pdf_20220105_085708_0000(1)

PHYSICS การสื่อสารโดยอาศัยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

ก คำนำ หนั งสือเล่มนี้ เป็นส่วนหนึ่ งของวิชาฟิสิกส์จัดทำเพื่อให้ผู้ที่ สนใจศึกษาเกี่ยวกับการสื่อสารโดยอาศัย คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าได้ ศึกษาหาความรู้เกี่ยวกับ การสื่อสารโดยอาศัยคลื่นวิทยุ การสื่อสารโดยอาศัยไมโครเวฟ การสื่อสารโดยอาศัยแสง สัญญาณแอนะล็อกและสัญญาณดิจิทัล ซึ่งผู้จัดได้ทำการ รวบรวมเนื้ อหาไว้ในหนั งสือเล่มนี้ ซึ่งผู้จัดทำหวังว่าหนังสือเล่มนี้จะเป็นประโยชน์แก่ผู้ที่สนใจ มาศึกษา หากผิดพลาดประการใด ผู้จัดทำขออภัยมา ณ ที่นี้ด้วย ชลธิดา ป้องคูหลวง ผู้จำทำ

ข สารบัญ เรื่อง หน้า คำนำ ก สารบัญ ข การสื่อสารโดยอาศัยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า การสื่อสารโดยอาศัยคลื่นวิทยุ 1 การสื่อสารโดยอาศัยไมโครเวฟ 1 การสื่อสารโดยอาศัยแสง สัญญาณแอนะล็อกและสัญญาณดิจิทัล 5 แบบฝึกหัด 6 เฉลยแบบฝึกหัด 7 8 9

1 การสื่อสารโดยอาศัยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่นำมาใช้ส่งสัญญาณเพื่อการสื่อสาร ได้แก่ คลื่นวิทยุไมโครเวฟและแสงที่ตามองเห็นโดยสัญญาณที่ใช้มี 2 ชนิด ได้แก่ สัญญาณแอนะล็อกและสัญญาณดิจิทัล การสื่อสารโดยอาศัยคลื่นวิทยุ คลื่นวิทยุเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่นำมาใช้ในการสื่อสารมากที่สุดซึ่ง มีรูปแบบการใช้ที่หลากหลายในที่นี้จะกล่าวถึงการใช้คลื่นวิทยุเพื่อ การสื่อสาร 3 แบบคือการกระจายสัญญาณเสียงของสถานีวิทยุการ ส่งและรับสัญญาณโทรศัพท์เคลื่อนที่และการส่งและรับสัญญาณ อินเทอร์เน็ตแบบไร้สาย

2 การกระจายสัญญาณเสียงของสถานีวิทยุ ในการผสมคลื่นวิทยุกับสัญญาณไฟฟ้ามีวิธีการผสม 2 แบบด้ว ยกันคือแบบเอเอ็มและแบบเอฟเอ็มซึ่งระบบกระจายสัญญาณ วิทยุที่ใช้การผสมแต่ละแบบเรียกว่าระบบวิทยุเอเอ็ม (AM radio) และระบบวิทยุเอฟเอ็ม (FM radio)

3 การส่งและรับสัญญาณโทรศัพท์เคลื่อนที่ การสื่อสารด้วยโทรศัพท์เคลื่อนที่มีขั้นตอนของการส่งและรับ สัญญาณคล้ายกับการกระจายสัญญาณเสียงของสถานีวิทยุ แต่มี ความแตกต่างที่การแบ่งขอบเขตพื้นที่การรับและส่งสัญญาณหรือ เซลล์ (cell) ออกเป็นพื้นที่ไม่กว้างมากโดยแต่ละเซลล์มีสถานีฐาน (base station) ที่ทำหน้าที่รับและส่งต่อสัญญาณระหว่างกัน

4 การส่งและรับสัญญาณอินเทอร์เน็ตแบบไร้สาย Wi-Fi เป็นชื่อเรียกของมาตรฐานของเทคโนโลยีเครือข่ายแบบไร้ สายมาตรฐานหนึ่ งซึ่งปัจจุบันเป็นมาตรฐานที่ได้รับความนิ ยมมาก ที่สุดในการส่งและรับสัญญาณอินเทอร์เน็ตซึ่งจะเห็นป้ายระบุการให้ บริการสัญญาณ Wi-Fi ในร้านค้าหรือในสถานที่สาธารณะ กระบวนการของการส่งและรับสัญญาณ Wi-Fi คล้ายกับการส่งและ รับสัญญาณโทรศัพท์เคลื่อนที่ แต่สัญญาณ Wi-Fi จะใช้คลื่นวิทยุ ความถี่สูงยิ่งขนาด 2.4 GHz หรือ 5 GHz ที่แตกต่างจากความถี่ um ของคลื่นวิทยุจากเครือข่ายโทรศัพท์เคลื่อนที่อื่น ๆ เพื่อไม่ให้เกิด การรบกวนของสัญญาณในการส่งและรับสัญญาณ Wi-Fi จะมี อุปกรณ์จัดเส้นทางหรือเราเตอร์ (router) เป็นตัวกลางที่ทำหน้าที่ เชื่อมโยงอุปกรณ์หลายชนิดที่ใช้ Wi-Fi เข้าด้วยกัน

5 การสื่อสารโดยอาศัยไมโครเวฟ ไมโครเวฟเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าอีกช่วงความถี่ที่ใช้ในการสื่อสาร ทั้งในระบบเครือข่าย โทรศัพท์เคลื่อนที่และระบบสัญญาณดาวเทียม โดยการส่งและรับสัญญาณมีกระบวนการคล้ายกับการสื่อสารของ โทรศัพท์เคลื่อนที่ แต่เนื่องจากไมโครเวฟไม่สามารถเคลื่อนที่ผ่านสิ่ง กีดขวางได้ดีเท่ากับคลื่นวิทยุการใช้ไมโครเวฟในการสื่อสารจึง จำกัด เฉพาะในกรณีที่อุปกรณ์สำหรับส่งและรับสัญญาณไม่มีอาคารภูเขา หรือสิ่งใดมากีดขวางหรือบดบังเส้นทางการเคลื่อนที่ของสัญญาณ ยกตัวอย่างเช่นการส่งและรับสัญญาณระหว่างดาวเทียมกับจานรับ สัญญาณดาวเทียมหรือระหว่างเสาส่งและรับสัญญาณที่อยู่บนที่สูง

6 การสื่อสารโดยอาศัยแสง นอกจากคลื่นวิทยุและไมโครเวฟแล้ว แสงยังสามารถนำมาใช้ในการ สื่อสารได้เช่นกัน แต่เนื่องจากแสงไม่สามารถเคลื่อนที่ผ่านวัตถุทึบ แสงได้และได้รับผลกระทบจากสิ่งแวดล้อมได้ง่ายจึงต้องมีการใช้ อุปกรณ์เชื่อมต่อระหว่างระบบส่งกับระบบรับสัญญาณโดยตรงโดย อุปกรณ์ที่ใช้อย่างแพร่หลายคือเส้นใยนำแสง (Optical fiber) ซึ่งมี ลักษณะเป็นเส้นใยขนาดเล็กสามารถนำแสงให้เคลื่อนที่ไปตามสาย ที่โค้งงอได้และสามารถส่งข้อมูลได้จำนวนมากในระยะเวลาสั้น ๆ

7 สัญญาณแอนะล็อกและสัญญาณดิจิทัล สัญญาณที่ใช้ในการสื่อสารมี 2 ชนิดคือสัญญาณแอนะล็อก (analog signal) และสัญญาณดิจิทัล (digital signal) โดย สัญญาณแอนะล็อกเป็นสัญญาณที่มีค่าต่าง ๆ ของสัญญาณ เปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่ องตามเวลา สัญญาณแอนะล็อก สัญญาณดิจิทัล สัญญาณดิจิทัลจได้รับความนิยมอย่างแพร่หลายทำให้ระบบอุปกรณ์ และแนวทางการดำเนินการต่าง ๆ ในปัจจุบันส่วนใหญ่ได้มีการ เปลี่ยนมาใช้เทคโนโลยีดิจิทัลส่งผลกับวิถีการดำรงชีวิตของผู้คน อย่างมากจนกระทั่งได้มีการเรียกช่วงเวลาของการเปลี่ยนแปลงมา ใช้เทคโนโลยีดิจิทัลดังกล่าวว่าการปฏิวัติดิจิทัล (digital revolution) ซึ่งได้รับการคาดการณ์ว่าจะส่งผลกับการขับเคลื่อน เศรษฐกิจสังคมการศึกษาและด้านอื่น ๆ อีกมากในอนาคต

8 แบบฝึกหัด 1. ในการสื่อสารโดยอาศัยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ก่อนที่สัญญาณไฟฟ้า ของข้อมูลจะถูกส่งออกจากผู้ส่งไปยังผู้รับ จะต้องผ่านกระบวนการ ใดก่อน 2. การฝากสัญญาณเสียงไปกับคลื่นในระบบวิทยุแบบเอฟเอ็ม คลื่นวิทยุที่ได้จะมีลักษณะอย่างไร 3. สัญญาณแอนะล็อกแตกต่างจากสัญญาณดิจิทัลอย่างไร

9 เฉลยแบบฝึกหัด 1. ในการสื่อสารโดยอาศัยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ก่อนที่สัญญาณไฟฟ้า ของข้อมูลจะถูกส่งออกจาก ผู้ส่งไปยังผู้รับ จะต้องผ่านกระบวนการใดก่อน ตอบ ต้องนำ ไปผสมกับคลื่นวิทยุ 2. การฝากสัญญาณเสียงไปกับคลื่นในระบบวิทยุแบบเอฟเอ็ม คลื่นวิทยุที่ได้จะมีลักษณะอย่างไร ตอบ คลื่นวิทยุที่ได้มีความถี่เปลี่ยนแปลงตามสัญญาณไฟฟ้าที่นำ มาผสม โดยแอมพลิจูดของคลื่นวิทยุไม่เปลี่ยนแปลง 3. สัญญาณแอนะล็อกแตกต่างจากสัญญาณดิจิทัลอย่างไร ตอบ สัญญาณแอนะล็อกเป็นสัญญาณที่มีค่าต่าง ๆ เช่น สนามไฟฟ้า เปลี่ยนแปลงอย่าง ต่อเนื่องตามเวลา ส่วนสัญญาณดิจิทัลเป็นสัญญาณที่มีค่าต่าง ๆ เช่นสนามไฟฟ้า เปลี่ยนแปลงเพียง 2 สถานะ เช่น มีหรือไม่มีเปลี่ยนแปลงอย่างไม่ต่อเนื่องตามเวลา

จัดทำโดย นางสาวชลธิดา ป้องคูหลวง ชั้นมัธยมศึกษาปีที่6/1 เลขที่11 เสนอ อาจารย์ไพโรจน์ ขุมขำ โรงเรียนชาติตระการวิทยา อ.ชาติตระการ จ.พิษณุโลก