სიხშირის მოდულაციის (FM) რადიო მრავალი წლის განმავლობაში გამოიყენება მაღალი დონის მუსიკისა და ხმის მაუწყებლობისთვის. მას შეუძლია უზრუნველყოს შესანიშნავი ხმის ხარისხი, სიგნალის სიმტკიცე და ხმაურის იმუნიტეტი. ბოლო დროს, FM რადიო სულ უფრო ხშირად გამოიყენება მობილური და პირადი მედია ფლეერებში. ამასთან, FM– ს დიზაინის ტრადიციული მეთოდი მოითხოვს ძალიან ხანგრძლივ ანტენას, მაგალითად სადენიანი ყურსასმენი, რაც ზღუდავს ბევრ მომხმარებელს, ვისაც არ აქვს სადენიანი ყურსასმენი. გარდა ამისა, პორტატულ მოწყობილობებში უკაბელო მოდელის უწყვეტი პოპულარობით, უფრო მეტ მომხმარებელს შეუძლია ისარგებლოს უკაბელო FM რადიოებით, რომლებიც იყენებენ სხვა ტიპის FM ანტენებს და ამავე დროს შეუძლიათ გამოიყენონ უკაბელო ყურსასმენები ან დინამიკები ხმების მოსასმენად.
ამ სტატიაში წარმოდგენილი იქნება FM რადიო მიმღების გადაწყვეტა, რომელიც აერთიანებს ან ანთავსებს ანტანს პორტატულ მოწყობილობაში, რაც ყურსასმენის კაბელს აქცევს. ჩვენ ვიწყებთ მიღების სენსიტიურობის მაქსიმიზაციას და შემდეგ შემოგვთავაზებს მგრძნობელობის მაქსიმალურად გაზრდის მეთოდებს, მათ შორის რეზონანსული სიხშირის ეფექტურობის მაქსიმალურად გაზრდას, ანტენის ზომის მაქსიმიზაციას და შესატყვისი შესატყვისი ქსელის გამოყენებას მთლიანი FM გამტარობის ეფექტურობის მაქსიმიზაციის მიზნით. დაბოლოს, ამ სტატიაში მოცემულია რეგულირებადი შესატყვისი ქსელის რეალიზაციის მეთოდი.
მაქსიმალური მგრძნობელობა
მგრძნობელობა შეიძლება განისაზღვროს, როგორც ყველაზე მცირე სიგნალი, რომლის მიღებაც შეუძლია FM მიმღებ სისტემას სიგნალისა და ხმაურის გარკვეული დონის მიღწევისას (SNR). ეს არის FM მიმღები სისტემის მუშაობის მნიშვნელოვანი პარამეტრი, რომელიც დაკავშირებულია სიგნალთან და ხმაურთან. მიღებული სიგნალის სიძლიერის ინდიკატორი (RSSI) მხოლოდ მიუთითებს RF სიგნალის სიძლიერეზე სპეციალურ tuning სიხშირის წერტილში. ეს არ იძლევა რაიმე ინფორმაციას ხმაურის ან სიგნალის ხარისხის შესახებ. სხვადასხვა ანტენის ქვეშ მიმღების მუშაობის შედარებისას, აუდიო სიგნალის და ხმაურის თანაფარდობა (SNR) შეიძლება უკეთესი პარამეტრი იყოს. ამიტომ, ძალიან მნიშვნელოვანია SNR– ის მაქსიმალურად გაზრდა, რათა მსმენელს მაღალი ხარისხის აუდიო გამოცდილება მიაწოდოს.
ანტენა არის ხიდი, რომელიც აკავშირებს რადიოსიხშირული წრესა და ელექტრომაგნიტურ ტალღებს. რაც შეეხება FM მიღებას, ანტენა არის გადამყვანი, რომელიც გარდაქმნის ენერგიას ელექტრომაგნიტური ტალღებიდან ძაბვად, რომელიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას ელექტრონული სქემებით (მაგალითად, დაბალი ხმაურის გამაძლიერებლები (LNA)). FM მიმღები სისტემის მგრძნობელობა პირდაპირ კავშირშია შიდა LNA– ს მიერ მიღებულ ძაბვასთან. მგრძნობელობის მაქსიმალურად გაზრდის მიზნით, ეს ძაბვა მაქსიმალურად უნდა გაიზარდოს. ბაზარზე არსებობს მრავალი ანტენა, მათ შორის ყურსასმენები, მოკლე მათრახები, მარყუჟები და ჩიპების ანტენები, მაგრამ ყველა ანტენის ანალიზი შეიძლება ექვივალენტური სქემებით. სურათი 1 გვიჩვენებს ზოგადი ექვივალენტური ანტენის სქემის მოდელს
ნახაზზე 1, X შეიძლება იყოს კონდენსატორი ან ინდუქტორი. X- ის არჩევანი დამოკიდებულია ანტენის ტოპოლოგიაზე და მისი ელექტრული (ინდუქციური ან ტევადი) მნიშვნელობა უკავშირდება ანტენის გეომეტრიას. დანაკარგის წინააღმდეგობა Rloss უკავშირდება ენერგიის გაფრქვევას ანტენის სითბოს ენერგიის სახით. რადიაციული წინააღმდეგობა Rrad უკავშირდება ელექტრომაგნიტური ტალღებისგან წარმოქმნილ ძაბვას. მარტივად ახსნის მიზნით, შემდეგი ტექსტი მიიღებს მარყუჟის ანტენის მოდელს, როგორც ანალიზის ობიექტს. იგივე გაანგარიშება ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას სხვა ტიპის ანტენებისთვის, მაგალითად მოკლე მონოპოლური ანტენებისა და ყურსასმენების ანტენებისთვის.
სურათი 1: ანტენის ეკვივალენტი მიკროსქემის მოდელი.
რეზონანსის სიხშირის წერტილის ეფექტურობის მაქსიმიზაცია
ანტენის მიერ მოქცეული ენერგიის მაქსიმალურად გაზრდის მიზნით, რეზონანსული ქსელი შეიძლება გამოყენებულ იქნას ანტენის რეაქტიული წინაღობის კომპენსაციისთვის და ეს წინაღობა შეამსუბუქებს ანტენის მიერ ჩატარებულ ძაბვის მნიშვნელობას შიდა LNA– სთვის. ინდუქციური მარყუჟის ანტენებისთვის, Cres capacitor გამოიყენება ანტენის რეზონანსის მისაღებად სასურველ სიხშირეზე:
რეზონანსის სიხშირე გულისხმობს სიხშირის წერტილს, რომელზეც ანტენა გარდაქმნის ელექტრომაგნიტურ ტალღებს ყველაზე მაღალი ეფექტურობის ძაბვაში. ანტენის ეფექტურობა არის Rrad– ზე ენერგიის შეფარდება ანტენის მიერ მიღებულ მთლიან ენერგიასთან, რომელიც შეიძლება გამოიხატოს Rrad / Zant– ით, სადაც Zant წარმოადგენს ანტენის წინაღობას ანტენის რეზონანსულ ქსელთან. ზანტი გამოხატულია შემდეგნაირად:
როდესაც ანტენა რეზონანსულია, η ეფექტურობა η შეიძლება გამოიხატოს:
სხვა სიხშირის წერტილებში ეფექტურობაა:
ანტენის ეფექტურობა η არარეზონანსული სიხშირის წერტილში უფრო დაბალია, ვიდრე მაქსიმალური ეფექტურობა ηres, რადგან ანტენის შეყვანის წინაღობა Zant ამ დროს ან ტევადობაა, ან ინდუქციური.
მაქსიმალურად გაზარდეთ ანტენის ზომა
გადაცემული რადიოსიხშირული სიგნალის აღსადგენად, ანტენამ უნდა შეაგროვოს რაც შეიძლება მეტი ენერგია ელექტრომაგნიტური ტალღიდან და ეფექტურად გარდაქმნას ელექტრომაგნიტური ტალღის ენერგია ძაბვაში Rrad– ის საშუალებით. შეგროვებული ენერგიის რაოდენობა შემოიფარგლება პორტატული მოწყობილობის მიერ გამოყენებული ანტენის არსებული სივრცით და ზომით. ტრადიციული ყურსასმენის ანტენისთვის მისმა სიგრძემ შეიძლება მიაღწიოს FM სიგნალის ტალღის მეოთხედს და საკმარისი ენერგია შეგროვდეს და გადაკეთდეს ძაბვაში, რომელიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას შიდა LNA- ს მიერ. ამ შემთხვევაში, ანტენის ეფექტურობის მაქსიმიზაცია არც ისე მნიშვნელოვანია.
ამასთან, რადგან პორტატული მოწყობილობები უფრო და უფრო წვრილი ხდება, ჩამონტაჟებული FM ანტენებისთვის დარჩენილი სივრცე ძალიან შეიზღუდა. მიუხედავად იმისა, რომ ანტენის ზომა მაქსიმალურად არის გაზრდილი, ჩანერგილი ანტენის მიერ შეგროვებული ენერგია მაინც ძალიან მცირეა. ამიტომ, ძალზე მნიშვნელოვანია ანტენის ეფექტურობის გაუმჯობესება η მუშაობის შელახვის გარეშე და უფრო მცირე ანტენის გამოყენების გარეშე.
გამოიყენეთ რეგულირებადი შესატყვისი ქსელი, რომ მაქსიმალურად მიიღოთ ეფექტურობა FM სიხშირის დიაპაზონში
FM მაუწყებლობის დიაპაზონის სიხშირის დიაპაზონი უმეტეს ქვეყნებში 87.5 მჰც-დან 108.0 მმჰც-მდეა. იაპონიაში FM მაუწყებლობის სიხშირის დიაპაზონი 76 მჰც-დან 90 მჰც-მდეა. აღმოსავლეთ ევროპის ზოგიერთ ქვეყანაში FM რადიოსიხშირული დიაპაზონი 65.8 მჰც-დან 74 მჰც-მდეა. იმისათვის, რომ მოერგოს ყველა FM სიხშირის დიაპაზონს მსოფლიოში, FM მიმღებ სისტემას სჭირდება 40 მჰც სიჩქარის სიგანე. როგორც წესი, ტრადიციული გამოსავალია ანტენის მოთავსება FM ჯგუფის ცენტრალურ სიხშირეზე. ამასთან, როგორც ზემოთ მოყვანილი ფორმულა გვიჩვენებს, ანტენის სისტემის ეფექტურობა სიხშირის ფუნქციაა. ეფექტურობა მაქსიმუმს აღწევს რეზონანსის წერტილში. როდესაც სიხშირე გადადის რეზონანსული სიხშირიდან, ეფექტურობა შემცირდება. აღსანიშნავია, რომ მას შემდეგ, რაც გლობალური FM სიხშირის დიაპაზონის სიჩქარე 40 მჰც აღწევს, ანტენის ეფექტურობა მნიშვნელოვნად შემცირდება, როდესაც სიხშირე რეზონანსული სიხშირის წერტილისგან შორს არის. მაგალითად, თუ ფიქსირებული რეზონანსული სიხშირე დაყენებულია 98MHz, ამ სიხშირის წერტილში შესაძლებელია მაღალი ეფექტურობის მიღწევა, მაგრამ სხვა სიხშირის წერტილების ეფექტურობა მნიშვნელოვნად შემცირდება, რითაც დეგრადირდება სიხშირის მოდულაციის შესრულება რეზონანსული სიხშირის წერტილისგან შორს. სურათი 2 გვიჩვენებს ორი ანტენის (ყურსასმენის ანტენა და მოკლე ანტენის) ეფექტურობის მრუდებს, როდესაც ფიქსირებული რეზონანსული სიხშირე სიხშირის დიაპაზონის ცენტრშია (98MHz).
სურათი 2: ტიპიური ფიქსირებული რეზონანსული ანტენის შესრულება FM ჯგუფში.
როგორც ზემოთ მოყვანილი სურათიდან ჩანს, 98 მჰც-ის წერტილს შეუძლია მიაღწიოს საუკეთესო ეფექტურობას, მაგრამ რაც უფრო ახლოსაა სიხშირე დიაპაზონის პირას, მით უფრო ეცემა ეფექტურობა. ეს არ არის დიდი პრობლემა ყურსასმენების ანტენებისთვის, რადგან ამ ანტენის ზომას შეუძლია შეაგროვოს საკმარისი ელექტრომაგნიტური ენერგია მთელ სიხშირეში და გადააქციოს იგი უფრო მაღალ ძაბვაზე RF მიმღებად. ამასთან, უფრო გრძელი ყურსასმენის ანტენასთან შედარებით, მოკლე ანტენა მცირე ზომისაა და ნაკლებ ენერგიას აგროვებს, ამიტომ ეფექტურობა სწრაფად შემცირდება, როდესაც სიხშირე რეზონანსული წერტილისგან შორს იქნება, ანუ მიღებას დიაპაზონის პირას მოხდება, როდესაც ფიქსირებული რეზონანსის სქემა გამოიყენება. მთავარი პრობლემა ის არის, რომ მოკლე ანტენებს უფრო მაღალი "Q" მნიშვნელობა აქვთ, ვიდრე ყურსასმენებს, რაც იწვევს ეფექტურობის მკვეთრ ვარდნას სიხშირული დიაპაზონის პირას.
Q გულისხმობს ხარისხის ფაქტორს, რომელიც პროპორციულია ანტენის ქსელში შენახული ენერგიის ერთეულზე დროის დაკარგვაზე ან გამოსხივების ენერგიაზე. ანტენის რეზონანსული ქსელის მქონე ანტენის ეკვივალენტური სქემის ზემოთ Q მნიშვნელობა აკმაყოფილებს:
მოკლე ანტენასთან შედარებით, ყურის ყურსასმენის ანტენა უფრო დიდი ზომისაა, ამიტომ მას აქვს უფრო მაღალი რადიაციული წინააღმდეგობის Rrad, რაც იწვევს Q- ის დაბალ მნიშვნელობას. მას შემდეგ, რაც ჩადგმული პროგრამები მოითხოვს მოკლე ანტენების გამოყენებას მაღალი Q მნიშვნელობებით, ეფექტურობის ციცაბო ვარდნის პრობლემა ძალზე აშკარაა.
ანტენის Q მნიშვნელობა ასევე უკავშირდება ანტენის გამტარობას და მისი ურთიერთობა შეიძლება გამოიხატოს შემდეგნაირად:
სადაც ƒc არის რეზონანსული სიხშირე ƒc, ხოლო BW არის ანტენის 3dB გამტარობა. გრძელი ყურსასმენის ანტენასთან შედარებით, მაღალი Q მნიშვნელობის მოკლე ანტენას აქვს მცირე გამტარობა, ამიტომ სიხშირის დიაპაზონის კიდეზე დანაკარგი უფრო დიდია.
მაღალი Q ფიქსირებული რეზონანსული ანტენის გამტარობის შეზღუდვის დასაძლევად, შესაძლებელია თვითრეგულირებადი რეზონანსული სქემის გამოყენება "ფიქსირებული რეზონანსის" "რეგულირებადი რეზონანსის" შესაცვლელად, ისე, რომ წრე ყოველთვის იყოს რეზონანსის სიხშირის წერტილში, ამით მაქსიმალურად ხდება მიმღები სენსიტიურობის გაზრდა. რეზონანსული ანტენის თვითორგანიზებას შეუძლია მიიღოს სიგნალისა და ხმაურის უფრო მაღალი თანაფარდობა, რადგან რეზონანსული ანტენისგან მიღებამ შეიძლება შეამციროს მიმღების სისტემის ხმაურის მაჩვენებელი, ხოლო ჩანერგილი ანტენის თანდაყოლილი მაღალი მნიშვნელობა ეხმარება შესაძლო ჰარმონიკის გაფილტვრა ადგილობრივი oscillator Disturbance შერეული ერთად.
რეგულირებადი შესატყვისი ქსელის რეალიზაცია
ნახაზი 3 გვიჩვენებს გაუმჯობესებული FM მიმღების არქიტექტურის კონცეპტუალური ბლოკ-დიაგრამა, რომელიც ემსახურება ჩანერგილ მოკლე ანტენებს. "რეგულირებადი რეზონანსი" ხორციელდება ჩიპზე რეგულირებადი ვარაქტორული დიოდისა და tuning ალგორითმით.
სურათი 3: Si4704 / 05 კონცეპტუალური ბლოკ-დიაგრამა.
ზემოთ მოყვანილი დიზაინი იყენებს შერეული სიგნალის ციფრულ დაბალი IF არქიტექტურას ციფრული სიგნალის პროცესორთან (DSP), სიგნალის დამუშავების მოწინავე ალგორითმების რეალიზებისთვის, მათ შორის ჩადგმული მოკლე ანტენების თვითრეგულირების ჩათვლით. ანტენის ალგორითმი ავტომატურად არეგულირებს ვარაქტორული დიოდის სიმძლავრის მნიშვნელობას მოწყობილობის თითოეული სიხშირის tuning წერტილის შესაბამისად, საუკეთესო ეფექტურობის მისაღებად.
მაგალითად, თუ მომხმარებელი დაარეგულირებს 101.1 მჰც-ს (სადგური 1 ნახაზზე 4), ანტენის ალგორითმი შეცვლის ანტენის მიკროსქემის რეზონანსის წერტილს 101.1 მჰც-ზე, ამით ანტენის ეფექტურობა და მიღების ეფექტურობა მოხდება 101.1 მჰც-ზე. როდესაც მომხმარებელი ასწორებს 84.1 მეგაჰერცს (სადგური 2 ნახაზზე 4), ანტენის ალგორითმი ანტენის მიკროსქემის რეზონანსულ წერტილს აახლებს, რათა შესრულდეს შესრულება 84.1 მეგაჰერციანზე.
სურათი 4: რეგულირებადი რეზონანსის უპირატესობები.
ანტენის რეზონანსული წერტილის დასარეგულირებლად მორგებული სიხშირის გამოყენებას შეუძლია უზრუნველყოს მაქსიმალური ეფექტურობა მოცემულ სიხშირის წერტილში, რითაც მაქსიმალურად მიიღება მიღებული სიგნალის სიძლიერე სიხშირის მოდულაციის მთელ სიხშირეზე. რეგულირებადი რეზონანსული სქემის მიღების შემდეგ, სისტემის მუშაობა ჩადგმული ანტენის გამოყენებით გაუმჯობესდა მთელ სიხშირეზე. რეზონანსულ ანტენას დანიშნულ სიხშირეზე ასევე შეუძლია შეამსუბუქოს სხვა სიხშირის წერტილების ჩარევა, რითაც მნიშვნელოვნად გააუმჯობესებს მიმღების შერჩევითობას. ამიტომ, ამ ჩასმული ანტენის მქონე მიმღების მომხმარებელი შეიძლება უკეთ იყოს დაცული სხვა შემთხვევითი ჩარევის წყაროებისგან. . ეს განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია ურბანულ ადგილებში, სადაც FM ზოლი ხალხმრავლობაა.
ამ სტატიის რეზიუმე
უკაბელო მოდელის პორტატულ მოწყობილობებში სულ უფრო პოპულარული ხდება, უფრო მეტ მომხმარებელს სურს გამოიყენოს უკაბელო FM რადიოები ჩასმული ანტენებით უკაბელო ყურსასმენებით ან დინამიკებით პროგრამების მოსმენისას. ამ სტატიაში განხილულია ჩამონტაჟებული ანტენების გამოყენებით FM– ის მიღების გასაუმჯობესებლად მგრძნობელობის მაქსიმალურად გაზრდის პრინციპი და შემდგომი განხილვა, თუ როგორ უნდა განხორციელდეს ეს. ვინაიდან პორტატულ მოწყობილობებზე, რომლებიც იყენებენ ჩასმენ ანტენებს, ხელმისაწვდომი სივრცე ძალიან შეზღუდულია, შესაძლებელია თვითრეგულირებადი რეზონანსული ქსელის გათვალისწინება მიმღების მგრძნობელობის მაქსიმალურად გასაზრდელად მთელ FM ზოლზე, რათა მოკლე ანტენა მაქსიმალური ეფექტურობით შენარჩუნდეს თითოეულ სიხშირეზე წერტილი
ჩვენი სხვა პროდუქტი:
