AM/FM-lähete

Seuraa 
Viestejä45973
Liittynyt3.9.2015

Radioamatöörit ottavat yhteyksiä AM-moduloidulla signaalilla lähes toiselta puolelta maapalloa. FM-signaali on tiettävästi parempilaatuinen. Miksi sitä ei käytetä pitkien etäisyyksien informaatiosiirtoon?

Radiotekniikan opettajani lisensiaatti x.x. ei osanut sanoa mitään varmaa ko. asiasta. Arvelen, että täällä on joitain fyysikoita jotka voisivat kertoa oman näkemyksensä asiasta. ( koodatusta signaalista ei ole kyse).

Sivut

Kommentit (28)

Vierailija
P. Salaoja
Radioamatöörit ottavat yhteyksiä AM-moduloidulla signaalilla lähes toiselta puolelta maapalloa. FM-signaali on tiettävästi parempilaatuinen. Miksi sitä ei käytetä pitkien etäisyyksien informaatiosiirtoon?

Radiotekniikan opettajani lisensiaatti x.x. ei osanut sanoa mitään varmaa ko. asiasta. Arvelen, että täällä on joitain fyysikoita jotka voisivat kertoa oman näkemyksensä asiasta. ( koodatusta signaalista ei ole kyse).

Lähetyksen kantavuus ei ole kiinni modulaatiotekniikasta, vaan käytetystä kantoaallon taajuudesta (ja tietenkin lähetystehosta & antennista). Radioamatöörien lyhytaaltolähetykset (3-30MHz) kantavat vaivatta maapallon toiselle puolelle, terahertsiluokan taajuudet taas vain satoja metrejä.

FM-signaalissa kantoaallon taajuus vaihtelee informaation (äänen) voimakkuuden mukaan - siitä nimitys taajuusmodulaatio. Se ei ole läheltäkään niin herkkä häiriöille kuin AM (amplitudimodulaatio), jossa kantoaallon amplitudi vaihtelee äänen mukaan.

Yleisesti: suuremmilla taajuuksilla riittää pienempi lähetysteho, koska kantamat ovat vain noin näköetäisyyden verran ja sen alle, eli ei synny lyhytaalloille tyypillistä radioaaltojen 'taipumista' ilmakehässä. Poikkeuksellisissa sääolosuhteissa tosin suurtaajuisetkin lähetykset voivat kantaa yllättävän pitkiä matkoja; näin yhtenä kesänä Italian TV-lähetyksen Seinäjoen korkeudella.

Huomasin muuten, että en muista nähneeni täällä radioamatöörien juttuja. Toivottavasti jatkossa voi lukea niitäkin.

Heksu
Seuraa 
Viestejä5463
Liittynyt16.3.2005

Voisiko syy amplitudimodulaation yleisyyteen olla ihan vaan historiallinen? AM-vastaanotin on yksinkertainen rakenteeltaan ja sangen helppo rakentaa; FM-vastaanotin on huomattavasti mutkikkaampi. Ymmärtääkseni radioamatöörit pruukasivat ennen wanhaan rakentaa radionsa itse. Ymmärtääkseni samasta syystä - vastaanottimen yksinkertaisuuden ja halpuuden (vrt. kidekone) vuoksi suurin osa tavallisista lähetyksistä oli amplitudimoduloitua. Kuka tahansa sormistaan näppärä pystyi konstruoimaan kiturin ja pystyi kuuntelemaan radiolähetyksiä erittäinkin halvalla.

Vierailija

Olin melko varma siitä, että joku vastaa " radiolähetteen kantomatka on riippuvainen taajuudesta". Se on yleisesti tiedossa. Tarkennan hieman: koska matalat taajuudet voivat heijastua ilmakehän kerroksista, ja voivat periaatteessa kiertää vaikka maapallon ympäri ja on täysin mahdollista tuottaa taajuusmoduloitua kantoaalloltaan matalataajuista (häiriöepäherkempää) signaalia niin miksi siitä huolimatta pitkillä etäisyyksillä käytetään AM-lähetettä?

Vierailija
Heksu
Voisiko syy amplitudimodulaation yleisyyteen olla ihan vaan historiallinen? AM-vastaanotin on yksinkertainen rakenteeltaan ja sangen helppo rakentaa; FM-vastaanotin on huomattavasti mutkikkaampi. Ymmärtääkseni radioamatöörit pruukasivat ennen wanhaan rakentaa radionsa itse. Ymmärtääkseni samasta syystä - vastaanottimen yksinkertaisuuden ja halpuuden (vrt. kidekone) vuoksi suurin osa tavallisista lähetyksistä oli amplitudimoduloitua. Kuka tahansa sormistaan näppärä pystyi konstruoimaan kiturin ja pystyi kuuntelemaan radiolähetyksiä erittäinkin halvalla.

AM-lähetykset on tietenkin ihan historiallista perua, mutta ei ne koskaan tule kokonaan poistumaan - taajuusmodulaatiokaan ei oikein onnistu, jos kantoaallon taajuus on vain megahertsejä. Laaja kantama yhdellä lähettimellä on merkittävä etu ihan sinällään.

En ole ihan varma, mutta sellainen mielikuva on, että radioamatöörit käyttävät jo sateliittiyhteyksiäkin.

Vierailija

[quote="Heksu"]Voisiko syy amplitudimodulaation yleisyyteen olla ihan vaan historiallinen? AM-vastaanotin on yksinkertainen rakenteeltaan ja sangen helppo rakentaa; FM-vastaanotin on huomattavasti mutkikkaampi.

Syy ei ole historiallinen vaan aivan ilmeisesti fysikaalinen. Siis itse informaation siirtoon liittyvä. Itselläni on eräs arvelu asiasta, mutta ei tietoa.

Tekniikka ei ole nykyään mikään ongelma. Jopa äänitaajuuksille ( taajuus alle 20k) on saatavana pienisäröisiä (THD alle 0.1%) jänniteohjattuja oskillaattoreita (= FM-modulaattori = VCO)

Vierailija
P. Salaoja
Olin melko varma siitä, että joku vastaa " radiolähetteen kantomatka on riippuvainen taajuudesta". Se on yleisesti tiedossa. Tarkennan hieman: koska matalat taajuudet voivat heijastua ilmakehän kerroksista, ja voivat periaatteessa kiertää vaikka maapallon ympäri ja on täysin mahdollista tuottaa taajuusmoduloitua kantoaalloltaan matalataajuista (häiriöepäherkempää) signaalia niin miksi siitä huolimatta pitkillä etäisyyksillä käytetään AM-lähetettä?

Olisitpa voinut kertoa arvauksestasi heti, niin ois voinu vastata heti tarkemmin.

Matalilla taajuuksilla taajuusmodulaatio aiheuttaisi käytössä oleviin taajuuksiin nähden suhteettoman suuren taajuusvarauksen yhdellä lähettimellä. Radion ULA-lähetyksissä esimerkksi taajuus saa vaihdella modulaation vuoksi enintään jotain +-90kHz. Tuollainenkin, 0.2MHz taajuuskaista/lähetin veisi ison loven maailmanlaajuiselta radioaaltoalueelta.

Vierailija

Vastaaja_s24fi kirjoitti: Olisitpa voinut kertoa arvauksestasi heti, niin ois voinu vastata heti tarkemmin.

Edelleen haluan tietää oikean vastauksen kysymykseeni.

Oma arvaukseni asiasta on seuraavanlainen:

Taajuusmoduloidun signaalin informaatio on sidottu taajuuteen, joka esim yleisradion lähetteessä on +- 75 kHz. Koska on tiedossa, että eri taajuudet heijastuvat eri korkeudella olevista ilmakehän kerroksista eri tavalla voi siitä olla seurauksena se, että informaatio ikäänkuin hajoaa.
Vastaanottopäässä tämän luulisi näkyvän lähetettävän informaation eli pt-signaalin säröytymisenä. ( Jos ilmakehän heijatava kerros olisi homogeninen peili kaikille taajuuksille ei säröytymistä tapahtuisi).

Onko säröytyminen merkittävää vai onko kyseessä jokin muu fysiikan ilmiö, joka haittaa FM-lähetteen siirtoa?

Vierailija
P. Salaoja
Vastaaja_s24fi kirjoitti: Olisitpa voinut kertoa arvauksestasi heti, niin ois voinu vastata heti tarkemmin.

Edelleen haluan tietää oikean vastauksen kysymykseeni.


Niitä on luuultavasti useita.

Oma arvaukseni asiasta on seuraavanlainen:

Taajuusmoduloidun signaalin informaatio on sidottu taajuuteen, joka esim yleisradion lähetteessä on +- 75 kHz.




Hyvä arvaus, mutta tarkoitat tuolla varmaankin modulaation (moduloivan signaalin, eli informaation, hetkellisen ampltudin) aiheuttamaa poikkeamaa kantoaallossa, joka radion ULA-lähetyksissä on hetkellisesti sallittu olevan +-90kHz. Moduloivan signaalin, siis informaation, taajuushan on eri asia - ULA-lähetyksissä se on jotain luokkaa 60Hz-16kHz.

Koska on tiedossa, että eri taajuudet heijastuvat eri korkeudella olevista ilmakehän kerroksista eri tavalla voi siitä olla seurauksena se, että informaatio ikäänkuin hajoaa.
Vastaanottopäässä tämän luulisi näkyvän lähetettävän informaation eli pt-signaalin säröytymisenä. ( Jos ilmakehän heijatava kerros olisi homogeninen peili kaikille taajuuksille ei säröytymistä tapahtuisi).

Onko säröytyminen merkittävää vai onko kyseessä jokin muu fysiikan ilmiö, joka haittaa FM-lähetteen siirtoa?

Fysikaalinen ilmiö, joka haittaa FM-lähetteen siirtoa? Onhan niitä varmaan paljonkin. Mutta matalilla taajuuksilla uskoisin taajuusmodulaation aiheuttaman leveän taajuuskaistatarpeen maapallon laajuisilla radioaalloilla olevan merkittävin syy siihen, että niillä käytetään mieluummin AM-lähetyksiä. Ja mielestäni syy on erittäin pätevä.

Neutroni
Seuraa 
Viestejä26890
Liittynyt16.3.2005

Sellainenkin voi vaikuttaa, että häiriöiden runtelemasta AM-moduloidusta lähetteestä voi saada kuuntelemalla selvää. FM-moduloitu taas menee helpommin pelkäksi kohinaksi, varsinkin jos käytetään yhtä kapeaa kaistaa kuin tyypillinen AM-lähetys käyttää. Kaikkein parasta tuossa suhteessa on sähkötys, korva aistii vakiotajuisen piipityksen hyvinkin kohinaisesta signaalista.

FM sopii sinne, missä äänenlaatu on tärkeää ja kaistaa on enemmän, AM taas sinne, missä tärkeää on saada informaatiota välitettyä kapealla kaistalla.

Vierailija
Neutroni
Sellainenkin voi vaikuttaa, että häiriöiden runtelemasta AM-moduloidusta lähetteestä voi saada kuuntelemalla selvää. FM-moduloitu taas menee helpommin pelkäksi kohinaksi, varsinkin jos käytetään yhtä kapeaa kaistaa kuin tyypillinen AM-lähetys käyttää. Kaikkein parasta tuossa suhteessa on sähkötys, korva aistii vakiotajuisen piipityksen hyvinkin kohinaisesta signaalista.

FM sopii sinne, missä äänenlaatu on tärkeää ja kaistaa on enemmän, AM taas sinne, missä tärkeää on saada informaatiota välitettyä kapealla kaistalla.

Älä nyt kuitenkaan unohda lyhytaaltoalueiden (mun mielestä) parasta ominaisuutta: jopa maailmanlaajuinen kuuluvuus helposti saavutettavissa. Sen turvaamiseksi käytetyn kaistaleveyden tulee olla pieni.

Menee taas ihan vanhojen muistikuvien tonkimiseksi, mutta yleisradion AM-lähetysten kaistaleveys olisi luokkaa alle 10kHz. Joka tapauksessa se on 2* suurin siirrettävä (informaatio)taajuus, joka AM-lähetyksissä on ihan entisen lankapuhelimen luokkaa.

Vierailija

Taajuusmoduloidun signaalin informaatio on sidottu taajuuteen, joka esim yleisradion lähetteessä on +- 75 kHz.

Vastaaja_s24fi: Hyvä arvaus, mutta tarkoitat tuolla varmaankin modulaation (moduloivan signaalin, eli informaation, hetkellisen ampltudin) aiheuttamaa poikkeamaa kantoaallossa, joka radion ULA-lähetyksissä on hetkellisesti sallittu olevan +-90kHz. Moduloivan signaalin, siis informaation, taajuushan on eri asia - ULA-lähetyksissä se on jotain luokkaa 60Hz-16kHz.

Aivan oikein; tarkoitin siis (max) taajuuspoikkeamaa eli deviaatiota. Ei ollut ihan hatusta vedetty tuo "arvaus" +-75 kHz. Radioamatöörit saavat käyttää taajuusmoduloitua lähetettä yli 28 MHz taajuuksilla. Taitaa olla kuitenkin niin suuri taajuus, että suurin osa aalloista karkaa universumiin.

Onkohan tuo teoriani FM-signaalin säröytymisestä kuitenkin pätevä. Tekn. lis. x.x. ei uskaltanut kieltää eikä myöskään vahvistaa ajatusta.

Vierailija
P. Salaoja
Taajuusmoduloidun signaalin informaatio on sidottu taajuuteen, joka esim yleisradion lähetteessä on +- 75 kHz.

Vastaaja_s24fi: Hyvä arvaus, mutta tarkoitat tuolla varmaankin modulaation (moduloivan signaalin, eli informaation, hetkellisen ampltudin) aiheuttamaa poikkeamaa kantoaallossa, joka radion ULA-lähetyksissä on hetkellisesti sallittu olevan +-90kHz. Moduloivan signaalin, siis informaation, taajuushan on eri asia - ULA-lähetyksissä se on jotain luokkaa 60Hz-16kHz.

Aivan oikein; tarkoitin siis (max) taajuuspoikkeamaa eli deviaatiota. Ei ollut ihan hatusta vedetty tuo "arvaus" +-75 kHz. Radioamatöörit saavat käyttää taajuusmoduloitua lähetettä yli 28 MHz taajuuksilla. Taitaa olla kuitenkin niin suuri taajuus, että suurin osa aalloista karkaa universumiin.

Onkohan tuo teoriani FM-signaalin säröytymisestä kuitenkin pätevä. Tekn. lis. x.x. ei uskaltanut kieltää eikä myöskään vahvistaa ajatusta.




Siis tämä pitäisi nyt selvittää:
Koska on tiedossa, että eri taajuudet heijastuvat eri korkeudella olevista ilmakehän kerroksista eri tavalla voi siitä olla seurauksena se, että informaatio ikäänkuin hajoaa.
Vastaanottopäässä tämän luulisi näkyvän lähetettävän informaation eli pt-signaalin säröytymisenä. ( Jos ilmakehän heijatava kerros olisi homogeninen peili kaikille taajuuksille ei säröytymistä tapahtuisi).

Onko säröytyminen merkittävää vai onko kyseessä jokin muu fysiikan ilmiö, joka haittaa FM-lähetteen siirtoa?


Jotenkin outoa, että kun tiedetään, että vain matalat taajuudet kantavat maapallon ympäri, käytettävien taajuuksien määrää pitäisi rajoittaa sen vuoksi, että saataisiin häiriöttömämpi viesti kuulijalle, mikä varmasti taajuusmodulaatiolla saataisiin. Moisesta tulisi todella iso ongelma, sillä se edellyttäisi erilaisia vastaanotinratkaisuja kaikilla ns. AM-alueilla.

Mutta jos tässä väkisin pitää jotakin yrittää pähkäillä, niin varmasti taajuusmodulaatio olisi häiriöttömämpi, koska yleisimmät häiriöt (erilaiset kipinät) aiheuttavat radiosignaalin amplitudin muuttumisen, joille FM on liki tunteeton. Kenties moninkertainenkin heijastuminen ilmakehän eri kerroksista voisi mielestäni aiheuttaa itsessään vain korjattavan vaihevirheen, mutta useiden heijastuvien signaalien vastaanotto samassa paikassa voi johtaa jopa signaalin häipymiseen.

Koko kysymys on tosiaan aika akateeminen. Pitäisi vertailla siihen, että järjestetään FM-lähetys maapallon toiselle puolella ULA-laatuisena. Monen monta linkkiä tarvittaisiin - suunnilleen näköyhteyden välein.

Jyde
Seuraa 
Viestejä594
Liittynyt29.8.2005

Eikö nuo melkein SSB:llä pidä yhteyksiä tänäpäivänä. Eli AM-moduloidusta lähetteestä leikataan pois kantoaalto ja toinen sivukaista, jolloin kaikki teho mitä lähtee siirtää pelkkää informaatiota.

SSB= Single SideBand

Kunhan yritän joskus olla asiallinen...

Vierailija
Jyde
Eikö nuo melkein SSB:llä pidä yhteyksiä tänäpäivänä. Eli AM-moduloidusta lähetteestä leikataan pois kantoaalto ja toinen sivukaista, jolloin kaikki teho mitä lähtee siirtää pelkkää informaatiota.

SSB= Single SideBand

Piti oikein katsoa mitä SSB tarkemmin on. Tuolta saa joku pohdittavaa:
http://www.teli.stadia.fi/ako/Tlt/AM/
"Muun muassa YLE lähettää lyhytaalto-ohjelmiaan tavallisen amplitudimodulaation lisäksi myös SSB:llä, jossa on 6 dB vaimennettu kantoaalto mukana. Tällöin nämäkin ohjelmat ovat kuunneltavissa tavallisella AM-vastaanottimella. "

joo. kohta menee niin sanotusti ulaltakin pois :)

o_turunen
Seuraa 
Viestejä10619
Liittynyt16.3.2005

Vaihteeksi ihan faktaa:
Radioamatöörit ovat iät ja ajat käyttäneet FM:ää lyhyillä aalloilla. Pientä deviaatiota käytettäessä tarvittava kaistanleveys ei ole sen kummempi kuin AM:lläkään. FM:n ja AM:n ero on siinä, että AM:n signaali-kohinasuhde riippuu lineaarisesti signaalin voimakkuudesta, kun FM:llä on selvä kynnys, jonka alapuolella signaali-kohinasuhde putoaa todella nopeasti. Radioamatöörien käyttämät tehot ovat melkoisen pieniä, ja tällä on ratkaiseva merkitys modulaatiotavan valintaan.
Tosiasiassa AM:ää ei varmaan nykyään kukaan käytä semmoisenaan, vaan tavanomaista on SSB, jonka kaistanleveys on puolet AM:n tarvitsemasta, tai sitten DSB, eli AM, josta kantoaalto puuttuu.

Korant: Oikea fysiikka on oikeampaa kuin sinun klassinen mekaniikkasi.
Korant: Jos olet eri mieltä kanssani olet ilman muuta väärässä.

Sivut

Uusimmat

Suosituimmat