ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3ο ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΑΥΤΟΕΞΕΤΑΣΗΣ
1) Nα αναφερθούν κάποια είδη πληροφοριών που χρησιμοποιούνται για επικοινωνία.
Απάντηση: (Σελίδα 75) Μπορεί να είναι ακουστικές πληροφορίες όπως ομιλία, μουσική. Μπορεί να είναι οπτικές εικόνες,μια φωτογραφία, ένα κείμενο ένα βίντεο κ.λ.π. Μπορεί να είναι σήματα απλών εντολών, όπως η εντολή για την αυτόματη εκκίνηση μιάς μηχανής, ενός κινητήρα, ή σήματα δεδομένων μεταξύ υπολογιστών, κ.α.
2) Να δοθεί ο ορισμός του όρου Τηλεπικοινωνίες.
Απάντηση: (Σελίδα 75) Ο όρος τηλεπικοινωνίες αναφέρεται στο σύνολο των μέσων και των απαραίτητων τεχνικών, για την ανταλλαγή πληροφοριών μεταξύ δύο ή περισσότερων ανταποκριτών σε οποιαδήποτε απόσταση με υψηλή πιστότητα και αξιοπιστία.
3) Να αναφερθούν διάφορα συστήματα μετάδοσης.
Απάντηση: (Σελίδα 77) Το μέσον που χρησιμοποιούμε για να στείλουμε αυτές τις πληροφορίες επίσης ποικίλλει και μπορούμε να διαλέξουμε πολλούς τρόπους. Μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε ενσύρματη μετάδοση, δηλαδή καλώδιο. Μπορούμε να επιλέξουμε την ασύρματη μετάδοση, δηλαδή να χρησιμοποιήσουμε, όπως θα δούμε στην επόμενη παράγραφο, ηλεκτρομαγνητικά κύματα. Σήμερα προσφέρονται επίσης και οι οπτικές επικοινωνίες, όπου τα μηνύματα που θέλουμε να στείλουμε μετατρέπονται σε φώς, που στη συνέχεια παγιδεύεται και μεταδίδεται σε ειδικό γυάλινο καλώδιο, το οποίο ονομάζεται οπτική ίνα).
Πρέπει τέλος να σημειώσουμε ότι υπάρχουν μεγάλα δίκτυα επικοινωνιών, που αποτελούν συνδυασμό όλων των παραπάνω τρόπων μετάδοσης.
4) Τι ονομάζεται βασικό σήμα στις τηλεπικοινωνίες;
Απάντηση: (Σελίδα 79 ) Τα αρχικά μηνύματα μετατρέπονται σε ηλεκτρικά σήματα με κατάλληλους αισθητήρες πχ μικρόφωνο, ή με το φωτοκύτταρο μιας κάμερας. Το ηλεκτρικό μέγεθος στην έξοδο του εκάστοται αισθητήρα αντιπροσωπεύει πιστά το μέγεθος της εισόδου.
Αυτό το σήμα το αποκαλούμε ηλεκτρικό βασικό σήμα.
Υπάρχουν και οι αντίστροφοι αισθητήρες που, διεγειρόμενοι από το αντίστοιχο ηλεκτρικό μέγεθος, αποδίδουν πάλι τα φυσικά μηνύματα (μεγάφωνο, οθόνη).
5) Πότε χρησιμοποιείται ο παλμογράφος και πότε ο αναλυτής φάσματος στο εργαστήριο;
Απάντηση: (Σελίδα 89) Τη φασματική εικόνα ενός σήματος μπορούμε να την παρατηρήσουμε και να τη μελετήσουμε στο εργαστήριο με ένα ακριβό εργαστηριακό όργανο, που το ονομάζουμε «αναλυτή φάσματος» (spectrum analyser).
Συμπερασματικά, ο παλμογράφος, που επιτρέπει τη χρονική παρατήρηση και μελέτη ενός σήματος, και ο αναλυτής φάσματος, που επιτρέπει την παρατήρηση και τη μελέτη του φάσματος του σήματος, είναι τα δύο βασικά όργανα που πρέπει να υπάρχουν σε κάθε σοβαρό εργαστήριο τηλεπικοινωνιών. Ένα σήμα το γνωρίζουμε πλήρως, όταν ξέρουμε και τη χρονική και τη φασματική του συμπεριφορά (σχήμα 3.4.5).
6) Να δοθεί ο ορισμός του περιοδικού σήματος. Να σχεδιαστεί ένα περιοδικό σήμα.
Απάντηση: (Σελίδα 84 ) Ένα σήμα το αποκαλούμε περιοδικό, όταν επαναλαμβάνεται στο χρόνο
(σχήμα 3.3.4), δηλαδή παίρνει μετά από συγκεκριμένο χρόνο τις ίδιες τιμές.
Αυτός ο συγκεκριμένος χρόνος ονομάζεται περίοδος και συμβολίζεται Τ.
7) Πότε χρησιμοποιούνται τα φίλτρα;
Απάντηση: (Σελίδα 92) Σε περιπτώσεις που θέλουμε να αλλοιώσουμε ή να αλλάξουμε την αρχική φασματική ζώνη ενός σήματος. Χρησιμοποιούμε πάρα πολύ στις τηλεπικοινωνίες κυκλώματα τα οποία ονομάζουμε «φίλτρα» για να πετύχουμε τον άνωθεν στόχο.
8) Να δοθεί το φάσμα του τηλεφωνικού σήματος.
Απάντηση: (Σελίδα 90) Τηλεφωνική φασματική ζώνη. Έχει αποδειχθεί ότι το ουσιαστικότερο τμήμα του φάσματος της ανθρώπινης ομιλίας είναι από 300 Hz έως 3400 Hz. Είναι το τμήμα του φάσματος που περιέχει τα βασικά χαρακτηριστικά που επιτρέπουν, αν κάποιος το ακούσει από μακριά, να καταλάβει ποιος ομιλεί. Είναι ακριβώς η ζώνη που διεθνώς έχει καθοριστεί, για να αποστέλλεται μέσω των τηλεφωνικών γραμμών. Γι’ αυτό ονομάζεται και τηλεφωνικό φάσμα (σχήμα 3.4.6β).
9) Ποιά διαδικασία ονομάζεται διαμόρφωση;
Απάντηση: (Σελίδα 96) Πριν το σήμα εισέλθει στο μέσο μετάδοσης, πρέπει να του δώσουμε όλα εκείνα τα απαραίτητα χαρακτηριστικά, που θα του επιτρέψουν να ταξιδέψει εύκολα και να προστατευθεί από την επίθεση άλλων ίδιων με αυτό σημάτων, που ενδεχομένως υπάρχουν στον ίδιο χώρο. Μόνον έτσι θα διατηρήσει την φυσιογνωμία του και ο δέκτης θα μπορέσει να το διαχωρίσει και να το επεξεργαστεί, ώστε να δώσει στην έξοδο το μήνυμα στον τελικό παραλήπτη.
΄Ολη αυτή η διαδικασία ονομάζεται ‘διαδικασία διαμόρφωσης του σήματος
10) Να δοθεί ο ορισμός του φέροντος σήματος.
Απάντηση: (Σελίδα 97) Το βασικό μας σήμα (δηλαδή, το σήμα της πληροφορίας) θα το ‘φορτώσουμε’ με κάποιο τρόπο πάνω σε ένα άλλο σήμα πολύ υψηλότερης συχνότητας, που μεταδίδεται ευκολότερα, για να το μεταφέρει στο κανάλι μετάδοσης (σχήμα 3.6.3), έως την είσοδο του δέκτη. Λόγω του ρόλου του το σήμα υψηλής συχνότητας θα το ονομάσουμε ‘φέρον σήμα ή κύμα’ ή απλούστερα ακόμη ‘φέρον’.
11) Να δοθεί ο ορισμός του ηλεκτρομαγνητικού κύματος.
Απάντηση: (Σελίδα 97) Το ηλεκτρομαγνητικό κύμα είναι μια μορφή ενέργειας συνδυασμένου ηλεκτρικού και μαγνητικού πεδίου, που είναι κάθετα μεταξύ τους και κάθετα προς τη διεύθυνση διάδοσης τους, όπως φαίνεται στα σχήματα 3.7.1(α), (β) που ακολουθούν.
12) Τι ονομάζεται μήκος κύματος;
Απάντηση: (Σελίδα 98) Βασικό χαρακτηριστικό μέγεθος του ηλεκτρομαγνητικού κύματος, είναι το ‘μήκος κύματος’, που συνήθως συμβολίζεται με το ελληνικό γράμμα λ.
Μήκος κύματος είναι η απόσταση που διανύει διαδιδόμενο το κύμα στο χρονικό διάστημα της περιόδου Τ του ηλεκτρικού σήματος από το οποίο προήλθε. Δηλαδή:
λ = c . T (7)
13) Να δοθεί η ζώνη συχνοτήτων των βραχέων κυμάτων.
Απάντηση: (Σελίδα 100) Για να διευκολυνθεί η μελέτη της συμπεριφοράς των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων, οι επιστήμονες έχουν διαιρέσει το "ηλεκτρομαγνητικό φάσμα" – όπως συνήθως το ονομάζουμε – σε ζώνες, ανάλογα με τη συχνότητα του κύματος. Για τα βραχέα έχουμε τις ακόλουθες συχνότητες:
3MHz - 30 MHz Βραχέα ΗF
14) Τι είναι η διαμόρφωση ΑΜ;
Απάντηση: (Σελίδα 104) Στην διαμόρφωση πλάτους «ΑΜ» το βασικό σήμα s(t) απεικονίζεται (επηρεάζει) στο πλάτος του σήματος Μ(t) (φέρον). Δηλαδή:
Ε(t) = [ Mo + s(t) ]. sin(ωo.t) (12)
Ε(t) (Διαμορφωμένο σήμα)
15) Τι είναι η διαμόρφωση SSBsc;
Απάντηση: (Σελίδα 110) Είναι ένα είδος διαμόρφωσης ΑΜ που για λόγους οικονομίας ισχύος έχει αποκοπεί η φασματική συνιστώσα της φέρουσας και για λόγους εξοικονόμισης φάσματος εκπέμπεται μόνο μια απο τις δυο φασματικές ζώνες που προήλθαν από το σήμα διαμόρφωσης. Ειδικότερα για την πάνω ζώνη χρησιμοποιείται ο όρος USB (Upper Side Band), ενώ για την κάτω χρησιμοποιείται ο όρος LSB (Lower Side Band).
16) Τι είναι η διαμόρφωση FM;
Απάντηση: (Σελίδα 112) Η δεύτερη πιό συχνά χρησιμοποιούμενη μεθοδολογία στις αναλογικές διαμορφώσεις είναι η διαμόρφωση συχνότητας ή σε συντομογραφία διαμόρφωση FM, από τον αγγλικό όρο Frequency Modulation. Το σήμα του φέροντος, έχει σταθερό πλάτος και το πλάτος του βασικού σήματος (διαμορφώνον σήμα) μεταβάλει την κεντρική συχνότητα του φέροντος στο ρυθμό του διαμορφώνοντος σήματος
f(t) = f + k.s(t) , (22)
όπου f(t) η στιγμιαία συχνότητα του φέροντος.
17) Να δοθεί η σχέση του Carson στην διαμόρφωση συχνότητας.
Απάντηση: (Σελίδα 115) Το συνολικό εύρος της φασματικής ζώνης (Bandwith) ενός FM σήματος δίνεται από τη σχέση του Κάρσον (Carson):
. .
B = 2(Δfmax + F) = 2(mf F + F) = 2F (mf +1) (26)
18) Τι είδους ενισχυτής ισχύος πρέπει να χρησιμοποιηθεί στην έξοδο πομπού με διαμόρφωση AM;
Απάντηση: (Σελίδα 117) Πρέπει να χρησιμοποιήσουμε ενισχυτές που δεν εισάγουν παραμόρφωση και θα δουλεύουν σε τάξη Α ή ΑΒ
19) Τι είδους ενισχυτής ισχύος μπορεί να χρησιμοποιηθεί μετά από διαμόρφωση FM;
Απάντηση: (Σελίδα 117) Στην FM διαμόρφωση η ισχύς εκπομπής είναι σταθερή. Αυτό σημαίνει ευκολία στην κατασκευή του πομπού. Στην FM δεν απαιτείται ενίσχυση ισχύος του s(t). Στην FM, αν υπάρξει παραμόρφωση, στο πλάτος του διαμορφωμένου σήματος δεν είναι καταστροφική, γιατί η πληροφορία μας βρίσκεται στη συχνότητα του φέροντος. Μπορούμε λοιπόν στην FM να χρησιμοποιήσουμε ως τελικό στάδιο ενισχυτή τάξης C, που έχει και μεγάλη απόδοση.
20) Να δοθούν τα χαρακτηριστικά και οι τιμές της διαμόρφωσης FM στην ραδιοφωνία.
Απάντηση: (Σελίδα115, 116, και 117 ) .Στη ραδιοφωνία FM διεθνώς έχουν καθιερωθεί οι τιμές:
Fmax = 15 kHz
Δfmax = 75 kHz
Άρα mf = 5
Έτσι, Β = 2(75 + 15) = 180 kHz
Για να υπάρχει ένα μικρό περιθώριο και να μην επικαλύπτονται ο ένας ραδιοφωνικός σταθμός από τον άλλο, οι συχνότητες (κεντρικές), που χορηγούνται με νόμο που πρέπει να τηρείται και να εφαρμόζεται αυστηρά, τοποθετούνται σε απόσταση τουλάχιστον 200 kHz ο ένας από τον άλλο. Η φασματική ζώνη της FM διαμόρφωσης είναι πολύ πλατύτερη από την αντίστοιχη της ΑΜ. Γι’ αυτό και για να μπορέσουν να συνυπάρξουν σε δεδομένη ζώνη συχνοτήτων πολλοί ραδιοφωνικοί σταθμοί, αναγκαζόμαστε να χρησιμοποιούμε πολύ μεγαλύτερες συχνότητες. Η ζώνη της ραδιοφωνίας FM είναι διεθνώς από 88 MHz έως 108 MHz.
