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無線電系統 無線電傳送和接收系統的簡單方塊圖 A.無線電波的頻譜 B. 調幅發射 (AM) 系統 可聽的音頻介乎 20 Hz 至 20 kHz.咪可以將音頻訊號轉變成同樣頻率的電訊號(電流或電 壓).不過,將音頻電訊號轉為電磁波的效率卻很低,尤其是在低頻的情況.因此,要解決 這個問題,我們用調制方法. 載波是一種高頻的電訊號.在一個調制器中,音頻電訊號會"加"到載波而這個程序就稱為 調制.已調制的訊號會轉為無線電波.轉變的效率較高,因為載波是高頻的訊號.而且如果 不同的發射機用不同的頻率載波,這樣干擾的問題也可以得到解決.在接收的一邊,接收機 可以調較到合適的載波頻,解調器就可以"分解"出原本的音頻訊號,再轉回原本的聲音. AM 是最簡單的調變技術,其原理是以原始訊號去改變載波的振幅大小,以得到調變訊 號,因此稱為振幅調變,簡稱調幅. 甚低頻帶 v.l.f. Below 30 kHz 音頻 - 20 - 20 kHz 低頻帶 l.f. 30 kHz to 300 kHz 中頻帶 m.f. 300 kHz to 3 MHz A.M. 調幅廣播 高頻帶 h.f. 3 MHz to 30 MHz 市民波段 甚高頻帶 v.h.f. 30 MHz to 300 MHz F.M. 調頻廣播 超高頻帶 u.h.f. 300 MHz to 3 GHz TV 頻道 頂高頻帶 s.h.f. 3 GHz to 30 GHz 雷達 2 C. 調幅(AM)發射機 聲音首先經咪轉為電訊號.再經音頻放大器放大.音頻訊號的頻率太低,所以難以有效地 傳送.無線電頻率產生器會輸出一個較高的頻率載波,再與音頻訊號在 AM 調制器混合.已 混合的訊號再經無線電頻率放大器放大,最后由天線傳送. D. 諧振電路: (1) 串聯諧振 濾波電路 i. Zmin = R 最細阻阬 ii. 最大電流,Imax = R V iii. Φ = 0 , I and V 同相. (2) 并聯諧振 - 應用於調校接收訊號頻率 i. Zmax = CR L 最大阻阬 ii. 最小電流;Φ = 0. E. AM 無線電接收機: AM 波段 :540 kHz - 1600 kHz 3 1. 天線會接收由各無線電站所發出的訊號.最普遍的AM 接收天線是鐵氧體棒天線.由於所接 收的訊號很弱,需要經無線電頻率放大器放大. 2. 調較電路由LC 并聯電路組成.電容是可變的.電容要調較至指定站的頻率成諧振.這樣, 指定發射站的訊號就會變得最強. 3. 選擇的訊號會經由檢波器調解.已調制訊號的負半周會被二極管切 斷.而載波會被電容過 濾.下圖表示了它的工作原理. 4. 音頻會被聲頻放大器放大,聲音最后經連接的揚聲器產生出來. F. 超外差接收機-實際的無線電接收機較復雜,因為接收的訊號會有較大選擇性和 敏感度.最普遍的種類是超外差接收器.下圖是一個超外差接收器的方塊圖: 1. 本機振蕩器的功能是產生一個平穩波幅的正弦訊號 f0. 2. 混頻器有兩個輸入訊 號:已調制的無線電頻率訊號 fC 和 本機振蕩器訊號 f0 .混頻器會混合 這兩個訊號.最后混頻器輸出中頻訊號 fi = f0 ± fC = 455 kHz. 3. 中頻放大器因經過調較,它只會放大 455 kHz 載波的訊號.其他的頻率都不會被放大. 超外差無線電接收機的優點: 1. 較大的穩定性;2. 靈敏度高;3. 頻率選擇性強;4. 良好訊噪比. 4 G. 調頻制式 FM FM 波段 :88 MHz - 108 MHz FM 是以原始訊號去改變載波頻率,以得到調 變訊號,因此稱為頻率調變,簡稱調頻. FM 相比 AM 有以下的優點: 1. 在接收方面有良好的訊噪比 2. 鄰近發射站的干擾較小因頻率高(VHF) 3. 立體聲廣播,音質好. 4. 人為干擾,好像汽車點火或電動機的運作較 少影響FM 接收機. FM 相比 AM 有以下的缺點: 1. FM 頻闊較大 2. 接收訊號被障礙阻擋而減弱 03 8. 將下列無線電波按甚高頻帶(VHF),超高頻帶(UHF)及中頻帶(MF)分類: (i) 400kHz無線電波; (ii)100MHz無線電波; (iii) 500MHz 答案:(i) 400 kHz - MF, (ii) 100 MHz - VHF, (iii) 500MHz - UHF 15. 某超外差接收機由下列方塊組成: AM檢波器;混頻器;RF級;天線;揚聲器;本機振蕩器;AF放大器;IF級. (a) 草繪接收機的方塊圖. (b) 試簡單描述每個方塊的功用. (c) 接收機內IF信號的典型頻率是多少 (d) AM檢波器采用哪兩枚主要零件 (e) 若天線接收到下列的AM信號,繪畫接收機的揚聲器的 輸出波形. 答案:(a) 5 (b) 1. 天線會接收由各無線電站所發出的訊號. 2. 由於所接收的訊號很弱,需要經RF放大器選頻及放大. 3. 本機振蕩器的功能是產生一個平穩波幅的正弦訊號 f0. 4. 混頻器會混合 fC 及 f0.并輸出中頻訊號 fi = f0 ± fC = 455 kHz. 5. 中頻放大器因經過調較,它只會放大 455 kHz 載波的訊號. 6. 中頻訊號會經由檢波器調解;產生聲頻. 7. 音頻會被聲頻放大器放大,聲音最后經連接的揚聲器產生出來. (c) 接收機內中頻訊號的典型頻率是 455 kHz (d) AM檢波器采用以下零件:二極管,電容器 (e) 揚聲器的輸出波形如右圖所示: 02 8. 頻率調制是什麼 FM波的頻率范圍是88 MHz 至108 MHz.求FM波的波長范圍. (無線電波的速度 = 3 x 108 m s-l,速度 = 頻率 x 波長) 答案:FM 是以原始訊號去改變載波頻率,以得到調變訊號,因 此稱為頻率調變,簡稱調頻. 3 x 108 = 88 x 106 x λ1 and 3 x 108 = 108 x 106 x λ2; λ1 = 3.41 m and λ2 = 2.78 m 波長范圍 = 2.78 m 至 3.41 m 15. (a) 右圖展示無線電波的頻譜.頻譜中哪些頻帶會被分類為 HF,VHF和UHF 試為每類頻帶 (HF,VHF 和 UHF) 舉出一個應用實例. 答案:HF - 頻率 D - 無線電廣播 VHF - 頻率 E - 無線電廣播 / TV UHF - 頻率 F - TV / 無線電話 (b) 右圖展示在自由空間於某特定時間的一個「調制后的信 號」.這是哪類「調制后的信號」 求該「調制后的 信號」的波長. 答案:這是一個 AM 調制信號 波長 = 400 m. (c) 試繒晝 (b) 內「調制后的信號」的發 射機的方塊圖. 答案:右圖展示該發射機的方塊圖. (d) 將 (b)內調制后的信號流經一個解調器電 路.繒晝該解調器霞路及其輸出信號. 答案: 6 01 7. 試繪畫一個簡單AM檢波器的電路圖. 答案:右圖展示該AM檢波器的電路圖. 13. (a) 右圖示一個超外差接收機的簡單方塊圖. (i) 方塊X和方塊Y代表甚麼 (ii) 試說出超外差接收機的兩個優點. (iii) 某超外差接收機的中頻頻率設定為 455kHz,當接收機調諧至某電臺的980 kHz載波頻率時,方塊X的輸出信號的頻 率應是多少 答案:(i) 方塊 X - 本機振蕩器 方塊 Y - 混頻器 (ii) 超外差無線電接收機的優點: 1. 較大的穩定性;2. 靈敏度高 (或 頻率選擇性強;良好訊噪比) (iii) fi = fo - fc fo = fi + fc = (455 +980) kHz = 1435 kHz (b) 右圖示波器顯示某信號產生器的輸出波形. (i) 求輸出波形的振幅和頻率. (ii) 甚麼地方 答案:(i) 振幅 = 5 x 6 = 30 V;周期 = 0.002 x 4.5 = 0.009 s 頻率 = 1 / 0.009 = 111.1 Hz. (ii) 這類波形一般用於計算器或振蕩電路. 04 15. (a) 試寫出AM超外差接收機的三個優點. (b) 某學生制作一部簡單AM接收機,如右圖所示.他發覺該電路不 能正常操作.試簡單解釋,并建議如何修正該電路. (c) 繪畫一個AM檢波器電路,并解釋其功能. (d) 若將下列低頻信號施於AM檢波器電路的輸入端,繪畫其輸出端 的波形. 答案:(a) 三個優點:1. 較大的穩定性;2. 靈敏度高;3. 頻率選擇性強. (b) AM檢波器輸出電流小,不能直接推動揚聲器. 在檢波器后加入聲頻放大器便可以推動揚聲器. (c) 右圖示一個AM檢波電路: 功能 : 從AM調制波檢出聲頻訊號.二極管將AM的負半波截去,電容器將高頻漏 出,聲頻訊號便降壓在電阻器上.

回答者：justl3282452016-03-13 00:00