยังบ้านหรือสถานที่ที่มีการเชื่อมโยงสายเคเบิ้ลของเส้นใยแก้วนาแสง ให้สามารถฟังข่าวสารจากรายการต่างๆ ของทางสถานีได้
5. คอมพิวเตอร์ โดยทาการเชื่อมโยงวิทยุกระจายเสียงเข้ากับเครือข่ายคอมพิวเตอร์อินเทอร์เน็ต (Internet) โดยที่สถานีวิทยุกระจายเสียงจัดทาเว็บไซต์และโฮมเพจ (Web site และ Home page ) เพื่อให้ผู้ฟัง ที่มีเครื่องคอมพิวเตอร์เข้าสู่โปรแกรมและ Address ที่ทางสถานีกาหนดไว้ซึ่งผู้ฟังก็จะสามารถรับฟังการกระจายเสียงผ่านสื่อคอมพิวเตอร์ได้
วิทยุกระจายเสียงเป็นศาสตร์ที่อาศัยศิลปะของการจินตนาการ กระจายเสียงได้รวดเร็ว เวลาใดก็ได้ ไม่ต้องใช้เวลา บุคลากรและเทคนิคการเตรียมการมากนัก เมื่อผู้ฟังฟังแล้วก็จะสามารถสานต่อเสียงนั้นๆ รับรู้และตีความเป็นภาพและความหมายได้
เครื่องรับวิทยุสื่อสาร
เครื่องรับวิทยุสื่อสาร แบบ Superheterodyne
วิทยุกระจายเสียงแบบ AM จะ มีช่วงความถี่อยู่ที่ประมาณ 535 KHz - 1,605 KHz แต่ละ สถานีจะมี Bandwidth ประมาณ 10 KHz ความถี่ IF เท่ากับ 455 KHz
AM radio is broadcast on several frequency bands
วิทยุกระจายเสียงแบบ AM จะ มีช่วงความถี่อยู่ที่ประมาณ 535 KHz - 1,605 KHz แต่ละ สถานีจะมี Bandwidth ประมาณ 10 KHz ความถี่ IF เท่ากับ 455 KHz
วิทยุกระจายเสียงระบบ AM ส่งออกอากาศ ด้วยหลายช่วงความถี่
- วิทยุคลื่นยาว หรือ Long wave ,LW ออกอากาศที่ความถี่ 153 kHz–279 kHz สถานีจะมี Bandwidth ประมาณ 9 KHz
- วิทยุคลื่น ปานกลาง หรือ Medium wave , MW ออกอากาศที่ความถี่ 535 kHz–1,605 kHz. แต่ละ สถานีจะมี Bandwidth ประมาณ 10 KHz
- วิทยุคลื่นสั้น หรือ Short wave , SW ออกอากาศที่ความถี่ 2.3 MHz – 26.1 MHz โดยจะแบ่งออกเป็น 15 ช่วงความถี่ย่อย แต่ละ สถานีจะมี Bandwidth ประมาณ 5 KHz ช่วงความถี่นี้จะเดินทางได้ไกล ที่สุด
ตัวอย่างเครื่องรับ วิทยุคลื่นสั้น
RF Amplifier ทำหน้าที่ขยายสัญญาณวิทยุที่รับเข้ามาจากสายอากาศ ในส่วนนี้จะมีวงจร Tune เลือกรับมาเฉพาะ ความถี่ช่วง 535 KHz - 1,605 KHz
สายอากาศของเครื่องรับวิทยุแบบ AM
วงจร Mixer
ทำหน้าที่ผสมคลื่น จากภาค RF amp. และ Local Oscillator สัญญาณที่ออกมาทั้งหมด มี 4 ส่วนคือ
ทำหน้าที่ผสมคลื่น จากภาค RF amp. และ Local Oscillator สัญญาณที่ออกมาทั้งหมด มี 4 ส่วนคือ
1. ความถี่ RF ที่รับเข้ามา
2. ความถี่ OSC ที่ส่งมาจาก Local Oscillator
3. ความถี่ผลต่างระหว่าง OSC กับ RF (OSC - RF) = IF = 455 KHz
4. ความถี่ผลบวกระหว่าง OSC กับ RF (OSC + RF)
ความถี่ที่ส่งไปยัง ภาค IF มีความถี่เดียวคือ ความถี่ ผลต่าง 455 KHz ชึ่งไม่ว่า RF จะรับความถี่ใดเข้ามา IF ก็ยังคงเท่าเดิม
วงจร Local Oscillator หรือวงจร OSC. ทำหน้าที่ผลิดความถี่ขึ้นมา มีความแรงคงที่ ส่วนความถี่จะเปลี่ยนแปลงได้ ตาม RF ที่รับเข้ามา ซึ่งภาค OSC จะผลิดความถี่ขึ้นมาสูงกว่า RF เท่ากับ IF คือ 455 KHz เสมอ เช่น รับสัญญาณ AM จากสถานี ความถี่ 600 KHz ความถี่ของวงจร OSC
FOSC = fRF + fIF
= 600 KHz + 455 KHz
= 1,055 KHz
ในวิทยุ AM บางรุ่น อาจจะรวม ภาค Mixer กับ OSC เข้าด้วยกัน เรียกว่า Converter ถ้ารวม 3 วงจรเข้าด้วยกัน คือ RF Amp + Mixer + OSC. เราจะเรียกว่า ภาค Front End
Superheterodyne AM radio front end with improved front end filtering จากรูป ตัวอย่าง เป็นวงจรวิทยุ AM แบบ Superheterodyne ที่เพิ่มวงจรกรองสัญญาณเข้าไป วงจรกรอง เป็น L และ C ก่อนที่จะเข้าวงจร Mixer สมมุติว่าเราต้องการรับสัญญาณที่ความถี่ 1,490 KHz วงจร OSC จะผลิตความถี่ขึ้นมา 1,945 KHz และความถี่ IF ก็เป็น 455 KHz จากรูป การเปลี่ยนความถี่ ของ RF และ OSC เราจะทำพร้อมกันโดย เปลียนค่าของ C
2. ความถี่ OSC ที่ส่งมาจาก Local Oscillator
3. ความถี่ผลต่างระหว่าง OSC กับ RF (OSC - RF) = IF = 455 KHz
4. ความถี่ผลบวกระหว่าง OSC กับ RF (OSC + RF)
= 600 KHz + 455 KHz
= 1,055 KHz
dual ganged-variable capacitor
วงจร IF Amp คำว่า IF ก็คือ Intermediate Frequency คือความถี่ปานกลาง เกิดจากผลต่างของ วงจร OSC กับ RF ที่รับเข้ามา จะได้ความถี่ IF 455 KHz วงจรนี้จะขยายสัญญาณ 455 KHz เพื่อให้แรงขึ้นก่อนส่งไปยัง วงจร Detector ต่อไป
วงจร AM detector
ทำหน้าที่ตัดสัญญาณ IF ออกครึ่งหนึ่งและกรองเอาความถี่ IF ออก เหลือเฉพาะความถี่เสียง (AF) ส่งต่อไปยัง ภาคขยายเสียง มีสัญญาณบางส่วนจะถูก กรองเป็นไฟ DC ส่งย้อนกลับไปยังภาคขยาย IF เป็นแรงไฟ AGC (Automatic Gain Control) ทำให้ความแรงของสัญญาณที่รับได้มีขนาดใกล้เคียงกัน
เครื่องรับวิทยุ FM
เครื่องรับวิทยุแบบ FM ในปัจจุบันนี้เป็นแบบ ซุปเปอร์เฮท หรือเรียกชื่อให้เต็มในภาษาอังกฤษว่า ซุปเปอร์เฮทเทอโรดาย (Super heterodyne) โดยรับคลื่นที่มีขนาด 88 – 108 MHz หลักการโดยทั่วๆ ไปก็เหมือนกับเครื่องรับวิทยุ AM อย่างไรก็ตาม เครื่องรับแบบ FM นั้น มีข้อแตกต่างและสาระสำคัญปลีกย่อยแตกต่างกว่าเครื่องรับ AM อยู่มากการทำงานของแต่ละภาคจะอธิบายได้ดังนี้
1.สายอากาศ (Antenna) จะทำหน้าที่รับสัญญาณคลื่นวิทยุที่ส่งจากสถานีต่างๆเข้ามาทั้งหมดโดยไม่จำกัดว่าเป็นสถานีใดถ้าสถานีนั้นๆ ส่งสัญญาณมาถึงสายอากาศจะส่งสัญญาณต่างๆไปยังภาคRFโดยส่วนใหญ่สายอากาศของเครื่องรับวิทยุFMจะเป็นแบบไดโพล(Di-Pole) ซึ่งเป็นสายอากาศแบบสองขั้ว จะช่วยทำให้การรับสัญญาณดียิ่งขึ้น
2.ภาคขยาย RF (Radio Frequency Amplifier) จะทำงานเหมือนกับเครื่องรับวิทยุ AM คือจะทำหน้าที่รับสัญญาณวิทยุในย่าน FM 88 MHz – 108 MHz เข้ามาและเลือกรับสัญญาณ FM เพียงสถานีเดียวโดยวงจรจูนด์ RF และขยายสัญญาณ RF นั้นให้แรงขึ้นเพื่อให้มีกำลังสูงเหมาะที่จะส่งไปบีท (Beat) หรือผสมในภาคมิกเซอร์ (Mixer) โดยข้อแตกต่างสำคัญของภาคขยายRFของเครื่งรับ AM และ FM คือ วิทยุ FM ใช้ความถี่สูงกว่า AM ดังนั้นการเลือกอุปกรณ์มาใช้ในวงจรขยายจะต้องหาอุปกรณ์ที่ให้การตอบสนองความถี่ในย่าน FM ได้ และต้องขยายช่องความถี่ที่กว้างของ FM ได้
3.ภาคมิคเซอร์(Mixer)จะทำงานโดยจะรับสัญญาณเข้ามาสองสัญญาณ ได้แก่สัญญาณ RF จากภาคขยาย RF และสัญญาณ OSC. จากภาคโลคอลออสซิลเลเตอร์ เพื่อผสมสัญญาณ (MIX.) ให้ได้สัญญาณออกเอาท์พุตตามต้องการสัญญาณที่ออกจากภาคมิกเซอร์มีทั้งหมด 4 ความถี่ คือ
a)ความถี่ RF ที่รับเข้ามาจากวงจรจูน RF (RF)
b)ความถี่ OSC. ที่ส่งมาจากภาคโลคอล ออสซิลเลเตอร์ (OSC.)
c)ความถี่ผลต่างระหว่าง OSC. กับ RF. จะได้เป็นคลื่นขนาดกลางหรือที่เรียกว่า IF (Intermediate Frequency) ได้ความถี่ 10.7 MHz
d)ความถี่ผลบวกระหว่าง OSC. กับ RF
ความถี่ที่วงจรจูนด์ IF ให้ผ่านมีความถี่เดียว คือความถี่ IF เท่ากับ 10.7 MHz ไม่ว่าภาคขยาย RF จะรับความถี่เข้ามาเท่าไรก็ตามและภาคOSC. จะผลิตความถี่ขึ้นมาเท่าไรก็ตาม เมื่อเข้าผสมกันที่ภาคมิกเซอร์แล้วจะได้ความถี่ IF เท่ากับ 10.7 MHz ออกเอาท์พุตเสมอ
4.ภาคโลคอลออสซิเลเตอร์(LocalOscillator)
ทำงานเหมือนกับเครื่องรับวิทยุAMคือผลิตความถี่ที่มีความแรงคงที่ขึ้นมาความถี่ที่ผลิตขึ้นจะสูงกว่าความถี่ที่วงจรจูนด์RFรับเข้ามาเท่ากับความถี่ IF คือ 10.7 MHz. เช่น วงจรจูนด์ RF รับความถี่เข้ามา 100 MHz. ความถี่ OSC. จะผลิตขึ้นมา 100 MHz. + 10.7 MHz. = 110.7 MHz.
ความแตกต่างของภาคนี้ระหว่างวิทยุ AM และ FM อยู่ที่วงจรเรโซแนนท์ที่กำเนิดความถี่ขึ้นมาต่างกัน ทำให้ L, C ที่ใช้ใน FM จะใช้ค่าน้อยกว่าของ AM และการกำเนิดความถี่ OSC. ของวิทยุ FMจะต้องมีวงจร AFC (Automatic Frequency Control) มาคอยควบคุมเพื่อควบคุมให้ความถี่ OSC. กำเนิดขึ้นมา เมื่อผสมกับความถี่ RF แล้วได้ความถี่ IF 10.7 MHz. ที่เพิ่มขึ้นหรือลดลงตามสัญญาณเสียงที่ผสมมา ในระบบการผสมคลื่นแบบ FM ความถี่ IF จะเพิ่มขึ้นเมื่อมีสัญญาณเสียงช่วงบวกผสม และจะลดลงเมื่อสัญญาณเสียงช่วงลบผสม ดังนั้นวงจร OSC. จะต้องมีความถี่เพิ่มขึ้นเล็กน้อยเมื่อความถี่ RF ที่รับเข้ามามีสัญญาณเสียงช่วงบวกผสม และจะลดลงเล็กน้อยเมื่อความถี่ RF ที่รับเข้ามามีสัญญาณเสียงช่วงลบผสม เมื่อผสมสัญญาณที่ภาคมิกเซอร์จึงได้ IF ที่ถูกต้อง AFC ดังกล่าวจะถูกส่งมาจากภาคดีเทคเตอร์ และจะทำงานโดยอัตโนมัติ
5.ขยายIF(IntermediateFrequencyAmplifier)
จะทำหน้าที่เหมือนเครื่องรับวิทยุ AM และยังสามารถขยายความถี่ IF ทั้งของ AM และ FM ได้ ในเครื่องรับวิทยุบางรุ่นที่มีทั้ง AM และ FMในเครื่องเดียวกัน อาจใช้ภาคขยาย IF ร่วมกันทั้งวิทยุ AM และวิทยุ FM คือขยายความถี่ IF ให้มีระดับความแรงมากขึ้นแบบไม่ผิดเพี้ยน โดยภาคขยาย IF ของคลื่น FM นั้นขยายความถี่ได้ตลอดย่าน 10.7 MHz. นับว่ามีความถี่สูงกว่าเครื่องรับ AM ซึ่งโดยปกติเครื่องรับแบบ AM มีความถี่เพียง 455 kHz. เท่านั้น ส่วนที่แตกต่างกันระหว่าง IF ของ AM และ FM คือ ในส่วนวงจรจูนด์ IF เพราะใช้ความถี่ไม่เท่ากัน ค่าความถี่เรโซแนนท์ต่างกัน การกำหนดค่า L, C มาใช้งานต่างกัน
6.ภาคดีเทคเตอร์(Detector)
ดีเทคเตอร์ของเครื่องรับ FM นั้นมีความแตกต่างกับเครื่องรับ AM ทั้งนี้เพราะวิธีผสมคลื่นของสถานีส่งทั้งสองแบบนี้ไม่เหมือนกันโดยภาคดีเทคเตอร์ทำหน้าที่แยกสัญญาณเสียงออกจากความถี่ IF แต่จะแตกต่างกันในระบบการแยกเสียง เพราะในระบบ AM สัญญาณเสียงถูกผสมมาทางความสูงของคลื่นพาหะสามารถแยกได้โดยใช้ไดโอดหรือทรานซิสเตอร์ร่วมกับR, C ฟิลเตอร์ก็สามารถตัดความถี่ IF ออกเหลือเฉพาะสัญญาณเสียงได้ ส่วนในระบบวิทยุ FM สัญญาณเสียงจะผสมกับพาหะ โดยสัญญาณเสียงทำให้คลื่นพาหะเปลี่ยนความถี่สูงขึ้นหรือต่ำลง ส่วนความแรงคงที่ ไม่สามารถใช้วิธีการดีเทคเตอร์แบบ AM ได้ ต้องใช้วิธีพิเศษ เช่น ดิสคริมิเนเตอร์(Discriminator),เรโชดีเทคเตอร์ (Ratio Detector), เฟส ล็อค ลูป ดีเทคเตอร์ (Phase Lock Loop Detector) เป็นต้น จะแตกต่างจากของ AM โดยสิ้นเชิงในส่วนดีเทคเตอร์นี้จะมีสัญญาณถูกส่งออกสองทาง คือ ทางหนึ่งส่งต่อไปภาคขยายเสียง อีกทางหนึ่งจะถูกผ่านชุดฟิลเตอร์อีกครั้งหนึ่ง เพื่อแปลงสัญญาณเสียงเป็นแรงไฟ DC เพื่อส่งย้อนกลับมาควบคุมวงจรกำเนิดความถี่ OSC. เป็นแรงไฟ AFC.
7.ภาคขยายเสียง(AudioFrequency Amplifier)
ใช้งานร่วมกับของเครื่องรับวิทยุ AM ได้ เพราะทำหน้าที่ขยายเสียงที่ส่งมาจากภาคดีเทคเตอร์ ให้มีระดับความแรงมากขึ้นแบบไม่ผิดเพี้ยนพอที่จะไปขับลำโพงให้เปล่งเสียงออกมา โดยในเครื่องรับวิทยุบางแบบอาจมีภาคขยายเสียงในตัว แต่บางแบบอาจจะไม่มีเครื่องขยายเสียงในตัว แต่จะมีอยู่ต่างหาก เครื่องรับวิทยุที่มีเครื่องขยายเสียงภายนอกเรียกว่า จูนเนอร์ (Tunner)
8.ภาคจ่ายกำลังไฟ (Power Supply) ทำหน้าที่จ่ายแรงดันไฟ DC เลี้ยงวงจรของเครื่องรับวิทยุ FM ซึ่งจะต้องใช้วงจรเรกกูเลเตอร์ (Regulator) ควบคุมแรงดันไฟ DC ให้คงที่เพื่อเลี้ยงวงจร ทำให้คุณภาพของเครื่องรับวิทยุ FM ดีขึ้น
ภาคฟร้อนท์เอนด์ (Front End)
ในเครื่องรับ FM นั้น ทางด้านฟร้อนท์เอนด์เกี่ยวเนื่องกับคลื่นที่มีความถี่สูงมากที่เรียกว่าVHFหรือที่เกี่ยวกับ UHF ได้แก่ภาคขยาย RF, มิกเซอร์ และโลคอลออสซิลเลเตอร์
จากรูป เป็นบล็อคไดอะแกรมของภาคฟร้อนท์เอนด์เครื่องรับวิทยุ FM ประกอบด้วยภาคขยาย RF, วงจรจูนด์ RF 2ชุด, ภาคมิกเซอร์ และภาคโลคอลออสซิลเลเตอร์
การทำงานของวงจร สายอากาศจะรับสัญญาณเข้ามาทุกความถี่ในย่านFM(88MHz. – 108MHz.) เข้ามายังวงจรจูนด์ RF 1 เพื่อเลือกรับความถี่ผ่านเพียงความถี่เดียว ขึ้นอยู่กับค่าการตอบสนองความถี่ของวงจรเรโซแนนท์ส่งผ่านความถี่ดังกล่าวไปเข้าขยายสัญญาณที่ภาคขยายRFให้มีระดับความแรงของสัญญาณ RF มากขึ้นแบบไม่ผิดเพี้ยน ส่งต่อไปเข้าชุดจูนด์ RF 2 ซึ่งถูกกำหนดความถี่ให้เรโซแนนท์ที่ความถี่เดียวกันกับวงจรจูนด์ RF 1 กรองผ่านความถี่ RF ไปเข้าภาคมิกเซอร์
ภาคโลคอลออสซิลเลเตอร์จะประกอบด้วยส่วนประกอบของวงจร 3 วงจร คือ ภาคกำเนิดความถี่หรือจูนด์ OSC. จะกำเนิดความถี่ขึ้นมาสูงกว่าความถี่ที่รับเข้ามาจากภาคจูนด์ RF เท่ากับความถี่ IF (10.7 MHz.) เช่น จูนด์ RF รับความถี่ของสถานี FM ที่ความถี่ 90 MHz. ภาคจูนด์ OSC. จะกำเนิดความถี่ขึ้นมา 100.7 MHz. (90 MHz. + 10.7 MHz. = 100.7 MHz.)ส่งผ่านความถี่OSC.ไปเข้าวงจรขยาความถี่ OSC. วงจรขยายความถี่ OSC. จะส่งสัญญาณออกสองทางคือทางหนึ่งไปเข้าวงจรมิกเซอร์อีกทางหนึ่งไปเข้าวงจรป้อนกลับทางบวก(Positive Feedback)
มากระตุ้นวงจรจูนด์OSC. ให้กำเนิดความถี่ขึ้นมามีระดับความแรงคงที่สม่ำเสมอและส่งผ่านภาคขยายออกไปเข้าภาคมิกเซอร์
ภาคมิกเซอร์จะรับสัญญาณเข้ามาสองทาง คือความถี่ RF จากวงจรจูนด์ RF และความถี่ OSC. จากภาค OSC. เข้ามาผสมกันได้สัญญาณออกสี่สัญญาณ คือ
1. ความถี่ RF 90 MHz.
2. ความถี่ OSC. 100.7 MHz.
3. ความถี่ OSC. – RF = 100.7 MHz. – 90 MHz. = 10.7 MHz
4. ความถี่ OSC. + RF = 100.7 MHz. + 90 MHz. = 190.7 MHz.
สัญญาณความถี่ทั้งสี่จะถูกส่งไปเข้าวงจรจูนด์ IF 1 ถูกกำหนดให้ตอบสนองความถี่ที่ความถี่ IF คือ 10.7 MHz. จึงกรองผ่านเฉพาะความถี่ IF ส่งต่อไปภาคขยายความถี่ IF ต่อไป
ภาคขยายความถี่ IF (Intermediate Frequency Amplifier)
จากรูปเป็นบล๊อกไดอะแกรมของวงจรจูน IF และวงจรขยาย IF ของเครื่องรับวิทยุ FM ซึ่งจะประกอบด้วยวงจรจูน IF และวงจรขยาย IF หลายภาค บางวงจรอาจจะมี 2, 3 หรือ 4 ภาคซึ่งขึ้นอยู่กับการออกแบบวงจร การทำงานของบล๊อกไดอะแกรมอธิบายได้ดังนี้
สัญญาณความถี่วิทยุ FM เมื่อผ่านภาคฟร้อนเอนด์ออกมาแล้ว จะมี 4 ความถี่คือ RF, OSC, OSC – RF และ OSC + RF ส่งผ่านเข้าวงจรจูน IF 1 วงจรจูน IF 1 ถูกกำหนดให้ตอบสนองความถี่ที่ความถี่IF 10.7 MHz คือความถี่ OSC – RF ส่งต่อความถี่ IF ไปเข้าวงจรขยาย IF 1 ขยายสัญญาณให้แรงขึ้นแบบไม่ผิดเพี้ยน ส่งต่อไปเข้าวงจรจูน IF 2 กรองความถี่ IF ผ่านเช่นกัน ส่งต่อไปวงจรขยาย IF2 การทำงานจะเป็นเช่นนี้เรื่อยไป ความถี่ IF จะถูกขยายเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ แบบไม่ผิดเพี้ยน จนถึงวงจรจูน IF ชุดสุดท้าย ก่อนส่งเข้าภาคดีเทคเตอร์ จะได้สัญญาณแรงพอที่จะนำไปใช้งาน
ในวงจรขยายIFอาจจะมีวงจรลิมิตเตอร์ (LIMITTER) ที่จะทำหน้าที่กำจัดสัญญาณรบกวนที่ปนมากับส่วนสูงของความถี่ IF ให้หมดไป วงจรลิมิตเตอร์นี้อาจจะไม่มีในทุกวงจรของเครื่องรับFMเพราะบางวงจรอาจใช้วงจรนอยส์แบลงเกอร์(NOISE BLANKER) กำจัดสัญญาณรบกวนหรือวิธีการอื่นๆ ก็ได้
ภาคดีเทคเตอร์ (Detector)
เครื่องรับวิทยุ FM
เครื่องรับวิทยุแบบ FM ในปัจจุบันนี้เป็นแบบ ซุปเปอร์เฮท หรือเรียกชื่อให้เต็มในภาษาอังกฤษว่า ซุปเปอร์เฮทเทอโรดาย (Super heterodyne) โดยรับคลื่นที่มีขนาด 88 – 108 MHz หลักการโดยทั่วๆ ไปก็เหมือนกับเครื่องรับวิทยุ AM อย่างไรก็ตาม เครื่องรับแบบ FM นั้น มีข้อแตกต่างและสาระสำคัญปลีกย่อยแตกต่างกว่าเครื่องรับ AM อยู่มากการทำงานของแต่ละภาคจะอธิบายได้ดังนี้
1.สายอากาศ (Antenna) จะทำหน้าที่รับสัญญาณคลื่นวิทยุที่ส่งจากสถานีต่างๆเข้ามาทั้งหมดโดยไม่จำกัดว่าเป็นสถานีใดถ้าสถานีนั้นๆ ส่งสัญญาณมาถึงสายอากาศจะส่งสัญญาณต่างๆไปยังภาคRFโดยส่วนใหญ่สายอากาศของเครื่องรับวิทยุFMจะเป็นแบบไดโพล(Di-Pole) ซึ่งเป็นสายอากาศแบบสองขั้ว จะช่วยทำให้การรับสัญญาณดียิ่งขึ้น
2.ภาคขยาย RF (Radio Frequency Amplifier) จะทำงานเหมือนกับเครื่องรับวิทยุ AM คือจะทำหน้าที่รับสัญญาณวิทยุในย่าน FM 88 MHz – 108 MHz เข้ามาและเลือกรับสัญญาณ FM เพียงสถานีเดียวโดยวงจรจูนด์ RF และขยายสัญญาณ RF นั้นให้แรงขึ้นเพื่อให้มีกำลังสูงเหมาะที่จะส่งไปบีท (Beat) หรือผสมในภาคมิกเซอร์ (Mixer) โดยข้อแตกต่างสำคัญของภาคขยายRFของเครื่งรับ AM และ FM คือ วิทยุ FM ใช้ความถี่สูงกว่า AM ดังนั้นการเลือกอุปกรณ์มาใช้ในวงจรขยายจะต้องหาอุปกรณ์ที่ให้การตอบสนองความถี่ในย่าน FM ได้ และต้องขยายช่องความถี่ที่กว้างของ FM ได้
3.ภาคมิคเซอร์(Mixer)จะทำงานโดยจะรับสัญญาณเข้ามาสองสัญญาณ ได้แก่สัญญาณ RF จากภาคขยาย RF และสัญญาณ OSC. จากภาคโลคอลออสซิลเลเตอร์ เพื่อผสมสัญญาณ (MIX.) ให้ได้สัญญาณออกเอาท์พุตตามต้องการสัญญาณที่ออกจากภาคมิกเซอร์มีทั้งหมด 4 ความถี่ คือ
a)ความถี่ RF ที่รับเข้ามาจากวงจรจูน RF (RF)
b)ความถี่ OSC. ที่ส่งมาจากภาคโลคอล ออสซิลเลเตอร์ (OSC.)
c)ความถี่ผลต่างระหว่าง OSC. กับ RF. จะได้เป็นคลื่นขนาดกลางหรือที่เรียกว่า IF (Intermediate Frequency) ได้ความถี่ 10.7 MHz
d)ความถี่ผลบวกระหว่าง OSC. กับ RF
ความถี่ที่วงจรจูนด์ IF ให้ผ่านมีความถี่เดียว คือความถี่ IF เท่ากับ 10.7 MHz ไม่ว่าภาคขยาย RF จะรับความถี่เข้ามาเท่าไรก็ตามและภาคOSC. จะผลิตความถี่ขึ้นมาเท่าไรก็ตาม เมื่อเข้าผสมกันที่ภาคมิกเซอร์แล้วจะได้ความถี่ IF เท่ากับ 10.7 MHz ออกเอาท์พุตเสมอ
4.ภาคโลคอลออสซิเลเตอร์(LocalOscillator)
ทำงานเหมือนกับเครื่องรับวิทยุAMคือผลิตความถี่ที่มีความแรงคงที่ขึ้นมาความถี่ที่ผลิตขึ้นจะสูงกว่าความถี่ที่วงจรจูนด์RFรับเข้ามาเท่ากับความถี่ IF คือ 10.7 MHz. เช่น วงจรจูนด์ RF รับความถี่เข้ามา 100 MHz. ความถี่ OSC. จะผลิตขึ้นมา 100 MHz. + 10.7 MHz. = 110.7 MHz.
ทำงานเหมือนกับเครื่องรับวิทยุAMคือผลิตความถี่ที่มีความแรงคงที่ขึ้นมาความถี่ที่ผลิตขึ้นจะสูงกว่าความถี่ที่วงจรจูนด์RFรับเข้ามาเท่ากับความถี่ IF คือ 10.7 MHz. เช่น วงจรจูนด์ RF รับความถี่เข้ามา 100 MHz. ความถี่ OSC. จะผลิตขึ้นมา 100 MHz. + 10.7 MHz. = 110.7 MHz.
ความแตกต่างของภาคนี้ระหว่างวิทยุ AM และ FM อยู่ที่วงจรเรโซแนนท์ที่กำเนิดความถี่ขึ้นมาต่างกัน ทำให้ L, C ที่ใช้ใน FM จะใช้ค่าน้อยกว่าของ AM และการกำเนิดความถี่ OSC. ของวิทยุ FMจะต้องมีวงจร AFC (Automatic Frequency Control) มาคอยควบคุมเพื่อควบคุมให้ความถี่ OSC. กำเนิดขึ้นมา เมื่อผสมกับความถี่ RF แล้วได้ความถี่ IF 10.7 MHz. ที่เพิ่มขึ้นหรือลดลงตามสัญญาณเสียงที่ผสมมา ในระบบการผสมคลื่นแบบ FM ความถี่ IF จะเพิ่มขึ้นเมื่อมีสัญญาณเสียงช่วงบวกผสม และจะลดลงเมื่อสัญญาณเสียงช่วงลบผสม ดังนั้นวงจร OSC. จะต้องมีความถี่เพิ่มขึ้นเล็กน้อยเมื่อความถี่ RF ที่รับเข้ามามีสัญญาณเสียงช่วงบวกผสม และจะลดลงเล็กน้อยเมื่อความถี่ RF ที่รับเข้ามามีสัญญาณเสียงช่วงลบผสม เมื่อผสมสัญญาณที่ภาคมิกเซอร์จึงได้ IF ที่ถูกต้อง AFC ดังกล่าวจะถูกส่งมาจากภาคดีเทคเตอร์ และจะทำงานโดยอัตโนมัติ
5.ขยายIF(IntermediateFrequencyAmplifier)
5.ขยายIF(IntermediateFrequencyAmplifier)
จะทำหน้าที่เหมือนเครื่องรับวิทยุ AM และยังสามารถขยายความถี่ IF ทั้งของ AM และ FM ได้ ในเครื่องรับวิทยุบางรุ่นที่มีทั้ง AM และ FMในเครื่องเดียวกัน อาจใช้ภาคขยาย IF ร่วมกันทั้งวิทยุ AM และวิทยุ FM คือขยายความถี่ IF ให้มีระดับความแรงมากขึ้นแบบไม่ผิดเพี้ยน โดยภาคขยาย IF ของคลื่น FM นั้นขยายความถี่ได้ตลอดย่าน 10.7 MHz. นับว่ามีความถี่สูงกว่าเครื่องรับ AM ซึ่งโดยปกติเครื่องรับแบบ AM มีความถี่เพียง 455 kHz. เท่านั้น ส่วนที่แตกต่างกันระหว่าง IF ของ AM และ FM คือ ในส่วนวงจรจูนด์ IF เพราะใช้ความถี่ไม่เท่ากัน ค่าความถี่เรโซแนนท์ต่างกัน การกำหนดค่า L, C มาใช้งานต่างกัน
6.ภาคดีเทคเตอร์(Detector)
ดีเทคเตอร์ของเครื่องรับ FM นั้นมีความแตกต่างกับเครื่องรับ AM ทั้งนี้เพราะวิธีผสมคลื่นของสถานีส่งทั้งสองแบบนี้ไม่เหมือนกันโดยภาคดีเทคเตอร์ทำหน้าที่แยกสัญญาณเสียงออกจากความถี่ IF แต่จะแตกต่างกันในระบบการแยกเสียง เพราะในระบบ AM สัญญาณเสียงถูกผสมมาทางความสูงของคลื่นพาหะสามารถแยกได้โดยใช้ไดโอดหรือทรานซิสเตอร์ร่วมกับR, C ฟิลเตอร์ก็สามารถตัดความถี่ IF ออกเหลือเฉพาะสัญญาณเสียงได้ ส่วนในระบบวิทยุ FM สัญญาณเสียงจะผสมกับพาหะ โดยสัญญาณเสียงทำให้คลื่นพาหะเปลี่ยนความถี่สูงขึ้นหรือต่ำลง ส่วนความแรงคงที่ ไม่สามารถใช้วิธีการดีเทคเตอร์แบบ AM ได้ ต้องใช้วิธีพิเศษ เช่น ดิสคริมิเนเตอร์(Discriminator),เรโชดีเทคเตอร์ (Ratio Detector), เฟส ล็อค ลูป ดีเทคเตอร์ (Phase Lock Loop Detector) เป็นต้น จะแตกต่างจากของ AM โดยสิ้นเชิงในส่วนดีเทคเตอร์นี้จะมีสัญญาณถูกส่งออกสองทาง คือ ทางหนึ่งส่งต่อไปภาคขยายเสียง อีกทางหนึ่งจะถูกผ่านชุดฟิลเตอร์อีกครั้งหนึ่ง เพื่อแปลงสัญญาณเสียงเป็นแรงไฟ DC เพื่อส่งย้อนกลับมาควบคุมวงจรกำเนิดความถี่ OSC. เป็นแรงไฟ AFC.
ดีเทคเตอร์ของเครื่องรับ FM นั้นมีความแตกต่างกับเครื่องรับ AM ทั้งนี้เพราะวิธีผสมคลื่นของสถานีส่งทั้งสองแบบนี้ไม่เหมือนกันโดยภาคดีเทคเตอร์ทำหน้าที่แยกสัญญาณเสียงออกจากความถี่ IF แต่จะแตกต่างกันในระบบการแยกเสียง เพราะในระบบ AM สัญญาณเสียงถูกผสมมาทางความสูงของคลื่นพาหะสามารถแยกได้โดยใช้ไดโอดหรือทรานซิสเตอร์ร่วมกับR, C ฟิลเตอร์ก็สามารถตัดความถี่ IF ออกเหลือเฉพาะสัญญาณเสียงได้ ส่วนในระบบวิทยุ FM สัญญาณเสียงจะผสมกับพาหะ โดยสัญญาณเสียงทำให้คลื่นพาหะเปลี่ยนความถี่สูงขึ้นหรือต่ำลง ส่วนความแรงคงที่ ไม่สามารถใช้วิธีการดีเทคเตอร์แบบ AM ได้ ต้องใช้วิธีพิเศษ เช่น ดิสคริมิเนเตอร์(Discriminator),เรโชดีเทคเตอร์ (Ratio Detector), เฟส ล็อค ลูป ดีเทคเตอร์ (Phase Lock Loop Detector) เป็นต้น จะแตกต่างจากของ AM โดยสิ้นเชิงในส่วนดีเทคเตอร์นี้จะมีสัญญาณถูกส่งออกสองทาง คือ ทางหนึ่งส่งต่อไปภาคขยายเสียง อีกทางหนึ่งจะถูกผ่านชุดฟิลเตอร์อีกครั้งหนึ่ง เพื่อแปลงสัญญาณเสียงเป็นแรงไฟ DC เพื่อส่งย้อนกลับมาควบคุมวงจรกำเนิดความถี่ OSC. เป็นแรงไฟ AFC.
7.ภาคขยายเสียง(AudioFrequency Amplifier)
ใช้งานร่วมกับของเครื่องรับวิทยุ AM ได้ เพราะทำหน้าที่ขยายเสียงที่ส่งมาจากภาคดีเทคเตอร์ ให้มีระดับความแรงมากขึ้นแบบไม่ผิดเพี้ยนพอที่จะไปขับลำโพงให้เปล่งเสียงออกมา โดยในเครื่องรับวิทยุบางแบบอาจมีภาคขยายเสียงในตัว แต่บางแบบอาจจะไม่มีเครื่องขยายเสียงในตัว แต่จะมีอยู่ต่างหาก เครื่องรับวิทยุที่มีเครื่องขยายเสียงภายนอกเรียกว่า จูนเนอร์ (Tunner)
ใช้งานร่วมกับของเครื่องรับวิทยุ AM ได้ เพราะทำหน้าที่ขยายเสียงที่ส่งมาจากภาคดีเทคเตอร์ ให้มีระดับความแรงมากขึ้นแบบไม่ผิดเพี้ยนพอที่จะไปขับลำโพงให้เปล่งเสียงออกมา โดยในเครื่องรับวิทยุบางแบบอาจมีภาคขยายเสียงในตัว แต่บางแบบอาจจะไม่มีเครื่องขยายเสียงในตัว แต่จะมีอยู่ต่างหาก เครื่องรับวิทยุที่มีเครื่องขยายเสียงภายนอกเรียกว่า จูนเนอร์ (Tunner)
8.ภาคจ่ายกำลังไฟ (Power Supply) ทำหน้าที่จ่ายแรงดันไฟ DC เลี้ยงวงจรของเครื่องรับวิทยุ FM ซึ่งจะต้องใช้วงจรเรกกูเลเตอร์ (Regulator) ควบคุมแรงดันไฟ DC ให้คงที่เพื่อเลี้ยงวงจร ทำให้คุณภาพของเครื่องรับวิทยุ FM ดีขึ้น
ภาคฟร้อนท์เอนด์ (Front End)
ในเครื่องรับ FM นั้น ทางด้านฟร้อนท์เอนด์เกี่ยวเนื่องกับคลื่นที่มีความถี่สูงมากที่เรียกว่าVHFหรือที่เกี่ยวกับ UHF ได้แก่ภาคขยาย RF, มิกเซอร์ และโลคอลออสซิลเลเตอร์
จากรูป เป็นบล็อคไดอะแกรมของภาคฟร้อนท์เอนด์เครื่องรับวิทยุ FM ประกอบด้วยภาคขยาย RF, วงจรจูนด์ RF 2ชุด, ภาคมิกเซอร์ และภาคโลคอลออสซิลเลเตอร์
การทำงานของวงจร สายอากาศจะรับสัญญาณเข้ามาทุกความถี่ในย่านFM(88MHz. – 108MHz.) เข้ามายังวงจรจูนด์ RF 1 เพื่อเลือกรับความถี่ผ่านเพียงความถี่เดียว ขึ้นอยู่กับค่าการตอบสนองความถี่ของวงจรเรโซแนนท์ส่งผ่านความถี่ดังกล่าวไปเข้าขยายสัญญาณที่ภาคขยายRFให้มีระดับความแรงของสัญญาณ RF มากขึ้นแบบไม่ผิดเพี้ยน ส่งต่อไปเข้าชุดจูนด์ RF 2 ซึ่งถูกกำหนดความถี่ให้เรโซแนนท์ที่ความถี่เดียวกันกับวงจรจูนด์ RF 1 กรองผ่านความถี่ RF ไปเข้าภาคมิกเซอร์
ภาคโลคอลออสซิลเลเตอร์จะประกอบด้วยส่วนประกอบของวงจร 3 วงจร คือ ภาคกำเนิดความถี่หรือจูนด์ OSC. จะกำเนิดความถี่ขึ้นมาสูงกว่าความถี่ที่รับเข้ามาจากภาคจูนด์ RF เท่ากับความถี่ IF (10.7 MHz.) เช่น จูนด์ RF รับความถี่ของสถานี FM ที่ความถี่ 90 MHz. ภาคจูนด์ OSC. จะกำเนิดความถี่ขึ้นมา 100.7 MHz. (90 MHz. + 10.7 MHz. = 100.7 MHz.)ส่งผ่านความถี่OSC.ไปเข้าวงจรขยาความถี่ OSC. วงจรขยายความถี่ OSC. จะส่งสัญญาณออกสองทางคือทางหนึ่งไปเข้าวงจรมิกเซอร์อีกทางหนึ่งไปเข้าวงจรป้อนกลับทางบวก(Positive Feedback)
มากระตุ้นวงจรจูนด์OSC. ให้กำเนิดความถี่ขึ้นมามีระดับความแรงคงที่สม่ำเสมอและส่งผ่านภาคขยายออกไปเข้าภาคมิกเซอร์
มากระตุ้นวงจรจูนด์OSC. ให้กำเนิดความถี่ขึ้นมามีระดับความแรงคงที่สม่ำเสมอและส่งผ่านภาคขยายออกไปเข้าภาคมิกเซอร์
ภาคมิกเซอร์จะรับสัญญาณเข้ามาสองทาง คือความถี่ RF จากวงจรจูนด์ RF และความถี่ OSC. จากภาค OSC. เข้ามาผสมกันได้สัญญาณออกสี่สัญญาณ คือ
1. ความถี่ RF 90 MHz.
2. ความถี่ OSC. 100.7 MHz.
3. ความถี่ OSC. – RF = 100.7 MHz. – 90 MHz. = 10.7 MHz
4. ความถี่ OSC. + RF = 100.7 MHz. + 90 MHz. = 190.7 MHz.
สัญญาณความถี่ทั้งสี่จะถูกส่งไปเข้าวงจรจูนด์ IF 1 ถูกกำหนดให้ตอบสนองความถี่ที่ความถี่ IF คือ 10.7 MHz. จึงกรองผ่านเฉพาะความถี่ IF ส่งต่อไปภาคขยายความถี่ IF ต่อไป
ภาคขยายความถี่ IF (Intermediate Frequency Amplifier)
จากรูปเป็นบล๊อกไดอะแกรมของวงจรจูน IF และวงจรขยาย IF ของเครื่องรับวิทยุ FM ซึ่งจะประกอบด้วยวงจรจูน IF และวงจรขยาย IF หลายภาค บางวงจรอาจจะมี 2, 3 หรือ 4 ภาคซึ่งขึ้นอยู่กับการออกแบบวงจร การทำงานของบล๊อกไดอะแกรมอธิบายได้ดังนี้
สัญญาณความถี่วิทยุ FM เมื่อผ่านภาคฟร้อนเอนด์ออกมาแล้ว จะมี 4 ความถี่คือ RF, OSC, OSC – RF และ OSC + RF ส่งผ่านเข้าวงจรจูน IF 1 วงจรจูน IF 1 ถูกกำหนดให้ตอบสนองความถี่ที่ความถี่IF 10.7 MHz คือความถี่ OSC – RF ส่งต่อความถี่ IF ไปเข้าวงจรขยาย IF 1 ขยายสัญญาณให้แรงขึ้นแบบไม่ผิดเพี้ยน ส่งต่อไปเข้าวงจรจูน IF 2 กรองความถี่ IF ผ่านเช่นกัน ส่งต่อไปวงจรขยาย IF2 การทำงานจะเป็นเช่นนี้เรื่อยไป ความถี่ IF จะถูกขยายเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ แบบไม่ผิดเพี้ยน จนถึงวงจรจูน IF ชุดสุดท้าย ก่อนส่งเข้าภาคดีเทคเตอร์ จะได้สัญญาณแรงพอที่จะนำไปใช้งาน
ในวงจรขยายIFอาจจะมีวงจรลิมิตเตอร์ (LIMITTER) ที่จะทำหน้าที่กำจัดสัญญาณรบกวนที่ปนมากับส่วนสูงของความถี่ IF ให้หมดไป วงจรลิมิตเตอร์นี้อาจจะไม่มีในทุกวงจรของเครื่องรับFMเพราะบางวงจรอาจใช้วงจรนอยส์แบลงเกอร์(NOISE BLANKER) กำจัดสัญญาณรบกวนหรือวิธีการอื่นๆ ก็ได้
ภาคดีเทคเตอร์ (Detector)
จากรูปเป็นบล๊อกไดอะแกรมเครื่องรับวิทยุ FM เน้นเฉพาะภาคดีเทคเตอร์ FM แต่ต้องเกี่ยวข้องกับภาคฟร้อนเอนด์โดยจ่ายแรงไฟ AFC มาควบคุมวงจรกำเนิดความถี่ของ OSC ให้กำเนิดความถี่ขึ้นมาถูกต้อง ต้องเกี่ยวข้องกับภาคขยาย IF โดยรับเอาสัญญาณ IF เข้ามา เพื่อกำจัดความถี่ IF ออกให้เหลือเฉพาะสัญญาณเสียง (AF) ต้องเกี่ยวข้องกับภาคขยายเสียง โดยส่งต่อสัญญาณเสียงที่ได้ไปขยายให้แรงขึ้น
ภาคดีเทคเตอร์ของ FM แบ่งได้ 3 แบบคือ
1.แบบดิสคริมมิเนเตอร์ (DISCRIMINATOR)
ในปัจจุบันไม่นิยมใช้งาน
2.แบบเรโซดีเทคเตอร์(RATIO DETECTOR)
เป็นแบบที่นิยมใช้ในปัจจุบันยังแบ่งย่อยเป็นบาลานซ์ และอันบาลานซ์
3.แบบเฟสล้อคลูปดีเทคเตอร์(PHASE LOCKED LOOP DETECTOR)
ใช้ตัวย่อว่า PLL เป็นดีเทคเตอร์ที่ใช้ IC เป็นแบบที่นิยมใช้ในปัจจุบันเช่นกัน
จากรูปเป็นบล๊อกไดอะแกรมเครื่องรับวิทยุ FM เน้นเฉพาะภาคดีเทคเตอร์ FM แต่ต้องเกี่ยวข้องกับภาคฟร้อนเอนด์โดยจ่ายแรงไฟ AFC มาควบคุมวงจรกำเนิดความถี่ของ OSC ให้กำเนิดความถี่ขึ้นมาถูกต้อง ต้องเกี่ยวข้องกับภาคขยาย IF โดยรับเอาสัญญาณ IF เข้ามา เพื่อกำจัดความถี่ IF ออกให้เหลือเฉพาะสัญญาณเสียง (AF) ต้องเกี่ยวข้องกับภาคขยายเสียง โดยส่งต่อสัญญาณเสียงที่ได้ไปขยายให้แรงขึ้น
ภาคดีเทคเตอร์ของ FM แบ่งได้ 3 แบบคือ
1.แบบดิสคริมมิเนเตอร์ (DISCRIMINATOR)
ในปัจจุบันไม่นิยมใช้งาน
ในปัจจุบันไม่นิยมใช้งาน
2.แบบเรโซดีเทคเตอร์(RATIO DETECTOR)
เป็นแบบที่นิยมใช้ในปัจจุบันยังแบ่งย่อยเป็นบาลานซ์ และอันบาลานซ์
เป็นแบบที่นิยมใช้ในปัจจุบันยังแบ่งย่อยเป็นบาลานซ์ และอันบาลานซ์
3.แบบเฟสล้อคลูปดีเทคเตอร์(PHASE LOCKED LOOP DETECTOR)
ใช้ตัวย่อว่า PLL เป็นดีเทคเตอร์ที่ใช้ IC เป็นแบบที่นิยมใช้ในปัจจุบันเช่นกัน
ใช้ตัวย่อว่า PLL เป็นดีเทคเตอร์ที่ใช้ IC เป็นแบบที่นิยมใช้ในปัจจุบันเช่นกัน
ประเภทและหลักการทำงานของเครื่องรับวิทยุ
หลักการทำงานของเครื่องรับวิทยุ เครื่องรับวิทยุ เราจะแบ่งได้หลายแบบ เช่น
1. เครื่องรับวิทยุแบบแร่ (Crystal Radio )
เครื่องรับวิทยุแบบแร่ ถือเป็นวงจรเบื้องต้นของเครื่องรับวิทยุ สามารถประกอบได้ง่ายที่สุด ราคาถูก ไม่จำเป็นต้องใช้พลังงานไฟฟ้า "free-power" radio (บางรุ่นอาจจะดัดแปลงให้มีเสียงออกทางลำโพง จำเป็นต้องใช้พลังงานไฟฟ้า)
ตัวอย่าง วงจร เครื่องรับวิทยุ AM แบบแร่
เมื่อสายอากาศ และสายดิน ถูกต่อเข้า กับวงจร จะมีสัญญาณไฟฟ้าขนาดเล็ก ๆ ผ่านมายังวงจรจูน (tuned circuit) ที่ประกอบด้วย L1 และ C1 จุดที่เราต้องการเราเรียกว่า resonant frequency เป็นการเลือกรับความถี่ และถ้าเราต้องการที่จะเปลี่ยนความถี่ที่จะรับ เราก็เปลี่ยนค่าของ C1 (วงจร A)
ความถี่ที่เลือกรับมาแล้วนั้น จะถูกส่งมายัง D1 เพื่อทำหน้าที่ detector ไดโอดที่ใช้จะเป็น ที่มีแรงดันตกคร่อมต่ำ ถ้ามองเข้าไปจะเห็นเส้นลวดเล็ก ๆ ฝรั่งเขาเรียกว่า "cat’s whisker" ซึ่งคล้ายหนวดแมว จากคุณสมบัติของไดโอด คือยอมให้กระแสไหลผ่านได้ทางเดียว สัญญาณที่ผ่านวงจรนี้ไปได้ ก็จะมีเพียงแค่ ซึกเดียว (วงจร B) C2 ทำหน้าที่ bypass ความถี่วิทยุลงกราวด์ เหลื่อเฉพาะคลื่นเสียง เท่านั้นที่ผ่านไปยังหูฟัง H1 ได้
วิทยุแบบแร่ มีความสามารถในการแยกแยะสัญญาณไม่ดี โดยจะรับสัญญาณเข้ามาทั้งหมด (all AM broadcast signals) สัญญาณความถี่ไหนแรงกว่า ก็จะบดบังสถานีที่มีสัญญาณอ่อน ๆ
2. เครื่องรับวิทยุแบบ Regenerative
3. เครื่องรับแบบ จูนความถี่ TRF (Tuned Radio Frequency Receiver)
เครื่องรับวิทยุแบบแร่ มีประสิทธิภาพการรับสัญญาณ ไม่ดี ไม่มีการขยาย ประสิธิภาพการเลือกรับสัญญาณไม่ดี สัญญาณที่แรง ๆ อยากแทรกแซงเช้ามาได้ จึงมีคนคิดค้นวิทยุแบบ TRF ขึ้นมาแทน ซึ่งมีการรับสัญญาณที่ดีกว่า
TRF receiver แบบจูนครั้งเดียว ใช้กันในสมัยแรก ๆ
เครื่องรับ TRF receiver แบบจูนหลายครั้ง เป็นวงจรที่พัฒนามาจากแบบแรก การจูนแต่ละครั้งจะทำหลังจากภาคขยายในแต่ละส่วน (ใช้วงจร L-C resonant ในการจูน) เครื่องรับแบบนี้นำมาใช้มากในย่าน very low frequency (VLF) หรือ อาจจะเรียกว่า whistler receiver สำหรับการเฝ้าดู solar flares (เพลิงที่ลุกโชติชั่วขณะหนึ่ง บนดวงอาทิตย์ ) และ sudden ionospheric disturbances (SIDs)
ตัวอย่างวงจร เครื่องรับแบบ TRF แบบง่าย ๆ ประกอบด้วย 4 ส่วนพื้นฐาน คือ reception, selection, demodulation, และ reproduction
4.เครื่องรับวิทยุแบบ ซูเปอร์เฮเทอโรดายน์ (Superheterodyne Receiver)
เครื่องรับวิทยุแบบ superheterodyne มีใจความสำคัญอยู่ตรงที่ การเปลี่ยนความถี่ RF ที่รับเข้ามาหลาย ๆ ความถี่เป็น เดียวเป็นค่ากลาง ๆ (intermediate frequency : IF) ความถี่ IF นี้จะสามารถทำให้สูงกว่า (high-side injection) หรือต่ำกว่า (low-side injection) ความถี่ RF ที่รับมาก็ได้ ระบบ superheterodyne ในสมัยแรก ๆ จะทำให้ความถี่ IF สูงกว่า ความถี่ RF แต่ปัจจุบันจะทำให้ความถี่ IF ต่ำกว่า เนื่องจากความถี่ต่ำจะมีความยุ่งยากน้อยกว่า
AM radio block diagram
ยกตัวอย่างเครื่องรับ AM แบบ ซูเปอร์เฮเทอโรดายน์ วงจรที่สำคัญของระบบนี้คือ Local Oscillator และวงจร Mixer สัญญาณ RF จะถูกแปลงเป็นความถี่ IF ค่าตายตัวค่าหนึ่ง โดยทั่วไปวิทยุ AM จะใช้ความถี่ IF เท่ากับ 455 KHz
ในวงจร Mixer จะทำการผสมสัญญาณRF กับสัญญาณจาก Local Oscillator ซึ่งความถี่ทั้งสองนี้จะห่างกันอยู่ เท่ากับ 455 KHz พอดี (ห่างกันเท่ากับความถี่ IF) สมมุติว่าเราต้องการรับสัญญาณวิทยุ AM ที่ความถี่ 1000 KHz วงจรขยาย RF ก็ต้องจูนและขยายความถี่ 1000 KHz เป็นหลัก และยอมให้ความถี่ใกล้เคียงบริเวณ 1000 KHz เข้ามาได้เล็กน้อย การจูนความถี่นอกจากจะจูนภาคขยาย RF แล้วยังจะจูนวงจร Local Oscillator ด้วย (วิทยุ AM แบบใช้มือจูน) ความถี่ของ Local Oscillator จะเท่ากับ 1000 KHz +455 KHz = 1455 KHz พอดี
เมื่อสัญญาณทั้ง RF และจาก Local Oscillator ป้อนเข้ามาที่วงจร Mixer ซึ่งเป็นวงจรที่ทำงานแบบ นอนลิเนียร์ สัญญาณที่ออกมาจะมี่ทั้งสัญญาณผลบวกและผลต่าง เมื่อป้อนให้กับวงจร IF ซึ่งจูนรับความถี่ 455 KHz ดังนั้นสัญญาณผลรวมจะถูกตัดทิ้งไป คงไว้แต่สัญญาณของความถี่ผลต่าง (1455 KHZ - 1000 KHz = 455 KHz)
วงจรขยาย IF ก็คือวงจรขยาย RF ที่จูนความถี่เอาไว้เฉพาะ ที่ความถี่ 455 KHz วงจรขยาย IF อาจจะมีด้วยกันหลายภาค เพื่อให้มีอัตราการขยายสัญญาณที่รับได้สูง ๆ และ การเลือกรับสัญญาณที่ดี เนื่อจาหวงจรนี้ขยายความถี่คงที่จึงทำให้ง่ายต่อการออกแบบ สัญญาณที่ขยายแล้วจะเข้าสู่กระบวนการ Detector เพื่อแยกสัญญาณเสียงออกมา
FM radio block diagram
SSB shortwave receiver block diagram
สัญญาณวิทยุ เข้ามาที่สายอากาศ ผ่านวงจร RF Amplifier ขยายสัญญาณคลื่นวิทยุที่รับได้ให้เแรงขึ้น แล้วส่งสัญญาณไปผสม (Mixer) กับความถี่ที่ กำเนิดภายในตัวเครื่องรับวิทยุเอง (Local Oscillator) จากนั้นเราจะได้สัญญาณ ที่มีความถี่ต่ำลงมา เรียกว่าความถี่ IF (Intermediate Frequency) เมื่อได้ความถี่ IF มาแล้ว ก็จะทำการขยายให้แรงขึ้นโดย วงจร IF Amplifier แล้วผ่านไปยัง วงจร Detector ซึ่งทำหน้าที่กรองสัญญาณความถี่วิทยุออกไป เหลือแต่คลื่นความถี่เสียง (AF) แล้วจึงขยายสัญญาณให้แรงขึ้นอีกครั้ง (AF Amplifier) เพื่อส่งออกลำโพงต่อไป
ความถี่เงา Image Frequency (fimage)
- (fimage) = Fc + 2fIF กรณีที่ fLO > Fc (high-side injection)
- (fimage) = Fc - 2 fIF กรณีที่ fLO < Fc (low-side injection)
Superheterodyne แบบ Double และ Triple-Conversion Receivers
Double-conversion receiver.
ข้อเสียของเครื่องรับ แบบ TRF
ถึงแม้จะมีความไวในการรับสัญญาณดีขึ้น (กว่าเครื่องรับแบบแร่ ) และสามารถแยกรับสัญญาณ (Selecttivity) ได้ดีขึ้น แต่ยังไม่ดีเท่าที่ควร มีความยุ่งยากในการสร้างวงจรจูนความถี่ การเพิ่มความไวในการรับทำได้ยาก เพราะเครื่องรับจะส่งสัญญาณออกไปรบกวน เครื่องรับข้างเคียง การรับสัญญาณของแต่ละสถานี จะแตกต่างกันมาก สถานีที่ใกล้ ๆ ก็จะแรงมากเกินไป ส่วนสถานีที่ไกล ก็จะเบามาก
หลักการทำงานของเครื่องรับวิทยุ เครื่องรับวิทยุ เราจะแบ่งได้หลายแบบ เช่น
1. เครื่องรับวิทยุแบบแร่ (Crystal Radio )
1. เครื่องรับวิทยุแบบแร่ (Crystal Radio )
เครื่องรับวิทยุแบบแร่ ถือเป็นวงจรเบื้องต้นของเครื่องรับวิทยุ สามารถประกอบได้ง่ายที่สุด ราคาถูก ไม่จำเป็นต้องใช้พลังงานไฟฟ้า "free-power" radio (บางรุ่นอาจจะดัดแปลงให้มีเสียงออกทางลำโพง จำเป็นต้องใช้พลังงานไฟฟ้า)
ตัวอย่าง วงจร เครื่องรับวิทยุ AM แบบแร่
เมื่อสายอากาศ และสายดิน ถูกต่อเข้า กับวงจร จะมีสัญญาณไฟฟ้าขนาดเล็ก ๆ ผ่านมายังวงจรจูน (tuned circuit) ที่ประกอบด้วย L1 และ C1 จุดที่เราต้องการเราเรียกว่า resonant frequency เป็นการเลือกรับความถี่ และถ้าเราต้องการที่จะเปลี่ยนความถี่ที่จะรับ เราก็เปลี่ยนค่าของ C1 (วงจร A)
ความถี่ที่เลือกรับมาแล้วนั้น จะถูกส่งมายัง D1 เพื่อทำหน้าที่ detector ไดโอดที่ใช้จะเป็น ที่มีแรงดันตกคร่อมต่ำ ถ้ามองเข้าไปจะเห็นเส้นลวดเล็ก ๆ ฝรั่งเขาเรียกว่า "cat’s whisker" ซึ่งคล้ายหนวดแมว จากคุณสมบัติของไดโอด คือยอมให้กระแสไหลผ่านได้ทางเดียว สัญญาณที่ผ่านวงจรนี้ไปได้ ก็จะมีเพียงแค่ ซึกเดียว (วงจร B) C2 ทำหน้าที่ bypass ความถี่วิทยุลงกราวด์ เหลื่อเฉพาะคลื่นเสียง เท่านั้นที่ผ่านไปยังหูฟัง H1 ได้
วิทยุแบบแร่ มีความสามารถในการแยกแยะสัญญาณไม่ดี โดยจะรับสัญญาณเข้ามาทั้งหมด (all AM broadcast signals) สัญญาณความถี่ไหนแรงกว่า ก็จะบดบังสถานีที่มีสัญญาณอ่อน ๆ
2. เครื่องรับวิทยุแบบ Regenerative
3. เครื่องรับแบบ จูนความถี่ TRF (Tuned Radio Frequency Receiver)
เครื่องรับวิทยุแบบแร่ มีประสิทธิภาพการรับสัญญาณ ไม่ดี ไม่มีการขยาย ประสิธิภาพการเลือกรับสัญญาณไม่ดี สัญญาณที่แรง ๆ อยากแทรกแซงเช้ามาได้ จึงมีคนคิดค้นวิทยุแบบ TRF ขึ้นมาแทน ซึ่งมีการรับสัญญาณที่ดีกว่า
TRF receiver แบบจูนครั้งเดียว ใช้กันในสมัยแรก ๆ
เครื่องรับ TRF receiver แบบจูนหลายครั้ง เป็นวงจรที่พัฒนามาจากแบบแรก การจูนแต่ละครั้งจะทำหลังจากภาคขยายในแต่ละส่วน (ใช้วงจร L-C resonant ในการจูน) เครื่องรับแบบนี้นำมาใช้มากในย่าน very low frequency (VLF) หรือ อาจจะเรียกว่า whistler receiver สำหรับการเฝ้าดู solar flares (เพลิงที่ลุกโชติชั่วขณะหนึ่ง บนดวงอาทิตย์ ) และ sudden ionospheric disturbances (SIDs)
ตัวอย่างวงจร เครื่องรับแบบ TRF แบบง่าย ๆ ประกอบด้วย 4 ส่วนพื้นฐาน คือ reception, selection, demodulation, และ reproduction
4.เครื่องรับวิทยุแบบ ซูเปอร์เฮเทอโรดายน์ (Superheterodyne Receiver)
เครื่องรับวิทยุแบบ superheterodyne มีใจความสำคัญอยู่ตรงที่ การเปลี่ยนความถี่ RF ที่รับเข้ามาหลาย ๆ ความถี่เป็น เดียวเป็นค่ากลาง ๆ (intermediate frequency : IF) ความถี่ IF นี้จะสามารถทำให้สูงกว่า (high-side injection) หรือต่ำกว่า (low-side injection) ความถี่ RF ที่รับมาก็ได้ ระบบ superheterodyne ในสมัยแรก ๆ จะทำให้ความถี่ IF สูงกว่า ความถี่ RF แต่ปัจจุบันจะทำให้ความถี่ IF ต่ำกว่า เนื่องจากความถี่ต่ำจะมีความยุ่งยากน้อยกว่า
AM radio block diagram
ยกตัวอย่างเครื่องรับ AM แบบ ซูเปอร์เฮเทอโรดายน์ วงจรที่สำคัญของระบบนี้คือ Local Oscillator และวงจร Mixer สัญญาณ RF จะถูกแปลงเป็นความถี่ IF ค่าตายตัวค่าหนึ่ง โดยทั่วไปวิทยุ AM จะใช้ความถี่ IF เท่ากับ 455 KHz
ในวงจร Mixer จะทำการผสมสัญญาณRF กับสัญญาณจาก Local Oscillator ซึ่งความถี่ทั้งสองนี้จะห่างกันอยู่ เท่ากับ 455 KHz พอดี (ห่างกันเท่ากับความถี่ IF) สมมุติว่าเราต้องการรับสัญญาณวิทยุ AM ที่ความถี่ 1000 KHz วงจรขยาย RF ก็ต้องจูนและขยายความถี่ 1000 KHz เป็นหลัก และยอมให้ความถี่ใกล้เคียงบริเวณ 1000 KHz เข้ามาได้เล็กน้อย การจูนความถี่นอกจากจะจูนภาคขยาย RF แล้วยังจะจูนวงจร Local Oscillator ด้วย (วิทยุ AM แบบใช้มือจูน) ความถี่ของ Local Oscillator จะเท่ากับ 1000 KHz +455 KHz = 1455 KHz พอดี
เมื่อสัญญาณทั้ง RF และจาก Local Oscillator ป้อนเข้ามาที่วงจร Mixer ซึ่งเป็นวงจรที่ทำงานแบบ นอนลิเนียร์ สัญญาณที่ออกมาจะมี่ทั้งสัญญาณผลบวกและผลต่าง เมื่อป้อนให้กับวงจร IF ซึ่งจูนรับความถี่ 455 KHz ดังนั้นสัญญาณผลรวมจะถูกตัดทิ้งไป คงไว้แต่สัญญาณของความถี่ผลต่าง (1455 KHZ - 1000 KHz = 455 KHz)
วงจรขยาย IF ก็คือวงจรขยาย RF ที่จูนความถี่เอาไว้เฉพาะ ที่ความถี่ 455 KHz วงจรขยาย IF อาจจะมีด้วยกันหลายภาค เพื่อให้มีอัตราการขยายสัญญาณที่รับได้สูง ๆ และ การเลือกรับสัญญาณที่ดี เนื่อจาหวงจรนี้ขยายความถี่คงที่จึงทำให้ง่ายต่อการออกแบบ สัญญาณที่ขยายแล้วจะเข้าสู่กระบวนการ Detector เพื่อแยกสัญญาณเสียงออกมา
FM radio block diagram
SSB shortwave receiver block diagram
สัญญาณวิทยุ เข้ามาที่สายอากาศ ผ่านวงจร RF Amplifier ขยายสัญญาณคลื่นวิทยุที่รับได้ให้เแรงขึ้น แล้วส่งสัญญาณไปผสม (Mixer) กับความถี่ที่ กำเนิดภายในตัวเครื่องรับวิทยุเอง (Local Oscillator) จากนั้นเราจะได้สัญญาณ ที่มีความถี่ต่ำลงมา เรียกว่าความถี่ IF (Intermediate Frequency) เมื่อได้ความถี่ IF มาแล้ว ก็จะทำการขยายให้แรงขึ้นโดย วงจร IF Amplifier แล้วผ่านไปยัง วงจร Detector ซึ่งทำหน้าที่กรองสัญญาณความถี่วิทยุออกไป เหลือแต่คลื่นความถี่เสียง (AF) แล้วจึงขยายสัญญาณให้แรงขึ้นอีกครั้ง (AF Amplifier) เพื่อส่งออกลำโพงต่อไป
ความถี่เงา Image Frequency (fimage)
- (fimage) = Fc + 2fIF กรณีที่ fLO > Fc (high-side injection)
- (fimage) = Fc - 2 fIF กรณีที่ fLO < Fc (low-side injection)
Superheterodyne แบบ Double และ Triple-Conversion Receivers
Double-conversion receiver.
ข้อเสียของเครื่องรับ แบบ TRF
ถึงแม้จะมีความไวในการรับสัญญาณดีขึ้น (กว่าเครื่องรับแบบแร่ ) และสามารถแยกรับสัญญาณ (Selecttivity) ได้ดีขึ้น แต่ยังไม่ดีเท่าที่ควร มีความยุ่งยากในการสร้างวงจรจูนความถี่ การเพิ่มความไวในการรับทำได้ยาก เพราะเครื่องรับจะส่งสัญญาณออกไปรบกวน เครื่องรับข้างเคียง การรับสัญญาณของแต่ละสถานี จะแตกต่างกันมาก สถานีที่ใกล้ ๆ ก็จะแรงมากเกินไป ส่วนสถานีที่ไกล ก็จะเบามาก
เครื่องส่งวิทยุสื่อสาร
การทำงานของบล็อกไดอะแกรมเครื่องรับวิทยุสื่อสาร
วงจรเลือกรับความถี่วิทยุ เนื่องจากสถานีส่งวิทยุหลายๆสถานี แต่ละสถานีจะมีความถี่ของตนเอง ดังนั้นจะต้อง
เลือกรับความถี่ที่ต้องการรับฟังในขณะนั้น
วงจรขยายความถี่วิทยุ ทำหน้าที่นำเอาสัญญาณความถี่วิทยุที่เลือกรับเข้ามา มาทำการขยายสัญญาณให้มีกำลังแรงมากขึ้นเพียงพอกับความต้องการ
วงจรดีเทคเตอร์ ทำหน้าที่ตัดคลื่นพาหะออกหรือดึงคลื่นพาหะลงดินให้เหลือเฉพาะสัญญาณความถี่เสียง (AF) เพียงอย่างเดียววงจรขยายสัญญาณเสียง ทำหน้าที่ขยายสัญญาณทางไฟฟ้าของเสียงให้มีกำลังแรงขึ้น ก่อนที่จะส่งออกยังลำโพงลำโพง เมื่อได้รับสัญญาณทางไฟฟ้าของเสียงก็จะเปลี่ยนพลังงานจากสัญญาณทางไฟฟ้าของเสียงให้เป็นเสียงรับฟังได้
หลักการทำงานของเครื่องส่งวิทยุ FM หลักการทำงานคือ หลังจากที่ได้รับตัวสัญญาณเสียงจากไมโครโฟนหรือแหล่งเสียงอื่นๆแล้ว สัญญาณเสียงจะถูกเปลี่ยนรูปเป็นสัญญาณไฟฟ้า สัญญาณไฟฟ้านั้นจะถูกนำไปเข้าระบบ Amplifier เพื่อขยายกำลังของสัญญาณเสียงที่ได้ หลังจากขยายแล้ว ก็จะนำส่งต่อไปยังภาคของ Modulation โดยสัญญาณที่จะนำมา Modulation ด้วยนั้นคือสัญญาณจากตัว Oscillator ซึ่งจะผลิตความถี่ได้ในช่วง 88 - 108 MHz
หลักการของเครื่องส่งวิทยุ AM
นอกจากนี้แล้วยังนำมาใช้การส่งสัญญาณวิทยุโทรศัพท์ (Radio telephone) และการ ส่งสัญญาณโทรทัศน์ ซึ่งเป็นการผสมสัญญาณภาพกับคลื่นพาห์เพื่อทำการส่งออกไปในรูปสัญญาณ AM และผสมสัญญาณเสียงกับคลื่นพาห์เพื่อส่งออกไปในรูปสัญญาณ FM
การส่งวิทยุกระจายเสียง AM ในประเทศไทย กำหนดใช้งานในช่วงความถี่ประมาณ 530 kHz – 1,600 kHz โดยมีลักษณะการแพร่กระจายคลื่นวิทยุที่เดินทางไปบนพื้นผิวโลกที่เรียกว่า คลื่นดิน ซึ่งมีความยาวคลื่นที่ยาวมากจึงทำให้เดินทางไปได้ไกลกว่า (losses rise with increasing frequency) คลื่นดินที่ความถี่สูง ๆ ความยาวคลื่นก็จะสั้นลงจะไปไม่ได้ไกล เพราะถูกลดทอนมากเนื่องจากลักษณะภูมิประเทศและสิ่งกีดขวาง เช่น ภูเขาจึงมีผลต่อการแพร่กระจายคลื่น ที่ความถี่ 30 kHz ความยาวคลื่นจะเท่ากับ 10 กิโลเมตร เมื่อเทียบกับภูเขาแล้ว ภูเขายังเล็กกว่าความยาวคลื่น ดังนั้นการลดทอนจึงมีน้อย แต่ที่ความถี่ 3 MHz ความยาวคลื่นเท่ากับ 100 เมตร วัตถุที่ใหญ่กว่าความยาวคลื่น เช่น เนินเขา ตึก อาคาร บ้านพักอาศัยจะมีผลในการ ลดทอนสัญญาณ และเราสามารถใช้ประโยชน์คลื่นดินได้เฉพาะย่าน LF และ MF เท่านั้น
คุณภาพของเสียงระบบ AM ไม่ดีนักเพราะเกิดการรบกวนได้ง่าย เช่น ถูกรบกวนจากสถานีข้างเคียง เครื่องใช้ไฟฟ้า และที่สำคัญคือการรบกวนจากธรรมชาติ ได้แก่ เวลาฝนตก ฟ้าแลบ ฟ้าผ่า สภาพอากาศที่แปรปรวนมากๆ จะทำให้เสียงขาดหายเป็นช่วงๆ
การส่งวิทยุกระจายเสียง มีการกำหนดแถบความถี่เพื่อไม่ให้คลื่นวิทยุจากสถานีที่มีความถี่ใกล้เคียงรบกวนกัน ช่วงกว้างของแถบความถี่ของสถานีวิทยุ AM กำหนดไว้เป็น 10 กิโลเฮิรตซ์ ดังนั้นจะมีสถานีกระจายเสียง AM ทั้งหมด = 1,600-530/10 =107 สถานี และช่วงกว้างของแถบความถี่ของสถานีวิทยุระบบ FM กำหนดไว้ 250 กิโลเฮิรตซ์
ดังนั้นจะมีสถานีวิทยุกระจายเสียง FM ทั้งหมด = (108-88) ×1000/250 = 810 สถานี การส่งคลื่นวิทยุจะส่งในช่วงความถี่สูงมากหรือความถี่ VHF (Very High Frequency)
การส่งคลื่นวิทยุ FM
การแพร่กระจายคลื่น FM
คลื่นตรง (Direct wave propagation) มีลักษณะการแพร่กระจายคลื่นวิทยุเหมือนกับการเดินทางของแสง คือพุ่งเป็นเส้นตรง และการกระจายคลื่นชนิดนี้จะอยู่ในระดับสายตา (Line of Sight) การกระจายคลื่นชนิดนี้จะมีการถ่างของ Radio beam และมีการแตกกระจายหรือสะท้อนได้ เมื่อพบกับสิ่งกีดขวาง เช่นตึก ภูเขาโดยที่ระยะทางของการแพร่กระจายคลื่นจะมากหรือน้อยนั้นต้องขึ้นอยู่กับความสูงของสายอากาศเป็นสำคัญ การแพร่กระจายคลื่นชนิดนี้จะมีผลต่อการแพร่กระจายคลื่นในย่านความถี่ที่สูงกว่าย่าน VHF ขึ้นไปแต่ส่วนใหญ่จะใช้ความถี่ในย่านที่สูงกว่า UHF ขึ้นไปเนื่องจากการใช้ความถี่ในย่าน VHF และUHF (LOW BAND) จะมีการสะท้อนบนพื้นดินด้วย (Reflection propagation) เกิดขึ้นเป็นอย่างมาก
การส่งวิทยุกระจายเสียง FM
รูปคลื่นที่ส่งแบบ AM และ FM
หลักการทำงาน คือ สัญญาณเสียงจากไมโครโฟนหรือแหล่งเสียงอื่นๆ จะถูกเปลี่ยนเป็นสัญญาณไฟฟ้า เข้าสู่ภาคAudio Amplifier เพื่อขยายกำลังของสัญญาณเสียง และส่งต่อไปยังภาคของModulation โดย สัญญาณที่จะนำมาModulation ด้วยนั้น คือ สัญญาณจากตัวOscillator ซึ่งจะผลิตความถี่ได้ในช่วงความถี่ 88 -108 MHzโดยจะต้องมีการเลือกสร้างคลื่นที่ความถี่ใดความถี่หนึ่งในช่วงความถี่ดังกล่าว เพื่อใช้เป็นคลื่นนำพา โดยหลักการ Modulationของ FM คือ จะนำคลื่นนำพาที่ได้มาปรับความถี่ ตามแอมปลิจูดและความถี่ ของคลื่นเสียงโดยที่เฟสและแอมปลิจูดของคลื่นนำพายังคงที่ จะเปลี่ยนแปลงเฉพาะความถี่เท่านั้น สัญญาณที่ Audio Amplifier Oscillator Modulation RF Amplifier ได้จากการModulation (เรียกว่าสัญญาณ RF) จะถูกนำไปขยายสัญญาณความถี่วิทยุให้แรงขึ้น เพื่อที่จะให้ เพียงพอต่อการส่งสัญญาณไปในอากาศ จากนั้นจึงส่งออกไปทางเสาอากาศ
โดยหากในส่วนของแอมปลิจูดของคลื่นเสียงนี้มีค่าสูงขึ้น ก็จะทำให้ช่วงห่างของความถี่ของ RF มีค่าเปลี่ยนไปด้วย เช่น จากตัวอย่างที่แล้วคลื่นเสียงที่มีความถี่เป็น 40 Hz แต่เมื่อมีแอมปลิจูดที่สูงขึ้นก็จะทำให้ช่วงห่างของความถี่ยาวขึ้นก็คือทำให้ช่วงห่างของความถี่ของ RF ที่เกิดขึ้นก็จะเท่ากับ 99.92-100.08 kHz ดังรูปด้านล่าง
ในทางกลับกันถ้าแอมปลิจูดของคลื่นเสียงที่ความถี่ 40 Hzต่างก็อาจทำให้ช่วงห่างของความถี่แคบเข้า เช่น อาจเหลือความถี่เป็นช่วงแค่99.99 ถึง 100.01ก็ได้) Sideband Sideband คือ กลุ่มของย่านความถี่ที่ใกล้เคียงกับความถี่ของคลื่นนำพาห์ ซึ่งเป็นผลจากการModulationสัญญาณ เช่น เมื่อนำคลื่นพาห์ที่ความถี่100 kHz มาผสมกับคลื่นเสียงที่มีความถี่40 Hz เมื่อทำการModulation แล้วจะมีSideband ที่ 100.04 kHz - 99.06k Hz ซึ่งจำนวนที่อยู่ระหว่างความถี่นี้ จะมีจำนวนไม่จำกัด Spectrumที่เห็นจึงเป็นตัวแทนของความถี่บริเวณใกล้เคียง ในความเป็นจริงนั้น Spectrum ที่อยู่ไกลจากความถี่คลื่นนำพาห์จะมีค่าพลังงานและความสำคัญที่น้อยมากจนแทบไม่มีผลในการ วิเคราะห์ การModulationสัญญาณคลื่นเสียงกับคลื่นนำพานั้น จะได้ผลลัพธ์เป็นสัญญาณที่มีความถี่ใกล้เคียง กับค่าความถี่เฉพาะที่สถานีนั้นครอบครองอยู่ เช่น สถานีหนึ่งส่งกระจายเสียงที่ความถี่ 100MHz จะมีแบนด์วิธ ที่ครอบคลุมSideband สัญญาณที่ส่งออกไป โดย FCCได้กำหนดไว้ว่าการส่งวิทยุ FM นั้นมีBandwidthได้ สูงสุด150kHz ดังรูปด้านกรอบบน แต่เพื่อไม่ให้มีการชนกันของคลื่นที่มีความถี่ใกล้เคียงกันจึงมีการเพิ่มส่วน กันชนกันของคลื่นทำให้ในหนึ่งคลื่นจะมีความถี่รวมกับส่วนกันชนแล้ว 200 kHzดังรูปที่กรอบด้านล่าง คือ การจำลองสถานีที่มีการกระจายเสียงย่านความถี่ใกล้กัน จะเห็นว่าสัญญาณที่ทั้งสองส่งมาจะไม่ทับซ้อนกัน เนื่องจากช่องว่างระหว่างแบนด์วิธของทั้งสองสถานีจะถูกละเอาไว้เพื่อใช้แบ่งแยกกันระหว่างสถานี ช่องสัญญาณการส่งสัญญาณ FMนั้นในแต่ละสถานีจะใช้ Bandwidth 200 kHz ซึ่ง Bandwidthที่ใช้ในการ ส่งสัญญาณจริงๆ นั้น คือ150 kHz แต่จะมีช่องว่างภายในแบนด์วิธในช่วงที่เหลือ คือ ที่ความถี่ +25 kHz และ-25 kHz เช่น ถ้าส่งที่ความถี่ 100 MHz จะใช้คลื่นความถี่ในช่วง99.925 -100.075 MHz ในการส่งข้อมูล สัญญาณ
และเว้นเป็นช่องว่างกันชนในช่วง 99.900 - 99.925 และ100.075 - 100.100รวมเป็น 200 kHzเพื่อให้การ ส่งสัญญาณออกอากาศทำได้พร้อมๆ กันหลายสถานี แม้จะมีสถานีอยู่ใกล้ๆ กันในคลื่นวิทยุภายในหนึ่ง ช่วงเวลาจึงนำพาข้อมูล (Carry information) ของแต่ละสถานีที่ออกอากาศได้พร้อมๆ กัน ซึ่งไม่เป็นปัญหา เมื่อผู้ฟังต้องการฟังเฉพาะบางรายการ ส่วนวิธีการที่ทำให้สามารถเลือกรับฟังได้นั้น อยู่ที่หัวข้อต่อไป ในการส่ง วิทยุ FM นั้นจะอยู่ในความถี่ช่วง 88-108 MHz ซึ่งมีBandwidth รวม 20 MHz ดังนั้นจะมีสถานีวิทยุที่ส่งได้ โดยไม่รบกวนกัน คือ 20 MHz/200 kHz หรือประมาณ 100 สถานี ซึ่งในปัจจุบันนี้ในเมืองไทยโดยเฉพาะในกรุงเทพมีการใช้Bandwidth ของ FMค่อนข้างเต็มแล้ว คือ มีคลื่นวิทยุตั้งแต่88.00, 88.25, 88.5, 88.75, 90.00 ไล่ไปเรื่อยๆ ซึ่งมีประมาณ80 สถานี ซึ่งถ้าจะให้มีสถานีเพิ่มขึ้นอีกให้ครบ 100 สถานีคงจะไม่ได้เพราะในทางปฏิบัติจริงอาจ มีการใช้ Bandwidth ที่เกินไปบ้าง จะเห็นได้จากแม้ในกรุงเทพจะมีสถานีแค่ 80 สถานี ก็เกิดการรบกวนกัน เหตุผลที่มีBandwidth เกินอาจเนื่องจากอุปกรณ์ที่ไม่ได้มาตรฐาน เช่น สถานีวิทยุชุมชนมักใช้เครื่องส่งราคา ถูกที่ไม่มีคุณภาพทำให้มีการฟุ้งกระจายของคลื่น คือใช้Bandwidth ที่สูงเกินไปทำให้มีความถี่บางส่วนถูก ส่งไปในย่านของความถี่ของสถานีอื่นทำให้เกิดการกวนกับสัญญาณในคลื่นหลักอื่นๆ ได้ จะเห็นว่าการส่งวิทยุกระจายเสียงระบบ AM และ ระบบ FM เป็นการนำเอาสัญญาณเสียงจากแหล่ง ต่างๆ ในห้องส่งกระจายเสียง เช่น ไมโครโฟน เทปคาสเสท จากแผ่นเสียงหรือแผ่นซีดี มารวมกับคลื่นวิทยุ หรือสัญญาณวิทยุ ในอุปกรณ์เครื่องส่ง เพื่อให้คลื่นวิทยุเป็นตัวพาห์นำออกอากาศแพร่ไปยังเครื่องรับ โดยการ กระจายเสียง ระบบ AMเป็นการผสมคลื่นเสียงกับคลื่นวิทยุตามความกว้างของคลื่นส่วนระบบ FMเป็นการ ผสมคลื่นเสียงกับคลื่นวิทยุตามความถี่ของคลื่นซึ่งแต่เดิมการผสมสัญญาณเสียงกับสัญญาณวิทยุหรือการModulation จะออกมาในรูปสัญญาณแบบ Analog หมายถึงการส่งสัญญาณเสียงและสัญญาณวิทยุออกมา ในรูปคลื่นซายน์ (Sine Wave) ซึ่งมีลักษณะคล้ายกับคลื่นน้ำมีความต่อเนื่องกันแต่มีขนาดของสัญญาณไม่คงที่ การเปลี่ยนแปลงของสัญญาณเป็นแบบค่อยเป็นค่อยไป และแปรผันตามเวลา การส่งสัญญาณแบบAnalog เช่น การส่งวิทยุกระจายเสียงระบบ AM แม้จะให้เสียงตรงตามต้น เสียงเดิมแต่การส่งสัญญาณแบบAnalog อาจถูกรบกวนจากบรรยากาศและอุปกรณ์ไฟฟ้าต่างๆ จนทำให้ สัญญาณเกิดการผิดเพี้ยนได้ ส่วนการส่งวิทยุกระจายเสียงระบบFM นั้น ถึงแม้จะมีคุณภาพของเสียงดี และมีความเพี้ยนของ สัญญาณน้อยกว่าระบบ AM แต่ใช้แถบความถี่ในการส่งสัญญาณกว้างมากเมื่อเทียบกับความถี่ที่มีอยู่อย่าง จำกัด ซึ่งต้องรักษาพื้นที่ในแถบความถี่วิทยุไว้เพื่อใช้งานสื่อสารประเภทอื่นอีก เมื่อมีข้อจำกัดดังกล่าวมาแล้ว จึงได้มีการพัฒนาระบบการส่งสัญญาณที่มีประสิทธิภาพมากกว่าเดิม นั่นก็คือ การส่งสัญญาณ วิทยุกระจายเสียง ในระบบ Digital
ความแตกต่างระหว่างAM FM
AMใช้คลื่นขนาดกลาง (ความยาวคลื่นระหว่าง 100-1,000เมตร)ในการส่งกระจายเสียงในขณะที่ FM ใช้คลื่นสั้น (ความยาวคลื่นระหว่าง 1-10 เมตร) หรือคลื่นสั้นพิเศษ (ความยาวระหว่าง0.1-1 เมตร) การใช้FM ในการส่งคลื่นวิทยุกระจายเสียงจะสามารถยกระดับคุณภาพของเสียงให้ดีขึ้น ป้องกันเสียงรบกวนได้ (เนื่องจากรูปแบบของเสียงรบกวนจำนวนมากคล้ายคลึงกับ AM )นอกจากนี้ขอบเขตความถี่ยังกว้างกว่า ดังนั้นการกระจายเสียงในระบบสเตอริโอจึงมักใช้ FM
คลื่นวิทยุมีสมบัติที่น่าสนใจอีกประการหนึ่ง คือ สามารถหักเหและสะท้อนได้ที่บรรยากาศชั้นไอโอโนสเฟียร์ บรรยากาศในชั้นนี้ประกอบด้วยอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าอยู่เป็นจำนวนมาก เมื่อคลื่นวิทยุเคลื่อนที่มาถึงจะสะท้อนกลับสู่ผิวโลกอีก สมบัติข้อนี้ทำให้สามารถใช้คลื่นวิทยุในการสื่อสารเป็นระยะทางไกลๆได้แต่ถ้าเป็นคลื่นวิทยุที่มีความถี่สูงขึ้น
1. มีการกระจายเสียงครอบคลุมพื้นที่ได้อย่างกว้างขวาง มีจำนวนสถานีมาก ทำให้สามารถส่งข่าวสารไปยังผู้ฟังได้จำนวนมาก
2. มีความรวดเร็วในการส่งข่าวสาร ทำให้ผู้ฟังได้รับข่าวสารอย่างรวดเร็วและทันต่อเหตุการณ์
3. เป็นสื่อที่มีผลทางจิตวิทยาสูง เพราะน้ำเสียง ลีลาในการพูดหรือเสียงประกอบ สามารถทำให้เกิดจินตนาการได้เป็นอย่างดี
4. เป็นสื่อที่มีค่าใช้จ่ายต่ำ เมื่อเปรียบเทียบกับสื่ออื่น ๆ ทำให้สามารถสร้างความถี่และการเข้าถึงผู้บริโภคได้มาก
5. สามารถเลือกกลุ่มผู้ฟังได้ โดยเลือกโฆษณาในรายการหรือเวลาที่เหมาะสมกับสภาพตลาดและสถานการณ์ได้เป็นอย่างดี
6. เป็นสื่อที่มีความยืดหยุ่น ผู้โฆษณาสามารถปรับเปลี่ยนข้อความโฆษณาให้เหมาะสมกับสภาพตลาดและสถานการณ์ได้อย่างง่ายดาย
7. เข้าถึงกลุ่มเป้าหมาย ผู้ที่อ่านหนังสือไม่ออกก็สามารถรับฟังได้ ครอบคลุมบริเวณพื้นที่กว้างขวางมาก
8. ให้ความรู้สึกเป็นกันเองกับผู้ฟัง สร้างความใกล้ชิด ซ้ำยังพกติดตัวได้ตลอดเวลา
9. สามารถฟังไปด้วยและทำงานอื่นไปด้วยได้
ข้อเสีย
1. มีข้อจำกดด้านการสร้างสรรค์ ขาดการจูงใจด้านภาพ ไม่สามารถสาธิตการทำงานของสินค้าหรือบริการได้
2. อายุของข่าวสารสั้น หากผู้ฟังพลาดรายการโฆษณา จะไม่สามารถย้อนมารับฟังได้อีก
3. มีการแบ่งแยกกลุ่มผู้ฟัง เพราะมีรายการให้เลือกฟังมาก ผู้ฟังสามารถเลือกฟังได้หลายสถานี อาจทำให้พลาดข่าวสารที่นำเสนอ
4. มีความยุ่งยากในการซื้อสื่อ เนื่องจากมีจำนวนสถานีมาก ทำให้ยากต่อการเลือกเวลาและสถานี
5. ข้อมูลวิจัยผู้ฟังมีจำกัด มีปัญหาในการวัดปริมาณผู้ฟัง ทำให้ผู้วางแผนโฆษณาขาดข้อมูลที่จะใช้เป็นเกณฑ์ในการซื้อเวลาวิทยุกระจายเสียง
เป็นสื่อโฆษณาที่เข้าถึงกลุ่มผู้บริโภคได้อย่างกว้างขวางในเวลาอันรวดเร็ว ทำให้ข้อมูลมีความทันสมัย สามารถสร้างความถี่ได้ด้วยต้นทุนที่ต่ำ แต่
มีข้อจำกัดในด้านภาพและอายุของข่าวสารที่สั้น ประกอบกับการที่ผู้ฟังมักทำกิจกรรมอื่น ๆ ไปด้วย ทำให้ความสนใจในข่าวสารข้อมูลลดลง วิทยุกระจายเสียงจึงเหมาะที่จะเป็นสื่อเสริมโดยการโฆษณาให้บ่อยเพื่อเตือนความจำ การเลือกสถานี รายการและเวลาที่เหมาะสมสอดคล้องกับสินค้าหรือบริการ จะทำให้แผนการรณรงค์โฆษณาเกิดประสิทธิภาพ เทคโนโลยีไร้สายที่พบมากที่สุดในปัจจุบันนี้ใช้คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เช่น คลื่นวิทยุ ซึ่งอาจใช้ในระยะทางสั้นๆไม่กี่เมตรสำหรับโทรทัศน์ หรือไกลเป็นล้านกิโลเมตรลึกเข้าไปในอวกาศสำหรับวิทยุ การสื่อสารไร้สายรวมถึงหลากหลายชนิดของการใช้งานอยู่กับที่,เคลื่อนที่และแบบพกพา ได้แก่ วิทยุสองทาง, โทรศัพท์มือถือ,ผู้ช่วยดิจิตอลส่วนตัว (personal digital assistants หรือPDAs) และเครือข่ายไร้สาย ตัวอย่างอื่น ๆ ของการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีวิทยุไร้สายรวมถึง GPS,รีโมตประตูโรงรถ เม้าส์คอมพิวเตอร์ไร้สาย, แป้นพิมพ์และชุดหูฟังไร้สาย, หูฟังไร้สาย, เครื่องรับวิทยุไร้สาย, โทรทัศน์ผ่านดาวเทียมไร้สาย,เครื่องรับโทรทัศน์ทั่วไปและโทรศัพท์บ้านไร้สาย
การทำงานของบล็อกไดอะแกรมเครื่องรับวิทยุสื่อสาร
วงจรเลือกรับความถี่วิทยุ เนื่องจากสถานีส่งวิทยุหลายๆสถานี แต่ละสถานีจะมีความถี่ของตนเอง ดังนั้นจะต้อง
เลือกรับความถี่ที่ต้องการรับฟังในขณะนั้น
วงจรขยายความถี่วิทยุ ทำหน้าที่นำเอาสัญญาณความถี่วิทยุที่เลือกรับเข้ามา มาทำการขยายสัญญาณให้มีกำลังแรงมากขึ้นเพียงพอกับความต้องการ
วงจรดีเทคเตอร์ ทำหน้าที่ตัดคลื่นพาหะออกหรือดึงคลื่นพาหะลงดินให้เหลือเฉพาะสัญญาณความถี่เสียง (AF) เพียงอย่างเดียววงจรขยายสัญญาณเสียง ทำหน้าที่ขยายสัญญาณทางไฟฟ้าของเสียงให้มีกำลังแรงขึ้น ก่อนที่จะส่งออกยังลำโพงลำโพง เมื่อได้รับสัญญาณทางไฟฟ้าของเสียงก็จะเปลี่ยนพลังงานจากสัญญาณทางไฟฟ้าของเสียงให้เป็นเสียงรับฟังได้
หลักการทำงานของเครื่องส่งวิทยุ FM หลักการทำงานคือ หลังจากที่ได้รับตัวสัญญาณเสียงจากไมโครโฟนหรือแหล่งเสียงอื่นๆแล้ว สัญญาณเสียงจะถูกเปลี่ยนรูปเป็นสัญญาณไฟฟ้า สัญญาณไฟฟ้านั้นจะถูกนำไปเข้าระบบ Amplifier เพื่อขยายกำลังของสัญญาณเสียงที่ได้ หลังจากขยายแล้ว ก็จะนำส่งต่อไปยังภาคของ Modulation โดยสัญญาณที่จะนำมา Modulation ด้วยนั้นคือสัญญาณจากตัว Oscillator ซึ่งจะผลิตความถี่ได้ในช่วง 88 - 108 MHz
หลักการของเครื่องส่งวิทยุ AM
เครื่องส่งวิทยุระบบ AM เป็นวิธีการผสมคลื่นหรือการมอดูเลต (Modulation)ที่ทำให้แอมพลิจูด (Amplitude) ของคลื่นพาหะเปลี่ยนแปลงไปตามแอมพลิจูดของความถี่เสียงหรือสัญญาณข่าวสารที่เข้ามา ซึ่งโดยปกติแล้วก็จะทำให้อัตราการขยาย (Gain)ของภาคขยายความถี่วิทยุ (RF Amplifier) นั้นเปลี่ยนแปลงไปตามแอมพลิจูดของสัญญาณความถี่เสียงนั่นเอง การผสมคลื่นแบบ AM จะนิยมใช้ในการส่งวิทยุกระจายเสียงย่านความถี่กลาง (Medium frequency) หรือเรียกว่า คลื่นกลาง (Medium Wave: MW) และย่านความถี่สูง (High frequency)หรือเรียกว่า คลื่นสั้น (Short Wave: SW)
นอกจากนี้แล้วยังนำมาใช้การส่งสัญญาณวิทยุโทรศัพท์ (Radio telephone) และการ ส่งสัญญาณโทรทัศน์ ซึ่งเป็นการผสมสัญญาณภาพกับคลื่นพาห์เพื่อทำการส่งออกไปในรูปสัญญาณ AM และผสมสัญญาณเสียงกับคลื่นพาห์เพื่อส่งออกไปในรูปสัญญาณ FM
การส่งวิทยุกระจายเสียง AM ในประเทศไทย กำหนดใช้งานในช่วงความถี่ประมาณ 530 kHz – 1,600 kHz โดยมีลักษณะการแพร่กระจายคลื่นวิทยุที่เดินทางไปบนพื้นผิวโลกที่เรียกว่า คลื่นดิน ซึ่งมีความยาวคลื่นที่ยาวมากจึงทำให้เดินทางไปได้ไกลกว่า (losses rise with increasing frequency) คลื่นดินที่ความถี่สูง ๆ ความยาวคลื่นก็จะสั้นลงจะไปไม่ได้ไกล เพราะถูกลดทอนมากเนื่องจากลักษณะภูมิประเทศและสิ่งกีดขวาง เช่น ภูเขาจึงมีผลต่อการแพร่กระจายคลื่น ที่ความถี่ 30 kHz ความยาวคลื่นจะเท่ากับ 10 กิโลเมตร เมื่อเทียบกับภูเขาแล้ว ภูเขายังเล็กกว่าความยาวคลื่น ดังนั้นการลดทอนจึงมีน้อย แต่ที่ความถี่ 3 MHz ความยาวคลื่นเท่ากับ 100 เมตร วัตถุที่ใหญ่กว่าความยาวคลื่น เช่น เนินเขา ตึก อาคาร บ้านพักอาศัยจะมีผลในการ ลดทอนสัญญาณ และเราสามารถใช้ประโยชน์คลื่นดินได้เฉพาะย่าน LF และ MF เท่านั้น
คุณภาพของเสียงระบบ AM ไม่ดีนักเพราะเกิดการรบกวนได้ง่าย เช่น ถูกรบกวนจากสถานีข้างเคียง เครื่องใช้ไฟฟ้า และที่สำคัญคือการรบกวนจากธรรมชาติ ได้แก่ เวลาฝนตก ฟ้าแลบ ฟ้าผ่า สภาพอากาศที่แปรปรวนมากๆ จะทำให้เสียงขาดหายเป็นช่วงๆ
การส่งวิทยุกระจายเสียง มีการกำหนดแถบความถี่เพื่อไม่ให้คลื่นวิทยุจากสถานีที่มีความถี่ใกล้เคียงรบกวนกัน ช่วงกว้างของแถบความถี่ของสถานีวิทยุ AM กำหนดไว้เป็น 10 กิโลเฮิรตซ์ ดังนั้นจะมีสถานีกระจายเสียง AM ทั้งหมด = 1,600-530/10 =107 สถานี และช่วงกว้างของแถบความถี่ของสถานีวิทยุระบบ FM กำหนดไว้ 250 กิโลเฮิรตซ์
ดังนั้นจะมีสถานีวิทยุกระจายเสียง FM ทั้งหมด = (108-88) ×1000/250 = 810 สถานี การส่งคลื่นวิทยุจะส่งในช่วงความถี่สูงมากหรือความถี่ VHF (Very High Frequency)การส่งวิทยุกระจายเสียง มีการกำหนดแถบความถี่เพื่อไม่ให้คลื่นวิทยุจากสถานีที่มีความถี่ใกล้เคียงรบกวนกัน ช่วงกว้างของแถบความถี่ของสถานีวิทยุ AM กำหนดไว้เป็น 10 กิโลเฮิรตซ์ ดังนั้นจะมีสถานีกระจายเสียง AM ทั้งหมด = 1,600-530/10 =107 สถานี และช่วงกว้างของแถบความถี่ของสถานีวิทยุระบบ FM กำหนดไว้ 250 กิโลเฮิรตซ์
การส่งคลื่นวิทยุ FM
การแพร่กระจายคลื่น FM
คลื่นตรง (Direct wave propagation) มีลักษณะการแพร่กระจายคลื่นวิทยุเหมือนกับการเดินทางของแสง คือพุ่งเป็นเส้นตรง และการกระจายคลื่นชนิดนี้จะอยู่ในระดับสายตา (Line of Sight) การกระจายคลื่นชนิดนี้จะมีการถ่างของ Radio beam และมีการแตกกระจายหรือสะท้อนได้ เมื่อพบกับสิ่งกีดขวาง เช่นตึก ภูเขาโดยที่ระยะทางของการแพร่กระจายคลื่นจะมากหรือน้อยนั้นต้องขึ้นอยู่กับความสูงของสายอากาศเป็นสำคัญ การแพร่กระจายคลื่นชนิดนี้จะมีผลต่อการแพร่กระจายคลื่นในย่านความถี่ที่สูงกว่าย่าน VHF ขึ้นไปแต่ส่วนใหญ่จะใช้ความถี่ในย่านที่สูงกว่า UHF ขึ้นไปเนื่องจากการใช้ความถี่ในย่าน VHF และUHF (LOW BAND) จะมีการสะท้อนบนพื้นดินด้วย (Reflection propagation) เกิดขึ้นเป็นอย่างมาก
การแพร่กระจายคลื่น FM
คลื่นตรง (Direct wave propagation) มีลักษณะการแพร่กระจายคลื่นวิทยุเหมือนกับการเดินทางของแสง คือพุ่งเป็นเส้นตรง และการกระจายคลื่นชนิดนี้จะอยู่ในระดับสายตา (Line of Sight) การกระจายคลื่นชนิดนี้จะมีการถ่างของ Radio beam และมีการแตกกระจายหรือสะท้อนได้ เมื่อพบกับสิ่งกีดขวาง เช่นตึก ภูเขาโดยที่ระยะทางของการแพร่กระจายคลื่นจะมากหรือน้อยนั้นต้องขึ้นอยู่กับความสูงของสายอากาศเป็นสำคัญ การแพร่กระจายคลื่นชนิดนี้จะมีผลต่อการแพร่กระจายคลื่นในย่านความถี่ที่สูงกว่าย่าน VHF ขึ้นไปแต่ส่วนใหญ่จะใช้ความถี่ในย่านที่สูงกว่า UHF ขึ้นไปเนื่องจากการใช้ความถี่ในย่าน VHF และUHF (LOW BAND) จะมีการสะท้อนบนพื้นดินด้วย (Reflection propagation) เกิดขึ้นเป็นอย่างมาก
การส่งวิทยุกระจายเสียง FM
การส่งวิทยุกระจายเสียง FM จะมีสถานีวิทยุที่ทำการส่งคลื่นวิทยุกระจายเสียงออกไปมากมายหลายสถานี และช่วงความถี่ในการส่งวิทยุกระจายเสียงระบบ FM ในประเทศไทย กำหนดใช้งานอยู่ในช่วง 88 MHz - 108 MHz และมีความถี่เบี่ยงเบนสูงสุดเท่ากับ ประเทศไทยมีจำนวนกว่า 100 สถานี กระจายอยู่ตามจังหวัดต่างๆ ทั่วประเทศ ให้คุณภาพเสียงดีเยี่ยม ไม่เกิดสัญญาณรบกวนจากสภาพอากาศแปรปรวน แต่ส่งได้ในระยะประมาณไม่เกินประมาณ 150 กิโลเมตรปัจจุบันนิยมส่งในแบบสเตอริโอ ที่เรียกว่าระบบ FM Stereo Multiplex ซึ่งเครื่องรับวิทยุสามารถแยกสัญญาณแอกเป็น 2 ข้าง คือ สัญญาณสำหรับลำโพงด้านซ้าย (L) และสัญญาณสำหรับลำโพงขวา (R)
รูปคลื่นที่ส่งแบบ AM และ FM
หลักการทำงาน คือ สัญญาณเสียงจากไมโครโฟนหรือแหล่งเสียงอื่นๆ จะถูกเปลี่ยนเป็นสัญญาณไฟฟ้า เข้าสู่ภาคAudio Amplifier เพื่อขยายกำลังของสัญญาณเสียง และส่งต่อไปยังภาคของModulation โดย สัญญาณที่จะนำมาModulation ด้วยนั้น คือ สัญญาณจากตัวOscillator ซึ่งจะผลิตความถี่ได้ในช่วงความถี่ 88 -108 MHzโดยจะต้องมีการเลือกสร้างคลื่นที่ความถี่ใดความถี่หนึ่งในช่วงความถี่ดังกล่าว เพื่อใช้เป็นคลื่นนำพา โดยหลักการ Modulationของ FM คือ จะนำคลื่นนำพาที่ได้มาปรับความถี่ ตามแอมปลิจูดและความถี่ ของคลื่นเสียงโดยที่เฟสและแอมปลิจูดของคลื่นนำพายังคงที่ จะเปลี่ยนแปลงเฉพาะความถี่เท่านั้น สัญญาณที่ Audio Amplifier Oscillator Modulation RF Amplifier ได้จากการModulation (เรียกว่าสัญญาณ RF) จะถูกนำไปขยายสัญญาณความถี่วิทยุให้แรงขึ้น เพื่อที่จะให้ เพียงพอต่อการส่งสัญญาณไปในอากาศ จากนั้นจึงส่งออกไปทางเสาอากาศ
การModulation หลักการModulation คือ ความถี่ของคลื่น RF ที่ได้จะแปรผันไปตามความถี่และแอมปลิจูด ของคลื่นเสียง เช่น ถ้ามีคลื่นนำพาที่มีความถี่ 100kHzนำมา Modulationกับคลื่นเสียงที่มีความถี่อยู่ที่ 40 Hzคลื่น RF ที่ได้หลังการModulation ก็จะมีลักษณะของความถี่ที่เปลี่ยนไปตามค่าแรงดัน (แอมปลิจูด) ถ้าแอมปลิจูดเป็นบวกความถี่ของ RF ก็จะมีค่าสูงขึ้น ในซีกบวกของแอมปลิจูดของคลื่นเสียงจึงก่อให้เกิด ความถี่ของ RF ในช่วงตั้งแต่ 100 ถึง100 + 0.04 kHz ในทางกลับกัน ถ้าหากแอมปลิจูดเป็นลบ ความถี่ของ RF ก็จะมีค่าต่าง ในซีกลบของแอมปลิจูดของคลื่นเสียงจึงก่อให้เกิดความถี่ของ RF ในช่วงตั้งแต่ 100 - 0.04ถึง 100 kHz กรณีแอมปลิจูดเป็นศูนย์ความถี่ของ RF จะมีค่าเท่าเดิมเพราะฉะนั้นช่วงห่างความถี่รวมของคลื่น RF รวมนี้ก็จะมีค่า ตั้งแต่99.96 ถึง 100.04 kHz ดังรูปด้านล่าง
โดยหากในส่วนของแอมปลิจูดของคลื่นเสียงนี้มีค่าสูงขึ้น ก็จะทำให้ช่วงห่างของความถี่ของ RF มีค่าเปลี่ยนไปด้วย เช่น จากตัวอย่างที่แล้วคลื่นเสียงที่มีความถี่เป็น 40 Hz แต่เมื่อมีแอมปลิจูดที่สูงขึ้นก็จะทำให้ช่วงห่างของความถี่ยาวขึ้นก็คือทำให้ช่วงห่างของความถี่ของ RF ที่เกิดขึ้นก็จะเท่ากับ 99.92-100.08 kHz ดังรูปด้านล่าง
ในทางกลับกันถ้าแอมปลิจูดของคลื่นเสียงที่ความถี่ 40 Hzต่างก็อาจทำให้ช่วงห่างของความถี่แคบเข้า เช่น อาจเหลือความถี่เป็นช่วงแค่99.99 ถึง 100.01ก็ได้) Sideband Sideband คือ กลุ่มของย่านความถี่ที่ใกล้เคียงกับความถี่ของคลื่นนำพาห์ ซึ่งเป็นผลจากการModulationสัญญาณ เช่น เมื่อนำคลื่นพาห์ที่ความถี่100 kHz มาผสมกับคลื่นเสียงที่มีความถี่40 Hz เมื่อทำการModulation แล้วจะมีSideband ที่ 100.04 kHz - 99.06k Hz ซึ่งจำนวนที่อยู่ระหว่างความถี่นี้ จะมีจำนวนไม่จำกัด Spectrumที่เห็นจึงเป็นตัวแทนของความถี่บริเวณใกล้เคียง ในความเป็นจริงนั้น Spectrum ที่อยู่ไกลจากความถี่คลื่นนำพาห์จะมีค่าพลังงานและความสำคัญที่น้อยมากจนแทบไม่มีผลในการ วิเคราะห์ การModulationสัญญาณคลื่นเสียงกับคลื่นนำพานั้น จะได้ผลลัพธ์เป็นสัญญาณที่มีความถี่ใกล้เคียง กับค่าความถี่เฉพาะที่สถานีนั้นครอบครองอยู่ เช่น สถานีหนึ่งส่งกระจายเสียงที่ความถี่ 100MHz จะมีแบนด์วิธ ที่ครอบคลุมSideband สัญญาณที่ส่งออกไป โดย FCCได้กำหนดไว้ว่าการส่งวิทยุ FM นั้นมีBandwidthได้ สูงสุด150kHz ดังรูปด้านกรอบบน แต่เพื่อไม่ให้มีการชนกันของคลื่นที่มีความถี่ใกล้เคียงกันจึงมีการเพิ่มส่วน กันชนกันของคลื่นทำให้ในหนึ่งคลื่นจะมีความถี่รวมกับส่วนกันชนแล้ว 200 kHzดังรูปที่กรอบด้านล่าง คือ การจำลองสถานีที่มีการกระจายเสียงย่านความถี่ใกล้กัน จะเห็นว่าสัญญาณที่ทั้งสองส่งมาจะไม่ทับซ้อนกัน เนื่องจากช่องว่างระหว่างแบนด์วิธของทั้งสองสถานีจะถูกละเอาไว้เพื่อใช้แบ่งแยกกันระหว่างสถานี ช่องสัญญาณการส่งสัญญาณ FMนั้นในแต่ละสถานีจะใช้ Bandwidth 200 kHz ซึ่ง Bandwidthที่ใช้ในการ ส่งสัญญาณจริงๆ นั้น คือ150 kHz แต่จะมีช่องว่างภายในแบนด์วิธในช่วงที่เหลือ คือ ที่ความถี่ +25 kHz และ-25 kHz เช่น ถ้าส่งที่ความถี่ 100 MHz จะใช้คลื่นความถี่ในช่วง99.925 -100.075 MHz ในการส่งข้อมูล สัญญาณ
และเว้นเป็นช่องว่างกันชนในช่วง 99.900 - 99.925 และ100.075 - 100.100รวมเป็น 200 kHzเพื่อให้การ ส่งสัญญาณออกอากาศทำได้พร้อมๆ กันหลายสถานี แม้จะมีสถานีอยู่ใกล้ๆ กันในคลื่นวิทยุภายในหนึ่ง ช่วงเวลาจึงนำพาข้อมูล (Carry information) ของแต่ละสถานีที่ออกอากาศได้พร้อมๆ กัน ซึ่งไม่เป็นปัญหา เมื่อผู้ฟังต้องการฟังเฉพาะบางรายการ ส่วนวิธีการที่ทำให้สามารถเลือกรับฟังได้นั้น อยู่ที่หัวข้อต่อไป ในการส่ง วิทยุ FM นั้นจะอยู่ในความถี่ช่วง 88-108 MHz ซึ่งมีBandwidth รวม 20 MHz ดังนั้นจะมีสถานีวิทยุที่ส่งได้ โดยไม่รบกวนกัน คือ 20 MHz/200 kHz หรือประมาณ 100 สถานี ซึ่งในปัจจุบันนี้ในเมืองไทยโดยเฉพาะในกรุงเทพมีการใช้Bandwidth ของ FMค่อนข้างเต็มแล้ว คือ มีคลื่นวิทยุตั้งแต่88.00, 88.25, 88.5, 88.75, 90.00 ไล่ไปเรื่อยๆ ซึ่งมีประมาณ80 สถานี ซึ่งถ้าจะให้มีสถานีเพิ่มขึ้นอีกให้ครบ 100 สถานีคงจะไม่ได้เพราะในทางปฏิบัติจริงอาจ มีการใช้ Bandwidth ที่เกินไปบ้าง จะเห็นได้จากแม้ในกรุงเทพจะมีสถานีแค่ 80 สถานี ก็เกิดการรบกวนกัน เหตุผลที่มีBandwidth เกินอาจเนื่องจากอุปกรณ์ที่ไม่ได้มาตรฐาน เช่น สถานีวิทยุชุมชนมักใช้เครื่องส่งราคา ถูกที่ไม่มีคุณภาพทำให้มีการฟุ้งกระจายของคลื่น คือใช้Bandwidth ที่สูงเกินไปทำให้มีความถี่บางส่วนถูก ส่งไปในย่านของความถี่ของสถานีอื่นทำให้เกิดการกวนกับสัญญาณในคลื่นหลักอื่นๆ ได้ จะเห็นว่าการส่งวิทยุกระจายเสียงระบบ AM และ ระบบ FM เป็นการนำเอาสัญญาณเสียงจากแหล่ง ต่างๆ ในห้องส่งกระจายเสียง เช่น ไมโครโฟน เทปคาสเสท จากแผ่นเสียงหรือแผ่นซีดี มารวมกับคลื่นวิทยุ หรือสัญญาณวิทยุ ในอุปกรณ์เครื่องส่ง เพื่อให้คลื่นวิทยุเป็นตัวพาห์นำออกอากาศแพร่ไปยังเครื่องรับ โดยการ กระจายเสียง ระบบ AMเป็นการผสมคลื่นเสียงกับคลื่นวิทยุตามความกว้างของคลื่นส่วนระบบ FMเป็นการ ผสมคลื่นเสียงกับคลื่นวิทยุตามความถี่ของคลื่นซึ่งแต่เดิมการผสมสัญญาณเสียงกับสัญญาณวิทยุหรือการModulation จะออกมาในรูปสัญญาณแบบ Analog หมายถึงการส่งสัญญาณเสียงและสัญญาณวิทยุออกมา ในรูปคลื่นซายน์ (Sine Wave) ซึ่งมีลักษณะคล้ายกับคลื่นน้ำมีความต่อเนื่องกันแต่มีขนาดของสัญญาณไม่คงที่ การเปลี่ยนแปลงของสัญญาณเป็นแบบค่อยเป็นค่อยไป และแปรผันตามเวลา การส่งสัญญาณแบบAnalog เช่น การส่งวิทยุกระจายเสียงระบบ AM แม้จะให้เสียงตรงตามต้น เสียงเดิมแต่การส่งสัญญาณแบบAnalog อาจถูกรบกวนจากบรรยากาศและอุปกรณ์ไฟฟ้าต่างๆ จนทำให้ สัญญาณเกิดการผิดเพี้ยนได้ ส่วนการส่งวิทยุกระจายเสียงระบบFM นั้น ถึงแม้จะมีคุณภาพของเสียงดี และมีความเพี้ยนของ สัญญาณน้อยกว่าระบบ AM แต่ใช้แถบความถี่ในการส่งสัญญาณกว้างมากเมื่อเทียบกับความถี่ที่มีอยู่อย่าง จำกัด ซึ่งต้องรักษาพื้นที่ในแถบความถี่วิทยุไว้เพื่อใช้งานสื่อสารประเภทอื่นอีก เมื่อมีข้อจำกัดดังกล่าวมาแล้ว จึงได้มีการพัฒนาระบบการส่งสัญญาณที่มีประสิทธิภาพมากกว่าเดิม นั่นก็คือ การส่งสัญญาณ วิทยุกระจายเสียง ในระบบ Digital
ความแตกต่างระหว่างAM FM
AMใช้คลื่นขนาดกลาง (ความยาวคลื่นระหว่าง 100-1,000เมตร)ในการส่งกระจายเสียงในขณะที่ FM ใช้คลื่นสั้น (ความยาวคลื่นระหว่าง 1-10 เมตร) หรือคลื่นสั้นพิเศษ (ความยาวระหว่าง0.1-1 เมตร) การใช้FM ในการส่งคลื่นวิทยุกระจายเสียงจะสามารถยกระดับคุณภาพของเสียงให้ดีขึ้น ป้องกันเสียงรบกวนได้ (เนื่องจากรูปแบบของเสียงรบกวนจำนวนมากคล้ายคลึงกับ AM )นอกจากนี้ขอบเขตความถี่ยังกว้างกว่า ดังนั้นการกระจายเสียงในระบบสเตอริโอจึงมักใช้ FM
คลื่นวิทยุมีคุณสมบัติที่น่าสนใจ
คลื่นวิทยุมีสมบัติที่น่าสนใจอีกประการหนึ่ง คือ สามารถหักเหและสะท้อนได้ที่บรรยากาศชั้นไอโอโนสเฟียร์ บรรยากาศในชั้นนี้ประกอบด้วยอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าอยู่เป็นจำนวนมาก เมื่อคลื่นวิทยุเคลื่อนที่มาถึงจะสะท้อนกลับสู่ผิวโลกอีก สมบัติข้อนี้ทำให้สามารถใช้คลื่นวิทยุในการสื่อสารเป็นระยะทางไกลๆได้แต่ถ้าเป็นคลื่นวิทยุที่มีความถี่สูงขึ้น
ข้อดี
1. มีการกระจายเสียงครอบคลุมพื้นที่ได้อย่างกว้างขวาง มีจำนวนสถานีมาก ทำให้สามารถส่งข่าวสารไปยังผู้ฟังได้จำนวนมาก
2. มีความรวดเร็วในการส่งข่าวสาร ทำให้ผู้ฟังได้รับข่าวสารอย่างรวดเร็วและทันต่อเหตุการณ์
3. เป็นสื่อที่มีผลทางจิตวิทยาสูง เพราะน้ำเสียง ลีลาในการพูดหรือเสียงประกอบ สามารถทำให้เกิดจินตนาการได้เป็นอย่างดี
4. เป็นสื่อที่มีค่าใช้จ่ายต่ำ เมื่อเปรียบเทียบกับสื่ออื่น ๆ ทำให้สามารถสร้างความถี่และการเข้าถึงผู้บริโภคได้มาก
5. สามารถเลือกกลุ่มผู้ฟังได้ โดยเลือกโฆษณาในรายการหรือเวลาที่เหมาะสมกับสภาพตลาดและสถานการณ์ได้เป็นอย่างดี
6. เป็นสื่อที่มีความยืดหยุ่น ผู้โฆษณาสามารถปรับเปลี่ยนข้อความโฆษณาให้เหมาะสมกับสภาพตลาดและสถานการณ์ได้อย่างง่ายดาย
7. เข้าถึงกลุ่มเป้าหมาย ผู้ที่อ่านหนังสือไม่ออกก็สามารถรับฟังได้ ครอบคลุมบริเวณพื้นที่กว้างขวางมาก
8. ให้ความรู้สึกเป็นกันเองกับผู้ฟัง สร้างความใกล้ชิด ซ้ำยังพกติดตัวได้ตลอดเวลา
9. สามารถฟังไปด้วยและทำงานอื่นไปด้วยได้
1. มีการกระจายเสียงครอบคลุมพื้นที่ได้อย่างกว้างขวาง มีจำนวนสถานีมาก ทำให้สามารถส่งข่าวสารไปยังผู้ฟังได้จำนวนมาก
2. มีความรวดเร็วในการส่งข่าวสาร ทำให้ผู้ฟังได้รับข่าวสารอย่างรวดเร็วและทันต่อเหตุการณ์
3. เป็นสื่อที่มีผลทางจิตวิทยาสูง เพราะน้ำเสียง ลีลาในการพูดหรือเสียงประกอบ สามารถทำให้เกิดจินตนาการได้เป็นอย่างดี
4. เป็นสื่อที่มีค่าใช้จ่ายต่ำ เมื่อเปรียบเทียบกับสื่ออื่น ๆ ทำให้สามารถสร้างความถี่และการเข้าถึงผู้บริโภคได้มาก
5. สามารถเลือกกลุ่มผู้ฟังได้ โดยเลือกโฆษณาในรายการหรือเวลาที่เหมาะสมกับสภาพตลาดและสถานการณ์ได้เป็นอย่างดี
6. เป็นสื่อที่มีความยืดหยุ่น ผู้โฆษณาสามารถปรับเปลี่ยนข้อความโฆษณาให้เหมาะสมกับสภาพตลาดและสถานการณ์ได้อย่างง่ายดาย
7. เข้าถึงกลุ่มเป้าหมาย ผู้ที่อ่านหนังสือไม่ออกก็สามารถรับฟังได้ ครอบคลุมบริเวณพื้นที่กว้างขวางมาก
8. ให้ความรู้สึกเป็นกันเองกับผู้ฟัง สร้างความใกล้ชิด ซ้ำยังพกติดตัวได้ตลอดเวลา
9. สามารถฟังไปด้วยและทำงานอื่นไปด้วยได้
ข้อเสีย
1. มีข้อจำกดด้านการสร้างสรรค์ ขาดการจูงใจด้านภาพ ไม่สามารถสาธิตการทำงานของสินค้าหรือบริการได้
2. อายุของข่าวสารสั้น หากผู้ฟังพลาดรายการโฆษณา จะไม่สามารถย้อนมารับฟังได้อีก
3. มีการแบ่งแยกกลุ่มผู้ฟัง เพราะมีรายการให้เลือกฟังมาก ผู้ฟังสามารถเลือกฟังได้หลายสถานี อาจทำให้พลาดข่าวสารที่นำเสนอ
4. มีความยุ่งยากในการซื้อสื่อ เนื่องจากมีจำนวนสถานีมาก ทำให้ยากต่อการเลือกเวลาและสถานี
5. ข้อมูลวิจัยผู้ฟังมีจำกัด มีปัญหาในการวัดปริมาณผู้ฟัง ทำให้ผู้วางแผนโฆษณาขาดข้อมูลที่จะใช้เป็นเกณฑ์ในการซื้อเวลาวิทยุกระจายเสียง
เป็นสื่อโฆษณาที่เข้าถึงกลุ่มผู้บริโภคได้อย่างกว้างขวางในเวลาอันรวดเร็ว ทำให้ข้อมูลมีความทันสมัย สามารถสร้างความถี่ได้ด้วยต้นทุนที่ต่ำ แต่
มีข้อจำกัดในด้านภาพและอายุของข่าวสารที่สั้น ประกอบกับการที่ผู้ฟังมักทำกิจกรรมอื่น ๆ ไปด้วย ทำให้ความสนใจในข่าวสารข้อมูลลดลง วิทยุกระจายเสียงจึงเหมาะที่จะเป็นสื่อเสริมโดยการโฆษณาให้บ่อยเพื่อเตือนความจำ การเลือกสถานี รายการและเวลาที่เหมาะสมสอดคล้องกับสินค้าหรือบริการ จะทำให้แผนการรณรงค์โฆษณาเกิดประสิทธิภาพ เทคโนโลยีไร้สายที่พบมากที่สุดในปัจจุบันนี้ใช้คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เช่น คลื่นวิทยุ ซึ่งอาจใช้ในระยะทางสั้นๆไม่กี่เมตรสำหรับโทรทัศน์ หรือไกลเป็นล้านกิโลเมตรลึกเข้าไปในอวกาศสำหรับวิทยุ การสื่อสารไร้สายรวมถึงหลากหลายชนิดของการใช้งานอยู่กับที่,เคลื่อนที่และแบบพกพา ได้แก่ วิทยุสองทาง, โทรศัพท์มือถือ,ผู้ช่วยดิจิตอลส่วนตัว (personal digital assistants หรือPDAs) และเครือข่ายไร้สาย ตัวอย่างอื่น ๆ ของการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีวิทยุไร้สายรวมถึง GPS,รีโมตประตูโรงรถ เม้าส์คอมพิวเตอร์ไร้สาย, แป้นพิมพ์และชุดหูฟังไร้สาย, หูฟังไร้สาย, เครื่องรับวิทยุไร้สาย, โทรทัศน์ผ่านดาวเทียมไร้สาย,เครื่องรับโทรทัศน์ทั่วไปและโทรศัพท์บ้านไร้สาย
1. มีข้อจำกดด้านการสร้างสรรค์ ขาดการจูงใจด้านภาพ ไม่สามารถสาธิตการทำงานของสินค้าหรือบริการได้
2. อายุของข่าวสารสั้น หากผู้ฟังพลาดรายการโฆษณา จะไม่สามารถย้อนมารับฟังได้อีก
3. มีการแบ่งแยกกลุ่มผู้ฟัง เพราะมีรายการให้เลือกฟังมาก ผู้ฟังสามารถเลือกฟังได้หลายสถานี อาจทำให้พลาดข่าวสารที่นำเสนอ
4. มีความยุ่งยากในการซื้อสื่อ เนื่องจากมีจำนวนสถานีมาก ทำให้ยากต่อการเลือกเวลาและสถานี
5. ข้อมูลวิจัยผู้ฟังมีจำกัด มีปัญหาในการวัดปริมาณผู้ฟัง ทำให้ผู้วางแผนโฆษณาขาดข้อมูลที่จะใช้เป็นเกณฑ์ในการซื้อเวลาวิทยุกระจายเสียง
เป็นสื่อโฆษณาที่เข้าถึงกลุ่มผู้บริโภคได้อย่างกว้างขวางในเวลาอันรวดเร็ว ทำให้ข้อมูลมีความทันสมัย สามารถสร้างความถี่ได้ด้วยต้นทุนที่ต่ำ แต่
มีข้อจำกัดในด้านภาพและอายุของข่าวสารที่สั้น ประกอบกับการที่ผู้ฟังมักทำกิจกรรมอื่น ๆ ไปด้วย ทำให้ความสนใจในข่าวสารข้อมูลลดลง วิทยุกระจายเสียงจึงเหมาะที่จะเป็นสื่อเสริมโดยการโฆษณาให้บ่อยเพื่อเตือนความจำ การเลือกสถานี รายการและเวลาที่เหมาะสมสอดคล้องกับสินค้าหรือบริการ จะทำให้แผนการรณรงค์โฆษณาเกิดประสิทธิภาพ เทคโนโลยีไร้สายที่พบมากที่สุดในปัจจุบันนี้ใช้คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เช่น คลื่นวิทยุ ซึ่งอาจใช้ในระยะทางสั้นๆไม่กี่เมตรสำหรับโทรทัศน์ หรือไกลเป็นล้านกิโลเมตรลึกเข้าไปในอวกาศสำหรับวิทยุ การสื่อสารไร้สายรวมถึงหลากหลายชนิดของการใช้งานอยู่กับที่,เคลื่อนที่และแบบพกพา ได้แก่ วิทยุสองทาง, โทรศัพท์มือถือ,ผู้ช่วยดิจิตอลส่วนตัว (personal digital assistants หรือPDAs) และเครือข่ายไร้สาย ตัวอย่างอื่น ๆ ของการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีวิทยุไร้สายรวมถึง GPS,รีโมตประตูโรงรถ เม้าส์คอมพิวเตอร์ไร้สาย, แป้นพิมพ์และชุดหูฟังไร้สาย, หูฟังไร้สาย, เครื่องรับวิทยุไร้สาย, โทรทัศน์ผ่านดาวเทียมไร้สาย,เครื่องรับโทรทัศน์ทั่วไปและโทรศัพท์บ้านไร้สาย
Evolution Gaming Casinos: 50+ Casino Bonuses to Play For Real
ตอบลบCheck out our w88 list 벳 매니아 of the top Evolution Gaming casinos for 2021! ✓ Claim exclusive no 고양에프씨 deposit 메이플 캐릭터 슬롯 bonuses and play slots 사설 토토 사이트 for free today!
Titanium Wire | Tithium Wire Co Ltd. - Tithium Wire Co Ltd
ตอบลบTitanium Wire Co titanium legs Ltd is an innovative smith titanium wire cutting technology for the manufacture and use 2013 ford focus titanium hatchback of high-performance graphite (CNG) titanium teeth k9 graphite to produce a t fal titanium dynamic $12.95 · In stock