Ηλεκτρονικέ Επικοινωνίε

Transcript

1 2ο ΕΠΑ.Λ. Κιλκί Τομέα Ηλεκτρονική Βοήθημα εξετάσεων Ηλεκτρονικέ Επικοινωνίε Σχολικό έτο Β.Π.Βογιατζή, ΠΕ12.10

2 Περιεχόμενα Μέρος Α Ερωτήσεις, ασκήσεις, ενδεικτικά θέματα και τεστ 3 ο κεφάλαιο μεγέθη και σχέσεις 1 3 ο κεφάλαιο ερωτήσεις 2 3 ο κεφάλαιο ασκήσεις, μέρος Α 3 3 ο κεφάλαιο ασκήσεις, μέρος Β 5 Ασκήσεις στις διαμορφώσεις πλάτους 7 4 ο κεφάλαιο μεγέθη και σχέσεις 8 4 ο κεφάλαιο ερωτήσεις 9 4 ο κεφάλαιο ασκήσεις, μέρος Α 10 4 ο κεφάλαιο ασκήσεις, μέρος Β 11 Επαναληπτικές ασκήσεις στα κεφάλαια 3 και 4, μέρος Α 12 Επαναληπτικές ασκήσεις στα κεφάλαια 3 και 4, μέρος Β 13 5 ο κεφάλαιο μεγέθη και σχέσεις 15 5 ο κεφάλαιο ερωτήσεις 16 5 ο κεφάλαιο ασκήσεις, μέρος Α 17 5 ο κεφάλαιο ασκήσεις, μέρος Β 19 5 ο κεφάλαιο ασκήσεις, μέρος Γ 20 5 ο κεφάλαιο επαναληπτικές ασκήσεις 22 6 ο κεφάλαιο ερωτήσεις 23 7 ο κεφάλαιο μεγέθη και σχέσεις 25 7 ο κεφάλαιο ερωτήσεις 26 7 ο κεφάλαιο ασκήσεις 27 9 ο κεφάλαιο μεγέθη και σχέσεις 28 9 ο κεφάλαιο ερωτήσεις 30 9 ο κεφάλαιο ασκήσεις 32 Τεστ στις παραγράφους Επαναληπτικό διαγώνισμα στα κεφάλαια 3 και ο Επαναληπτικό διαγώνισμα στα κεφάλαια 3 και 4 38 Τεστ στο 5 ο κεφάλαιο 40

3 2 ο τεστ στο 5 ο κεφάλαιο 41 3 ο τεστ στο 5 ο κεφάλαιο 42 Τεστ στο κεφάλαιο 6 43 Επαναληπτικό διαγώνισμα στα κεφάλαια 5 και ο Επαναληπτικό διαγώνισμα στα κεφάλαια 5 και 6 46 Επαναληπτικές ασκήσεις 48 Μέρος Β Θέματα Πανελλαδικών Εξετάσεων Θέματα εξετάσεων Θέματα εξετάσεων Θέματα εξετάσεων Θέματα εξετάσεων Θέματα εξετάσεων Μέρος Γ Οδηγίες, Εξεταστέα Ύλη κ.ά Ενδοσχολική αξιολόγηση και αξιολόγηση πανελλαδικών 1 Εξεταστέα Ύλη Πανόραμα λαθών σχολικού βιβλίου 3

4 ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΕΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ 3 ο Κεφάλαιο Μεγέθη και σχέσεις Κυκλική συχνότητα : Ω = 2π/Τ = 2π. F Ημιτονικού σήμα : s(t) = So. sin(ωt) = So. sin(2πft) Η ισχύς του ημιτονικού σήματος που αποδίδεται σε ωμική αντίσταση R δίνεται από τη σχέση: P = So 2 / 2R Μήκος κύματος : λ = c. T = c / f, όπου c η ταχύτητα του φωτός, Τ η περίοδος και f η συχνότητα. Ταχύτητα του φωτός : c = km/sec = m/sec Ταχύτητα του φωτός σε άλλο μέσο : c = c/ ε, όπου ε η διηλεκτρική σταθερά του υλικού Οι τιμές του ηλεκτρικού πεδίου (Ε) και του μαγνητικού πεδίου (Η) ενός κύματος συνδέονται με τη σχέση: Ε/Η = 120π = 377 Ω Πυκνότητα ισχύος : ρ = Ε. Η Στην διαμόρφωση πλάτους το βασικό σήμα s(t) απεικονίζεται (επηρεάζει) στο πλάτος του σήματος Μ(t). Δηλαδή: Ε(t) = [ Mo + s(t) ]. sin(ωo. t) Ποσοστό διαμόρφωσης : m = So / Mo Αποτελεσματικότητα της διαμόρφωσης : D = Pωφ/Pολ = m 2 /m 2 +2 Μέτρηση του ποσοστού διαμόρφωσης στον παλμογράφο: m = (A-B)/(A+B), Mo = (A+B)/2, So = (A-B)/2 Στη διαμόρφωση συχνότητας οι βασικές σχέσεις που περιγράφουν τη διαδικασία είναι: f(t) = fo + k. s(t) f(t) = fo + k. So. sin(ωt) f(t) = fo + Δfmax. sin(ωt) Δείκτης διαμόρφωσης : mf = Δfmax/F = k. Sο/F 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) Στη ραδιοφωνία FM διεθνώς έχουν καθιερωθεί οι τιμές: Fmax = 15 khz, Δfmax = 75 khz, άρα mf = 5 και Β = 2( ) = 180 khz Ο αριθμός των πλευρικών φασματικών ακτίνων είναι : Ν = Β/F = 2(mf + 1) 1

5 3 ο Κεφάλαιο Eρωτήσεις 1. Από ποια στοιχεία κυρίως χαρακτηρίζονται τα ηλεκτρικά σήματα ; 2. Να δοθεί η μαθηματική έκφραση ενός ημιτονικού σήματος, να εξηγηθούν τα σύμβολα και γραφούν οι μονάδες τους. 3. Τι ονομάζουμε φάσμα ενός σήματος ; Πώς σχετίζεται το φάσμα με την ποσότητα πληροφορίας που περιέχει το σήμα ; 4. Σε ποιες κατηγορίες διακρίνονται τα φίλτρα ανάλογα με το τμήμα του φάσματος που επιλέγουν; Να γίνουν τα σχετικά διαγράμματα. 5. Για ποιους λόγους δεν είναι δυνατή η άμεση μετάδοση ενός σήματος βασικής ζώνης; 6. Ποια είναι τα κυριότερα είδη διαμορφώσεων; 7. Σχεδιάστε τα φάσματα των σημάτων πριν και μετά τη διαμόρφωση πλάτους ΑΜ με φέρον. 8. Διατυπώστε τη σχέση του Carson για το εύρος της φασματικής ζώνης ενός FM σήματος και εξηγείστε τα σύμβολά του. Ποιες είναι τιμές των μεγεθών αυτών έχουν καθιερωθεί στην ραδιοφωνία FM διεθνώς; 9. Να γίνει σύγκριση των διαμορφώσεων FM και AM. 2

6 3 ο κεφάλαιο - ασκήσεις Άσκηση 1: Να δοθεί η έκφραση ενός ημιτονικού σήματος συχνότητας 25 khz και πλάτους 10 V. Λύση: s(t) = 10sin(2π t) Άσκηση 2: Να υπολογιστεί η ισχύς ημιτονικής τάσης, σε αντίσταση R = 50Ω, όταν το πλάτος του σήματος είναι 20 Volt. Λύση: P = So 2 /2R = 20 2 /2. 50 = 4 Watt Άσκηση 3: Να υπολογιστεί το μήκος κύματος, όταν η συχνότητα του είναι f = 40 MHz Λύση: λ = c/f = / = 0, m =7,5 m Άσκηση 4: Να υπολογιστεί η ταχύτητα του ηλεκτρομαγνητικού κύματος σε μέσον που παρουσιάζει σχετική διηλεκτρική σταθερά ε = 2,25. Λύση: c = c/ ε = / 2,25 = /1,5 = = m/sec Άσκηση 5: Σε συγκεκριμένο σημείο μετρούμε ένταση του μαγνητικού πεδίου ηλεκτρομαγνητικού κύματος Η = 1,5 Α/m. Να προσδιοριστεί στο συγκεκριμένο σημείο η ένταση του ηλεκτρικού πεδίου Ε. Λύση: Ε = 377(Ω). Η = 377(Ω). 1,5(Α/m) = = 565,5 V/m Άσκηση 6: Για τις τιμές του προηγούμενου παραδείγματος, να προσδιοριστεί στο ίδιο σημείο η πυκνότητα ισχύος του ηλεκτρομαγνητικού κύματος. Λύση: Από την σχέση (9), αντικαθιστώντας βρίσκουμε : ρ = 848,25 W/m 2 Άσκηση 7: Ένα βασικό σήμα της μορφής s(t) = 10sin(2π10 3 t) διαμορφώνει φέρον M(t) = 15sin(2π10 6 t). Να προσδιοριστεί το ποσοστό διαμόρφωσης και το φάσμα που προκύπτει (Οι συχνότητες δίνονται σε Hz, τα πλάτη σε Volt). Λύση: α) m = So/Mo = 10/15 = 2/3 = 0,66 ή 66%. β) Το φάσμα περιλαμβάνει δύο φασματικές ακτίνες στις συχνότητες Hz = 999 khz και Hz = 1001 khz. Έχουν πλάτος So/2 = 5 Volt. Άσκηση 8: Ένα βασικό σήμα της μορφής s(t) = 10sin(2π10 3 t) + 8sin(2π t) διαμορφώνει κατά πλάτος ένα φέρον M(t) = 10cos(2π10 6 t). Να σχεδιαστεί το φάσμα. Λύση: Το σήμα s(t) περιέχει δύο φασματικές ακτίνες στις συχνότητες 1 khz (με πλάτος 10 V) και 4 khz (με πλάτος 8 V). Η φασματική ακτίνα του φέροντος είναι στη συχνότητα 1 MHz και έχει πλάτος 10V. Με τη διαμόρφωση προκύπτουν συνολικά τέσσερις φασματικές ακτίνες. Δύο στις συμμετρικές συχνότητες 999 khz και 1001 khz με 3

7 πλάτος 5 V και δύο στις συμμετρικές συχνότητες 996 khz και 1004 khz με πλάτος 4 Volt. Άσκηση 9: Να προσδιοριστεί η αποτελεσματικότητα D μιας διαμόρφωσης ΑΜ, όταν το ποσοστό διαμόρφωσης είναι 70%. Λύση: m = 0,7, άρα D = m 2 /m 2 +2 = 0,197 ή 19,7% Άσκηση 10: Η ολική ισχύς ενός σήματος διαμορφωμένου κατά πλάτος με ποσοστό 80% είναι 200 Watt. Να προσδιοριστεί η ωφέλιμη ισχύς και η ισχύς κάθε πλάγιας ζώνης. Λύση: m =0,80, άρα D = 0,24. Επίσης D = Ρωφ/Ρολ, Ρωφ = D. Ρολ = 48 Watt. Κάθε πλάγια ζώνη έχει ισχύ 48/2 = 24 Watt. Άσκηση 11: Στον παλμογράφο στην εικόνα διαμορφωμένου AM φέροντος μετρούμε μέγιστη τάση 100 V και ελάχιστη 25 V. Να προσδιοριστεί το ποσοστό διαμόρφωσης του φέροντος. Να προσδιοριστούν επίσης τα πλάτη του σήματος διαμόρφωσης και του αδιαμόρφωτου φέροντος, καθώς και η ολική ισχύς του σήματος. Άσκηση 12: Το φάσμα ενός ακουστικού σήματος εκτείνεται από 100 Hz έως 8 khz. Ο δείκτης διαμόρφωσης mf που αντιστοιχεί στη μέγιστη συχνότητα είναι 3. Να προσδιοριστεί το εύρος της φασματικής ζώνης μετά τη διαμόρφωση FM. Λύση: Από τον τύπο του Carson υπολογίζουμε: Β = (3+1) khz = 64 khz. Άσκηση 13: Φέρον συχνότητας fo = 90 MHz διαμορφώνεται κατά συχνότητα από σήμα s(t) = 2sin(2π t) (V). Ο διαμορφωτής παρουσιάζει κλίση k = 15 khz/volt. Να προσδιοριστεί η μέγιστη απόκλιση συχνότητας και ο δείκτης διαμόρφωσης mf. Να προσδιοριστούν επίσης το εύρος του φάσματος και ο αριθμός των φασματικών ακτίνων στο φάσμα του διαμορφωμένου φέροντος. Λύση: α) Δfmax = k. So = = 30 khz β) mf = / = 6 γ) Β = (6+1) = 70 khz δ) Ο αριθμός των πλευρικών φασματικών ακτίνων είναι : Ν = Β/F = 2(mf + 1) = 12. Αν συνυπολογίσουμε και τη φασματική ακτίνα του φέροντος, έχουμε σύνολο 13. Άσκηση 14: Πόσοι ραδιοφωνικοί σταθμοί FM μπορούν να υπάρξουν στη ζώνη συχνοτήτων από 88 έως 108 MHz στην ίδια γεωγραφικά περιοχή; Λύση: Θεωρώντας ότι η απόσταση μεταξύ των ραδιοφωνικών σταθμών είναι 200 khz, τότε έχουμε: Ν = (108 88) MHz / 0,2 MHz =

8 3 ο κεφάλαιο - ασκήσεις Άσκηση 1: Να δοθεί η έκφραση ενός ημιτονικού σήματος συχνότητας 30 khz και πλάτους 20 V. Άσκηση 2: Να υπολογιστεί η ισχύς ημιτονικής τάσης, σε αντίσταση R = 10Ω, όταν το πλάτος του σήματος είναι 5 Volt. Άσκηση 3: Να υπολογιστεί το μήκος κύματος, όταν η συχνότητα του είναι f = 300 MHz Άσκηση 4: Να υπολογιστεί η ταχύτητα του ηλεκτρομαγνητικού κύματος σε μέσον που παρουσιάζει σχετική διηλεκτρική σταθερά ε = 2,56 Άσκηση 5: Σε συγκεκριμένο σημείο μετρούμε ένταση του μαγνητικού πεδίου ηλεκτρομαγνητικού κύματος Η = 2 Α/m. Να προσδιοριστεί στο συγκεκριμένο σημείο η ένταση του ηλεκτρικού πεδίου Ε. Άσκηση 6: Για τις τιμές της προηγούμενης άσκησης, να προσδιοριστεί στο ίδιο σημείο η πυκνότητα ισχύος του ηλεκτρομαγνητικού κύματος. Άσκηση 7: Ένα βασικό σήμα της μορφής s(t) = 5sin(2π10 3 t) διαμορφώνει φέρον M(t) = 10sin(2π10 5 t). Να προσδιοριστεί το ποσοστό διαμόρφωσης και το φάσμα που προκύπτει (Οι συχνότητες δίνονται σε Hz, τα πλάτη σε Volt). Άσκηση 8: Ένα βασικό σήμα της μορφής s(t) = 6sin(2π10 3 t) + 5sin(2π t) διαμορφώνει κατά πλάτος ένα φέρον M(t) = 10cos(2π10 5 t). Να σχεδιαστεί το φάσμα. Άσκηση 9: Να προσδιοριστεί η αποτελεσματικότητα D μιας διαμόρφωσης ΑΜ, όταν το ποσοστό διαμόρφωσης είναι 80%. Άσκηση 10: Η ολική ισχύς ενός σήματος διαμορφωμένου κατά πλάτος με ποσοστό 90% είναι 100 Watt. Να προσδιοριστεί η ωφέλιμη ισχύς και η ισχύς κάθε πλάγιας ζώνης. Άσκηση 11: Στον παλμογράφο στην εικόνα διαμορφωμένου AM φέροντος μετρούμε μέγιστη τάση 110 V και ελάχιστη 30 V. Να προσδιοριστεί το ποσοστό διαμόρφωσης του φέροντος. Να προσδιοριστούν επίσης τα πλάτη του σήματος διαμόρφωσης και του αδιαμόρφωτου φέροντος, καθώς και η ολική ισχύς του σήματος. Άσκηση 12: Το φάσμα ενός ακουστικού σήματος εκτείνεται από 10 Hz έως 10 khz. Ο δείκτης διαμόρφωσης mf που αντιστοιχεί στη μέγιστη συχνότητα είναι 3. Να προσδιοριστεί το εύρος της φασματικής ζώνης μετά τη διαμόρφωση FM 5

9 Άσκηση 13: Φέρον συχνότητας fo = 100 MHz διαμορφώνεται κατά συχνότητα από σήμα s(t) = 4sin(2π t) (V). Ο διαμορφωτής παρουσιάζει κλίση k = 20 khz/volt. Να προσδιοριστεί η μέγιστη απόκλιση συχνότητας και ο δείκτης διαμόρφωσης mf. Να προσδιοριστούν επίσης το εύρος του φάσματος και ο αριθμός των φασματικών ακτίνων στο φάσμα του διαμορφωμένου φέροντος. Άσκηση 14: Πόσοι ραδιοφωνικοί σταθμοί FM μπορούν να υπάρξουν στη ζώνη συχνοτήτων από 90 έως 100 MHz στην ίδια γεωγραφικά περιοχή; 6

10 Ασκήσεις στις Διαμορφώσεις Πλάτους (κεφ. 3) 1. Ένα βασικό σήμα της μορφής s(t) = 5sin(2π100t) διαμορφώνει φέρον M(t) = 20sin(2π10000t). Να προσδιοριστεί το ποσοστό διαμόρφωσης και το φάσμα που προκύπτει (Οι συχνότητες δίνονται σε Hz, τα πλάτη σε Volt). 2. Ένα βασικό σήμα της μορφής s(t) = 10sin(2π500t) + 8sin(2π t) διαμορφώνει κατά πλάτος ένα φέρον M(t) = 20cos(2π10 5 t). Να σχεδιαστεί το φάσμα. 3. Να προσδιοριστεί η αποτελεσματικότητα D μιας διαμόρφωσης ΑΜ, όταν το ποσοστό διαμόρφωσης είναι 80%. 4. Η ολική ισχύς ενός σήματος διαμορφωμένου κατά πλάτος με ποσοστό 90% είναι 100 Watt. Να προσδιοριστεί η ωφέλιμη ισχύς και η ισχύς κάθε πλάγιας ζώνης. 5. Στον παλμογράφο στην εικόνα διαμορφωμένου AM φέροντος μετρούμε μέγιστη τάση 120 V και ελάχιστη 40 V. Να προσδιοριστεί το ποσοστό διαμόρφωσης του φέροντος. Να προσδιοριστούν επίσης τα πλάτη του σήματος διαμόρφωσης και του αδιαμόρφωτου φέροντος, καθώς και η ολική ισχύς του σήματος. 6. Η ολική ισχύς φέροντος διαμορφωμένου με SSBsc είναι 300 Watt. Να προσδιοριστεί η ωφέλιμη ισχύς του σήματος. 7. H ζώνη των μεσαίων εκτείνεται από 531 khz έως 1602 khz. Με τον περιορισμό της φασματικής ζώνης των ακουστικών σημάτων έως 4,5 khz, να προσδιοριστεί ο αριθμός των ραδιοφωνικών εκπομπών με ΑΜ διαμόρφωση που μπορούν να συνυπάρξουν στην παραπάνω ζώνη. Να προσδιοριστεί επίσης πόσες θα ήταν αυτές οι εκπομπές, αν είχε υιοθετηθεί διαμόρφωση SSBsc. 7

11 4 ο Κεφάλαιο Μεγέθη και σχέσεις Σε απόσταση R από την κεραία εκπομπής η ισχύς ανά μονάδα επιφανείας είναι: ρ = Pε / S, όπου P ε η ισχύς εκπομπής στην κεραία σε Watt (Βατ), S = 4πR 2 η επιφάνεια της σφαίρας ακτίνας R σε m 2 ή km 2, άρα : ρ = Pε / 4πR 2 = Ε 2 /120π το ηλεκτρικό πεδίο E που δημιουργείται σε απόσταση R από την κεραία και μετριέται σε Volt/m υπολογίζεται από τη σχέση: E = ( 30Pε ) / R Οι απώλειες του κύματος στον ελεύθερο χώρο κατά τη διάδοσή του από την κεραία εκπομπής στην κεραία λήψης σε db, είναι: α = 10log(Pε / Pλ ) = (20logR) + (20logf) + 32,5 όπου R η απόσταση εκφρασμένη σε km, f η συχνότητα εκφρασμένη σε MHz Η μέγιστη απόσταση κάλυψης (ραδιοηλεκτρικός ορίζοντας) του κύματος, είναι: D = ( h1 + h2), 8

12 4 ο Κεφάλαιο Eρωτήσεις 1. Να δοθούν οι εκφράσεις για α) την ισχύ του κύματος ανά μονάδα επιφανείας, β) του ηλεκτρικού πεδίου που δημιουργείται σε απόσταση από την κεραία εκπομπής, γ) τη σχέση απωλειών του κύματος. Να εξηγηθούν τα μεγέθη που αναφέρονται στις σχέσεις αυτές. 2. Ποιοι είναι οι δύο βασικοί τρόποι διάδοσης των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων ; (να γίνουν και πρόχειρα σχήματα) 3. Με ποιούς τρόπους επιτυγχάνεται η ζεύξη κεραίας εκπομπής και κεραίας λήψης στην περίπτωση των κυμάτων εδάφους ; 4. Περιγράψτε την ιονόσφαιρα και τα στρώματά της. 5. Πως επηρεάζεται η διάδοση των ιονοσφαιρικών κυμάτων από α) τη συχνότητα του κύματος, β) τη γωνία πρόσπτωσης και γ) από την ώρα εκπομπής ; 6. Τι ονομάζουμε συχνότητα MUF και τι συχνότητα LUF; Που οφείλεται η ύπαρξή τους ; 7. Εξηγείστε το φαινόμενο των διαλείψεων. 8. Τι ονομάζουμε ζώνες σιγής; Να δοθεί απλό σχέδιο που να φαίνεται η διάδοση των βραχέων ραδιοκυμάτων και πάνω σ αυτό να σχολιαστούν οι πολλαπλές ζώνες σιγής. 9. Τι ονομάζεται ραδιοορίζοντας και πως υπολογίζεται ; 10. Να δοθούν οι ορισμοί και τα διαγράμματα για Simplex, Full Duplex και Semi duplex επικοινωνία. 11. Να δοθεί το διάγραμμα μιας δορυφορικής ζεύξης. Ποιες συχνότητες ονομάζονται ανερχόμενη και κατερχόμενη; 9

13 4 ο κεφάλαιο - ασκήσεις Εφαρμογή 1: Η ισχύς εκπομπής μιας κεραίας που ακτινοβολεί σφαιρικά είναι 1000 W. Να προσδιοριστεί η ισχύς ανά μονάδα επιφανείας του σήματος σε απόσταση R = 100 km από την κεραία. Λύση: Από τη σχέση ρ = Ρε / 4πR 2 αντικαθιστώντας σε W και m λαμβάνουμε ρ = W/m 2. Εφαρμογή 2: Να υπολογιστεί για τις ίδιες τιμές ισχύος και απόστασης από την κεραία το ηλεκτρικό πεδίο Ε. Λύση: Από τη σχέση (2) αντικαθιστώντας βρίσκουμε: Ε = 1, Volt/m = 1,73 mv/m Εφαρμογή 3: Να υπολογιστούν σε db οι απώλειες ραδιοκύματος από την κεραία εκπομπής έως την κεραία λήψης, όταν η συχνότητά του είναι f = 10 MHz και η απόσταση των κεραιών περίπου 40 km. Λύση: Αντικαθιστώντας στη σχέση (3) βρίσκουμε: α =20log log ,5 = 84,5 db Εφαρμογή 1: Έχει ανακοινωθεί από την αρμόδια υπηρεσία ότι οι συχνότητες MUF και LUF είναι 22 MHz και 12 MHz αντίστοιχα. Ποια ή ποιες από τις παρακάτω συχνότητες μπορούμε να επιλέξουμε για ραδιοζεύξη με ιονοσφαιρικό κύμα. (10 MHz, 8 MHz, 16 MHz, 25 MHz, 19 MHz) Λύση: Μπορούμε να επιλέξουμε τις 16 MHz και 19 MHz, που επαληθεύουν τη σχέση (4) Εφαρμογή 2: Κύμα συχνότητας f1=20 MHz ή f2=28 MHz ανακλάται ευκολότερα στην ιονόσφαιρα; Υποθέτουμε ότι και oi δύο συχνότητες ικανοποιούν τη συνθήκη (4). Λύση: Το κύμα με συχνότητα 20 MHz (μεγαλύτερο μήκος κύματος). Εφαρμογή : Σε ραδιοζεύξη υπερβραχέων κυμάτων τα ύψη των κεραιών εκπομπής και λήψης είναι αντίστοιχα 400 m και 200 m. Να εκτιμηθεί το μήκος του ραδιηλεκτρικού ορίζοντα. Λύση: Από τη σχέση (5) υπολογίζουμε σε μέτρα: D = m = 140,656 km 10

14 4 ο κεφάλαιο ασκήσεις Εφαρμογή 1: Η ισχύς εκπομπής μιας κεραίας που ακτινοβολεί σφαιρικά είναι 1000 W. Να προσδιοριστεί η ισχύς ανά μονάδα επιφανείας του σήματος σε απόσταση R = 100 km από την κεραία. Εφαρμογή 2: Να υπολογιστεί για τις ίδιες τιμές ισχύος και απόστασης από την κεραία το ηλεκτρικό πεδίο Ε. Εφαρμογή 3: Να υπολογιστούν σε db οι απώλειες ραδιοκύματος από την κεραία εκπομπής έως την κεραία λήψης, όταν η συχνότητά του είναι f = 10 MHz και η απόσταση των κεραιών περίπου 40 km. Εφαρμογή 4: Έχει ανακοινωθεί από την αρμόδια υπηρεσία ότι οι συχνότητες MUF και LUF είναι 22 MHz και 12 MHz αντίστοιχα. Ποια ή ποιες από τις παρακάτω συχνότητες μπορούμε να επιλέξουμε για ραδιοζεύξη με ιονοσφαιρικό κύμα. (10 MHz, 8 MHz, 16 MHz, 25 MHz, 19 MHz) Εφαρμογή 5: Κύμα συχνότητας f1=20 MHz ή f2=28 MHz ανακλάται ευκολότερα στην ιονόσφαιρα; Εφαρμογή 6: Σε ραδιοζεύξη υπερβραχέων κυμάτων τα ύψη των κεραιών εκπομπής και λήψης είναι αντίστοιχα 400 m και 200 m. Να εκτιμηθεί το μήκος του ραδιηλεκτρικού ορίζοντα. 11

15 EΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΣΤΑ ΚΕΦΑΛΑΙΑ 3 ΚΑΙ 4 1. Η ολική ισχύς ενός σήματος διαμορφωμένου κατά πλάτος με ποσοστό 80% είναι 150 Watt. Να προσδιοριστεί η ωφέλιμη ισχύς και η ισχύς κάθε πλάγιας ζώνης. 2. Το φάσμα ενός ακουστικού σήματος εκτείνεται από 400 Hz έως 12 khz. Ο δείκτης διαμόρφωσης mf που αντιστοιχεί στη μέγιστη συχνότητα είναι 4. Να προσδιοριστεί το εύρος της φασματικής ζώνης μετά τη διαμόρφωση FM. 3. Φέρον συχνότητας fo = 80 MHz διαμορφώνεται κατά συχνότητα από σήμα s(t) = 4sin(8π10 3 t) (V). Ο διαμορφωτής παρουσιάζει κλίση k = 15 khz/volt. Να προσδιοριστεί η μέγιστη απόκλιση συχνότητας και ο δείκτης διαμόρφωσης mf. Να προσδιοριστούν επίσης το εύρος του φάσματος και ο αριθμός των φασματικών ακτίνων στο φάσμα του διαμορφωμένου φέροντος. 4. Η ισχύς εκπομπής μιας κεραίας που ακτινοβολεί σφαιρικά είναι 1000 W. Να υπολογιστεί το ηλεκτρικό πεδίο Ε σε απόσταση R = 100 km από την κεραία. 5. Το φάσμα ενός ακουστικού σήματος εκτείνεται από 10 Hz έως 10 khz και έχει πλάτος S0= 5 V. Ο δείκτης διαμόρφωσης mf που αντιστοιχεί στη μέγιστη συχνότητα είναι 3. Να βρεθεί ο αριθμός των φασματικών ακτίνων στο φάσμα του διαμορφωμένου φέροντος και η κλίση του διαμορφωτή 12

16 3 ο -4 ο κεφάλαιο - ασκήσεις Άσκηση 1: Έστω ένα ημιτονικό σήμα s(t) = 12sin(80000πt). Υπολογίστε : α) το πλάτος του, β) τη συχνότητά του, γ) την περίοδό του, δ) την ισχύ του όταν εφαρμόζεται σε αντίσταση 36 Ω, ε) το μήκος κύματός του, όταν διαδίδεται στο κενό, στ) το μήκος κύματός του όταν διαδίδεται σε μέσο παρουσιάζει σχετική διηλεκτρική σταθερά ε = 1,96 Άσκηση 2: Σε συγκεκριμένο σημείο μετρούμε ένταση του ηλεκτρικού πεδίου ηλεκτρομαγνητικού κύματος Ε = 754 V/m. α) Να προσδιοριστεί στο συγκεκριμένο σημείο η ένταση του μαγνητικού πεδίου H. β) να προσδιοριστεί στο ίδιο σημείο η πυκνότητα ισχύος του ηλεκτρομαγνητικού κύματος. γ) Αν η παραπάνω ισχύς προέρχεται από μία κεραία με ισχύ εκπομπής 15 KW, πόσο κοντά στην κεραία έχει μετρηθεί αυτή η πυκνότητα; Άσκηση 3: Ένα φέρον σήμα της μορφής M(t) = 20sin(2π10 7 t) διαμορφώνεται από ένα βασικό σήμα s(t) = 15sin(6π10 3 t) α) Να προσδιοριστεί το ποσοστό διαμόρφωσης β) να σχεδιαστεί το φάσμα που προκύπτει (συχνότητες σε Hz, πλάτη σε Volt). γ) υπολογίστε το ποσοστό διαμόρφωσης δ) υπολογίστε την αποτελεσματικότητα της διαμόρφωσης ε) αν η συνολική ισχύς (Pολ) είναι 8 Watt, υπολογίστε την ισχύ του φέροντος και την ισχύ της κάθε πλευρικής ζώνης Άσκηση 4: Στον παλμογράφο στην εικόνα διαμορφωμένου AM φέροντος μετρούμε μέγιστη τάση 80 V και ελάχιστη 15 V. α) Να προσδιοριστεί το ποσοστό διαμόρφωσης του φέροντος. β) Να προσδιοριστούν τα πλάτη του σήματος διαμόρφωσης και του αδιαμόρφωτου φέροντος. Άσκηση 5: Το φάσμα ενός ακουστικού σήματος εκτείνεται από 10 Hz έως 12 khz. Ο δείκτης διαμόρφωσης mf που αντιστοιχεί στη μέγιστη συχνότητα είναι 3. α) Να προσδιοριστεί το εύρος της φασματικής ζώνης μετά τη διαμόρφωση FM. β) Να βρεθεί η μέγιστη απόκλιση συχνότητας γ) Να βρεθεί ο αριθμός των φασματικών ακτίνων στο φάσμα του διαμορφωμένου φέροντος. δ) Αν το σήμα s(t) έχει πλάτος S0= 4 V, να βρεθεί η κλίση του διαμορφωτή Άσκηση 6:: Να υπολογιστούν σε db οι απώλειες ραδιοκύματος από την κεραία εκπομπής έως την κεραία λήψης, όταν η συχνότητά του είναι f = 100 MHz και η απόσταση των κεραιών περίπου 15 km 13

17 Άσκηση 7:: Σε ραδιοζεύξη υπερβραχέων κυμάτων τα ύψη των κεραιών εκπομπής και λήψης είναι 225 m και των δύο. Να εκτιμηθεί το μήκος του ραδιηλεκτρικού ορίζοντα. : 14

18 5 ο Κεφάλαιο Μεγέθη και σχέσεις Συχνότητα αυτοταλάντωσης ταλαντωτών L-C: fo = 1/(2π LC) Συντελεστής ποιότητας : Q = (2πfoL)/r Σχετική ακρίβεια ή σχετική σταθερότητα της συχνότητας : Δf/fo Συχνότητα στην έξοδο του ταλαντωτή VCO : fvco = N. fαν Μεταβολή συχνότητας Δf στο Varicap : Δf = fo. ΔC /2Co, όπου ΔC = α. ΔV = α. s(t), α η κλίση της χαρακτηριστικής του Varicap σε pf/volt. Άρα Δfmax = (fo. α/2co). So Φίλτρο προέμφασης F1 = 1/2πR1. C και F2 = 1/2πR2. C Σταθερά χρόνου κυκλώματος R-C, που αντιστοιχεί στην κάτω συχνότητα F1: τ = R1. C = 1/2πF1 15

19 5 ο Κεφάλαιο Eρωτήσεις 1) Να σχεδιαστεί και να σχολιαστεί το γενικό ενός πομπού ΑΜ. 2) Τι είναι ο συντελεστής ποιότητος ενός ταλαντωτή ; 3) Σχεδιάστε τη βασική δομή ενός ταλαντωτή Hartley, ενός ταλαντωτή Colpitts και ενός κρυσταλλικού ταλαντωτή. 4) Τι είναι ο αρμονικός ταλαντωτής; Να αναφερθούν βασικά λειτουργικά χαρακτηριστικά του. 5) Από τι εξαρτάται η ακρίβεια ενός αρμονικού ταλαντωτή; 6) Πως διασφαλίζεται η ακρίβεια του πλάτους ενός αρμονικού ταλαντωτή ; 7) Ποιος ταλαντωτής ονομάζεται VCO; Από τι χαρακτηρίζεται ένας ταλαντωτής VCO; 8) Τι είναι ένα κύκλωμα σύνθεσης συχνότητας ; (σύντομη περιγραφή χωρίς σχήμα) 9) Ποια διάταξη αξιοποιείται ως διαμορφωτής FM; 10) Τι είναι δίοδος μεταβλητής χωρητικότητας και που χρησιμοποιείται; 11) Ποια διεργασία ονομάζεται προέμφαση και γιατί χρησιμοποιείται; 12) Τι ονομάζουμε στερεοφωνική διαμόρφωση (ή διαμόρφωση stereo) και ποιες οι δυσκολίες στην υλοποίησή της; 13) Να σχεδιαστεί το δομικό διάγραμμα του στερεοφωνικού κωδικοποιητή. Να σχολιαστεί η λειτουργία του και σχεδιαστούν τα διαδοχικά φάσματα κατά την επεξεργσία του σήματος. 14) Να σχεδιαστεί το δομικό διάγραμμα του στερεοφωνικού αποκωδικοποιητή. Να σχολιαστεί η λειτουργία του. 15) Τι ονομάζουμε διαμόρφωση VSB; Να σχολιαστεί γιατί και πού χρησιμοποιείται; 16

20 5 ο Κεφάλαιο Aσκήσεις Εφαρμογή 1: Σ ένα κύκλωμα ταλαντωτή με στοιχεία L,C δίνονται: L= 2 μη και C = 40 pf. Να προσδιοριστεί η συχνότητα ταλάντωσης. Λύση: fo = 1/(2π LC) = 17, MHz. Εφαρμογή 2: Ένας ταλαντωτής VCO με γραμμική συμπεριφορά έχει κλίση 100 khz/v. Όταν στην είσοδο του η τάση είναι 2 V, η συχνότητα του σήματος εξόδου είναι f = 2 MHz. Να προσδιοριστεί η συχνότητα του σήματος στην έξοδο, όταν η τάση στην είσοδο είναι διαδοχικά 1,7 V και 2,5 V. Λύση: Αφού ο VCO είναι γραμμικός, τότε η μεταβολή της συχνότητας του σήματος στην έξοδο είναι ευθέως ανάλογη προς τις μεταβολές της τάσης στην είσοδο. Έτσι: Για τάση 1,7 V έχουμε: f = 2 MHz 0,3 V. 0,1 MHz/V = 1,97 MHz. Αντίστοιχα, για τάση είσόδου 2,5 V έχουμε: f = 2 + 0,5. 0,1 = 2,05 MHz. Εφαρμογή 3: Σ ένα συνθέτη συχνοτήτων, όπως αυτόν του σχήματος 5.2.7, το βήμα σύνθεσης είναι 100 khz και ο διαιρέτης Ν παίρνει τιμές από Ν1= 10 έως Ν2=20. Να προσδιοριστούν οι συχνότητες του σήματος στην έξοδο του VCO. Επίσης, αν o VCO είναι γραμμικός και η κλισή του είναι 250kHz/V να προσδιοριστούν τα όρια μεταβολής της τάσης ελέγχου στην είσοδό του. Λύση: f1 = N1. fαν = 1 MHz f2 = N2. fαν = 2 MHz Η μεταβολή της τάσης εισόδου του VCO που αντιστοιχεί σε αυτή τη ζώνη συχνοτήτων είναι : V2 V1 = (f2 f1) / k = = (1 MHz) / (0,25 MHz/V) = 4 V Εφαρμογή 3: Σ ένα ταλαντωτή με Varicap η συχνότητα ταλάντωσης είναι fo = 100 MHz, όταν η συνολική χωρητικότητα του ταλαντούμενου κυκλώματος L-C είναι Co = 70 pf. Να προσδιοριστεί το απαιτούμενο ΔCmax που πρέπει να προκληθεί στο Varicap από το σήμα διαμόρφωσης, ώστε η απόκλιση συχνότητας να είναι Δfmax = 75 khz. Αν η κλίση του Varicap είναι α = 0,1 pf/v, να προσδιοριστεί το πλάτος του σήματος διαμόρφωσης. Λύση: Δfmax = (fo. ΔCmax)/2Co άρα ΔCmax = =2(Δfmax /fo). Co = 0,105 pf. Επίσης, ΔCmax = α. so, άρα so = 1,05 V. Εφαρμογή 4: : Σ ένα συνθέτη συχνοτήτων, όπως αυτόν του σχήματος 5.2.7, το βήμα σύνθεσης είναι 100 khz και ο διαιρέτης Ν παίρνει τιμές από Ν1= 880 έως Ν2=1080. Να προσδιοριστούν οι συχνότητες του σήματος στην έξοδο του VCO. Επίσης, αν o VCO είναι γραμμικός και η κλίση του είναι 2,5 MHz /V, να προσδιοριστούν τα όρια μεταβολής της τάσης ελέγχου στην είσοδό του. Λύση: f1 = N1. fαν = 88 MHz f2 = N2. fαν = 108 MHz 17

21 Η μεταβολή της τάσης εισόδου του VCO που αντιστοιχεί σ αυτή τη ζώνη συχνοτήτων είναι: V2 V1 = (f2 f1) / k = = (20 MHz) / (2,5 MHz/V) = 8 V Εφαρμογή 1: Σ ένα στερεοφωνικό κωδικοποιητή οι συχνότητες της αριστερής και δεξιάς ηχητικής πηγής είναι αντίστοιχα Fα = 2 khz, Fδ = 4 khz. Να προσδιοριστούν όλες οι φασματικές συνιστώσες στην έξοδο του κωδικοποιητή. Λύση: Από το δομικό διάγραμμα του κωδικοποιητή προκύπτει : Συχνότητες σήματος s1 : 2 khz, 4 khz. Συχνότητες σήματος s2 : 2 khz, 4 khz. Συχνότητες σήματος DSBsc (s 2): 34, 36, 40, 42 khz. Σύνολο συχνοτήτων: 2, 4, 19, 34, 36, 40, 42 khz. 18

22 5 ο Κεφάλαιο Aσκήσεις 1. Σ ένα κύκλωμα ταλαντωτή με στοιχεία L,C δίνονται: L= 1 μη και ο πυκνωτής C μεταβάλλεται από 25 pf έως 60 pf. Να προσδιοριστεί η ζώνη συχνοτήτων λειτουργίας του ταλαντωτή. 2. Ένας ταλαντωτής VCO με γραμμική συμπεριφορά έχει κλίση 50 khz/v. Όταν στην είσοδό του η τάση είναι 5 V, η συχνότητα του σήματος εξόδου είναι f = 3 MHz. Να προσδιοριστεί η συχνότητα του σήματος στην έξοδο, όταν η τάση στην είσοδο είναι διαδοχικά 2,5 V και 7,5 V. 3. Σ ένα συνθέτη συχνοτήτων, όπως αυτόν του σχήματος 5.2.7, το βήμα σύνθεσης είναι 150 khz και ο διαιρέτης Ν παίρνει τιμές από Ν1= 10 έως Ν2=40. Να προσδιοριστούν οι συχνότητες του σήματος στην έξοδο του VCO. Επίσης, αν o VCO είναι γραμμικός και η κλισή του είναι 200 khz /V, να προσδιοριστούν τα όρια μεταβολής της τάσης ελέγχου στην είσοδό του. 4. Σ έναν ταλαντωτή με Varicap η κεντρική συχνότητα ταλάντωσης είναι fo = 80 MHz, όταν η συνολική χωρητικότητα του ταλαντούμενου κυκλώματος L, C είναι Co = 40 pf. Να προσδιοριστεί το απαιτούμενο ΔCmax που πρέπει να προκληθεί στο Varicap από το σήμα διαμόρφωσης, ώστε η απόκλιση συχνότητας να είναι Δfmax = 80 khz. Αν η κλίση του Varicap είναι α = 0,10 pf/v, να προσδιοριστεί το πλάτος του σήματος διαμόρφωσης. 5. Σ ένα συνθέτη συχνοτήτων, όπως αυτόν του σχήματος 5.2.7, το βήμα σύνθεσης είναι 200 khz. Να δοθεί η έκφραση της συχνότητας του VCO. Αν ο διαιρέτης Ν παίρνει τιμές από Ν1= 440 έως Ν2= 540, να προσδιοριστούν οι ακραίες συχνότητες του σήματος στην έξοδο του VCO. Επίσης, αν o VCO είναι γραμμικός και η κλίση του είναι 2 MHz/V, να προσδιοριστούν τα όρια μεταβολής της τάσης ελέγχου στην είσοδό του. 6. Σ ένα στερεοφωνικό κωδικοποιητή η αριστερή και δεξιά ηχητική πηγή περιέχουν φασματικές συνιστώσες στις συχνότητες (Fα1 = 1 khz, Fα2 = 5 khz) και (Fδ1 = 2 khz, Fδ2 = 7 khz). Να προσδιοριστούν όλες οι φασματικές συνιστώσες στην έξοδο του κωδικοποιητή. 19

23 5ο κεφάλαιο - ασκήσεις 1. Σ ένα κύκλωμα ταλαντωτή με στοιχεία L,C δίνονται: L= 2 μη και C = 40 pf. Να προσδιοριστεί η συχνότητα ταλάντωσης. 2. Ένας ταλαντωτής VCO με γραμμική συμπεριφορά έχει κλίση 100 khz/v. Όταν στην είσοδο του η τάση είναι 2 V, η συχνότητα του σήματος εξόδου είναι f = 2 MHz. Να προσδιοριστεί η συχνότητα του σήματος στην έξοδο, όταν η τάση στην είσοδο είναι διαδοχικά 1,7 V και 2,5 V. 3. Σ ένα συνθέτη συχνοτήτων, όπως αυτόν του σχήματος 5.2.7, το βήμα σύνθεσης είναι 100 khz και ο διαιρέτης Ν παίρνει τιμές από Ν1= 10 έως Ν2=20. Να προσδιοριστούν οι συχνότητες του σήματος στην έξοδο του VCO. Επίσης, αν o VCO είναι γραμμικός και η κλισή του είναι 250kHz/V να προσδιοριστούν τα όρια μεταβολής της τάσης ελέγχου στην είσοδό του. 4. Σ ένα ταλαντωτή με Varicap η συχνότητα ταλάντωσης είναι fo = 100 MHz, όταν η συνολική χωρητικότητα του ταλαντούμενου κυκλώματος L-C είναι Co = 70 pf. Να προσδιοριστεί το απαιτούμενο ΔCmax που πρέπει να προκληθεί στο Varicap από το σήμα διαμόρφωσης, ώστε η απόκλιση συχνότητας να είναι Δfmax = 75 khz. Αν η κλίση του Varicap είναι α = 0,1 pf/v, να προσδιοριστεί το πλάτος του σήματος διαμόρφωσης. 5. Σ ένα συνθέτη συχνοτήτων, όπως αυτόν του σχήματος 5.2.7, το βήμα σύνθεσης είναι 100 khz και ο διαιρέτης Ν παίρνει τιμές από Ν1= 880 έως Ν2=1080. Να προσδιοριστούν οι συχνότητες του σήματος στην έξοδο του VCO. Επίσης, αν o VCO είναι γραμμικός και η κλίση του είναι 2,5 MHz /V, να προσδιοριστούν τα όρια μεταβολής της τάσης ελέγχου στην είσοδό του. 6. Σ ένα στερεοφωνικό κωδικοποιητή οι συχνότητες της αριστερής και δεξιάς ηχητικής πηγής είναι αντίστοιχα Fα = 2 khz, Fδ = 4 khz. 7. Να προσδιοριστούν όλες οι φασματικές συνιστώσες στην έξοδο του κωδικοποιητή. 8. Σ ένα κύκλωμα ταλαντωτή με στοιχεία L,C δίνονται: L= 1 μη και ο πυκνωτής C μεταβάλλεται από 25 pf έως 60 pf. Να προσδιοριστεί η ζώνη συχνοτήτων λειτουργίας του ταλαντωτή. 9. Ένας ταλαντωτής VCO με γραμμική συμπεριφορά έχει κλίση 50 khz/v. Όταν στην είσοδό του η τάση είναι 5 V, η συχνότητα του σήματος εξόδου είναι f = 3 MHz. Να προσδιοριστεί η συχνότητα 20

24 του σήματος στην έξοδο, όταν η τάση στην είσοδο είναι διαδοχικά 2,5 V και 7,5 V. 10. Σ ένα συνθέτη συχνοτήτων, όπως αυτόν του σχήματος 5.2.7, το βήμα σύνθεσης είναι 150 khz και ο διαιρέτης Ν παίρνει τιμές από Ν1= 10 έως Ν2=40. Να προσδιοριστούν οι συχνότητες του σήματος στην έξοδο του VCO. Επίσης, αν o VCO είναι γραμμικός και η κλισή του είναι 200 khz /V, να προσδιοριστούν τα όρια μεταβολής της τάσης ελέγχου στην είσοδό του. 11. Σ έναν ταλαντωτή με Varicap η κεντρική συχνότητα ταλάντωσης είναι fo = 80 MHz, όταν η συνολική χωρητικότητα του ταλαντούμενου κυκλώματος L, C είναι Co = 40 pf. Να προσδιοριστεί το απαιτούμενο ΔCmax που πρέπει να προκληθεί στο Varicap από το σήμα διαμόρφωσης, ώστε η απόκλιση συχνότητας να είναι Δfmax = 80 khz. Αν η κλίση του Varicap είναι α = 0,10 pf/v, να προσδιοριστεί το πλάτος του σήματος διαμόρφωσης. 12. Σ ένα συνθέτη συχνοτήτων, όπως αυτόν του σχήματος 5.2.7, το βήμα σύνθεσης είναι 200 khz. Να δοθεί η έκφραση της συχνότητας του VCO. Αν ο διαιρέτης Ν παίρνει τιμές από Ν1= 440 έως Ν2= 540, να προσδιοριστούν οι ακραίες συχνότητες του σήματος στην έξοδο του VCO. Επίσης, αν o VCO είναι γραμμικός και η κλίση του είναι 2 MHz/V, να προσδιοριστούν τα όρια μεταβολής της τάσης ελέγχου στην είσοδό του. 13. Σ ένα στερεοφωνικό κωδικοποιητή η αριστερή και δεξιά ηχητική πηγή περιέχουν φασματικές συνιστώσες στις συχνότητες (Fα1 = 1 khz, Fα2 = 5 khz) και (Fδ1 = 2 khz, Fδ2 = 7 khz). Να προσδιοριστούν όλες οι φασματικές συνιστώσες στην έξοδο του κωδικοποιητή. 21

25 5ο κεφάλαιο επαναληπτικές ασκήσεις 1. Σ ένα κύκλωμα ταλαντωτή με στοιχεία L,C δίνονται: C = 320/π 2 pf και L = 2 mη. Να προσδιοριστεί η συχνότητα ταλάντωσης. 2. Ένας ταλαντωτής VCO με γραμμική συμπεριφορά έχει κλίση 300 khz/v. Όταν στην είσοδο του η τάση είναι 3 V, η συχνότητα του σήματος εξόδου είναι f = 4,5 MHz. Να προσδιοριστεί η συχνότητα του σήματος στην έξοδο, όταν η τάση στην είσοδο είναι διαδοχικά 2,8 V και 3,3 V. 3. Σ ένα συνθέτη συχνοτήτων, το βήμα σύνθεσης είναι 32 khz και ο διαιρέτης Ν παίρνει τιμές από Ν1= 5 έως Ν2=15. Να προσδιοριστούν οι συχνότητες του σήματος στην έξοδο του VCO. Επίσης, αν o VCO είναι γραμμικός και η κλισή του είναι 120kHz/V να προσδιοριστούν τα όρια μεταβολής της τάσης ελέγχου στην είσοδό του. 4. Σ ένα ταλαντωτή με Varicap η συχνότητα ταλάντωσης είναι fo = 150 MHz, όταν η συνολική χωρητικότητα του ταλαντούμενου κυκλώματος L-C είναι Co = 60 pf. Να προσδιοριστεί το απαιτούμενο ΔCmax που πρέπει να προκληθεί στο Varicap από το σήμα διαμόρφωσης, ώστε η απόκλιση συχνότητας να είναι Δfmax = 100 khz. Αν η κλίση του Varicap είναι α = 0,15 pf/v, να προσδιοριστεί το πλάτος του σήματος διαμόρφωσης. 5. Σ ένα στερεοφωνικό κωδικοποιητή το φάσμα συχνοτήτων της αριστερής και δεξιάς ηχητικής πηγής κυμαίνεται από 1 khz μέχρι 5 khz. Να προσδιοριστούν όλες οι φασματικές συνιστώσες στην έξοδο του κωδικοποιητή. 22

26 6 ο Κεφάλαιο Eρωτήσεις 1. Τι ονομάζεται προσαρμογή και πώς επιτυγχάνεται τέλεια προσαρμογή στην περίπτωση των γραμμών μεταφοράς; 2. Ποια είναι τα πλεονεκτήματα της τέλειας προσαρμογής ; 3. Τι είναι η μερική προσαρμογή και πώς επιτυγχάνεται ; 4. Σχεδιάστε την κατανομή ρεύματος και τάσης κατά μήκος ενός διπόλου. 5. Τι είναι το πεδίο επαγωγής και τι το πεδίο ακτινοβολίας ; 6. Περιγράψτε σύντομα τους τύπους των κεραιών εκπομπής. 7. Ποιο είναι το μήκος μιας κεραίας Hertz και ποιο μιας κεραίας Marconi; Ποιες είναι οι αντιστάσεις εισόδου της κάθε μιας ; 8. Ποια είναι τα χαρακτηριστικά των κεραιών; 9. Γιατί μια κεραία που παρουσιάζει κατευθυντικότητα έχει και κέρδος; 10. Εξηγείστε πως υπολογίζουμε το κέρδος (απολαβή) μιας κεραίας σε db. 11. Να υπολογιστεί το μήκος μια κεραίας λ/4 όταν αυτή λειτουργεί στη συχνότητα των 100 MHz. 12. Σε ποια συχνότητα συντονίζεται μια κεραία Χερτζ που έχει μήκος 28,5 μέτρα; 13. Ποια πλεονεκτήματα έχουν οι κεραίες Marconi έναντι των άλλων κεραιών εκπομπής ; 14. Τι επιτυγχάνουμε με την αύξηση της χωρητικότητας κορυφής μιας κεραίας λ/4; 15. Πώς μπορούμε με μια κεραία λ/2 να εκπέμπουμε ομοιόμορφα ολόγυρά της κατά το οριζόντιο επίπεδο; 16. Γιατί κατασκευάζονται εύκολα οι στοιχειοκεραίες στα υπερβραχέα κύματα και όχι στα μακρά ή μεσαία κύματα; 17. Πώς είναι κατασκευασμένη και πώς λειτουργεί η κεραία Yagi; Υπολογίστε τις διαστάσεις μιας κεραίας Yagi που εκπέμπει στα 570 MHz. 23

27 18. Πώς εξασφαλίζουν οι παραβολικές κεραίες υψηλή κατευθυντικότητα; 19. Τι ονομάζεται ενεργός ακτινοβολούμενη ισχύς και σε τι διαφέρει από την ακτινοβολούμενη ισχύ; 20. Πώς θα καταλάβουμε αν μια κεραία είναι οριζόντια ή κατακόρυφα πολωμένη; 21. Πώς πρέπει να στραφεί μια μαγνητική κεραία για να κάνει καλύτερη λήψη του ραδιοφωνικού σήματος; 22. Γιατί πλεονεκτούν οι μετωπικές κεραίες από τις κεραίες Yagi όσον αφορά τη χρήση τους για λήψη τηλεοπτικού προγράμματος; 23. Αναφέρετε τους κυριότερους τύπους των κεραιών λήψης επίγειου και δορυφορικού σήματος. 24. Ποια είναι η λειτουργία της μονάδας LNB σε ένα δορυφορικό σύστημα λήψης; 24

28 7 ο Κεφάλαιο Μεγέθη και σχέσεις Απλός δέκτης άμεσης ενίσχυσης Ενδιάμεση συχνότητα του δέκτη : fi = ft fo, fi > (fomax fomin) / 2 Συχνότητα είδωλο ή συχνότητα εικόνα : fo = fi + ft, fo = fo + 2fI Φίλτρο ενδιάμεσης συχνότητας : QI = fi / (BW) Φίλτρο RF : QRF = fo / (BW) Ενοχλητικότεροι συνδυασμοί συχνοτήτων για τις παρεμβολές : 2f1 f2 και 2f2 f1 Ανεπιθύμητες συχνότητες που εκλαμβάνει ο δέκτης ως φέροντα σήματα : f = ft fi/m Οι τιμές που πρέπει να επιλέξει ο σχεδιαστής του κυκλώματος για την αντίσταση και τον πυκνωτή, ώστε να έχει σωστή φώραση του σήματος : Rεισ R/2, 1/2πF << RC << 1/2πfI Αν ορίσουμε: - (S/N) : το λόγο ισχύος του ωφέλιμου βασικού σήματος προς τον θόρυβο στην έξοδο του δέκτη. - (S /Ν ) : το λόγο ισχύος σήματος προς θόρυβο στην είσοδο του αποδιαμορφωτή. - Si / Ni) το λόγο ισχύος του φέροντος σήματος πρός το θόρυβο στην έξοδο του δέκτη. Τότε ισχύει : Στη διαμόρφωση πλάτους: (S/N) = m 2. (S /N ), όπου m το πoσοστό διαμόρφωσης. Αν m=1, τότε (S/N) = (S /N ). Στη διαμόρφωση συχνότητας: (S/N) = [3m 2 (m+1)](s /N ), όπου m ο δείκτης διαμόρφωσης. Αν m>>1, τότε: (S/N) = [3m 3. (S /N ). Σύγκριση ΑΜ και FM ως προς το θόρυβο : (S/N)FM = 75. (S/N)AM ή εκφραζόμενοι σε db: (S/N)FM = (S/N)AM + 18,8 db. Φαινόμενο κατωφλίου : (S /N ) <10 25

29 7 ο Κεφάλαιο Eρωτήσεις 1. Σχεδιάστε το διάγραμμα ενός απλού δέκτη άμεσης ενίσχυσης και εξηγείστε συνοπτικά τα επί μέρους τμήματά του. Για ποιους λόγους ένας τέτοιος δέκτης δεν ανταποκρίνεται σε υψηλές απαιτήσεις ποιότητας και λειτουργίας ; 2. Αναφέρετε ονομαστικά τα μεγάθη από τα οποία χαρακτηρίζονται οι επιδόσεις ενός ραδιοφωνικού δέκτη. 3. Ποια διαδικασία ονομάζεται ετεροδύνωση και ποια είναι τα πλεονεκτήματά της ; 4. Με ποιον τρόπο επιλέγεται η ενδιάμεση συχνότητα στον δέκτη ; (χρησιμοποιείστε παράδειγμα) 5. Ποιο πρόβλημα λύνει η χρήση δέκτη με δύο στάδια ετεροδύνωσης (μετάθεσης συχνότητας); 6. Τι ονομάζεται αποδιαμόρφωση συχνότητας ; Περιγράψτε σύντομα τη διαδικασία. 7. Πως ορίζεται ο θόρυβος σε έναν δέκτη ; Πως ορίζεται ο λόγος σήματος προς θόρυβο ; Συγκρίνετε τις διαμορφώσεις FM και ΑΜ ως προς τη συμπεριφορά τους στο θόρυβο. 26

30 7ο κεφάλαιο - ασκήσεις 1. Η χρησιμοποιούμενη ραδιοφωνική ζώνη των μεσαίων με διαμόρφωση ΑΜ εκτείνεται περίπου από 600 έως 1500 khz. Να προσδιοριστεί η ελάχιστη συχνότητα που μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως ενδιάμεσο στάδιο σε συσκευές ραδιοφώνου, που προορίζονται να λειτουργήσουν σ αυτή τη ζώνη. 2. Στη ραδιοφωνία FM η ζώνη συχνοτήτων είναι από 88 έως 108 MHz. Τι ενδιάμεση συχνότητα πρέπει να επιλέξουμε; 3. Σε δέκτη που προορίζεται να λειτουργεί στη ζώνη από 1 MHz 2500 MHz κάθε ανεξάρτητος δίαυλος έχει εύρος ζώνης 10 khz. Να προσδιοριστεί η ενδιάμεση συχνότητα που πρέπει να έχει ο δέκτης. Επίσης, να προσδιοριστούν οι συχνότητες λειτουργίας του τοπικού ταλαντωτή και ο συντελεστής ποιότητας του φίλτρου ενδιάμεσης. 4. Μια ραδιοφωνική ζώνη με διαμόρφωση ΑΜ εκτείνεται από 3 ΜHz έως 4,2 MHz Να προσδιοριστεί η ελάχιστη συχνότητα που μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως ενδιάμεσο στάδιο σε συσκευές ραδιοφώνου που προορίζονται να λειτουργήσουν σ αυτή την ζώνη. 5. Στη ραδιοφωνία FM η ζώνη συχνοτήτων είναι από 88 έως 108 MHz. H ενδιάμεση συχνότητα που χρησιμοποιείται είναι 10,7 MHz. Να προσδιοριστεί η ζώνη λειτουργίας του τοπικού ταλαντωτή και ο συντελεστής ποιότητας του φίλτρου ενδιάμεσων συχνοτήτων. 6. Σε δέκτη που προορίζεται να λειτουργεί στη ζώνη από 1 MHz 1800 MHz κάθε ανεξάρτητος δίαυλος έχει εύρος ζώνης 8 khz. Να επιλεγεί κατάλληλη ενδιάμεση συχνότητα για το δέκτη. Επίσης, να προσδιοριστούν οι συχνότητες λειτουργίας του τοπικού ταλαντωτή και ο συντελεστής ποιότητας του φίλτρου ενδιάμεσης. 7. Ας υποθέσουμε ότι ένας δέκτης, που προορίζεται να λάβει ανεξάρτητα κανάλια εκπομπής σε συχνότητες πάνω από 150 MHz, με εύρος ζώνης BW = 4 khz, διαθέτει δύο στάδια ενδιάμεσων συχνοτήτων με συχνότητες αντίστοιχα fi1 = 21,4 MHz και fi2 = 455 khz. Να προσδιοριστούν οι συχνότητες λειτουργίας του πρώτου ταλαντωτή και το εύρος λειτουργίας του δέκτη. Επίσης, να προσδιοριστεί η συχνότητα του δεύτερου τοπικού ταλαντωτή και ο συντελεστής ποιότητας του φίλτρου δεύτερης ενδιάμεσης συχνότητας. Αν ο δέκτης διέθετε μόνο ένα στάδιο ενδιάμεσων συχνοτήτων στη συχνότητα 6 MHz, να προσδιοριστεί και πάλι το εύρος λειτουργίας του δέκτη και ο συντελεστής ποιότητας του απαιτούμενου φίλτρου ενδιάμεσης συχνότητας. 27

31 9 ο Κεφάλαιο Μεγέθη και σχέσεις Γενικό διάγραμμα ψηφιακού τηλεπικοινωνιακού συστήματος Απόφαση ή ποσότητα επιλογής : D = log2 Κ Συχνότητα δειγματοληψίας : fδ Fmax Ελάχιστος αριθμός των δειγμάτων (διακριτών καταστάσεων ή συμβόλων) ανά μονάδα χρόνου : Rs = RΔ = fδ = 2Fmax Το γινόμενο του αριθμού των διακριτών δειγμάτων ανά μονάδα χρόνου (Rs: Symbol Rate) με το πλήθος των απαιτούμενων bits ανά δείγμα δίνει το διαθέσιμο προς μετάδοση πλήθος bits ανά μονάδα χρόνου (ρυθμός bits: Bit Rate) : BR = RS. D = fδ. D Σχέση μεταξύ της ταχύτητας μετάδοσης των συμβόλων Rs (symbol rate - μετριέται σε Bd, Baud = συμβολα/sec) και του ρυθμού μετάδοσης R (bit rate - μετριέται σε bits/sec) της ποσότητας απόφασης επιλογής : R = Rslog2 Κ. Για Κ = 2, R = RS Σε κανάλι με φασματικό εύρος ζώνης Β ο μέγιστος ρυθμός συμβόλων δίνεται από τη σχέση: Rsmax = 2B (κριτήριο Niquist) Ο μέγιστος αριθμός διακριτών καταστάσεων που εξασφαλίζει το κανάλι (διακριτική ικανότητα καταστάσεων) παρουσία θορύβου: Κmax = (1+S/N) 1/2 (θεώρημα Shannon) ο μέγιστος αριθμός των bits ανά κατάσταση είναι: Dmax = log2kmax = log2(1+s/n) 1/2 = (½)log2(1+S/N) Χωρητικότητα του ψηφιακού καναλιού: Rmax = Blog2(1+S/N). Στην πράξη τα τηλεπικοινωνιακά κανάλια υστερούν σε επιδόσεις. Στις περισσότερες πρακτικές περιπτώσεις θεωρούμε ότι: Rs = 1,25Β ( ή Β= 0,8Rs) Διαμόρφωση ΟΟΚ (On-Off Keying) : Ε(t) = a(t). cos(ωοt), με a(t) = 0 ή 1. 28

32 Εύρος του φάσματος μετά τη διαμόρφωση: Βολ = 2Β = 2. 0,8R = 1,6R Διαμόρφωση FSK δύο καταστάσεων : E(t) = Eocos{ 2πfot + 2π[a(t)Δf]t },όπου a(t) = 1 ή 1 Εύρος του φάσματος μετά τη διαμόρφωση: Βολ = 2Β + 2Δf Β = 0,8R Διαμόρφωση BPSK : Ε(t) = Eocos[ωοt + a(t)π ] = ± Εοcos(ωοt), Φασματική αποτελεσματικότητα : η = R/Bολ 29

33 9 ο Κεφάλαιο Eρωτήσεις 1. Να σχεδιαστεί το γενικό διάγραμμα ενός ψηφιακού τηλεπικοινωνιακού συστήματος. 2. Πώς ορίζεται η ποσότητα επιλογής στην ψηφιακή μετάδοση ; 3. Να σχεδιαστεί η χρονική εικόνα ενός απλού ψηφιακού σήματος (NRZ). 4. Ποιες πρακτικές μπορούν να ακολουθουθηθούν για την μετάδοση δυαδικών συμβόλων στο κανάλι μετάδοσης ; 5. Να περιγραφεί σχηματικά η διαδικασία της δειγματοληψίας και κωδικοποιήσης ενός αναλογικού σήματος. 6. Να δοθούν τα κριτήρια Nyquist και Shannon που περιορίζουν το ρυθμό μετάδοσης σ ένα τηλεπικοινωνιακό κανάλι 7. Πως ορίζεται η χωρητικότητα ενός ψηφιακού καναλιού; 8. Να εξηγηθεί η διαμόρφωση ΟΟK και να προσδιοριστεί το εύρος φάσματος. 9. Να εξηγηθεί η διαμόρφωση FSK και να προσδιοριστεί το εύρος φάσματος. 10. Να εξηγηθεί η διαμόρφωση BPSK και να προσδιοριστεί το εύρος φάσματος 11. Γιατί μετά την αποδιαμόρφωση χρησιμοποιείται στάδιο επαναμορφοποίησης (αποκατάστασης) των δυαδικών σημάτων (παλμών). 12. Πως ορίζεται η φασματική αποτελεσματικότητα και ποια η χρησιμότητά της; 13. Ποιες είναι οι κυριότερες ψηφιακές διαμορφώσεις, με βάση ποιο μέγεθος γίνεται η αξιολόγησή τους και ποια θεωρείται η καλύτερη; 14. Ποια είναι τα δύο συστήματα τηλεόρασης υψηλής ευκρίνειας που υπάρχουν σε λειτουργία; 15. Ποια είναι τα κυριότερα πρότυπα απεικονίσεων που υποστηρίζονται στο σύστημα DTV; 16. Ποιες κατηγορίες μεθόδων συμπίεσης δεδομένων γνωρίζετε; Αναφέρετε τις σημαντικότερες κάθε κατηγορίας. 30

34 17. Ποια μέθοδος χρησιμοποιείται συνήθως για συμπίεση εικόνων και ποια για συμπίεση βίντεο (σύντομη περιγραφή). 18. Ποιες είναι οι βασικές αρχές λειτουργίας της συμπίεσης ηχητικών αρχείων τύπου MP3; 19. Ποιες βασικές υλοποιήσεις προτείνονται για την αμφίδρομη τηλεόραση; 31

35 9 ο Κεφάλαιο Ασκήσεις 1. Πόσα δυαδικά σύμβολα (D) απαιτούνται για την κωδικοποίηση δύο, τεσσάρων ή οκτώ συμβόλων πηγής ; Πόσα ανεξάρτητα σύμβολα πηγής μπορούν να κωδικοποιηθούν με οκτώ δυαδικά σύμβολα (D = 8) ; Λύση : Όταν Κ = 2, τότε D = 1. Δηλαδή απαιτείται μόνο ένα δυαδικό σύμβολο για να κωδικοποιηθούν οι δυο καταστάσεις της πηγής. Παράδειγμα αποτελεί η επιλογή άσπρου, μαύρου : Το άσπρο κωδικοποιείται από το δυαδικό 0. Το μαύρο από το δυαδικό 1. Αν Κ = 4, τότε D = 2. Δηλαδή, απαιτούνται δύο δυαδικά σύμβολα για την κωδικοποίηση τεσσάρων συμβόλων της πηγής. Παράδειγμα, για σύνολο τεσσάρων σύμβολων Α, Β, Γ και Δ μπορεί να χρησιμοποιηθεί η κωδικοποίηση αντίστοιχα (00), (01), (10), (11). Για Κ = 8, D = 3, δηλαδή απαιτούνται 3 bits για την κωδικοποίηση κ.λ.π. Αντίστροφα σκεπτόμενοι με D = 8 (δηλαδή 8 bits ) μπορούν να κωδικοποιηθούν Κ = 2 8 = 256 ανεξάρτητα σύμβολα μιας πηγής. 2. Το φασματικό εύρος ζώνης ψηφιακού διαύλου είναι Β = 20 khz και ο λόγος ισχύος σήματος πρός θόρυβο είναι S/N =15 db. Να υπολογιστεί η χωρητικότητα του διαύλου, δηλαδή ο μέγιστος θεωρητικός ρυθμός ροής δυαδικών στοιχείων σε bits/sec. Λύση: Αφού S/N =15 db, έχουμε 15=10log(S/N), άρα S/N = 31,62. Έτσι, C=Blog2 (1+31,62) = log2 (32,62) = bits/sec. 3. Να προσδιοριστεί ο ανεκτός λόγος ισχύος σήματος πρός θόρυβο (S/N) σε τηλεπικοινωνιακό κανάλι μετάδοσης ήχου, ώστε ο δέκτης να μπορεί να διακρίνει τις 15 διαφορετικές στάθμες σήματος. Λύση: Πρέπει (1+S/N) 1/2 15, άρα S/N 224, απ όπου S/N 10log224 (db), δηλαδή S/N 23,5 db. 4. Σε διαμόρφωση ΟΟΚ η ολική φασματική ζώνη του φέροντος δεν πρέπει να ξεπεράσει τα 100 khz. Να προσδιοριστεί ο μέγιστος ρυθμός δυαδικών συμβόλων σε bits/sec που μπορούμε να έχουμε. Λύση: Στην περίπτωση της ΟΟΚ ισχύει: Βολ = 1,6R, όπου R o ρυθμός bits/sec. Έτσι, R = /1,6 = bits/sec. 5. Σε δεδομένη εφαρμογή με διαμόρφωση FSK χρησιμοποιούνται ταλαντωτές με συχνότητες f1 = 1800 Hz (που αντιπροσωπεύει το δυαδικό στοιχείο 1 ) και f2 = 1200 Hz (που αντιπροσωπεύει το δυαδικό στοιχείο 0 ). Ο ρυθμός μετάδοσης στο κανάλι είναι 1200 bauds. Να 32

36 προσδιοριστεί το φασματικό εύρος του σήματος στο τηλεπικοινωνιακό κανάλι. Λύση: Iσχύει: Bολ = 2Β + 2Δf. B = 0,8Rs = 0,8R = 0, = 960 Hz και 2Δf = f1 f2 = 600 Hz. Άρα, Βολ = = 2520 Hz. 6. Ηχητικό μουσικό κομμάτι καταλαμβάνει χώρο 100 Mbyte στον δίσκο. Πόσο χώρο θα καταλάβει αν συμπιεστεί κατά MP3 ; Λύση : Η συμπίεση MP3 φθάνει το 20:1, άρα το αρχείο θα φθάσει στα 5 Mbyte. 33

37 Τεστ στις παραγράφους Ομάδα Α 1. Με κριτήριο το μέσο μετάδοσης, ποιους τρόπους μπορούμε να διαλέξουμε για την αποστολή πληροφοριών; 2. Σε ποια κυρίως σημεία διαφέρουν μεταξύ τους τα διάφορα τηλεπικοινωνιακά συστήματα; 3. Από ποια στοιχεία χαρακτηρίζονται γενικά τα ηλεκτρικά σήματα και σε ποιες κατηγορίες διακρίνονται για την διευκόλυσνη της μελέτης τους; 4.Να δοθεί η μαθηματική έκφραση ενός ημιτονικού σήματος, να εξηγηθούν τα σύμβολα και γραφούν οι μονάδες τους. 5.Τι ονομάζουμε φάσμα ενός σήματος ; Πώς σχετίζεται το φάσμα με την ποσότητα πληροφορίας που περιέχει το σήμα ; ποιο είναι το εύρος ενός ακουστικού μουσικού σήματος, ποιο ενός σήματος video, ποιο της ανθρώπινης ομιλίας και ποιο ενός τηλεφωνικού σήματος ; Σε τι οφείλεται η διαφορά των δύο τελευταίων ; 6.Τι είναι οι αρμονικές συχνότητες ; Απαντήστε με Σωστό/Λάθος Ομάδα Β 1.Το παραπάνω σύστημα απεικονίζει αμφίδρομη επικοινωνία. 2.Στο παραπάνω σύστημα η ζεύξη είναι ασύρματη. 3.Σ ένα σύστημα σαν το παραπάνω οι δέκτες μπορεί να είναι περισσότεροι από ένας. 4.Από το σχήμα του παραπάνω συστήματος είναι φανερό ότι το σήμα ενισχύεται και στην εκπομπή και στη λήψη. 5. Ένα σύστημα σαν το παραπάνω είναι ανεπηρέστο από το θόρυβο. 6.Το παραπάνω σύστημα θα μπορούσε να αφορά τη ραδιοφωνία. 34

38 Ομάδα Γ 1. Να δοθεί η έκφραση ενός ημιτονικού σήματος συχνότητας 200 ΜHz και πλάτους 10 V. 2. Να σχεδιαστεί η χρονική εικόνα του σήματος s(t) = 30sin(2π10 3 t) 3. Να υπολογιστεί η ισχύς ημιτονικής τάσης, σε αντίσταση R = 8Ω, όταν το πλάτος του σήματος είναι 16 Volt. 4. Ποια είναι η περίοδος ενός σήματος με συχνότητα 100KHz και ποια η συχνότητα ενός σήματος με περίοδο 10μsec ; 35

39 Τεστ στις Ηλεκτρονικές Επικοινωνίες Ονοματεπώνυμο : 1. Σε επικοινωνία στα υπερβραχέα κύματα, το ύψος της κεραίας εκπομπής είναι 100 m και το ύψος της κεραίας λήψης είναι 25 m. Αν οι δύο κεραίες απέχουν 60 km, να βρεθεί αν είναι εφικτή η επικοινωνία. 2. Εξηγείστε με συντομία τι είναι η SIMPLEX και τι η FULL DUPLEX επκικοινωνία στην ραδιοτηλεφωνία. 3. Να γίνει το σχηματικό διάγραμμα μιας μικροκυματικής ζεύξης με πολλαπλή αναμετάδοση. 36

40 Επαναληπτικό διαγώνισμα στα κεφάλαια 3 και 4 Θέμα 1 ο Α. Ποιους τρόπους επικοινωνίας χρησιμοποιούμε στην ραδιοτηλεφωνία (σύντομη εξήγηση). Β. Τι γνωρίζετε για τις ζώνες σιγής και τι για το φαινόμενο των διαλείψεων του σήματος ;. Γ. Αναφέρετε τα κυριότερα είδη διαμορφώσεων και συγκρίνετε σύντομα τις δύο σημαντικότερες εξ αυτών. Θέμα 2 ο Α. Εξηγείστε με συντομία για ποιους λόγους δεν μπορούμε να έχουμε απευθείας μετάδοση βασικής ζώνης ενός ηχητικού σήματος στο χώρο. Β. Στον παλμογράφο στην εικόνα διαμορφωμένου AM φέροντος μετρούμε μέγιστη τάση 100 V και ελάχιστη 40 V. Να προσδιοριστεί το ποσοστό διαμόρφωσης του φέροντος. Να προσδιοριστούν επίσης τα πλάτη του σήματος διαμόρφωσης και του αδιαμόρφωτου φέροντος καθώς και το ποσοστό διαμόρφωσης. Γ. Να σχεδιαστεί η απόκριση ενός υψηλοπερατού φίλτρου με fa = 15 KHz και ενός ζωνοαπορριπτικού με fa1 = 10 KHz και fa2 = 20 KHz. Θέμα 3 ο Α. Να υπολογιστεί το μήκος κύματος στο κενό, όταν η συχνότητα του είναι f = 40 MHz Β. Ένα βασικό σήμα της μορφής s(t) = 10sin(2π10 3 t) διαμορφώνει φέρον M(t) = 40sin(2π10 6 t). Να προσδιοριστεί το ποσοστό διαμόρφωσης και το φάσμα που προκύπτει Γ. Η ολική ισχύς ενός σήματος διαμορφωμένου κατά πλάτος με ποσοστό 80% είναι 200 Watt. Να προσδιοριστεί η ωφέλιμη ισχύς και η ισχύς κάθε πλάγιας ζώνης. Θέμα 4 ο Α. το φάσμα ενός ακουστικού σήματος εκτείνεται από 1 ΚΗz έως 6 ΚΗz. Ο δείκτης διαμόρφωσης mf που αντιστοιχεί στη μέγιστη συχνότητα είναι ίσος με 5. Να βρεθεί το εύρος της φασματικής ζώνης μετά τη διαμόρφωση FM. Β. Φέρον συχνότητας fo = 100 MHz διαμορφώνεται κατά συχνότητα από σήμα s(t) = 5sin(2π10 3 t) (V). Ο διαμορφωτής παρουσιάζει κλίση k = 20 khz/volt. Να προσδιοριστούν : α) η μέγιστη απόκλιση συχνότητας, β)ο δείκτης διαμόρφωσης mf, γ) το εύρος του φάσματος και δ) ο αριθμός των φασματικών ακτίνων στο φάσμα του διαμορφωμένου φέροντος. 37

41 2 ο Επαναληπτικό διαγώνισμα στα κεφάλαια 3 και 4 Θέμα 1 ο Α. Ποιους τρόπους επικοινωνίας χρησιμοποιούμε στην ραδιοτηλεφωνία (σύντομη εξήγηση). Β. Τι γνωρίζετε για τις ζώνες σιγής και τι για το φαινόμενο των διαλείψεων του σήματος ;. Γ. Αναφέρετε τα κυριότερα είδη διαμορφώσεων και συγκρίνετε σύντομα τις δύο σημαντικότερες εξ αυτών. Δ. Πως επηρεάζεται η διάδοση των ιονοσφαιρικών κυμάτων από α) τη συχνότητα του κύματος, β) τη γωνία πρόσπτωσης και γ) από την ώρα εκπομπής ; Θέμα 2 ο Α. Εξηγείστε με συντομία για ποιους λόγους δεν μπορούμε να έχουμε απευθείας μετάδοση βασικής ζώνης ενός ηχητικού σήματος στο χώρο. Β. Στον παλμογράφο στην εικόνα διαμορφωμένου AM φέροντος μετρούμε μέγιστη τάση 90 V και ελάχιστη 30 V. Να προσδιοριστεί το ποσοστό διαμόρφωσης του φέροντος. Να προσδιοριστούν επίσης τα πλάτη του σήματος διαμόρφωσης και του αδιαμόρφωτου φέροντος καθώς και το ποσοστό διαμόρφωσης. Γ. Να σχεδιαστεί η απόκριση ενός χαμηλοπερατού φίλτρου με fa = 35 KHz και ενός ζωνοδιαβατού με fa1 = 10 KHz και fa2 = 20 KHz. Δ. Κύμα συχνότητας f1=18 MHz ή f2=38 MHz ανακλάται ευκολότερα στην ιονόσφαιρα και γιατί; Ποια προϋπόθεση πρέπει να ισχύει ; Θέμα 3 ο Α. Να υπολογιστεί το μήκος κύματος στο κενό, όταν η συχνότητα του είναι f = 15 MHz. Β. Ένα βασικό σήμα της μορφής s(t) = 5sin(2π10 2 t) διαμορφώνει φέρον M(t) = 40sin(4π10 6 t). Να προσδιοριστεί το ποσοστό διαμόρφωσης και το φάσμα που προκύπτει Γ. Η ολική ισχύς ενός σήματος διαμορφωμένου κατά πλάτος με ποσοστό 75% είναι 180 Watt. Να προσδιοριστεί η ωφέλιμη ισχύς και η ισχύς κάθε πλάγιας ζώνης. 38

42 Δ. Σε ραδιοζεύξη υπερβραχέων κυμάτων τα ύψη των κεραιών εκπομπής και λήψης είναι αντίστοιχα 625 m και 225 m. Να εκτιμηθεί το μήκος του ραδιηλεκτρικού ορίζοντα. Θέμα 4 ο Α. Το φάσμα ενός ακουστικού σήματος εκτείνεται από 3 ΚΗz έως 6 ΚΗz. Ο δείκτης διαμόρφωσης mf που αντιστοιχεί στη μέγιστη συχνότητα είναι ίσος με 4. Να βρεθεί το εύρος της φασματικής ζώνης μετά τη διαμόρφωση FM. Β. Φέρον συχνότητας fo = 150 MHz διαμορφώνεται κατά συχνότητα από σήμα s(t) = 3sin(2π10 3 t) (V). Ο διαμορφωτής παρουσιάζει κλίση k = 10 khz/volt. Να προσδιοριστούν : α) η μέγιστη απόκλιση συχνότητας, β)ο δείκτης διαμόρφωσης mf, γ) το εύρος του φάσματος και δ) ο αριθμός των φασματικών ακτίνων στο φάσμα του διαμορφωμένου φέροντος. Γ. Η ισχύς εκπομπής μιας κεραίας που ακτινοβολεί σφαιρικά είναι 1,5 ΚW. Να υπολογιστεί το ηλεκτρικό πεδίο Ε σε απόσταση R = 150 km από την κεραία. Δ. Να υπολογιστούν σε db οι απώλειες ραδιοκύματος από την κεραία εκπομπής έως την κεραία λήψης, όταν η συχνότητά του είναι f = 100 MHz και η απόσταση των κεραιών περίπου 10 km. 39

43 Τεστ στις Ηλεκτρονικές Επικοινωνίες Θέμα 1 ο Α. Τι ονομάζεται ραδιοορίζοντας ; Β. Σε επικοινωνία στα υπερβραχέα κύματα, το ύψος της κεραίας εκπομπής είναι 100 m και το ύψος της κεραίας λήψης είναι 25 m. Αν οι δύο κεραίες απέχουν 60 km, να βρεθεί αν είναι εφικτή η επικοινωνία. Γ. Κύμα συχνότητας 18 MHz ή 24 MHz ανακλάται ευκολότερα στην ιονόσφαιρα; Υποθέτουμε ότι και οι δύο συχνότητες βρίσκονται μεταξύ των ορίων LUF και MUF Θέμα 2 ο Α. Εξηγείστε με συντομία τι είναι η SIMPLEX και τι η FULL DUPLEX επκικοινωνία στην ραδιοτηλεφωνία. Β. Να γίνει το σχηματικό διάγραμμα μιας μικροκυματικής ζεύξης με πολλαπλή αναμετάδοση. Γ. Η ολική ισχύς ενός σήματος διαμορφωμένου κατά πλάτος με ποσοστό 75% είναι 200 Watt. Να προσδιοριστεί η ωφέλιμη ισχύς και η ισχύς κάθε πλάγιας ζώνης. Θέμα 3 ο Α. Να δοθεί η σχέση του Carson στην διαμόρφωση συχνότητας Β. Εξηγείστε με συντομία τί είναι οι διαμορφώσεις DSBsc και SSBsc και ανεφέρετε το κυριότερο πλεονέκτημά τους. Γ. Το φάσμα ενός ακουστικού σήματος εκτείνεται από 400 Hz έως 8 khz. Ο δείκτης διαμόρφωσης mf που αντιστοιχεί στη μέγιστη συχνότητα είναι 3. Να προσδιοριστεί το εύρος της φασματικής ζώνης μετά τη διαμόρφωση FM. Θέμα 4 ο Α. Ένα βασικό σήμα της μορφής s(t) = 8sin(2π10 3 t) διαμορφώνει φέρον M(t) = 10sin(2π10 7 t). Να προσδιοριστεί το ποσοστό διαμόρφωσης και το φάσμα που προκύπτει (Οι συχνότητες δίνονται σε Hz, τα πλάτη σε Volt). Β. Φέρον συχνότητας fo = 80 MHz διαμορφώνεται κατά συχνότητα από σήμα s(t) = 2sin(2π10 3 t) (V). Ο διαμορφωτής παρουσιάζει κλίση k = 20 khz/volt. Να προσδιοριστεί η μέγιστη απόκλιση συχνότητας και ο δείκτης διαμόρφωσης mf. Να προσδιοριστούν επίσης το εύρος του φάσματος και ο αριθμός των φασματικών ακτίνων στο φάσμα του διαμορφωμένου φέροντος. 40

44 Τεστ στις Ηλεκτρονικές Επικοινωνίες (ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 - ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΕΚΠΟΜΠΗΣ ΡΑΔΙΟ / ΤΗΛΕΟΠΤΙΚΩΝ ΣΗΜΑΤΩΝ) Θέμα 1 ο Α. Ποια διεργασία ονομάζεται προέμφαση και γιατί χρησιμοποιείται; Β. Σχεδιάστε το γενικό δομικό διάγραμμα ενός πομπού και εξηγείστε με συντομία το τί αυτό περιλαμβάνει. Γ. Σχεδιάστε το φάσμα ενός ιδανικού αρμονικού ταλαντωτή και ενός πραγματικού. Σχολιάστε τις διαφορές τους. Θέμα 2 ο Θέμα 3 ο Θέμα 4 ο Α. Τι είναι δίοδος μεταβλητής χωρητικότητας και που χρησιμοποιείται; Β. Σ έναν ταλαντωτή με δίοδος μεταβλητής χωρητικότητας, η κεντρική συχνότητα ταλάντωσης είναι fo = 100 MHz, όταν η συνολική χωρητικότητα του ταλαντούμενου κυκλώματος L, C είναι Co = 50 pf. Να προσδιοριστεί το απαιτούμενο ΔCmax που πρέπει να προκληθεί στο Varicap από το σήμα διαμόρφωσης, ώστε η απόκλιση συχνότητας να είναι Δfmax = 100 khz. Αν η κλίση του Varicap είναι α = 0,05 pf/v, να προσδιοριστεί το πλάτος του σήματος διαμόρφωσης. Α. Ποιος ταλαντωτής ονομάζεται VCO; Από τι χαρακτηρίζεται ένας ταλαντωτής VCO; Β. Ένας ταλαντωτής VCO με γραμμική συμπεριφορά έχει κλίση 200 khz/v. Όταν στην είσοδό του η τάση είναι 2 V, η συχνότητα του σήματος εξόδου είναι f = 5 MHz. Να προσδιοριστεί η τάση στην είσοδο, όταν η συχνότητα του σήματος στην έξοδο είναι διαδοχικά 5,5 ΜΗz και 4850 khz. Α. Να σχεδιαστεί το δομικό διάγραμμα του στερεοφωνικού κωδικοποιητή και να σχολιαστεί η λειτουργία του. Β. Σ ένα στερεοφωνικό κωδικοποιητή η αριστερή και δεξιά ηχητική πηγή είναι φωνές ομιλίας ( KHz). Προσδιορίστε όλες τις φασματικές συνιστώσες στην έξοδο του κωδικοποιητή. 41

45 Τεστ στις Ηλεκτρονικές Επικοινωνίες (ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 - ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΕΚΠΟΜΠΗΣ ΡΑΔΙΟ / ΤΗΛΕΟΠΤΙΚΩΝ ΣΗΜΑΤΩΝ) Θέμα 1 ο Σ ένα συνθέτη συχνοτήτων, όπως αυτόν του σχήματος, το βήμα σύνθεσης είναι 125 khz και ο διαιρέτης Ν παίρνει τιμές από Ν1= 20 έως Ν2=40. Να προσδιοριστούν οι συχνότητες του σήματος στην έξοδο του VCO. Επίσης, αν o VCO είναι γραμμικός και η κλισή του είναι 200 khz /V, να προσδιοριστούν τα όρια μεταβολής της τάσης ελέγχου στην είσοδό του. Θέμα 2 ο Σ ένα κύκλωμα ταλαντωτή με στοιχεία L,C δίνονται: L= 10 mη και ο πυκνωτής C μεταβάλλεται από 100 pf έως 200 pf. Να προσδιοριστεί η ζώνη συχνοτήτων λειτουργίας του ταλαντωτή. Θέμα 3 ο Ένας ταλαντωτής VCO με γραμμική συμπεριφορά έχει κλίση 250 khz/v. Όταν στην είσοδό του η τάση είναι 2 V, η συχνότητα του σήματος εξόδου είναι f = 5 MHz. Να προσδιοριστεί η συχνότητα του σήματος στην έξοδο, όταν η τάση στην είσοδο είναι διαδοχικά 3 V και 7,5 V. Θέμα 4 ο Θέλουμε να κατασκευάσουμ ταλαντωτή με fo = 5000/π Hz. Αν το πηνίο που διαθέτουμε έχει L= 1 mη, τι πυκνωτή πρέπει να χρησιμοποιήσουμε; 42

46 Τεστ στις Ηλεκτρονικές Επικοινωνίες (ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6 - ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ) Θέμα 1 ο Α. Πως ορίζεται η κατευθυντικότητα και πως το κέρδος μιας κεραίας ; Πως υπολογίζουμε το κέρδος μιας κεραίας σε db ; Β. Αναφέρετε (χωρίς παραπέρα ανάπτυξη) τα κυριότερα χαρακτηριστικά των κεραιών. Γ. Ποιες κεραίες ονομάζονται συντονισμένες και ποιες ασυντόνιστες ; Σε ποιες κατηγορίες διακρίνονται οι συντονισμένες ; Θέμα 2 ο Α. Τι ονομάζεται προσαρμογή πηγής και φορτίου και πώς επιτυγχάνεται η τέλεια προσαρμογή; Β. Ποια είναι τα πλεονεκτήματα της τέλειας προσαρμογής ; Γ. Τι είναι η μερική προσαρμογή και πώς επιτυγχάνεται ; Θέμα 3 ο Α. Ποια πλεονεκτήματα έχουν οι κεραίες Marconi έναντι των άλλων κεραιών εκπομπής ; Β. Ποιο είναι το γεωμετρικό μήκος και ποιο το ενεργό ύψος μιας κεραίας Marconi που συντονίζει στα 95 MHz ; Γ. Ποιες κεραίες ονομάζονται χοανοκεραίες ; Πως είναι κατασκευασμένες ; Ποια είναι τα κυριότερα πλεονεκτήματά τους; Σε ποιες συχνότητες χρησιμοποιούνται; Θέμα 4 ο Α. Ποιες κεραίες ονομάζονται στοιχειοκεραίες ; Πως είναι κατασκευασμένες ; Ποια είναι τα κυριότερα πλεονεκτήματά τους; Ποιοι είναι οι τύποι τους ; (απλή αναφορά) Β. Περιγράψτε με συντομία τη δομή μιας παραβολικής κεραίας δορυφορικής λήψης. 43

47 Ηλεκτρονικές Επικοινωνίες Επαναληπτικό διαγώνισμα στα κεφάλαια 5 και 6 Θέμα 1 ο Α. Ποια είναι η λειτουργία της μονάδας LNB σε ένα δορυφορικό σύστημα λήψης; Β. Τι είναι οι στοιχειοκεραίες ; Αναφέρετε τους κυριότερους τύπους τους. Γ. Πως ορίζεται ο βαθμός απόδοσης μιας κεραίας ; Πότε παίρνει μεγαλύτερη τιμή και πως μπορούμε να βελτιώσουμε την τιμή αυτή; Δ. Ποιες κεραίες ονομάζονται συντονισμένες και ποιες ασυντόνιστες ; Σε ποιες κατηγορίες διακρίνονται οι συντονισμένες ; Θέμα 2 ο Α. Ποια πλεονεκτήματα έχουν οι κεραίες Marconi έναντι των άλλων κεραιών εκπομπής ; Β. Να υπολογιστεί το μήκος μια κεραίας λ/4 όταν αυτή λειτουργεί στη συχνότητα των 28,5 MHz. Γ. Σε ποια συχνότητα συντονίζεται μια κεραία Χερτζ που έχει μήκος 57 εκατοστά ; Θέμα 3 ο Α. Τι είναι δίοδος μεταβλητής χωρητικότητας και που χρησιμοποιείται; Β. Τι είναι ο αρμονικός ταλαντωτής; Να αναφερθούν βασικά λειτουργικά χαρακτηριστικά του Γ. Ένας ταλαντωτής VCO με γραμμική συμπεριφορά έχει κλίση 75 khz/v. Όταν στην είσοδό του η τάση είναι 2 V, η συχνότητα του σήματος εξόδου είναι f = 5 MHz. Να προσδιοριστεί η συχνότητα του σήματος στην έξοδο, όταν η τάση στην είσοδο είναι διαδοχικά 4 V και 7 V. Θέμα 4 ο Α. Να προσδιοριστούν όλες οι φασματικές συνιστώσες στην έξοδο του κωδικοποιητή σ ένα στερεοφωνικό κωδικοποιητή α) όταν οι συχνότητες της αριστερής και δεξιάς ηχητικής πηγής είναι αντίστοιχα Fα = 3 khz, Fδ = 4 khz β) όταν 44

48 και στην αριστερή και στη δεξιά πηγή υπάρχει φάσμα που εκτείνεται στην περιοχή 0 3,5 KHz Β. Σ ένα ταλαντωτή με Varicap η συχνότητα ταλάντωσης είναι fo = 50 MHz, όταν η συνολική χωρητικότητα του ταλαντούμενου κυκλώματος L-C είναι Co = 60 pf. Να προσδιοριστεί το απαιτούμενο ΔCmax που πρέπει να προκληθεί στο Varicap από το σήμα διαμόρφωσης, ώστε η απόκλιση συχνότητας να είναι Δfmax = 50 khz. Αν η κλίση του Varicap είναι α = 0,2 pf/v, να προσδιοριστεί το πλάτος του σήματος διαμόρφωσης. 45

49 Τεστ στις Ηλεκτρονικές Επικοινωνίες (ΚΕΦΑΛΑΙΑ 5 ΚΑΙ 6 - ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΕΚΠΟΜΠΗΣ ΡΑΔΙΟΤΗΛΕΟΠΤΙΚΩΝ ΣΗΜΑΤΩΝ, ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ) Θέμα 1 ο A1. Να χαρακτηρίσετε τις προτάσεις που ακολουθούν, γράφοντας στο τετράδιό σας, δίπλα στο γράμμα που αντιστοιχεί σε κάθε πρόταση, τη λέξη Σωστό, αν η πρόταση είναι σωστή ή τη λέξη Λάθος, αν η πρόταση είναι λανθασμένη. α) Η συχνότητα λειτουργίας ενός ταλαντωτή VCO ελέγχεται από ηλεκτρική τάση. β) Γεωστατικοί δορυφόροι είναι οι δορυφόροι, των οποίων η κίνηση είναι σύγχρονη με την κίνηση της γης. γ) Η δίοδος μεταβλητής χωρητικότητας (Varicap) χρησιμοποιείται στη διαμόρφωση ΑΜ. δ) Κοντά στην κεραία βρίσκεται το πεδίο ακτινοβολίας και μακρυά της το πεδίο επαγωγής. ε) Η χοανοκεραία χρησιμοπιείται συνήθως στις χαμηλές και μεσαίες συχνότητες. Θέμα 2 ο Β1. Να αναφέρετε ονομαστικά τα τέσσερα βασικά χαρακτηριστικά ενός αρμονικού ταλαντωτή. Β2. Γιατί κατασκευάζονται εύκολα οι στοιχειοκεραίες στα υπερβραχέα κύματα και όχι στα μακρά ή μεσαία κύματα; 46

50 Β3. Πώς είναι κατασκευασμένη και πώς λειτουργεί η κεραία Yagi; Υπολογίστε τις διαστάσεις μιας κεραίας Yagi που εκπέμπει στα 570 MHz. Β4. Ποια διεργασία ονομάζεται προέμφαση και γιατί χρησιμοποιείται; Θέμα 3 ο Γ1.Ποιο είναι το γεωμετρικό μήκος και ποιο το ενεργό ύψος μιας κεραίας Χερτζ στα 50 MHz; (Η ταχύτητα του ρεύματος στην κεραία u= m/sec). Γ2. Σε ποια συχνότητα συντονίζεται μια κεραία Μαρκόνι που έχει μήκος 79 μέτρα; (Η ταχύτητα του ρεύματος στην κεραία u= m/sec). Γ3. Ποιες κεραίες ονομάζουμε συντονισμένες και ποιες ασυντόνιστες ; Γ4. Πώς πρέπει να στραφεί μια μαγνητική κεραία για να κάνει καλύτερη λήψη του ραδιοφωνικού σήματος; Θέμα 4 ο Δ1. Τι γνωρίζετε για τις αντιστάσεις εισόδου και ακτινοβολίας μιας κεραίας ; Δ2. Σ ένα στερεοφωνικό κωδικοποιητή η αριστερή και η δεξιά ηχητική πηγή περιέχουν φασματικές συνιστώσες στην περιοχή συχνοτήτων F1 = 10 Hz έως F2 = 5 khz. Να προσδιοριστούν όλες οι φασματικές συνιστώσες στην έξοδο του κωδικοποιητή. Δ3. Σ ένα ταλαντωτή με Varicap η συχνότητα ταλάντωσης είναι fo = 90 MHz, όταν η συνολική χωρητικότητα του ταλαντούμενου κυκλώματος L-C είναι Co = 60 pf. Να προσδιοριστεί το απαιτούμενο ΔCmax που πρέπει να προκληθεί στο Varicap από το σήμα διαμόρφωσης, ώστε η απόκλιση συχνότητας να είναι Δfmax = 75 khz. Αν η κλίση του Varicap είναι α = 0,2 pf/v, να προσδιοριστεί το πλάτος του σήματος διαμόρφωσης. 47

51 ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ K3 Έστω ένα ημιτονικό σήμα s(t) = 12sin(80000πt). Υπολογίστε : α) το πλάτος του, β) τη συχνότητά του, γ) την περίοδό του, δ) την ισχύ του όταν εφαρμόζεται σε αντίσταση 36 Ω, ε) το μήκος κύματός του, όταν διαδίδεται στο κενό, στ) το μήκος κύματός του όταν διαδίδεται σε μέσο παρουσιάζει σχετική διηλεκτρική σταθερά ε = 1,96 Η ολική ισχύς ενός σήματος διαμορφωμένου κατά πλάτος με ποσοστό 80% είναι 200 Watt. Να προσδιοριστεί η αποτελεσματικότητα, η ωφέλιμη ισχύς και η ισχύς κάθε πλάγιας ζώνης. Στον παλμογράφο στην εικόνα διαμορφωμένου AM φέροντος μετρούμε μέγιστη τάση 100 V και ελάχιστη 25 V. Να προσδιοριστεί το ποσοστό διαμόρφωσης του φέροντος. Να προσδιοριστούν επίσης τα πλάτη του σήματος διαμόρφωσης και του αδιαμόρφωτου φέροντος, καθώς και η ολική ισχύς του σήματος. Ένα φέρον σήμα της μορφής M(t) = 20sin(2π10 7 t) διαμορφώνεται από ένα βασικό σήμα s(t) = 15sin(6π10 3 t) α) Να προσδιοριστεί το ποσοστό διαμόρφωσης β) να σχεδιαστεί το φάσμα που προκύπτει (συχνότητες σε Hz, πλάτη σε Volt). γ) υπολογίστε το ποσοστό διαμόρφωσης δ) υπολογίστε την αποτελεσματικότητα της διαμόρφωσης ε) αν η συνολική ισχύς (Pολ) είναι 8 Watt, υπολογίστε την ισχύ του φέροντος και την ισχύ της κάθε πλευρικής ζώνης K4 Να υπολογιστούν σε db οι απώλειες ραδιοκύματος από την κεραία εκπομπής έως την κεραία λήψης, όταν η συχνότητά του είναι f = 10 MHz και η απόσταση των κεραιών περίπου 40 km. Σε ραδιοζεύξη υπερβραχέων κυμάτων τα ύψη των κεραιών εκπομπής και λήψης είναι αντίστοιχα 400 m και 200 m. Να εκτιμηθεί το μήκος του ραδιηλεκτρικού ορίζοντα K5 Σ ένα κύκλωμα ταλαντωτή με στοιχεία L,C δίνονται: L= 20 mη και C = 8 pf. Να προσδιοριστεί η συχνότητα ταλάντωσης 48

52 Ένας ταλαντωτής VCO με γραμμική συμπεριφορά έχει κλίση 100 khz/v. Όταν στην είσοδο του η τάση είναι 2 V, η συχνότητα του σήματος εξόδου είναι f = 2 MHz. Να προσδιοριστεί η συχνότητα του σήματος στην έξοδο, όταν η τάση στην είσοδο είναι διαδοχικά 1,7 V και 2,5 V Σ ένα συνθέτη συχνοτήτων, όπως αυτόν του σχήματος 5.2.7, το βήμα σύνθεσης είναι 100 khz και ο διαιρέτης Ν παίρνει τιμές από Ν1= 10 έως Ν2=20. Να προσδιοριστούν οι συχνότητες του σήματος στην έξοδο του VCO. Επίσης, αν o VCO είναι γραμμικός και η κλισή του είναι 250kHz/V να προσδιοριστούν τα όρια μεταβολής της τάσης ελέγχου στην είσοδό του. Κ6 Κ7 Σ ένα ταλαντωτή με Varicap η συχνότητα ταλάντωσης είναι fo = 100 MHz, όταν η συνολική χωρητικότητα του ταλαντούμενου κυκλώματος L-C είναι Co = 70 pf. Να προσδιοριστεί το απαιτούμενο ΔCmax που πρέπει να προκληθεί στο Varicap από το σήμα διαμόρφωσης, ώστε η απόκλιση συχνότητας να είναι Δfmax = 75 khz. Αν η κλίση του Varicap είναι α = 0,1 pf/v, να προσδιοριστεί το πλάτος του σήματος διαμόρφωσης Σ ένα στερεοφωνικό κωδικοποιητή η αριστερή και δεξιά ηχητική πηγή περιέχουν φασματικές συνιστώσες τηλεφωνικού σήματος. Να προσδιοριστούν όλες οι φασματικές συνιστώσες στην έξοδο του κωδικοποιητή Να υπολογιστεί το ενεργό ύψος και το μήκος μια κεραίας λ/4 όταν αυτή λειτουργεί στη συχνότητα των 85,5 MHz Η χρησιμοποιούμενη ραδιοφωνική ζώνη των μεσαίων με διαμόρφωση ΑΜ εκτείνεται περίπου από 600 έως 1500 khz. Να προσδιοριστεί η ελάχιστη συχνότητα που μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως ενδιάμεσο στάδιο σε συσκευές ραδιοφώνου, που προορίζονται να λειτουργήσουν σ αυτή τη ζώνη. 49

53 ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ ΠΑΝΕΛΛΑ ΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ ΕΠΑΓΓΕΛΜΑΤΙΚΩΝ ΛΥΚΕΙΩΝ (ΟΜΑ Α Α ) ΚΑΙ ΜΑΘΗΜΑΤΩΝ ΕΙ ΙΚΟΤΗΤΑΣ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ ΕΠΑΓΓΕΛΜΑΤΙΚΩΝ ΛΥΚΕΙΩΝ (ΟΜΑ Α Β ) ΤΡΙΤΗ 2 ΙΟΥΝΙΟΥ 2009 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΕΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙ ΩΝ: ΤΡΕΙΣ (3) ΘΕΜΑ 1ο α. Να αναφέρετε, ονομαστικά, τα βασικά χαρακτηριστικά, που αφορούν, τις επιδόσεις ενός ραδιοφωνικού δέκτη. Μονάδες 12 β. Τι ονομάζεται προσαρμογή πηγής και φορτίου και πότε επιτυγχάνεται η τέλεια προσαρμογή; Μονάδες 7 γ. Να αναφέρετε, ονομαστικά, τους τρόπους με τους οποίους επιτυγχάνεται η ζεύξη μεταξύ κεραίας εκπομπής και κεραίας λήψης στην περίπτωση των κυμάτων 2epal.kilkis.kil.sch.gr εδάφους. Μονάδες 6 ΘΕΜΑ 2ο α. Ποια διαδικασία ονομάζεται διαμόρφωση; Μονάδες 10 β. Η ζώνη του φάσματος ενός τηλεφωνικού σήματος εκτείνεται από 300 Hz έως 3400Hz. Να αναφέρετε το είδος του φίλτρου, που απαιτείται για την επιλογή της παραπάνω ζώνης συχνοτήτων από το σύνολο του φάσματος ομιλίας και να σχεδιάσετε την καμπύλη απόκρισης του φίλτρου αυτού. (Να σημειώσετε, πάνω στο σχήμα, τις συχνότητες αποκοπής). Μονάδες 15 1 ΤΕΛΟΣ 1ΗΣ ΑΠΟ 3 ΣΕΛΙ ΕΣ

54 ΘΕΜΑ 3ο ΑΡΧΗ 2ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ α. Πόσοι ραδιοφωνικοί σταθμοί AM μπορούν να υπάρξουν στη ζώνη συχνοτήτων από 531KHz έως 1602 KHz στην ίδια γεωγραφική περιοχή; Να θεωρήσετε ως ασφαλή απόσταση μεταξύ των σταθμών τα 9 KHz Μονάδες 13 β. Σε ποια συχνότητα της παραπάνω ζώνης συντονίζεται μια κεραία Marconi, που έχει μήκος 79 μέτρα; (Η ταχύτητα του ρεύματος στην κεραία u= m/sec). ΘΕΜΑ 4ο Μονάδες 12 Ακουστικό σήμα πλάτους S 0 =2V και συχνότητας F=15KHz διαμορφώνει κατά συχνότητα (FM) φέρον σήμα συχνότητας f 0 =100MHz. Ο δείκτης διαμόρφωσης είναι m f =5 και το εύρος 2epal.kilkis.kil.sch.gr του φάσματος είναι Β=180KHz Να υπολογίσετε: α. Την μέγιστη απόκλιση συχνότητας f max Μονάδες 8 β. Την κλίση διαμόρφωσης k Μονάδες 8 γ. Τον αριθμό Ν των φασματικών ακτίνων στο φάσμα του διαμορφωμένου φέροντος. Μονάδες 9 2 ΤΕΛΟΣ 2ΗΣ ΑΠΟ 3 ΣΕΛΙ ΕΣ

55 ΑΡΧΗ 3ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ Ο ΗΓΙΕΣ ΓΙΑ ΤΟΥΣ ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟΥΣ 1. Στο τετράδιο να γράψετε μόνον τα προκαταρκτικά (ημερομηνία, εξεταζόμενο μάθημα). Να μην αντιγράψετε τα θέματα στο τετράδιο. 2. Να γράψετε το ονοματεπώνυμό σας στο πάνω μέρος των φωτοαντιγράφων, αμέσως μόλις σας διανεμηθούν. Καμιά άλλη σημείωση δεν επιτρέπεται να γράψετε. Κατά την αποχώρησή σας να παραδώσετε μαζί με το τετράδιο και τα φωτοαντίγραφα. 3. Να απαντήσετε στο τετράδιό σας σε όλα τα θέματα. 4. Να γράψετε τις απαντήσεις σας μόνον με μπλε ή μόνον με μαύρο στυλό διαρκείας ανεξίτηλης μελάνης. 5. Κάθε απάντηση τεκμηριωμένη είναι αποδεκτή. 6. ιάρκεια εξέτασης: τρεις (3) ώρες μετά τη διανομή των φωτοαντιγράφων. 7. Χρόνος δυνατής αποχώρησης: π.μ. 2epal.kilkis.kil.sch.gr KΑΛΗ ΕΠΙΤΥΧΙΑ ΤΕΛΟΣ ΜΗΝΥΜΑΤΟΣ 3 ΤΕΛΟΣ 3ΗΣ ΑΠΟ 3 ΣΕΛΙ ΕΣ

56 ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ ΠΑΝΕΛΛΑ ΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ HMEΡΗΣΙΩΝ ΚΑΙ ΕΣΠΕΡΙΝΩΝ ΕΠΑΓΓΕΛΜΑΤΙΚΩΝ ΛΥΚΕΙΩΝ (ΟΜΑ Α A ) ΚΑΙ ΜΑΘΗΜΑΤΩΝ ΕΙ ΙΚΟΤΗΤΑΣ ΕΠΑΓΓΕΛΜΑΤΙΚΩΝ ΛΥΚΕΙΩΝ (ΟΜΑ Α Β ) ΠΕΜΠΤΗ 3 ΙΟΥΝΙΟΥ 2010 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΕΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙ ΩΝ: ΤΡΕΙΣ (3) ΘΕΜΑ Α. Α1.Να χαρακτηρίσετε τις προτάσεις που ακολουθούν, γράφοντας στο τετράδιό σας, δίπλα στο γράμμα που αντιστοιχεί σε κάθε πρόταση, τη λέξη Σωστό, αν η πρόταση είναι σωστή ή τη λέξη Λάθος, αν η πρόταση είναι λανθασμένη. α.στις οπτικές επικοινωνίες τα μηνύματα, που θέλουμε να στείλουμε, μετατρέπονται σε φως, το οποίο στη 2epal.kilkis.kil.sch.gr συνέχεια παγιδεύεται και μεταδίδεται σε ειδικό γυάλινο καλώδιο, που ονομάζεται οπτική ίνα. β.ένα ηλεκτρομαγνητικό κύμα συχνότητας f 1 =20 MHz ανακλάται ευκολότερα στην ιονόσφαιρα από ένα κύμα συχνότητας f 2 = 10 MHz. γ. Στη διαμόρφωση FM, η παραμόρφωση πλάτους του μεταδιδόμενου σήματος δεν είναι καταστροφική, γιατί η πληροφορία βρίσκεται στο πλάτος του φέροντος. δ. Η συχνότητα λειτουργίας ενός ταλαντωτή VCO ελέγχεται από ηλεκτρική τάση. ε. Γεωστατικοί δορυφόροι είναι οι δορυφόροι, των οποίων η κίνηση είναι σύγχρονη με την κίνηση της γης. Μονάδες 15 4 ΤΕΛΟΣ 1ΗΣ ΑΠΟ 3 ΣΕΛΙ ΕΣ

57 ΑΡΧΗ 2ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ Α2. Να γράψετε στο τετράδιό σας τους αριθμούς 1, 2, 3, 4, 5 από τη στήλη Α και δίπλα το γράμμα α, β, γ, δ, ε της στήλης Β που δίνει τη σωστή αντιστοίχιση. ΣΤΗΛΗ Α 1. είκτης διαμόρφωσης FM α. n= R 2. Ποσοστό διαμόρφωσης ΑΜ u β. l= 2f ΣΤΗΛΗ Β r R r + R α 3. Βαθμός απόδοσης κεραίας 4. Μήκος κεραίας Hertz 5. Μήκος κεραίας Marconi γ. m f = u δ. l= 4 f ε. m= Δf max F 2epal.kilkis.kil.sch.gr M0 Μονάδες 10 ΘΕΜΑ Β. Β1. Να περιγράψετε την πλήρως αμφίδρομη ζεύξη (FULL DUPLEX). εν απαιτείται σχήμα. Μονάδες 13 B2. Τι ονομάζουμε ευαισθησία ενός ραδιοφωνικού δέκτη και πώς αυτή εκφράζεται ποσοτικά; Μονάδες 12 ΘΕΜΑ Γ. Yπερετερόδυνος δέκτης, προορίζεται να λειτουργεί στη ζώνη από 88 MHz έως 108 MHz. Κάθε ανεξάρτητος δίαυλος έχει εύρος ζώνης 200 ΚHz και η ενδιάμεση συχνότητα, που έχει ο δέκτης είναι f I = 10,7 MHz. Να υπολογιστούν: Γ1. Η μέγιστη συχνότητα f Tmax και η ελάχιστη συχνότητα f Tmin του τοπικού ταλαντωτή. Μονάδες 12 S 0 5 ΤΕΛΟΣ 2ΗΣ ΑΠΟ 3 ΣΕΛΙ ΕΣ

58 ΑΡΧΗ 3ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ Γ2.Ο συντελεστής ποιότητας Q I του φίλτρου ενδιάμεσης συχνότητας. Μονάδες 13 ΘΕΜΑ. Φέρον σήμα, με πλάτος Μ 0 =100 V, εφαρμόζεται σε αντίσταση φόρτου R L = 50 Ω, διαμορφώνεται κατά πλάτος (ΑΜ) και εκπέμπεται. Η ισχύς της μιας πλευρικής του εκπεμπόμενου σήματος είναι Ρ 1 =12,5 W. Να υπολογιστούν: 1.Η ισχύς Ρ 0 του φέροντος σήματος Μονάδες 10 2.Η ωφέλιμη ισχύς Ρ ωφ του διαμορφωμένου κατά ΑΜ σήματος Μονάδες 7 3.Η ολική ισχύς Ρ ολ του εκπεμπόμενου σήματος. Μονάδες 8 Ο ΗΓΙΕΣ ΓΙΑ ΤΟΥΣ ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟΥΣ 1. Στο τετράδιο να γράψετε μόνον τα προκαταρκτικά (ημερομηνία, 2epal.kilkis.kil.sch.gr εξεταζόμενο μάθημα). Να μην αντιγράψετε τα θέματα στο τετράδιο. 2. Να γράψετε το ονοματεπώνυμό σας στο πάνω μέρος των φωτοαντιγράφων αμέσως μόλις σας παραδοθούν. εν επιτρέπεται να γράψετε καμιά άλλη σημείωση. Κατά την αποχώρησή σας να παραδώσετε μαζί με το τετράδιο και τα φωτοαντίγραφα. 3. Να απαντήσετε στο τετράδιό σας σε όλα τα θέματα. 4. Να γράψετε τις απαντήσεις σας μόνον με μπλε ή μόνον με μαύρο στυλό ανεξίτηλης μελάνης. 5. Κάθε απάντηση τεκμηριωμένη επιστημονικά είναι αποδεκτή. 6. Να μη χρησιμοποιήσετε το χαρτί μιλιμετρέ. 7. ιάρκεια εξέτασης: τρεις (3) ώρες μετά τη διανομή των φωτοαντιγράφων. 8. Χρόνος δυνατής αποχώρησης: π.μ. KΑΛΗ ΕΠΙΤΥΧΙΑ ΤΕΛΟΣ ΜΗΝΥΜΑΤΟΣ 6 ΤΕΛΟΣ 3ΗΣ ΑΠΟ 3 ΣΕΛΙ ΕΣ

59 ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ ΠΑΝΕΛΛΗΝΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ HMEΡΗΣΙΩΝ ΚΑΙ ΕΣΠΕΡΙΝΩΝ ΕΠΑΓΓΕΛΜΑΤΙΚΩΝ ΛΥΚΕΙΩΝ (ΟΜΑ Α A ) ΚΑΙ ΜΑΘΗΜΑΤΩΝ ΕΙ ΙΚΟΤΗΤΑΣ ΕΠΑΓΓΕΛΜΑΤΙΚΩΝ ΛΥΚΕΙΩΝ (ΟΜΑ Α Β ) ΣΑΒΒΑΤΟ 28 ΜΑΪΟΥ 2011 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΕΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙ ΩΝ: ΤΡΕΙΣ (3) ΘΕΜΑ Α Α1.Να χαρακτηρίσετε τις προτάσεις που ακολουθούν, γράφοντας στο τετράδιό σας, δίπλα στο γράμμα που αντιστοιχεί σε κάθε πρόταση, τη λέξη Σωστό, αν η πρόταση είναι σωστή ή τη λέξη Λάθος, αν η πρόταση είναι λανθασμένη. α. Ο όρος τηλεπικοινωνίες αναφέρεται στο σύνολο των μέσων και των απαραίτητων τεχνικών, για την ανταλλαγή πληροφοριών μεταξύ δύο ή περισσότερων 2epal.kilkis.kil.sch.gr ανταποκριτών σε οποιαδήποτε απόσταση με υψηλή πιστότητα και αξιοπιστία. β. Ένα σήμα ονομάζεται μη περιοδικό όταν επαναλαμβάνεται στο χρόνο. γ. ιαμορφωτής (modulator) είναι η διάταξη (το κύκλωμα) με την οποία υλοποιείται η διαδικασία μιας συγκεκριμένης διαμόρφωσης. δ. Η πιστότητα (fidelity) χαρακτηρίζει την ικανότητα του δέκτη να αποδίδει στην έξοδο το σήμα της πληροφορίας χωρίς παραμορφώσεις. ε. Οι ασύρματες συνδέσεις μεταξύ των κεραιών εκπομπής και των μακρινών κεραιών λήψης γίνονται με τη βοήθεια ομοαξονικών καλωδίων. Μονάδες 15 7 ΤΕΛΟΣ 1ΗΣ ΑΠΟ 3 ΣΕΛΙ ΕΣ

60 ΑΡΧΗ 2ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ Α2. Να γράψετε στο τετράδιό σας τους αριθμούς 1, 2, 3, 4, 5 από τη στήλη Α και δίπλα το γράμμα α, β, γ, δ, ε, στ της στήλης Β που δίνει τη σωστή αντιστοίχιση. ΣΤΗΛΗ Α ΣΤΗΛΗ Β 1. Κύματα εδάφους α. ιαμόρφωση PSK 2. Κύματα χώρου β. Κύματα επιφανείας 3. Ψηφιακή διαμόρφωση αναλογικού φέροντος 4. ιαμόρφωση πλάτους με φέρον 5. Παραγωγή του φέροντος σήματος πομπού γ. ιαμόρφωση FM δ. Ταλαντωτής ε. Ιονοσφαιρικά κύματα στ. ιαμόρφωση ΑΜ Μονάδες 10 ΘΕΜΑ 2epal.kilkis.kil.sch.gr Β Β1. Σε μια πλήρη ζεύξη μέσω δορυφόρου, ποια συχνότητα ονομάζεται ανερχόμενη και ποια κατερχόμενη; Μονάδες 15 B2. Να αναφέρετε, ονομαστικά, τα χαρακτηριστικά των κεραιών. Μονάδες 10 ΘΕΜΑ Γ Ραδιοφωνικός πομπός εκπέμπει σε συχνότητα f = 5 MHz. Αν στο κύκλωμα ταλάντωσης LC η τιμή του πηνίου είναι L = 1μΗ, να υπολογιστούν: Γ1. Η τιμή του πυκνωτή C. Μονάδες 10 Γ2. Η περίοδος Τ. Μονάδες 7 Γ3. Το μήκος λ του ηλεκτρομαγνητικού κύματος που εκπέμπεται από την κεραία του πομπού. Μονάδες 8 ίνεται: c = m/sec και π 2 =10. 8 ΤΕΛΟΣ 2ΗΣ ΑΠΟ 3 ΣΕΛΙ ΕΣ

61 ΘΕΜΑ Ένα σήμα της μορφής: ΑΡΧΗ 3ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ s(t) = 12 sin(2π 10 3 t) + 6 sin(2π t) διαμορφώνει κατά πλάτος ένα φέρον σήμα M(t), όπου: Μ(t) = 20 sin(2π 10 6 t) Να υπολογίσετε: 1. Το πλάτος και την ισχύ του φέροντος (M(t)) μετά τη διαμόρφωση, όταν εφαρμόζεται σε αντίσταση φορτίου R L = 100 Ω. Μονάδες Τα πλάτη και τις συχνότητες των φασματικών ακτίνων που προκύπτουν μετά τη διαμόρφωση. Ο ΗΓΙΕΣ ΓΙΑ ΤΟΥΣ ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟΥΣ Μονάδες 15 2epal.kilkis.kil.sch.gr 1. Στο τετράδιο να γράψετε μόνον τα προκαταρκτικά (ημερομηνία, εξεταζόμενο μάθημα). Να μην αντιγράψετε τα θέματα στο τετράδιο. 2. Να γράψετε το ονοματεπώνυμό σας στο πάνω μέρος των φωτοαντιγράφων αμέσως μόλις σας παραδοθούν. εν επιτρέπεται να γράψετε καμιά άλλη σημείωση. Κατά την αποχώρησή σας να παραδώσετε μαζί με το τετράδιο και τα φωτοαντίγραφα. 3. Να απαντήσετε στο τετράδιό σας σε όλα τα θέματα. 4. Να γράψετε τις απαντήσεις σας μόνον με μπλε ή μόνον με μαύρο στυλό ανεξίτηλης μελάνης. 5. Κάθε απάντηση τεκμηριωμένη επιστημονικά είναι αποδεκτή. 6. Να μη χρησιμοποιήσετε το χαρτί μιλιμετρέ. 7. ιάρκεια εξέτασης: τρεις (3) ώρες μετά τη διανομή των φωτοαντιγράφων. 8. Χρόνος δυνατής αποχώρησης: π.μ. KΑΛΗ ΕΠΙΤΥΧΙΑ ΤΕΛΟΣ ΜΗΝΥΜΑΤΟΣ 9 ΤΕΛΟΣ 3ΗΣ ΑΠΟ 3 ΣΕΛΙ ΕΣ

62 ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ ΠΑΝΕΛΛΗΝΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ HMEΡΗΣΙΩΝ ΚΑΙ ΕΣΠΕΡΙΝΩΝ ΕΠΑΓΓΕΛΜΑΤΙΚΩΝ ΛΥΚΕΙΩΝ (ΟΜΑ Α A ) ΚΑΙ ΜΑΘΗΜΑΤΩΝ ΕΙ ΙΚΟΤΗΤΑΣ ΕΠΑΓΓΕΛΜΑΤΙΚΩΝ ΛΥΚΕΙΩΝ (ΟΜΑ Α Β ) ΠΕΜΠΤΗ 7 ΙΟΥΝΙΟΥ 2012 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΕΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙ ΩΝ: ΤΡΕΙΣ (3) ΘΕΜΑ Α Α1.Να χαρακτηρίσετε τις προτάσεις που ακολουθούν, γράφοντας στο τετράδιό σας, δίπλα στο γράμμα που αντιστοιχεί σε κάθε πρόταση, τη λέξη Σωστό, αν η πρόταση είναι σωστή ή τη λέξη Λάθος, αν η πρόταση είναι λανθασμένη. α. Το ηλεκτρομαγνητικό κύμα είναι μια μορφή ενέργειας συνδυασμένου ηλεκτρικού και μαγνητικού πεδίου, που 2epal.kilkis.kil.sch.gr είναι κάθετα μεταξύ τους και κάθετα προς τη διεύθυνση διάδοσής τους. β. Περιοδικό μη ημιτονικό σήμα έχει φάσμα που αποτελείται από άπειρες συχνότητες, οι οποίες είναι ακέραια πολλαπλάσια της βασικής συχνότητας του σήματος. γ. Φίλτρο απόρριψης ζώνης είναι αυτό που αφήνει να διέλθει συγκεκριμένο μεσαίο τμήμα του φάσματος ενός σήματος. δ. Μία ραδιοζεύξη με ιονοσφαιρικό κύμα είναι αδύνατη για συχνότητες μεταξύ της ελάχιστης συχνότητας εκπομπής (LUF) και της μέγιστης συχνότητας εκπομπής (MUF). ε. Οι συντονισμένες κεραίες χωρίζονται σε συμμετρικές και ασύμμετρες. Μονάδες ΤΕΛΟΣ 1ΗΣ ΑΠΟ 3 ΣΕΛΙ ΕΣ

63 ΑΡΧΗ 2ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ Α2. Να γράψετε στο τετράδιό σας τους αριθμούς 1, 2, 3, 4, 5 από τη στήλη Α και δίπλα το γράμμα α, β, γ, δ, ε, στ της στήλης Β που δίνει τη σωστή αντιστοίχιση. ΣΤΗΛΗ Α 1. Ενδιάμεση συχνότητα του δέκτη 2. Συντελεστής ποιότητας φίλτρου RF σε απλό δέκτη α. R=R s log 2 K 2epal.kilkis.kil.sch.gr Μονάδες 10 ΘΕΜΑ Β ΤΕΛΟΣ 2ΗΣ ΑΠΟ 3 ΣΕΛΙ ΕΣ ΣΤΗΛΗ Β β. D=4120 ( h 1 + h2 ) 3. Πυκνότητα ισχύος γ. D= log 2 K 4. Ρυθμός μετάδοσης (bit rate) δ. f I =f T -f ο 5. Ραδιοηλεκτρικός ορίζοντας κύματος ε. ρ=ε Η στ. f Q RF = ο BW Β1. Να αναφέρετε, ονομαστικά, τα τέσσερα (4) βασικά λειτουργικά χαρακτηριστικά ενός αρμονικού ταλαντωτή. Μονάδες 12 B2. Σε τι διαφέρει το πεδίο επαγωγής από το πεδίο ακτινοβολίας μιας κεραίας; Μονάδες 13 ΘΕΜΑ Γ Ένα σήμα της μορφής s(t)=5sin(2π 10 3 t) διαμορφώνει κατά πλάτος (ΑΜ) φέρον της μορφής M(t)= 20sin(2π 10 6 t). Γ1. Να υπολογίσετε το ποσοστό διαμόρφωσης m. Μονάδες 10 Γ2. Αν η ολική ισχύς διαμορφωμένου κατά πλάτος σήματος (AM) είναι 200W και η αποτελεσματικότητα της διαμόρφωσης (D) είναι 0,3, να υπολογίσετε την ωφέλιμη ισχύ του. Μονάδες 10 11

64 ΑΡΧΗ 3ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ Γ3. Η ολική ισχύς διαμορφωμένου με SSBSC φέροντος είναι 300W. Να υπολογίσετε την ωφέλιμη ισχύ του. Μονάδες 5 ΘΕΜΑ Ένα σήμα της μορφής s(t)=4sin(2π t) διαμορφώνει κατά συχνότητα (FM) φέρον ημιτονικής μορφής. Ο διαμορφωτής παρουσιάζει κλίση k=10 khz/v. Να υπολογίσετε: 1. Το δείκτη διαμόρφωσης m f. Μονάδες Το συνολικό εύρος της φασματικής ζώνης Β μετά τη διαμόρφωση FM. Μονάδες 13 Ο ΗΓΙΕΣ ΓΙΑ ΤΟΥΣ ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟΥΣ 1. 2epal.kilkis.kil.sch.gr Στο τετράδιο να γράψετε μόνον τα προκαταρκτικά (ημερομηνία, εξεταζόμενο μάθημα). Να μην αντιγράψετε τα θέματα στο τετράδιο. 2. Να γράψετε το ονοματεπώνυμό σας στο πάνω μέρος των φωτοαντιγράφων αμέσως μόλις σας παραδοθούν. εν επιτρέπεται να γράψετε καμιά άλλη σημείωση. Κατά την αποχώρησή σας να παραδώσετε μαζί με το τετράδιο και τα φωτοαντίγραφα. 3. Να απαντήσετε στο τετράδιό σας σε όλα τα θέματα. 4. Να γράψετε τις απαντήσεις σας μόνον με μπλε ή μόνον με μαύρο στυλό ανεξίτηλης μελάνης. 5. Κάθε απάντηση τεκμηριωμένη επιστημονικά είναι αποδεκτή. 6. Να μη χρησιμοποιήσετε το χαρτί μιλιμετρέ. 7. ιάρκεια εξέτασης: τρεις (3) ώρες μετά τη διανομή των φωτοαντιγράφων. 8. Χρόνος δυνατής αποχώρησης: π.μ. KΑΛΗ ΕΠΙΤΥΧΙΑ ΤΕΛΟΣ ΜΗΝΥΜΑΤΟΣ 12 ΤΕΛΟΣ 3ΗΣ ΑΠΟ 3 ΣΕΛΙ ΕΣ

65 ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ ΠΑΝΕΛΛΗΝΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ ΚΑΙ ΕΣΠΕΡΙΝΩΝ ΕΠΑΓΓΕΛΜΑΤΙΚΩΝ ΛΥΚΕΙΩΝ (ΟΜΑ Α A ) ΚΑΙ ΜΑΘΗΜΑΤΩΝ ΕΙ ΙΚΟΤΗΤΑΣ ΕΠΑΓΓΕΛΜΑΤΙΚΩΝ ΛΥΚΕΙΩΝ (ΟΜΑ Α Β ) ΤΕΤΑΡΤΗ 5 ΙΟΥΝΙΟΥ 2013 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΕΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙ ΩΝ: ΤΕΣΣΕΡΙΣ (4) ΘΕΜΑ Α Α1. Να χαρακτηρίσετε τις προτάσεις που ακολουθούν, γράφοντας στο τετράδιό σας, δίπλα στο γράμμα που αντιστοιχεί σε κάθε πρόταση, τη λέξη Σωστό, αν η πρόταση είναι σωστή ή τη λέξη Λάθος, αν η πρόταση είναι λανθασμένη. α. Στη διαμόρφωση διπλής ζώνης χωρίς φέρον (DSBsc) όλη η ισχύς του σήματος είναι ωφέλιμη. 2epal.kilkis.kil.sch.gr β. Τα βραχέα κύματα χρησιμοποιούνται για ραδιοεπικοινωνία σε μακρινές αποστάσεις. γ. Η ζώνη των υπερβραχέων κυμάτων (VHF) χρησιμοποιείται από τη ραδιοφωνία ΑΜ. δ. Η ιδιοσυχνότητα f 0 μιας κεραίας Μαρκόνι μήκους l u υπολογίζεται από τη σχέση f 0 =. 2 l ε. Η επιλεκτικότητα (selectivity) χαρακτηρίζει την ιδιότητα του δέκτη, αφού συντονιστεί, να επιλέγει, να ενισχύει και να αποδιαμορφώνει το επιθυμητό φέρον και να μην επηρεάζεται από άλλες εκπομπές. Μονάδες ΤΕΛΟΣ 1ΗΣ ΑΠΟ 4 ΣΕΛΙ ΕΣ

66 ΑΡΧΗ 2ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ Α2. Να γράψετε στο τετράδιό σας τους αριθμούς 1, 2, 3, 4, 5 από τη στήλη Α και δίπλα ένα από τα γράμματα α, β, γ, δ, ε, στ της στήλης Β, που δίνει τη σωστή αντιστοίχιση. ΣΤΗΛΗ Α 1. ιαμόρφωση απλής ζώνης χωρίς φέρον 2. Μετατροπέας χαμηλού θορύβου ΣΤΗΛΗ Β 2epal.kilkis.kil.sch.gr ΘΕΜΑ Β α. β. ρ=p ε /4πR 2 G=D n 3. Ισχύς ανά μονάδα επιφανείας γ. IDU 4. Κέρδος κεραίας δ. FSK 5. Ψηφιακή διαμόρφωση συχνότητας ε. LNB στ. SSBsc Μονάδες 10 Β1. Να εξηγήσετε για ποιο λόγο χρησιμοποιούνται τα φίλτρα και να αναφέρετε, ονομαστικά, τα τέσσερα (4) είδη, στα οποία διακρίνονται. B2. Να δώσετε τον ορισμό του «μήκους κύματος». B3. Ποια διαδικασία ονομάζεται «αποδιαμόρφωση»; Μονάδες 10 Μονάδες 8 Μονάδες 7 14 ΤΕΛΟΣ 2ΗΣ ΑΠΟ 4 ΣΕΛΙ ΕΣ

67 ΑΡΧΗ 3ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ ΘΕΜΑ Γ Η χαρακτηριστική καμπύλη ενός φίλτρου φαίνεται στο παρακάτω σχήμα: G(f) ( Ρ 0) Ρ Hz 300Hz 2epal.kilkis.kil.sch.gr Γ1. Να αναγνωρίσετε το είδος του φίλτρου. Μονάδες 5 Γ2. Ποιες είναι οι συχνότητες αποκοπής του φίλτρου; Μονάδες 8 Γ3. Να υπολογίσετε το εύρος ζώνης του φίλτρου. Μονάδες 12 ΘΕΜΑ Σ ένα συνθέτη συχνοτήτων, ο οποίος υλοποιείται με κύκλωμα κλειδώματος φάσης (PLL), το βήμα σύνθεσης (f αν ) είναι 100 KHz και ο διαιρέτης έχει τιμή Ν=1107. Να υπολογίσετε: 1. Τη συχνότητα f VCO του σήματος, στην έξοδο του ταλαντωτή VCO. Μονάδες 5 ΤΕΛΟΣ 3ΗΣ ΑΠΟ 4 ΣΕΛΙ ΕΣ f(hz) 15

68 ΑΡΧΗ 4ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ 2. Ο παραπάνω συνθέτης συχνοτήτων, λειτουργεί ως τοπικός ταλαντωτής σε ραδιοφωνικό δέκτη FM, δηλαδή f T =f VCO. Ποια είναι η κεντρική συχνότητα f 0, που λαμβάνει ο δέκτης, όταν η ενδιάμεση συχνότητα f I είναι 10,7 MHz; 3. Τη συχνότητα «είδωλο» f 0. Μονάδες 8 Μονάδες 6 4. Το συντελεστή ποιότητας Q I του φίλτρου ενδιάμεσης συχνότητας, αν το εύρος ζώνης είναι 214 KHz. Μονάδες 6 Ο ΗΓΙΕΣ ΓΙΑ ΤΟΥΣ ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟΥΣ 1. Στο τετράδιο να γράψετε μόνον τα προκαταρκτικά (ημερομηνία, εξεταζόμενο μάθημα). Να μην αντιγράψετε τα θέματα στο 2epal.kilkis.kil.sch.gr τετράδιο. 2. Να γράψετε το ονοματεπώνυμό σας στο πάνω μέρος των φωτοαντιγράφων αμέσως μόλις σας παραδοθούν. εν επιτρέπεται να γράψετε καμιά άλλη σημείωση. Κατά την αποχώρησή σας να παραδώσετε μαζί με το τετράδιο και τα φωτοαντίγραφα. 3. Να απαντήσετε στο τετράδιό σας σε όλα τα θέματα. 4. Να γράψετε τις απαντήσεις σας μόνον με μπλε ή μόνον με μαύρο στυλό ανεξίτηλης μελάνης. 5. Κάθε απάντηση τεκμηριωμένη επιστημονικά είναι αποδεκτή. 6. ιάρκεια εξέτασης: τρεις (3) ώρες μετά τη διανομή των φωτοαντιγράφων. 7. Χρόνος δυνατής αποχώρησης: π.μ. ΚΑΛΗ ΕΠΙΤΥΧΙΑ ΤΕΛΟΣ ΜΗΝΥΜΑΤΟΣ 16 ΤΕΛΟΣ 4ΗΣ ΑΠΟ 4 ΣΕΛΙ ΕΣ

69 Αξιολόγηση ενδοσχολικά Άρθρο 13 Τρόπος εξέτασης των διαφόρων µαθηµάτων Ι. Μαθήµατα Επαγγελµατικής Εκπαίδευσης (Τοµέων και Ειδικοτήτων) 5. Στα µαθήµατα θεωρητικού περιεχοµένου και στο θεωρητικό µέρος των µικτών µαθηµάτων οι ερωτήσεις ταξινοµούνται σε δύο κατηγορίες. Η πρώτη κατηγορία περιλαµβάνει ερωτήσεις (όχι λιγότερες από δύο) που µπορούν να αναλύονται σε υποερωτήµατα µε σκοπό τον έλεγχο της κατανόησης της διδαχθείσας ύλης και η δεύτερη κατηγορία µπορεί να περιλαµβάνει (όχι λιγότερες από δύο) ασκήσεις εφαρµογών ή και προβλήµατα. Σε περίπτωση που λόγω της φύσης του µαθήµατος δεν είναι εφικτό να δοθούν ασκήσεις ή προβλήµατα, οι µαθητές θα εξετάζονται στη δεύτερη κατηγορία σε (όχι λιγότερες από δύο )ερωτήσεις που θα ελέγχουν την κριτική τους σκέψη και την ικανότητα εφαρµογής της αποκτηθείσας γνώσης. Η βαθµολογία κατανέµεται κατά 50% στην πρώτη κατηγορία και 50% στη δεύτερη. Πανελλαδικές εξετάσεις Αρ. Φύλλου Μαρτίου 2009 Άρθρο 5 Τρόπος εξέτασης µαθηµάτων 1. Τα θέµατα των πανελλαδικών εξετάσεων λαµβάνονται από την ύλη που ορίζεται ως εξεταστέα για κάθε µάθηµα κατά το έτος που γίνονται οι εξετάσεις. Οι ερωτήσεις είναι ανάλογες µε εκείνες που υπάρχουν στα σχολικά εγχειρίδια και στις οδηγίες του Π.Ι, διατρέχουν όσο το δυνατόν µεγαλύτερη έκταση της εξεταστέας ύλης, ελέγχουν ευρύ φάσµα διδακτικών στόχων και είναι κλιµακούµενου βαθµού δυσκολίας. Οι µαθητές απαντούν υποχρεωτικά σε όλα τα θέµατα. 2. Σε περίπτωση που ένα θέµα αναλύεται σε υποερωτήµατα, η βαθµολογία που προβλέπεται για αυτό κατανέµεται ισότιµα στις επιµέρους ερωτήσεις, εκτός αν κατά την ανακοίνωση των θεµάτων καθορίζεται διαφορετικός βαθµός για κάθε µια από αυτές. Ο τρόπος εξέτασης των µαθηµάτων έχει ως εξής: Γ ΕΝΟΤΗΤΑ: ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΕΙ ΙΚΟΤΗΤΑΣ 5) Κατά την εξέταση των µαθηµάτων: ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΕΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΨΗΦΙΑΚΩΝ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ίνονται στους υποψήφιους τέσσερα (4) θέµατα που έχουν την παρακάτω µορφή: α) Το πρώτο θέµα αποτελείται από ερωτήσεις, µε τις οποίες ελέγχεται η γνώση της θεωρίας σε όσο το δυνατόν ευρύτερη έκταση της εξεταστέας ύλης. β) Το δεύτερο θέµα αποτελείται από ερωτήσεις, µε τις οποίες ελέγχεται η κατανόηση της θεωρίας και η κριτική ικανότητα των υποψηφίων γ) Το τρίτο θέµα αποτελείται από µία άσκηση εφαρµογής της θεωρίας, η οποία απαιτεί ικανότητα συνδυασµού και σύνθεσης εννοιών, θεωριών, τύπων, νόµων και αρχών. Η άσκηση µπορεί να αναλύεται σε επιµέρους ερωτήµατα. δ) το τέταρτο θέµα αποτελείται από ένα πρόβληµα ή µια άσκηση, που απαιτούν ικανότητα συνδυασµού και σύνθεσης γνώσεων, αλλά και την ανάπτυξη στρατηγικής για τη διαδικασία επίλυσής του. Το πρόβληµα αυτό ή η άσκηση µπορεί να αναλύονται σε επιµέρους ερωτήµατα. Η βαθµολογία για καθένα από τα ανωτέρω µαθήµατα κατανέµεται ισότιµα στα τέσσερα ζητήµατα. Ειδικότερα,η βαθµολογία κάθε θέµατος κατανέµεται στα επιµέρους ερωτήµατα από την Κεντρική Επιτροπή και γνωστοποιείται στους υποψηφίους µε τη διανοµή των θεµάτων 2

70 3

71 ΤΥΠΟΓΡΑΦΙΚΑ ΛΑΘΗ ΣΤΟ ΒΙΒΛΙΟ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΕΚΠΟΜΠΗΣ ΚΑΙ ΛΗΨΗΣ Σελίδα Σωστό Παρατηρήσεις ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 91 Bandwidth όχι : Bandwith 104 Σχ β το σήµα s(t) δεν είναι ηµιτονικό και το E(t) είναι λάθος 106 συχνότητες Εφαρµογή sin(2π10 3 t) εφαρµογή 2 το στην δεύτερη φασµατική ακτίνα 8-sin(2π10 3 t) είναι λάθος 107 Αλλαγή θέσης στο Α µε το -Β Σχ D= m 2 /(m 2 +2) τύπος (17) 108 Μo=(A+B)/2 Εφαρµογή So=(A-B)/2 Εφαρµογή P ολ=(μ ο 2 /2R L).( 1+ m 2 / 2) Με R L =50Ω Εφαρµογή 5 ζητείται η ολική ισχύς χωρίς να υπολογίζεται 111 Μ ο+s o= Μ ο (1+m)>2S ο στον δεύτερο τύπο Μ ο+s o= η ανισότητα πρέπει να δείχνει αντίθετα γιατί όπως εξάγεται από τη σχέση 13 σελ 104 S o<m o=> S o+ S o <M o+ S o=>2 S o<m o+ S o 111 Pωφ=So 2 /4R L 1 η παράγραφος 112 2*119=238 αντί 2*104=208 Εφαρµογή 7 :Λύση 112 f(t)=f o + k.s o.sin(ωt) Τελευταία σειρά Σχέση (23) 114 m f και όχι m Στον πίνακα της σελίδας η πρώτη στήλη είναι m f και όχι m (Το ίδιο ισχύει και για το σχήµα όπου m=0,.. m=1..κλπ 115 2F(m f+1) τύπος (26) 116 N=2(m f+1)=14 Εφαρµογή 9 14 αντί για αντί για R L =50Ω Άσκηση 14 εν δίνεται η τιµή της αντίστασης ΚΕΦΑΛΑΙΟ (παράδειγµα, την f 1) και λαµβάνουν στην άλλη συχνότητα (f 2) Αντίθετα ο αναµεταδότης έχει συχνότητα λήψης την (f 1) και συχνότητα εκποµπής την (f 2). 4 Τελευταίες δυο σειρές της σελίδας