Αρχές επικοινωνίας με ήχο και εικόνα Συστήματα επικοινωνίας με ήχο και εικόνα Παραδείγματα: 1. Τηλέγραφος 2. Τηλέφωνο 3. Τηλεόραση 4. Ραδιόφωνο 5. Cd/dvd-player 1
Αρχές επικοινωνίας με ήχο και εικόνα Μετατροπή ενέργειας ηχανική ενέργεια ηχητικά κύματα) Ηλεκτρική ενέργεια Δίαυλος Μετάδοσης Ηλεκτρική ενέργεια Καλώδιο (ηλεκτρική ενέργεια) Ατμόσφαιρα (ηλεκτρομαγνητικά κύματα) Οπτικές ίνες (ενέργεια φωτός) Μηχανική ενέργεια (ηχητικά κύματα) 2
Αρχές επικοινωνίας με ήχο και εικόνα (Κεφάλαιο 16) Ηλεκτρισμός και μαγνητισμός Ηλεκτρισμός = ροή ελεύθερων ηλεκτρονίων Χάλκινα καλώδια (αγώγιμο υλικό) Ηλεκτρικό κύκλωμα (π.χ. μπαταρία-σύρμα-λαμπάκι-διακόπτης) 3
Μαγνητικό πεδίο Δημιουργείται από φυσικό μαγνήτη. Ηλεκτρομαγνητικό πεδίο Δημιουργείται από αγωγό ο οποίος διαρρέεται από ρεύμα. ηλεκτρομαγνήτης Παράγεται ΑΣΘΕΝΕΣ μαγνητικό πεδίο κάθετο στον αγωγό Παράγεται ΙΣΧΥΡΟ μαγνητικό πεδίο 4
Ηλεκτρομαγνητικό πεδίο Όσο ο διακόπτης είναι κλειστός, το κύκλωμα διαρέεται από ρεύμα και δημιουργεί ηλεκτρομαγνητικό πεδίο, όπως φαίνεται από την κίνηση της πυξίδας. 5
Ηλεκτρικό ρεύμα Δημιουργείται από διαφορά τάσης, η οποία μπορεί να προκληθεί από συσσωρευτή, παροχή ΔΕΗ κ.λ.π. Ρεύμα εξ επαγωγής Δημιουργείται από α) αγωγό ο οποίος κινείται μέσα σε μαγνητικό πεδίο β) μαγνήτη που κινείται σε σχέση με ένα αγωγό Ο αγωγός κινείται Ο περιελιγμένος αγωγός περιστρέφεται ΜΑΓΝΗΤΗΣ Προκαλείται συνεχές ρεύμα στον αγωγό ΜΑΓΝΗΤΗΣ Προκαλείται εναλλασσόμενο ρεύμα στον αγωγό 6
Ηλεκτρομαγνητικό πεδίο Δημιουργείται από αγωγό ο οποίος διαρρέεται από ΣΥΝΕΧΕΣ ρεύμα. Ηλεκτρομαγνητικά κύματα Δημιουργούνται από αγωγό ο οποίος διαρρέεται από ΕΝΑΛΛΑΣΣΟΜΕΝΟ ρεύμα. Παράγονται ηλεκτρομαγνητικά κύματα Όταν η εναλλαγή της φοράς του ρεύματος είναι πολύ γρήγορη, τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα που προκύπτουν είναι πολύ ισχυρά, και κατά συνέπεια μπορούν να διασχίσουν μεγάλες αποστάσεις στην ατμόσφαιρα. 7
Μεγέθη που περιγράφουν ένα κύμα 1. Πλάτος (μέγιστη τιμή του σήματος) 2. Μήκος (χρόνος μεταξύ 2 κυμάτων) 3. Συχνότητα (πλήθος κύκλων σε 1 sec - Hz) 8
Ραδιοκύματα Ονομάζονται τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα που χρησιμοποιούνται για την εκπομπή (μετάδοση). Τα ραδιοκύματα ΑΝ ΔΕΝ ΥΠΟΣΤΟΥΝ επέμβαση, έχουν α) σταθερό πλάτος β) σταθερή συχνότητα Δεν φέρουν καμία πληροφορία για αυτό ακούγονται σαν θόρυβος. Τότε πώς χρησιμοποιούνται στη μετάδοση; 9
ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΗ (Modulation) Τα ραδιοκύματα ΣΥΝΔΥΑΖΟΝΤΑΙ με σήματα που φέρουν πληροφορία (ηχητικά, οπτικά κ.α.), με σκοπό να τα μεταφέρουν σε μεγάλες αποστάσεις μέσω της ατμόσφαιρας. (φέροντα σήματα) ΤΥΠΟΙ ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΗΣ Διαμόρφωση πλάτους (Amplitude Modulation) Διαμόρφωση συχνότητας (Frequency Modulation) Το ραδιόφωνο συλλαμβάνει ΑΜ και FM. Η τηλεόραση χρησιμοποιεί: α) ΑΜ για το οπτικό σήμα και β) FM για το ηχητικό σήμα. 10
ΔΙΑΥΛΟΙ ΜΕΤΑΔΟΣΗΣ Ατμοσφαιρικοί: Χρησιμοποιούνται ηλεκτρομαγνητικά κύματα για τη μετάδοση μέσω ατμόσφαιρας (π.χ. ραδιόφωνο, τηλεόραση, κυψελοειδής τηλεφωνία) Φυσικής Μετάδοσης: Η πληροφορία μεταδίδεται με τη μορφή ηλεκτρικού ρεύματος μέσω συρμάτων (π.χ. σταθερή τηλεφωνία σε μικρές αποστάσεις) 11
Μετάδοση ραδιοφωνικού σήματος Φωνή-τραγούδι (ήχος) (μέσω μικροφώνου) Εναλλασσόμενο ηλεκτρικό σήμα (στην κεραία εκπομπής) Ηλεκτρομαγνητικά κύματα (ατμόσφαιρα) (στην κεραία λήψης) Ηλεκτρικό ρεύμα εξ επαγωγής (μέσω ηχείου) Φωνή-τραγούδι (ήχος) 12
Πώς μεταδίδεται ο ήχος; Οτιδήποτε πάλλεται, «σπρώχνει» τα μόρια του αέρα που εφάπτονται στο παλλόμενο αντικείμενο και αυτά με τη σειρά τους σπρώχνουν τα γειτονικά σε αυτά μόρια. http://entertainment.howstuffworks.com/hearing1.htm 13
Πώς λειτουργεί η ακοή; http://entertainment.howstuffworks.com/hearing4.htm Συλλέγει & κατευθύνει τα ηχητικά σήματα Αισθάνεται την πίεση του αέρα Μετατρέπει τον ήχο σε ηλεκτρ. σήματα Κάποια θηλαστικά έχουν «κινούμενα» αυτιά για καλύτερη εστίαση 14
Πώς λειτουργεί ο τηλέγραφος; Ρυθμικό πάτημα κουμπιού (άνοιγμα / κλείσιμο διακόπτη) Δημιουργία ηλεκτρικών παλμών Μετάδοση μέσω των συρμάτων του τηλέγραφου Μετατροπή σε τελείες και παύλες πάνω σε ταινία http://www.wrvmuseum.org/morsecode/morsecodehistory.htm 15
Ραδιοκύματα Είναι τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα που αναλαμβάνουν να μεταφέρουν κάποια πληροφορία. Χρήσεις: Ασύρματα τηλέφωνα Κινητά τηλέφωνα Γκαραζόπορτες Ασύρματα δίκτυα Η/Υ Τηλεκατευθυνόμενα παιχνίδια Γκαραζόπορτες GPS Τηλεοπτική μετάδοση Ραδιοφωνική μετάδοση Ραντάρ Φούρνοι μικροκυμάτων 16
δέκτης Εκπομπή & Λήψη πομπός Κάθε πομπός παράγει ένα ημιτονοειδές κύμα συγκεκριμένης συχνότητας. 17
Διαμόρφωση (Modulation) Το ημιτονοειδές κύμα δεν περιέχει πληροφορία (θόρυβος). Ρόλος του είναι να «κουβαλήσει» το σήμα της πληροφορίας. Ο συνδυασμός των δύο σημάτων λέγεται διαμόρφωση. 18