สื่อการเรียนการเรียนสอนวิชาเครื่องรับ.docx สุนันทา20

ส่อื การเรียนการเรียนสอนวชิ าเคร่ืองรับ-สง่ วทิ ยสุ อ่ื สาร เรื่อง บลอ็ กไดอะแกรมเร่ืองรับ-สง่ วทิ ยสุ อ่ื สาร จดั ทาโดย นางสาว สนุ นั ทา แจ้งกระจา่ ง ชนั้ .ปวช2 แผนกอิเลก็ ทรอนิกส์ เสนอ คณุ ครู นริศรา ทองยศ วิทยาลยั เทคโนโลยีและการจดั การหนองสองห้อง

วทิ ยสุ ื่อสาร หรือเรียกอีกชื่อวา่ วทิ ยุคมนาคม เป็นอุปกรณ์ท่ีแปลงกระแสไฟฟ้ าเคล่ืน แม่เหล็กไฟฟ้ า ประกอบเป็น ภาครับ และ ภาคส่ง แผก่ ระจายคล่ืนวทิ ยอุ อกทางสายอากาศ เป็นเคร่ืองมือใน การสื่อสารชนิดก่ึงสองทาง ถูกนามาใชง้ านในหลายประเภท เช่น วทิ ยรุ าชการ วทิ ยสุ มคั รเล่น และวทิ ยภุ าค ประชาชน เป็นตน้ ทางานโดยแปลงกระแสไฟฟ้ าเป็นคลื่นแมเ่ หลก็ แบง่ เป็นภาครับ และภาคส่งแผก่ ระจายคลื่นวทิ ยอุ อก ทางสายอากาศ คล่ืนวทิ ยุ คือ คล่ืนแม่เหล็กไฟฟ้ า ถูกคิดคน้ โดยเจมส์แมกซ์เวลล์ (James c. Maxwell) เม่ือ สามร้อยกวา่ ปี มาแลว้ (ปี ค.ศ.1864) ตอ่ มา ไฮริชเฮิรตซ์ (Heinrich Hertz) เป็นผทู้ ดลองพิสูจนว์ า่ คลื่น แมเ่ หล็กไฟฟ้ าน้ีเป็น \\ ส่วนประกอบของวทิ ยสุ ื่อสารแบง่ ออกไดเ้ ป็ น 3 ส่วนหลกั ๆ คือ ตวั เคร่ือง ตวั เครื่องของวทิ ยสุ ่ือสารจะมีส่วนที่ประกอบไปดว้ ยแผงวงจรและอุปกรณ์ต่างๆที่เคร่ืองวทิ ยสุ ่ือสาร แต่ละรุ่นถูกออกแบบมา แหล่งพลงั งาน แหล่งพลงั งานคือตวั จา่ ยกระแสไฟฟ้ า ซ่ึงเป็นส่วนที่จะป้ อนพลงั งานใหก้ บั ตวั เครื่องใหเ้ ครื่องวทิ ยุ สื่อสารสามารถทางานได้ ซ่ึงจะมีท้งั แบบแหล่งพลงั งานแบบแบตเตอร่ีแพค(battery pack) และแบบไฟฟ้ า กระแสตรง(DC volts) สายอากาศ เป็นส่วนท่ีทาหนา้ ท่ีรับสัญญาณวทิ ยุ ท่ีอยใู่ นรูปแบบคลื่นแมเ่ หลก็ ไฟฟ้ าเขา้ มาในตวั เคร่ืองเพ่อื ผา่ น การแปลงเป็นกระแสไฟฟ้ า และในทางกลบั กนั สายอากาศจะทาหนา้ ท่ีแพร่คล่ืนแมเ่ หล็กไฟฟ้ าท่ีผา่ นการ แปลงจากกระแสไฟฟ้ ามาเป็นคล่ืนแม่เหล็กไฟฟ้ า ส่งออกไปยงั เครื่องรับสัญญาณวทิ ยปุ ลายทาง

คล่ืนวทิ ยุ คือ คลื่นแมเ่ หล็กไฟฟ้ า คน้ พบโดยเจมส์แมกซ์เวลล์ (James c. Maxwell) เมื่อราวปี ค.ศ.1864 ต่อมา ไฮริชเฮิรตซ์ (Heinrich Hertz) ทดลองพสิ ูจน์วา่ คลื่นแมเ่ หลก็ ไฟฟ้ าเป็นพลงั งานท่ีใชไ้ ดจ้ ริง ในปี ค.ศ.1887 คล่ืนแมเ่ หลก็ ไฟฟ้ ามีความเร็ว 300,000,000 เมตร/วินาที หรือเท่ากบั ความเร็วแสง คลื่นวทิ ยเุ กิดจากการเคลื่อนท่ีของกระแสไฟฟ้ าที่อยใู่ นสายอากาศ แลว้ แผก่ ระจายไปในอากาศ (ลกั ษณะเดียวกบั คลื่นในน้า) เป็นลูกคล่ืน มียอดคล่ืนและทอ้ งคล่ืน การเคลื่อนตวั หน่ึงรอบคลื่น หมายถึง จากผวิ น้า-ข้ึนไปสู่ยอดคลื่น-ตกลงท่ีทอ้ งคล่ืน-และกลบั ข้ึนมาเสมอผวิ น้า ความถ่ีของคลื่นวทิ ยมุ ีหน่วยตอ่ วนิ าที (CPS : Cycle Per Second) เพื่อใหเ้ กียรติแด่ผคู้ น้ พบจึงเรียก \"หน่วยต่อวนิ าที\" วา่ \"เฮิรตซ์\" (Hz) การใชแ้ ละบารุงรักษาเคร่ืองวทิ ยสุ ื่อสาร การใชเ้ คร่ืองวทิ ยคุ มนาคมชนิดมือถือไมค่ วรอยใู่ ตส้ าย ไฟฟ้ าแรงสูง ตน้ ไมใ้ หญ่ สะพานเหลก็ หรือส่ิงกาบงั อยา่ งอื่นท่ีมีผลต่ออุปสรรคในการใชค้ วามถี่วทิ ยุ ก่อน ใชเ้ คร่ืองวทิ ยคุ มนาคมควรตรวจดูวา่ สายอากาศ หรือสายนาสญั ญาณต่อเขา้ กบั ข้วั สายอากาศเรียบร้อยหรือไม่ และขณะส่งออกอากาศไม่ควรเพม่ิ หรือลดกาลงั ส่ง (HI–LOW) ในการส่งขอ้ ความ หรือพดู แต่ละคร้ังอยา่ กด สวทิ ซ์ (PTT) ไมค่ วรส่งนานเกินไป (เกินกวา่ 30 วนิ าที)

เคร่ืองรับส่งวทิ ยสุ ่ือสาร ในวงจร Mixer จะทาการผสมสัญญาณRF กบั สญั ญาณจาก Local Oscillator ซ่ึงความถี่ท้งั สองน้ีจะห่าง กนั อยู่ เท่ากบั 455 KHz พอดี (ห่างกนั เท่ากบั ความถี่ IF) สมมุติวา่ เราตอ้ งการรับสัญญาณวทิ ยุ AMที่ ความถ่ี 1000 KHz วงจรขยาย RF กต็ อ้ งจนู และขยายความถี่ 1000 KHz เป็นหลกั และยอมใหค้ วามถี่ ใกลเ้ คียงบริเวณ 1000 KHz เขา้ มาไดเ้ ลก็ นอ้ ย การจูนความถี่นอกจากจะจนู ภาคขยาย RF แลว้ ยงั จะจูน วงจร Local Oscillator ดว้ ย (วทิ ยุ AM แบบใชม้ ือจูน) ความถ่ีของ Local Oscillator จะเทา่ กบั 1000 KHz +455 KHz = 1455 KHz พอดี เม่ือสญั ญาณท้งั RF และจาก Local Oscillator ป้ อนเขา้ มาท่ีวงจร Mixer ซ่ึงเป็นวงจรที่ทางานแบบ นอน ลิเนียร์ สญั ญาณที่ออกมาจะม่ีท้งั สัญญาณผลบวกและผลต่าง เม่ือป้ อนใหก้ บั วงจร IF ซ่ึงจูนรับความถี่ 455 KHz ดงั น้นั สญั ญาณผลรวมจะถูกตดั ทิ้งไป คงไวแ้ ตส่ ัญญาณของความถี่ผลต่าง (1455 KHZ - 1000 KHz = 455 KHz)วงจรขยาย IF ก็คือวงจรขยาย RF ท่ีจูนความถี่เอาไวเ้ ฉพาะ ท่ีความถ่ี 455 KHz วงจรขยาย IF อาจจะมีดว้ ยกนั หลายภาค เพ่ือใหม้ ีอตั ราการขยายสญั ญาณท่ีรับไดส้ ูง ๆ และ การเลือก รับสญั ญาณที่ดี เน่ือจาหวงจรน้ีขยายความถี่คงที่จึงทาใหง้ ่ายตอ่ การออกแบบ สัญญาณท่ีขยายแลว้ จะเขา้ สู่ กระบวนการ Detector เพอ่ื แยกสญั ญาณเสียงออกมา 1.สายอากาศ (Antenna) จะทาหนา้ ที่รับสัญญาณคลื่นวทิ ยทุ ี่ส่งจากสถานีตา่ งๆ เขา้ มาท้งั หมดโดยไมจ่ ากดั วา่ เป็นสถานีใด ถา้ สถานีน้นั ๆ ส่งสญั ญาณมาถึง สายอากาศจะส่งสญั ญาณต่างๆไปยงั ภาค RFโดยส่วนใหญ่ สายอากาศของเคร่ืองรับวทิ ยุ FM จะเป็นแบบไดโพล (Di-Pole) ซ่ึงเป็นสายอากาศแบบสองข้วั จะช่วยทาให้ การรับสญั ญาณดียง่ิ ข้ึน 2.ภาคขยาย RF (Radio Frequency Amplifier) จะทางานเหมือนกบั เครื่องรับวทิ ยุ AM คือจะทาหนา้ ที่รับ สัญญาณวทิ ยใุ นยา่ น FM 88 MHz – 108 MHz เขา้ มาและเลือกรับสญั ญาณ FM เพยี งสถานีเดียวโดยวงจร จนู ด์ RF และขยายสัญญาณ RF น้นั ใหแ้ รงข้ึน เพอ่ื ใหม้ ีกาลงั สูง เหมาะท่ีจะส่งไปบีท (Beat) หรือผสมใน ภาคมิกเซอร์ (Mixer) โดยขอ้ แตกต่างสาคญั ของภาคขยาย RF ของเคร่ืงรับ AM และ FM คือ วทิ ยุFM ใช้ ความถี่สูงกวา่ AM ดงั น้นั การเลือกอุปกรณ์มาใชใ้ นวงจรขยายจะตอ้ งหาอุปกรณ์ที่ใหก้ ารตอบสนองความถี่

ในยา่ น FM ได้ และตอ้ งขยายช่องความถ่ีท่ีกวา้ งของ FM ได้ 3.ภาคมิคเซอร์ (Mixer) จะทางานโดยจะรับสัญญาณเขา้ มาสองสญั ญาณ ไดแ้ ก่สัญญาณ RF จาก ภาคขยาย RF และสญั ญาณ OSC. จากภาคโลคอลออสซิลเลเตอร์ เพ่ือผสมสัญญาณ (MIX.) ใหไ้ ดส้ ญั ญาณ ออกเอาทพ์ ตุ ตามตอ้ งการ สัญญาณที่ออกจากภาคมิกเซอร์มีท้งั หมด 4 ความถี่ คือ a) ความถี่ RF ท่ีรับเขา้ มาจากวงจรจูน RF (RF) b) ความถ่ี OSC. ที่ส่งมาจากภาคโลคอล ออสซิลเลเตอร์ (OSC.) c) ความถ่ีผลต่างระหวา่ ง OSC. กบั RF. จะไดเ้ ป็นคลื่นขนาดกลางหรือที่เรียกวา่ IF (Intermediate Frequency) ไดค้ วามถ่ี 10.7 MHz d) ความถ่ีผลบวกระหวา่ ง OSC. กบั RF สถานีวทิ ยอุ อนไลน์ คือ การใหบ้ ริการ Streaming Audio หรือการแพร่กระจายสญั ญาณเสียงผา่ น ระบบอินเทอร์เน็ต โดยสามารถจดั ผงั รายการไดเ้ องตามท่ีตอ้ งการ เพือ่ ต้งั สถานีวทิ ยจุ ดั รายการออนไลน์สด ท้งั พดู คุยและเปิ ดเพลง รูปแบบเดียวกบั การจดั รายการของสถานีวทิ ยปุ กติ เคร่ืองรับ-ส่งวทิ ยสุ ่ือสาร(ชนิดมือถือ) (HANDY TALKIES) เคร่ืองรับ-ส่งวทิ ยใุ นปัจจุบนั ส่วนใหญ่นิยมใชว้ ธิ ีสงั เคราะห์ความถี่ เรียกวา่ “Synthesizer” ซ่ึงกรมไปรษณียโ์ ทรเลข ไดแ้ บ่งประเภทเคร่ืองวทิ ยคุ มนาคมแบบสังเคราะห์ความถี่ของหน่วยงานราชการ และรัฐวสิ าหกิจ ไว้ 2 ประเภทคือ 1. เครื่องวทิ ยคุ มนาคมแบบสังเคราะห์ความถี่ ประเภท1 หมายถึงเครื่องวทิ ยคุ มนาคมท่ีผใู้ ชง้ านสามารถต้งั ความถี่วทิ ยไุ ดเ้ องจากภายนอกเครื่องวทิ ยุ

2. เคร่ืองวทิ ยคุ มนาคมแบบสังเคราะห์ความถประเภท่ี 2 หมายถึง เคร่ืองวทิ ยคุ มนาคมที่ผใู้ ชง้ าน ไมส่ ามารถต้งั ความถ่ีวทิ ยไุ ดเ้ องจากภายนอกเคร่ืองวทิ ยคุ มนาคม แต่สามารถต้งั ความถ่ีวิทยุ ดว้ ยเคร่ือง PC โดยการโปรแกรมความถ่ีวทิ ยทุ ่ีใชง้ านเขา้ ไปยงั หน่วยความจาของเครื่องน้นั ๆ *** กรมชลประทานไดร้ ับอนุญาตใหใ้ ชว้ ทิ ยคุ มนาคมประเภท 2 เทา่ น้นั *** การดูแลบารุงรักษาเคร่ืองรับ-ส่งวทิ ยสุ ่ือสาร (ชนิดมือถือ) 1. การใชเ้ คร่ืองวทิ ยสุ ื่อสาร ชนิดมือถือไมค่ วรอยใู่ ตส้ ายไฟฟ้ าแรงสูงตน้ ไมใ้ หญ่สะพานเหล็ก หรือส่ิงกาบงั อ่ืนท่ีเป็นอุปสรรคในการติดต่อสื่อสารกนั 2. ตรวจดูสายอากาศ สายนาสัญญาณวา่ ต่อเรียบร้อยแน่นหนาหรือไม่ 3. ขณะส่งออกอากาศไมค่ วรเพ่มิ หรือลดกาลงั ส่ง 4. ในการส่งสญั ญาณ หรือพดู ไมค่ วรกดคียน์ าน เกิน 30 วนิ าที 5. แบตเตอรี่ถา้ เป็นแบตเตอรี่ใหม่ควรชาร์ตนาน 16 ชว่ั โมง 6. แบตเตอร่ีควรใชใ้ หห้ มดกระแสจึงนาไปชาร์ตใหม่ 7.ถา้ แบตเตอรี่สกปรกใหใ้ ชย้ างลบหมึกถูทาความสะอาดท้งั ข้วั แบตและตวั เครื่อง 8. ความยาวของเสาอากาศตอ้ งสัมพนั ธ์กบั ความถ่ีท่ีใชง้ าน และกาลงั ส่งของเคร่ืองดว้ ย 9. เสาอากาศชนิดชกั ตอ้ งชกั สายอากาศใหส้ ุดก่อนใชง้ านทุกคร้ัง 10. ควรทาความสะอาดวทิ ยสุ ่ือสารโดยการเป่ าลม หรือใชพ้ กู่ นั ปัดทาความสะอาดฝ่ นุ ติดอยู่ 11. ไมค่ วรใหเ้ ครื่องโดนนา้ํ หรือตากแดดนาน ๆ 12. อยา่ บิดหรือหมุนเสาอากาศเล่น 13. ระวงั อยา่ ใหเ้ สาอากาศ หกั งอ ทาใหป้ ระสิทธิภาพในการรับ – ส่ง ลดดอ้ ยลง ระบบ A.M สื่อสารโดยใชค้ ลื่นเสียงผสมเขา้ ไปกบั คล่ืนวทิ ยเุ รียกวา่ \"คลื่นพาหะ\" โดยแอมพลิจดู ของคล่ืน พาหะจะเปลี่ยนแปลงตามสญั ญาณคลื่นเสียง ในการส่งคล่ืนระบบ A.M. สามารถส่งคล่ืนไดท้ ้งั คล่ืนดินเป็ น คลื่นท่ีเคล่ือนที่ในแนวเส้นตรงขนานกบั ผวิ โลกและคล่ืนฟ้ าโดยคล่ืนจะไปสะทอ้ นท่ีช้นั บรรยากาศไอโอ โนสเฟี ยร์ แลว้ สะทอ้ นกลบั ลงมา จึงไม่ตอ้ งใชส้ ายอากาศต้งั สูงรับ ระบบ F.M. ส่ือสารโดยใชค้ ลื่นเสียงผสม เขา้ กบั คลื่นพาหะ โดยความถี่ของคลื่นพาหะจะเปล่ียนแปลงตามสัญญาณคลื่นเสียง ในการส่งคล่ืนระบบ F.M. ส่งคลื่นไดเ้ ฉพาะคลื่นดินอยา่ งเดียว ถา้ ตอ้ งการส่งให้คลุมพ้นื ท่ีตอ้ งมีสถานีถ่ายทอดและเคร่ืองรับตอ้ ง ต้งั เสาอากาศสูงๆ รับ การทางานบลอ็ กไดอะแกรมของเครื่องรับวทิ ยุ AM , FM

เครื่องรับวทิ ยุ AM เครื่องรับวทิ ยุ AM แบบ Superheterodyne วทิ ยกุ ระจายเสียงแบบ AM จะ มีช่วงความถี่อยทู่ ี่ประมาณ 535 KHz - 1,605 KHz แต่ละ สถานีจะมี Bandwidth ประมาณ 10 KHz ความถี่ IF เทา่ กบั 455 KHz AM radio is broadcast on several frequency bands วทิ ยกุ ระจายเสียงระบบ AM ส่งออกอากาศ ดว้ ยหลายช่วงความถี่  วทิ ยคุ ล่ืนยาว หรือ Long wave ,LW ออกอากาศท่ีความถี่ 153 kHz–279 kHz สถานีจะมี Bandwidth ประมาณ 9 KHz  วทิ ยคุ ล่ืน ปานกลาง หรือ Medium wave , MW ออกอากาศท่ีความถี่ 535 kHz–1,605 kHz. แต่ละ สถานีจะมี Bandwidth ประมาณ 10 KHz  วทิ ยคุ ล่ืนส้ัน หรือ Short wave , SW ออกอากาศท่ีความถ่ี 2.3 MHz – 26.1 MHz โดยจะแบง่ ออกเป็น 15 ช่วงความถี่ยอ่ ย แตล่ ะ สถานีจะมี Bandwidth ประมาณ 5 KHz ช่วงความถี่น้ีจะเดินทางไดไ้ กล ท่ีสุด

เครื่องรับวทิ ยุ FM หลกั การทางานคือ หลงั จากท่ีไดร้ ับตวั สัญญาณเสียงจากไมโครโฟนหรือแหล่งเสียงอื่นๆแลว้ สัญญาณเสียง จะถูกเปลี่ยนรูปเป็นสญั ญาณไฟฟ้ า สัญญาณไฟฟ้ าน้นั จะถูกนาไปเขา้ ระบบ Amplifier เพือ่ ขยายกาลงั ของ สัญญาณเสียงที่ได้ หลงั จากขยายแลว้ ก็จะนาส่งตอ่ ไปยงั ภาคของModulation โดยสญั ญาณ มา Modulation ดว้ ยน้นั คือสัญญาณจาตวั Oscillator ซ่ึงจะผลิตความถี่ไดใ้ นช่วง 88 - 108 MHz โดยจะตอ้ งมี การเลือกสร้างคล่ืนท่ีความถ่ีใดความถ่ีหน่ึงในช่วงความถี่ดงั กล่าว ซ่ึงจะสร้างข้ึนเพอ่ื ใชเ้ ป็นคล่ืนนาพา โดย หลกั การModulation ของ FM คือ จะนาคล่ืนนาพาที่ไดม้ าปรับความถี่ตามแอมปลิจูดและความถี่ของคลื่น เสียง โดยที่เฟสและแอมปลิจูดของคล่ืนนาพายงั คงคงท่ี จะเปล่ียนแปลงเฉพาะความถี่เท่าน้นั (ส่วนของ Modulation จะมีรายละเอียดเพม่ิ เติมในหวั ขอ้ ถดั ไป) หลงั จากน้นั สัญญาณที่ไดจ้ ากการ Modulation (เรียกวา่ สญั ญาณ RF) จะถูกนาไปขยายสัญญาณความถ่ีวทิ ยใุ หแ้ รงข้ึน เพื่อท่ีจะใหเ้ พยี งพอต่อการส่งสญั ญาณไปใน อากาศ จากน้นั จึงส่งออกไปทางเสาอากาศ เคร่ืองรับวทิ ยุ AM แบบ Superheterodyne วทิ ยกุ ระจายเสียงแบบ AM จะ มีช่วงความถี่อยทู่ ่ีประมาณ 535 KHz - 1,605 KHz แตล่ ะ สถานีจะมี Bandwidth ประมาณ 10 KHz ความถ่ี IF เท่ากบั 455 KHz AM radio is broadcast on several frequency bands วทิ ยกุ ระจายเสียงระบบ AM ส่งออกอากาศ ดว้ ยหลายช่วงความถ่ี

วทิ ยคุ ลื่นยาว หรือ Long wave ,LW ออกอากาศที่ความถ่ี 153 kHz–279 kHz สถานีจะมี Bandwidth ประมาณ 9 KHzวทิ ยคุ ลื่น ปานกลาง หรือ Medium wave , MW ออกอากาศท่ีความถี่ 535 kHz–1,605 kHz. แตล่ ะ สถานีจะมี Bandwidth ประมาณ 10 KHzวทิ ยคุ ลื่นส้ัน หรือ Short wave , SW ออกอากาศที่ความถี่ 2.3 MHz – 26.1 MHz โดยจะแบ่งออกเป็น 15 ช่วงความถี่ยอ่ ย แต่ละ สถานีจะมี Bandwidth ประมาณ 5 KHz ช่วง ความถ่ีน้ีจะเดินทางไดไ้ กล ที่สุด ตวั อยา่ งเคร่ืองรับ วทิ ยคุ ล่ืนส้ัน RF Amplifier ทาหนา้ ที่ขยายสัญญาณวทิ ยทุ ี่รับเขา้ มาจากสายอากาศ ในส่วนน้ีจะมีวงจร Tune เลือกรับมา เฉพาะ ความถ่ีช่วง 535 KHz - 1,605 KHz สายอากาศของเครื่องรับวทิ ยแุ บบ AM วงจร Mixer ทาหนา้ ท่ีผสมคลื่น จากภาค RF amp. และ Local Oscillator สญั ญาณที่ออกมาท้งั หมด มี 4 ส่วนคือ

1. ความถ่ี RF ท่ีรับเขา้ มา 2. ความถี่ OSC ท่ีส่งมาจาก Local Oscillator 3. ความถ่ีผลต่างระหวา่ ง OSC กบั RF (OSC - RF) = IF = 455 KHz 4. ความถ่ีผลบวกระหวา่ ง OSC กบั RF (OSC + RF) ความถ่ีท่ีส่งไปยงั ภาค IF มีความถี่เดียวคือ ความถี่ ผลต่าง 455 KHz ช่ึงไมว่ า่ RF จะรับความถี่ใดเขา้ มา IF ก็ ยงั คงเท่าเดิม วงจร Local Oscillator หรือวงจร OSC. ทาหนา้ ที่ผลิดความถี่ข้ึนมา มีความแรงคงท่ี ส่วนความถ่ีจะ เปลี่ยนแปลงได้ ตาม RF ท่ีรับเขา้ มา ซ่ึงภาค OSC จะผลิดความถ่ีข้ึนมาสูงกวา่ RF เท่ากบั IF คือ 455 KHz เสมอ เช่น รับสัญญาณ AM จากสถานี ความถ่ี 600 KHz ความถ่ีของวงจร OSC FOSC = fRF + fIF = 600 KHz + 455 KHz = 1,055 KHz ในวทิ ยุ AM บางรุ่น อาจจะรวม ภาค Mixer กบั OSC เขา้ ดว้ ยกนั เรียกวา่ Converter ถา้ รวม 3 วงจรเขา้ ดว้ ยกนั คือ RF Amp + Mixer + OSC. เราจะเรียกวา่ ภาค Front End

รูปความถ่ี Local OSC. ท่ีความถ่ีต่าสุดของวทิ ยุ AM รูปความถ่ี Local OSC. ท่ีความถี่สูงสุดของวทิ ยุ AM Superheterodyne AM radio front end with improved front end filtering จากรูป ตวั อยา่ ง เป็นวงจรวทิ ยุ AM แบบ Superheterodyne ที่เพิ่มวงจรกรองสัญญาณเขา้ ไป วงจรกรอง เป็ น L และ C ก่อนท่ีจะเขา้ วงจร Mixer สมมุติวา่ เราตอ้ งการรับสัญญาณท่ีความถี่ 1,490 KHz วงจร OSC จะผลิตความถี่ข้ึนมา 1,945 KHz และ ความถ่ี IF กเ็ ป็น 455 KHz จากรูป การเปล่ียนความถ่ี ของ RF และ OSC เราจะทาพร้อมกนั โดย เปลียนคา่ ของ C

dual ganged-variable capacitor วงจร IF Amp คาวา่ IF กค็ ือ Intermediate Frequency คือความถี่ปานกลาง เกิดจากผลต่างของ วงจร OSC กบั RF ท่ีรับเขา้ มา จะไดค้ วามถ่ี IF 455 KHz วงจรน้ีจะขยายสัญญาณ 455 KHz เพ่อื ใหแ้ รงข้ึนก่อนส่งไปยงั วงจร Detector ตอ่ ไป วงจร AM detector ทาหนา้ ที่ตดั สัญญาณ IF ออกคร่ึงหน่ึงและกรองเอาความถี่ IF ออก เหลือเฉพาะความถี่เสียง (AF) ส่งต่อไป ยงั ภาคขยายเสียง มีสัญญาณบางส่วนจะถูก กรองเป็นไฟ DC ส่งยอ้ นกลบั ไปยงั ภาคขยาย IF เป็นแรงไฟ AGC (Automatic Gain Control) ทาใหค้ วามแรงของสญั ญาณที่รับไดม้ ีขนาดใกลเ้ คียงกนั

หลกั การทางานของเครื่องรับวทิ ยุ เครื่องรับวทิ ยุ เราจะแบ่งไดห้ ลายแบบ เช่น 1. เคร่ืองรับวทิ ยแุ บบแร่ (Crystal Radio ) เครื่องรับวทิ ยแุ บบแร่ ถือเป็นวงจรเบ้ืองตน้ ของเครื่องรับวทิ ยุ สามารถประกอบไดง้ ่ายที่สุด ราคาถูก ไม่ จาเป็นตอ้ งใชพ้ ลงั งานไฟฟ้ า \"free-power\" radio (บางรุ่นอาจจะดดั แปลงใหม้ ีเสียงออกทางลาโพง จาเป็นตอ้ งใชพ้ ลงั งานไฟฟ้ า) ตวั อยา่ ง วงจร เคร่ืองรับวทิ ยุ AM แบบแร่ เมื่อสายอากาศ และสายดิน ถูกตอ่ เขา้ กบั วงจร จะมีสญั ญาณไฟฟ้ าขนาดเลก็ ๆ ผา่ นมายงั วงจรจูน (tuned circuit) ท่ีประกอบดว้ ย L1 และ C1 จุดที่เราตอ้ งการเราเรียกวา่ resonant frequency เป็นการเลือกรับความถี่ และถา้ เราตอ้ งการท่ีจะเปลี่ยนความถ่ีท่ีจะรับ เรากเ็ ปลี่ยนคา่ ของ C1 (วงจร A)

ความถี่ท่ีเลือกรับมาแลว้ น้นั จะถูกส่งมายงั D1 เพือ่ ทาหนา้ ท่ี detector ไดโอดที่ใชจ้ ะเป็ น ที่มีแรงดนั ตกคร่อม ต่า ถา้ มองเขา้ ไปจะเห็นเส้นลวดเลก็ ๆ ฝร่ังเขาเรียกวา่ \"cat’s whisker\" ซ่ึงคลา้ ยหนวดแมว จากคุณสมบตั ิของ ไดโอด คือยอมใหก้ ระแสไหลผา่ นไดท้ างเดียว สัญญาณท่ีผา่ นวงจรน้ีไปได้ ก็จะมีเพยี งแค่ ซึกเดียว (วงจร B) C2 ทาหนา้ ท่ี bypass ความถี่วทิ ยลุ งกราวด์ เหล่ือเฉพาะคลื่นเสียง เทา่ น้นั ที่ผา่ นไปยงั หูฟัง H1 ได้ วทิ ยแุ บบแร่ มีความสามารถในการแยกแยะสัญญาณไม่ดี โดยจะรับสัญญาณเขา้ มาท้งั หมด (all AM broadcast signals) สญั ญาณความถี่ไหนแรงกวา่ กจ็ ะบดบงั สถานีท่ีมีสญั ญาณอ่อน ๆ 2. เครื่องรับวทิ ยแุ บบ Regenerative 3. เคร่ืองรับแบบ จนู ความถ่ี TRF (Tuned Radio Frequency Receiver) เครื่องรับวทิ ยแุ บบแร่ มีประสิทธิภาพการรับสัญญาณ ไม่ดี ไมม่ ีการขยาย ประสิธิภาพการเลือกรับสัญญาณ ไม่ดี สญั ญาณที่แรง ๆ อยากแทรกแซงเชา้ มาได้ จึงมีคนคิดคน้ วทิ ยแุ บบ TRF ข้ึนมาแทน ซ่ึงมีการรับ สญั ญาณท่ีดีกวา่

TRF receiver แบบจูนคร้ังเดียว ใชก้ นั ในสมยั แรก ๆ เคร่ืองรับ TRF receiver แบบจนู หลายคร้ัง เป็ นวงจรท่ีพฒั นามาจากแบบแรก การจนู แต่ละคร้ังจะทาหลงั จาก ภาคขยายในแต่ละส่วน (ใชว้ งจร L-C resonant ในการจูน) เครื่องรับแบบน้ีนามาใชม้ ากในยา่ น very low frequency (VLF) หรือ อาจจะเรียกวา่ whistler receiver สาหรับการเฝ้ าดู solar flares (เพลิงท่ีลุกโชติชว่ั ขณะหน่ึง บนดวงอาทิตย์ ) และ sudden ionospheric disturbances (SIDs) ตวั อยา่ งวงจร เครื่องรับแบบ TRF แบบง่าย ๆ ประกอบดว้ ย 4 ส่วนพ้ืนฐาน คือ reception, selection, demodulation, และ reproduction 4.เคร่ืองรับวทิ ยแุ บบ ซูเปอร์เฮเทอโรดายน์ (Superheterodyne Receiver)

เคร่ืองรับวทิ ยแุ บบ superheterodyne มีใจความสาคญั อยตู่ รงที่ การเปลี่ยนความถี่ RF ที่รับเขา้ มาหลาย ๆ ความถี่เป็น เดียวเป็นค่ากลาง ๆ (intermediate frequency : IF) ความถ่ี IF น้ีจะสามารถทาใหส้ ูงกวา่ (high- side injection) หรือต่ากวา่ (low-side injection) ความถี่ RF ท่ีรับมากไ็ ด้ ระบบ superheterodyne ในสมยั แรก ๆ จะทาใหค้ วามถ่ี IF สูงกวา่ ความถี่ RF แตป่ ัจจุบนั จะทาใหค้ วามถ่ี IF ต่ากวา่ เน่ืองจากความถี่ต่าจะมีความ ยงุ่ ยากนอ้ ยกวา่ AM radio block diagram ยกตวั อยา่ งเคร่ืองรับ AM แบบ ซูเปอร์เฮเทอโรดายน์ วงจรที่สาคญั ของระบบน้ีคือ Local Oscillator และ วงจร Mixer สญั ญาณ RF จะถูกแปลงเป็นความถี่ IF ค่าตายตวั คา่ หน่ึง โดยทว่ั ไปวทิ ยุ AM จะใชค้ วามถ่ี IF เทา่ กบั 455 KHz ในวงจร Mixer จะทาการผสมสญั ญาณRF กบั สัญญาณจาก Local Oscillator ซ่ึงความถ่ีท้งั สองน้ีจะห่างกนั อยู่ เทา่ กบั 455 KHz พอดี (ห่างกนั เทา่ กบั ความถ่ี IF) สมมุติวา่ เราตอ้ งการรับสญั ญาณวทิ ยุ AM ที่ความถี่ 1000 KHz วงจรขยาย RF ก็ตอ้ งจนู และขยายความถ่ี 1000 KHz เป็นหลกั และยอมใหค้ วามถ่ีใกลเ้ คียงบริเวณ 1000 KHz เขา้ มาไดเ้ ลก็ นอ้ ย การจูนความถี่นอกจากจะจูนภาคขยาย RF แลว้ ยงั จะจนู วงจร Local Oscillator ดว้ ย (วทิ ยุ AM แบบใชม้ ือจูน) ความถ่ีของ Local Oscillator จะเท่ากบั 1000 KHz +455 KHz = 1455 KHz พอดี เมื่อสญั ญาณท้งั RF และจาก Local Oscillator ป้ อนเขา้ มาที่วงจร Mixer ซ่ึงเป็นวงจรท่ีทางานแบบ นอน ลิเนียร์ สญั ญาณที่ออกมาจะม่ีท้งั สญั ญาณผลบวกและผลตา่ ง เม่ือป้ อนใหก้ บั วงจร IF ซ่ึงจูนรับความถ่ี 455 KHz ดงั น้นั สญั ญาณผลรวมจะถูกตดั ทิง้ ไป คงไวแ้ ตส่ ญั ญาณของความถ่ีผลต่าง (1455 KHZ - 1000 KHz = 455 KHz)

วงจรขยาย IF กค็ ือวงจรขยาย RF ท่ีจูนความถี่เอาไวเ้ ฉพาะ ท่ีความถ่ี 455 KHz วงจรขยาย IF อาจจะมีดว้ ยกนั หลายภาค เพื่อใหม้ ีอตั ราการขยายสัญญาณท่ีรับไดส้ ูง ๆ และ การเลือกรับสัญญาณท่ีดี เน่ือจาหวงจรน้ีขยาย ความถี่คงที่จึงทาใหง้ ่ายตอ่ การออกแบบ สัญญาณที่ขยายแลว้ จะเขา้ สู่กระบวนการ Detector เพื่อแยก สัญญาณเสียงออกมา FM radio block diagram SSB shortwave receiver block diagram สญั ญาณวทิ ยุ เขา้ มาท่ีสายอากาศ ผา่ นวงจร RF Amplifier ขยายสัญญาณคล่ืนวทิ ยทุ ่ีรับไดใ้ หเ้ แรงข้ึน แลว้ ส่ง สญั ญาณไปผสม (Mixer) กบั ความถ่ีที่ กาเนิดภายในตวั เครื่องรับวทิ ยเุ อง (Local Oscillator) จากน้นั เราจะได้ สัญญาณ ที่มีความถี่ต่าลงมา เรียกวา่ ความถ่ี IF (Intermediate Frequency) เมื่อไดค้ วามถ่ี IF มาแลว้ กจ็ ะทา การขยายใหแ้ รงข้ึนโดย วงจร IF Amplifier แลว้ ผา่ นไปยงั วงจร Detector ซ่ึงทาหนา้ ท่ีกรองสัญญาณความถ่ี วทิ ยอุ อกไป เหลือแต่คล่ืนความถี่เสียง (AF) แลว้ จึงขยายสญั ญาณให้แรงข้ึนอีกคร้ัง (AF Amplifier) เพ่ือ ส่งออกลาโพงต่อไป ความถี่เงา Image Frequency (fimage) (fimage) = Fc + 2fIF กรณีที่ fLO > Fc (high-side injection)image) = Fc - 2 fIF กรณีที่ fLO < Fc (low-side injection)

Superheterodyne แบบ Double และ Triple-Conversion Receivers Double-conversion receiver. การทางานของบล็อกไดอะแกรมเครื่องรับวทิ ยุFM 1.สายอากาศ (Antenna) จะทาหนา้ ท่ีรับสญั ญาณคลื่นวทิ ยทุ ี่ส่งจากสถานีต่างๆ เขา้ มาท้งั หมดโดยไมจ่ ากดั วา่ เป็นสถานีใด ถา้ สถานีน้นั ๆ ส่งสญั ญาณมาถึง สายอากาศจะส่งสญั ญาณตา่ งๆไปยงั ภาค RF โดยส่วนใหญ่ สายอากาศของเครื่องรับวทิ ยุ FM จะเป็นแบบไดโพล (Di-Pole) ซ่ึงเป็นสายอากาศแบบสองข้วั จะช่วยทาให้ การรับสัญญาณดียงิ่ ข้ึน 2.ภาคขยาย RF (Radio Frequency Amplifier) จะทางานเหมือนกบั เคร่ืองรับวทิ ยุ AM คือจะทาหนา้ ที่รับ สัญญาณวทิ ยใุ นยา่ น FM 88 MHz – 108 MHz เขา้ มาและเลือกรับสัญญาณ FM เพียงสถานีเดียวโดยวงจร จนู ด์ RF และขยายสัญญาณ RF น้นั ใหแ้ รงข้ึน เพือ่ ใหม้ ีกาลงั สูง เหมาะที่จะส่งไปบีท (Beat) หรือผสมใน ภาคมิกเซอร์ (Mixer) โดยขอ้ แตกต่างสาคญั ของภาคขยาย RF ของเคร่ืงรับ AM และ FM คือ วทิ ยุFM ใช้ ความถ่ีสูงกวา่ AM ดงั น้นั การเลือกอุปกรณ์มาใชใ้ นวงจรขยายจะตอ้ งหาอุปกรณ์ที่ให้การตอบสนองความถี่

ในยา่ น FM ได้ และตอ้ งขยายช่องความถ่ีท่ีกวา้ งของ FM ได้ 3.ภาคมิคเซอร์ (Mixer) จะทางานโดยจะรับสัญญาณเขา้ มาสองสญั ญาณ ไดแ้ ก่สัญญาณ RF จาก ภาคขยาย RF และสญั ญาณ OSC. จากภาคโลคอลออสซิลเลเตอร์ เพ่ือผสมสญั ญาณ (MIX.) ใหไ้ ดส้ ญั ญาณ ออกเอาทพ์ ุตตามตอ้ งการ สัญญาณท่ีออกจากภาคมิกเซอร์มีท้งั หมด 4 ความถ่ี คือ a) ความถี่ RF ท่ีรับเขา้ มาจากวงจรจูน RF (RF) b) ความถี่ OSC. ท่ีส่งมาจากภาคโลคอล ออสซิลเลเตอร์ (OSC.) c) ความถี่ผลตา่ งระหวา่ ง OSC. กบั RF. จะไดเ้ ป็นคล่ืนขนาดกลางหรือที่เรียกวา่ IF (Intermediate Frequency) ไดค้ วามถ่ี 10.7 MHz d) ความถ่ีผลบวกระหวา่ ง OSC. กบั RF ความถ่ีท่ีวงจรจูนด์ IF ใหผ้ า่ นมีความถี่เดียว คือความถี่ IF เทา่ กบั 10.7 MHz ไมว่ า่ ภาคขยาย RF จะรับความถ่ี เขา้ มาเทา่ ไรก็ตาม และภาค OSC. จะผลิตความถ่ีข้ึนมาเท่าไรกต็ าม เม่ือเขา้ ผสมกนั ท่ีภาคมิกเซอร์แลว้ จะได้ ความถ่ี IF เทา่ กบั 10.7 MHz ออกเอาทพ์ ุตเสมอ 4.ภาคโลคอล ออสซิลเลเตอร์ (Local Oscillator) ทางานเหมือนกบั เคร่ืองรับวทิ ยุ AM คือ ผลิตความถ่ีท่ีมี ความแรงคงที่ข้ึนมา ความถี่ที่ผลิตข้ึนจะสูงกวา่ ความถี่ท่ีวงจรจูนด์ RF รับเขา้ มาเทา่ กบั ความถี่ IF คือ 10.7 MHz. เช่น วงจรจูนด์ RF รับความถี่เขา้ มา 100 MHz. ความถี่ OSC. จะผลิตข้ึนมา 100 MHz. + 10.7 MHz. = 110.7 MHz. 5.ภาคขยาย IF (Intermediate Frequency Amplifier) จะทาหนา้ ที่เหมือนเคร่ืองรับวทิ ยุ AM และยงั สามารถ ขยายความถ่ี IF ท้งั ของ AM และ FM ได้ ในเคร่ืองรับวทิ ยบุ างรุ่นที่มีท้งั AM และ FM ในเคร่ืองเดียวกนั อาจ ใชภ้ าคขยาย IF ร่วมกนั ท้งั วทิ ยุ AM และวทิ ยุ FM คือขยายความถี่ IF ใหม้ ีระดบั ความแรงมากข้ึนแบบไม่ ผดิ เพ้ียน โดยภาคขยาย IF ของคลื่น FM น้นั ขยายความถี่ไดต้ ลอดยา่ น 10.7 MHz. นบั วา่ มีความถ่ีสูงกวา่ เคร่ืองรับ AM ซ่ึงโดยปกติเครื่องรับแบบ AM มีความถี่เพียง 455 kHz. เทา่ น้นั ส่วนท่ีแตกตา่ งกนั ระหวา่ ง IF ของ AM และ FM คือ ในส่วนวงจรจูนด์ IF เพราะใชค้ วามถี่ไม่เท่ากนั ค่าความถ่ีเรโซแนนทต์ ่างกนั การ กาหนดค่า L, C มาใชง้ านต่างกนั 6.ภาคดีเทคเตอร์ (Detector) ดีเทคเตอร์ของเครื่องรับ FM น้นั มีความแตกตา่ งกบั เครื่องรับ AM ท้งั น้ีเพราะวธิ ี ผสมคล่ืนของสถานีส่งท้งั สองแบบน้ีไมเ่ หมือนกนั โดยภาคดีเทคเตอร์ทาหนา้ ที่แยกสัญญาณเสียงออกจาก ความถ่ี IF แตจ่ ะแตกต่างกนั ในระบบการแยกเสียง เพราะในระบบ AM สัญญาณเสียงถูกผสมมาทางความสูง ของคล่ืนพาหะ สามารถแยกไดโ้ ดยใชไ้ ดโอดหรือทรานซิสเตอร์ร่วมกบั R, C ฟิ ลเตอร์ก็สามารถตดั

ความถี่ IF ออกเหลือเฉพาะสัญญาณเสียงได้ ส่วนในระบบวทิ ยุ FM สญั ญาณเสียงจะผสมกบั พาหะ โดย สญั ญาณเสียงทาใหค้ ล่ืนพาหะเปล่ียนความถ่ีสูงข้ึนหรือต่าลง ส่วนความแรงคงที่ ไมส่ ามารถใชว้ ธิ ีการดีเทค เตอร์แบบ AM ได้ ตอ้ งใชว้ ธิ ีพิเศษ เช่น ดิสคริมิเนเตอร์ (Discriminator), เรโชดีเทคเตอร์ (Ratio Detector), เฟส ลอ็ ค ลูป ดีเทคเตอร์ (Phase Lock Loop Detector) เป็นตน้ จะแตกต่างจากของ AM โดย สิ้นเชิง 7.ภาคขยายเสียง (Audio Frequency Amplifier) ใชง้ านร่วมกบั ของเครื่องรับวทิ ยุ AM ได้ เพราะทาหนา้ ที่ ขยายเสียงท่ีส่งมาจากภาคดีเทคเตอร์ ใหม้ ีระดบั ความแรงมากข้ึนแบบไมผ่ ดิ เพ้ยี นพอท่ีจะไปขบั ลาโพงให้ เปล่งเสียงออกมา โดยในเคร่ืองรับวทิ ยบุ างแบบอาจมีภาคขยายเสียงในตวั แตบ่ างแบบอาจจะไมม่ ีเครื่อง ขยายเสียงในตวั แตจ่ ะมีอยตู่ ่างหาก เคร่ืองรับวทิ ยทุ ี่มีเครื่องขยายเสียงภายนอกเรียกวา่ จูนเนอร์ (Tunner) 8.ภาคจ่ายกาลงั ไฟ (Power Supply) ทาหนา้ ท่ีจ่ายแรงดนั ไฟ DC เล้ียงวงจรของเคร่ืองรับวทิ ยุ FM ซ่ึงจะตอ้ ง ใชว้ งจรเรกกเู ลเตอร์ (Regulator) ควบคุมแรงดนั ไฟ DC ใหค้ งที่เพ่อื เล้ียงวงจร ทาใหค้ ุณภาพของเครื่องรับ วทิ ยุ FM ดีข้ึน หลกั การทางานคือ หลงั จากที่ไดร้ ับตวั สัญญาณเสียงจากไมโครโฟนหรือแหล่งเสียงอื่นๆแลว้ สัญญาณเสียงจะถูกเปลี่ยนรูปเป็นสัญญาณไฟฟ้ า สญั ญาณไฟฟ้ าน้นั จะถูกนาไปเขา้ ระบบAmplifier เพ่ือ ขยายกาลงั ของสัญญาณเสียงท่ีได้ หลงั จากขยายแลว้ ก็จะนาส่งตอ่ ไปยงั ภาคของModulation โดยสญั ญาณท่ี จะนามาModulation ดว้ ยน้นั คือสัญญาณจากตวั Oscillator ซ่ึงจะผลิตความถ่ีไดใ้ นช่วง 88 - 108 MHz โดย จะตอ้ งมีการเลือกสร้างคลื่นที่ความถ่ีใดความถ่ีหน่ึงในช่วงความถ่ีดงั กล่าว ซ่ึงจะสร้างข้ึนเพื่อใชเ้ ป็ นคลื่น นาพา โดยหลกั การModulation ของ FMคือ จะนาคล่ืนนาพาท่ีไดม้ าปรับความถ่ีตามแอมปลิจูดและความถ่ี ของคล่ืนเสียง โดยที่เฟสและแอมปลิจดู ของคล่ืนนาพายงั คงคงที่ จะเปล่ียนแปลงเฉพาะความถ่ีเท่าน้นั (ส่วน ของModulation จะมีรายละเอียดเพิม่ เติมในหวั ขอ้ ถดั ไป) หลงั จากน้นั สญั ญาณที่ไดจ้ ากการModulation (เรียกวา่ สัญญาณ RF) จะถูกนาไปขยายสญั ญาณความถ่ีวิทยใุ หแ้ รงข้ึน เพ่ือท่ีจะใหเ้ พียงพอตอ่ การส่ง สญั ญาณไปในอากาศ จากน้นั จึงส่งออกไปทางเสาอากาศ