IZPITNA VPRAŠANJA PRI PREDMETU PRENOSNA ELEKTRONIKA Uredil in popravil: Peter D.
MIKROFONI: 1) Frekvenčni obseg zvočnih signalov - kaj je to ton, zven, šum. Ton je zvočni pojav čiste sinusne oblike. V naravi je čistih tonov zelo malo. Zven je pojav, ki vsebuje poleg osnovnega tona še višje harmonske komponente. Primerov zvena imamo v naravi nešteto. Šum je zvočni pojav, pri katerem je število delnih tonov zelo veliko, tako da posameznih komponent ne moremo izločiti. Šum pri katerem je akustična energija enakomerno razporejena po celotnem frekvenčnem območju, imenujemo beli šum. Slišimo ga pri ojačevalnikih z velikim ojačanjem, kadar na vhodu ni signala. 2) Posebnosti človeškega slušnega organa. Uho je sestavljeno iz zunanjega, srednjega in notranjega ušesa. Zunanje uho sestavljajo uhelj, slušni kanal in bobnič. Resonančna frekvenca tega dela je okrog 3 khz in tam je uho najbolj občutljivo za zvok. Srednje uho tvorijo slušne koščice, kladivce, nakova1ce in stremence. Skozi evstahijevo cev se izenačuje pritisk, kar zaščiti bobnič pred preobremenitvijo. Slušne koščice tvorijo sistem vzvodov, da dosežemo pravilen prenos iz zunanjega ušesa na notranje. Notranje uho ali labirint tvorijo trije deli: polkrožni kanali, preddverje in polž. 3) Pretvorniki zvočnih signalov in mehanskih nihanj v električna nihanja. Mikrofoni: pretvarjajo zvočna nihanja v mehanska in zatem mehanska nihanja v električna. Gramofonske glave: pretvarjajo mehanska nihanja igle v nihanje izhodne napetosti in obratno. Stran 1
4) Definicije osnovnih parametrov mikrofonov. Občutljivost mikrofona je podana z napetostjo, ki jo dobimo na izhodu mikrofona pri določenem zračnem tlaku (podajamo jo V/Pa ali decibelih). Frekvenčna karakteristika je odvisnost občutljivosti mikrofona od frekvence. Za kvalitetno snemanje (govora, glasbe) je to zelo važen podatek. Smerna karakteristika je odvisnost občutljivosti mikrofona od smeri, iz katere prihaja zvočno valovanje, ki vpada pravokotno na membrano. Dinamika mikrofona je razmerje med najmočnejšim in najšibkejšim zvokom, ki ga lahko mikrofon prenaša brez popačenj. Kvalitetni mikrofoni zaznavajo zvočne pojave 20 db nad slišno mejo. Notranja upornost je podatek, ki nam pove ali je potrebno prilagoditi mikrofon na ojačevalnik s pomočjo impedančnega transformatorja. 5) Najvažnejši tehnični podatki mikrofonov. Občutljivost, frekvenčna karakteristika, smerna karakteristika (usmerjenost), dinamika, notranja upornost. 6) Smerna karakteristika mikrofona. Je odvisnost občutljivosti mikrofona na smer, iz katere prihaja zvočno valovanje. Občutljivost mikrofona je največja za zvočno valovanje, ki vpada pravokotno na membrano. 7) Kako deluje in kje se uporablja ogleni mikrofon. Kontakt iz trdega oglja spreminja svojo upornost sorazmerno s pritiskom, ki nanj deluje. Med dvema oglenima ploščama je vrsta oglenih zrnc, ki med govorom zaradi nihanja spreminjajo kontaktno upornost. Uporabljajo se v glavnem samo še v telefoniji (velika popačenja). 8) Opiši lastnosti, ter kako deluje piezoelektrični mikrofon. Poglej vprašanje 14! Stran 2
9) Opiši lastnosti, ter kako deluje kondenzatorski mikrofon. Kondenzatorski mikrofon je v bistvu kondenzator z eno gibljivo ploščo, ki niha v odvisnosti od zvočnega pritiska. S tem se spreminja njegova kapacitivnost in naboj na ploščah. Zaradi tega se spreminja tok skozi upor. Tako na uporu dobimo izmenično napetost. Dobre lastnosti: široko frekvenčno območje, majhna frekvenčna popačenja, veliko izkrmiljenje, različne frekvenčne karakteristike. Slabe lastnosti: potrebuje enosmerni napetostni vir, predojačevalnik, prilagoditveni transformator 10) Kako deluje in kje se uporablja kondenzatorski mikrofon. Kondenzatorski mikrofon je v bistvu kondenzator z eno gibljivo ploščo, ki niha v odvisnosti od zvočnega pritiska. S tem se spreminja njegova kapacitivnost in naboj na ploščah. Zaradi tega se spreminja tok skozi upor. Tako na uporu dobimo izmenično napetost. Uporablja se za višje frekvence. 11) Opiši lastnosti in kako deluje elektromagnetni mikrofon. Deluje na principu spreminjanja zračne reže in s tem fluksa skozi nepremično navitje. Med poloma trajnega magneta se giblje kotva, ki je togo povezana z membrano, kar povzroča v navitju inducirano napetost. Podoben je elektromagnetnemu zvočniku. Dobre lastnosti: nizka Rn, velika občutljivost, nizka cena, mehanska in električna stabilnost. Slabe lastnosti: ne spada med kvalitetne mikrofone - slab frekvenčni potek; potrebuje prilagoditveni transformator. 12) Opiši lastnosti in kako deluje elektrodinamični mikrofon tuljavični: Spada med zelo kvalitetne mikrofone (studijski). Po konstrukciji je podoben elektrodinamičnemu zvočniku. Tuljavica se z membrano giblje v magnetnem polju, kar povzroča v njej inducirano napetost. Dobre lastnosti: nizka Rn (nekaj ohmov), široko frekvenčno območje (40Hz-15kHz), majhna nelinearna popačenja, skoraj nič šuma Slabe lastnosti: majhna občutljivost, prilagoditveni transformator, visoka cena Stran 3
13) Opiši lastnosti in kako deluje elektrodinamični mikrofon - tračni. Med poloma trajnega magneta se giblje aluminijasti trak (debeline 2-5 μm, širine 2-3 mm, dolžine 5-6 cm). Mikrofon izdelamo lahko tudi tako, da nanj deluje zvočni tlak le z ene strani. Običajno zapremo prostor na drugi strani z absorpcijskim materialom, da dobimo dovolj veliko dušenje. Včasih prostor za mikrofon oblikujemo v cev, ki ima odprtino. S spreminjanjem odprtine lahko dosežemo, da deluje mikrofon kot usmerjeni (gradientni). Dobre lastnosti: nizka Rn, široko frekvenčno območje (40Hz-15kHz), majhna nelinearna popačenja, skoraj nič šuma Slabe lastnosti: majhna občutljivost (na izhodu transformatorja ca 0,3 mv/μb), prilagoditveni transformator, visoka cena 14) Opiši lastnosti in kako deluje kristalni mikrofon. Deluje na osnovi piezoelektričnega efekta. Če deluje na kristal zvočni pritisk, se pojavi na dveh vzporednih površinah spremenljiv naboj (napetost). Vsebuje 2 kristala površine 1 cm 2, ki sta zlepljena in s tem tvorita kristalni element. Dobre lastnosti: ne potrebujejo prilagoditvenega transformatorja, dokaj široko frekvenčno območje (30 12000 Hz), nimajo šuma, frekvenčna popačenje so majhna, majhne dimenzije in nizka cena. Slabe lastnosti: omejena izkrmiljenost, odvisnost od vlage in temperature. Stran 4
ZVOČNIKI: 15) Pretvorba električnega signala v zvok. Električne signale pretvarjamo v zvok s pomočjo zvočnikov in slušalk. 16) Osnovni parametri zvočnikov. Reprodukcija je razmerje med tlakom v osi zvočnika in napetostjo na zvočnikovi tuljavici, pri določeni oddaljenosti od zvočnika (podajamo jo v µb/v ali v db). Meritve izvajamo v gluhi sobi. Frekvenčna karakteristika je odvisnost reprodukcije od frekvence. Podaja spremembo zvočnega tlaka v odvisnosti od frekvence. Usmerjenost je razmerje zvočnega tlaka v neki točki prostora na smer, ki jo na osi zvočnika določa kot α. Izkoristek zvočnika je razmerje med oddano akustično in sprejeto električno energijo. Impedanca zvočnika je odvisna od njegove konstrukcije. Potrebna je za zaradi prilagoditve zvočnika. Popačenje narašča z naraščanjem akustične moči. Nazivna moč je tista moč, ki jo lahko trajno dovajamo zvočniku, ne da bi ga pokvarili. Pri tej moči so popačenja občutna. 17) Zakaj vgrajujemo zvočnike v zvočno omarico (katere lastnosti lahko na ta način izboljšamo). Zvočnike vgrajujemo v omarice z namenom doseganja različnih zvočnih efektov. Zaprto ali kompresijsko ohišje: Zrak v takem ohišju deluje kot vzmet. Ta vzmet povzroča frekvence z visoko resonanco. Da se temu izognemo uporabljamo basovske membrane z veliko maso. Zmanjšujejo občutljivost. Basrefleks ohišje: Zmanjša oscilacije, večja občutljivost, bolj poudarjene nizke frekvence, vendar večja strmina (24dB na oktavo). Push-pull ohišje: Protifazna priključitev dveh zvočnikov, ki sta obrnjena eden proti drugemu. Občutek je, kot da deluje ena večja enota, kar zagotavlja večji izkoristek in čistejši bas. Dobi se efekt dvojnega volumna. Cuplet cavity: Povezava dveh votlin omogoča globljo reprodukcijo nizkih frekvenc. Dosežemo povišanje občutljivosti,boljši izkoristek in zelo natančno reprodukcijo. Subwoofer: Združuje lastnosti prejšnjih dveh. 18) Tehnični podatki zvočnikov. Reprodukcija, frekvenčna karakteristika, usmerjenost, izkoristek, impedanca, popačenje, nazivna moč. Stran 5
19) Opiši lastnosti in kako deluje elektrodinamični zvočnik. Deluje po istem principu kot elektrodinamični mikrofon, seveda s to razliko, da pretvarjamo električno nihanje toka v tuljavici v zvočno nihanje z enakimi časovnim potekom, če ne upoštevamo frekvenčnih popačenj. Zvočnik je enostaven, poceni in kvaliteten. Sestavni del zvočnika je trajni magnet z ozko zračno režo, v kateri se giblje tuljavica, ki je togo povezana z membrano. Membrana je vpeta v kovinsko košaro. Za delovanje zvočnika je pomembna njegova resonančna frekvenca. 20) Opiši lastnosti in kako deluje kondenzatorski zvočnik. Kondenzatorski zvočnik je prav tako kot kondenzatorski mikrofon v bistvu kondenzator, ki ima eno ploščo premično (membrana zvočnika). Deluje na principu privlačevanja in odbijanja med električnimi naboji. Potrebuje enosmerno prednapetost. Ne uporablja se samostojno, temveč v kombinaciji z dinamičnim zvočnikom. Ima visoko impedanco in majhno moč. Je najboljši in najdražji zvočnik. 21) Opiši lastnosti in kako deluje kristalni zvočnik. Zvočnik deluje na principu inverznega piezoelektričnega efekta. Ko na kristal pride impulz se ta zatrese ali upogne in tako premakne membrano. Lastnosti: majhna moč, visoki toni, občutljiv. 22) Vrste slušalk in njih karakteristični podatki. Glede na princip delovanja: Elektromagnetne, elektrodinamične, kondenzatorske in kristalne. Tehnični podatki: Občutljivost ali reprodukcija, nelinearna popačenja, linearna popačenja, izkoristek in impedanco. Stran 6
23) Vrste zvočnikov. Elektromagnetni, elektrodinamični, kondenzatorski, kristalni. 24) Elektromagnetna slušalka. Princip delovanja je isti kot pri elektromagnetnem zvočniku. Slušalko sestavlja dvoje navitij, jarem, trajni magnet in mehko magnetna membrana. Ločimo nizko in visoko ohmske slušalke. Lastnosti: Ob uporabi trajnega magneta zmanjšamo nelinearna popačenja, izkoristek je skromen, slaba frekvenčna karakteristika - najboljša občutljivost pri 1KHz. Stran 7
SNEMANJE ZVOKA: 25) Proces snemanja na magnetofonski trak.: Magnetni trak je magnetno poltrdi material (železov oksid, CrO2-kromdioksid, železo), kar pomeni, da se po impulznem namagnetenju obnaša kot trajni magnetni material. Trak gre najprej mimo brisalne glave z brisalno režo 0,3 mm, ki trak razmagneti. Nato pa se informacija zapiše z pomočjo snemalne glave (reža 3 μm), s katero magnetimo trak z NF izmeničnim signalom tonske frekvence, ki mu je dodan VF signal (nad slišnim območjem 80 100 khz) zaradi predmagnetizacijo traku. 26) Primerjaj različne načine zapisa zvoka s stališča razmerja signal/šum. Digitalni zapis zvoka je v primerjavi z analognim in magnetnim, skorajda popolnoma imun na kakršne koli motnje ali izgube. Pri digitalnem načinu zapisa ne igra namreč kakovost ali jakost samega zapisa nobene vloge, pomembno je le, da se reproducira pravilno zaporedje enic in ničel. Za razliko od ostalih zapisov se šum pri digitalnem zapisu pojavi samo pri postopku kvantizacije, ki pa ga povprečen poslušalec sploh ne zazna. 27) Kako pretvarjamo zvok v električni signal. Z mikrofoni, ki pretvarjajo zvočna nihanja v mehanska in zatem mehanska nihanja v električna. 28) Zgodovinski razvoj magnetnega zapisa zvoka. 29) Magnetni trakovi in magnetne glave. Magnetni trak je magnetno poltrdi material, kar pomeni, da se po impulznem magnetenju obnaša kot trajni magnetni material. Poznamo železov oksid, Cro2- kromdioksid, železo. Hitrost gibanja traku je predpisana glede na zahteve po kakovosti (pri studijskih 38 ali 19 cm/s, pri magnetofonih za široko potrošnjo pa so hitrosti manjše 9,5 do 4,75 cm/s). Zvočno vsebino zapišemo na magnetni trak z snemalno magnetno glavo, predvajamo pa z predvajalno magnetno glavo. Za brisanje zapisa uporabljamo brisalno glavo. Kvalitetni magnetofoni imajo vse tri glave, pri običajnih pa se uporablja kombinirana bralno-pisalna glava. Pri brisalnih glavah je reža relativno široka in znaša približno 0,3 mm, pri snemalnih glavah pa je ožja (3 μm). Stran 8
30) Blokovna shema monofonskega kasetofona. 31) Frekvenčna korekcija pri magnetnih glavah. Inducirana napetost v predvajalni glavi raste z naraščajočo frekvenco. Zato je potrebna frekvenčna korekcija. V ta namen priključimo predvajalno glavo na upor z relativno nizko upornostjo. Ker je impedanca navitja pretežno induktivna, bo njena impedanca z naraščajočo frekvenco rasla, tok skozi upor pa zato upadal. S tem je kompenziran prvi vpliv in na uporu dobimo frekvenčno dokaj neodvisno napetost. 32) Funkcija VF oscilatorja pri magnetofonih. VF oscilator s svojim izmeničnim signalom uporablja višje frekvence med 80-100 khz in je namenjen za predmagnetizacijo traku, s katero močno izboljša kvaliteto zvočnega zapisa. 33) Vpliv zračne reže magnetnih glav na zgornjo frekvenčno mejo. Če je reža snemalne glave preozka, magnetni fluks ne more prodreti globoko v magnetno plast traku in jo magneti bolj na površini. Če pa je ta reža preširoka se zniža zgornja frekvenčna meja (poveča se slabljenje višjih frekvenc). 34) Proces snemanja pri digitalni tehniki. V ta namen uporabljamo koder, kjer analogni signal, ki je zvezen: vzorčimo (odvzemamo vzorce v enakomernih časovnih presledkih) kvantiziramo (vsaka vzorčena vrednost se zaokroži na najbližjo vrednost vnaprej podani amplitudnih vrednosti) kodiramo (vzorce zapišemo v binarni obliki) digitalni signal pri D/A pretvorbi interpoliramo (nasprotno od vzorčenja) Stran 9
35) Digitalni zapis zvoka. Analogni zvočni signal, je treba najprej pretvoriti v digitalnega. Za to se uporablja koder. V koderju se opravljajo tri osnovne operacije: vzorčenje, kvantiziranje in kodiranje signala. Analogni signal je zvezni; pri digitalnem zapisu pa z vzorčenjem odvzamemo vzorce v enakomernih časovnih presledkih in dobimo nezvezne signale. Po vsakem vzorčenju sledi kvantiziranje. Pri tem postopku se vsaka vzorčna vrednost zaokroži na najbližjo vrednost. Posledica zaokroženja navzgor ali navzdol je šum kvantiziranja. Ta šum zavisi od izbranega števila amplitudnih nivojev in je tem manjši čim večje je to število. Nato sledi postopek kodiranja, kjer kvantizirani vzorec spremenimo v določeno kombinacijo binarnih impulzov (bitov z vrednostjo 0 ali 1). 36) CD plošče. CD je vrsta medija (nosilca zapisa). Vsebino dobi med izdelavo. Na enem ploščku je prostora za okrog okrog 700 MB do 900MB podatkov. Osnovni pozitiv se izdela s pomočjo laserja, ki se vklaplja v ritmu digitalne informacije in izžiga vdolbine, ki predstavljajo 0 in 1 v binarni obliki. 37) Mehanski analogni zapis zvoka. Srečujemo ga pri gramofonskih ploščah. Na lakasto ploščo se vrežejo brazde katere se s pomočjo tehnoloških postopkov obdelajo, kjer dobimo bočni in globinski zapis zvoka - stereofonija. Za dobro reprodukcijo potrebujemo še odjemno glavo, glavni del te je igla, ki potuje po brazdi. 38) Kako izdelujejo gramofonske plošče. Na lakasto ploščo, ki je iz trdnega nosilca, prevlečenega z plastificiranim lakom, se vpiše s segrevano glavo brazde, ki so pretvorba zvočnega zapisa v mehansko obliko. Brazde se natančno pregleda pod mikroskopom. Z galvanoplastiko se na lakasto ploščo nabrizga srebrno plast, da se dobi prevodna folija, ki se kasneje v elektrolitski kopeli odebeli z 1mm debelo plastjo Niklja. To imenujemo kovinski ali osnovni negativ. Nato se izdela kovinski pozitiv, imenovan tudi osnovni pozitiv, ki se lahko po ločitvi od osnovnega negativa lahko prvič reproducira in s tem prekontrolira zapis. Zadnja faza pa je izdelava več plošč s tlačnim ali brizgalnim odtiskavanjem. 39) Vrste gramofonskih glav in igel. Za dobro reprodukcijo zvoka je odločilnega pomena odjemni mehanizem. Najkvalitetnejše odjemne glave so: elektrodinamična, reluktančna in magnetodinamična. Prvi člen v predvajalni verigi pa je seveda igla. V cenenih gramofonih se uporabljajo safirne igle, sicer pa diamantne (krogelna, eliptična). Poznamo pa tudi iglo pod imenom Shibata. Ta sega nekoliko globlje v brazdo kot eliptična igla in bolje nalega na obe strani brazde, s čimer se zmanjša pritisk igle. 40) Vrste analognih zapisov zvoka. analogni mehanski analogni el. magnetni Stran 10
41) Prednost reprodukcije zvoka z digitalnim zapisom. Razmerje signal/šum je boljše Boljša je dinamika Večja je ločljivost kanalov Nelinearna popačenja so manjša Večji nadzor upravljanja z medijem 42) Primerjava med digitalnim in analognim mehanskim zapisom zvoka. Daljši čas predvajanja Ni mehanske obrabe medija, vendar lahko pride do mehanskih poškodb Odpadejo vse pomanjkljivosti in napake, ki so se pojavljale pri proizvodnji plošč. Pogonski motor se krmili s pomočjo računalnika; zato ni zaznavnega kolebanja kotne hitrosti Boljše so frekvenčne karakteristike 43) Primerjava med digitalnim in analognim el. magnetnim zapisom zvoka. Daljši čas predvajanja Večja možnost mehanskih poškodb medija Hitrejši zapis zvoka Boljše so frekvenčne karakteristike 44) Opiši podatke po katerih lahko prepoznamo dober gramofon. Najpomembnejša podatka sta navor motorja, ki zagotavlja konstantno hitrost vrtenja plošče ter teža vležajnega krožnika in njegovo vzmetenje. Težji je vležajni krožnik manjše je število vibracij, ki jih povzroča. Dober gramofon pa ni edina važna stvar pri vrtenju glasbe z vinilov, ne smemo pozabiti še na gramofonske glave in igle, ki gramofonom ponavadi niso priložene in jih je treba kupiti ločeno. 45) Opiši značilne težave, ki nastopajo pri kasetofonih in njihove vzroke. Stran 11
TELEVIZIJA: 46) Mehanski sistem za razstavljanje slike. Na oddajni strani potrebujemo pretvornik svetlobnih signalov v električne, na sprejemni strani pa pretvornik električnih signalov v svetlobne. Za analizo slike je bil uporabljen kolut s 30 odprtinami tako na oddajni kot na sprejemni strani. Dobra stran tega sistema je uporaba ene same fotocelice na oddajni strani in le ene tlivke na sprejemni strani. Kvaliteta prenašane slike pa je bila pri mehanskem razstavljanju slike dokaj slaba. 47) Elektronsko razstavljanje slike. Sliko se v kameri razbije na tri osnovne barve s pomočjo zrcalc in barvnih filtrov. Barve so modra, rdeča, zelena. Te tri signale se zakodira v enega (krominantni signal) zaradi čb televizorjev. Slika se zakodira po slednjih standardih: 48) Elektronsko sestavljanje slike. 49) Osnovne konstrukcije črno-belih snemalnih elektronk. Elektronska analiza slike poteka po principu disekcije (fotocelica) ali akumulacije. Metode pa so: mozaična plošča, ortikon, vidikon, plumbikon, polvodniška plošča(ccd) Stran 12
50) Delovanje snemalne kamere za barvno TV. Ločimo profesionalne in kamere za široko uporabo. Profesionalne kamere imajo vgrajene tri ali štiri snemalne elektronke (za svetlostni signal, zagotavlja ostro sliko). Dve zrcali sta polprepustni, dve pa nepropustni in od njih se svetloba odbije. Prenašamo informacijo o treh osnovnih barvah: rdeča (R = red), zelena (G = green), modra (B = blue), katerokoli drugo barvo dobimo z mešanjem teh treh. Na izhodu dobimo tri napetosti Ur, Ug in Ub. Poleg teh signalov dajejo barvne kamere na izhodu še svetlostni signal (Y signal), ki se formira na seštevalnem vezju za seštevanje barvnih komponent slike. Količina treh barvnih komponent pa je naslednja: Uy = 0.3 Ur + 0.59 Ug + 0.11 Ub. 51) Kako pridobimo informacijo za barvno sliko. S pomočjo snemalnih kamer, ki imajo vgrajene tri ali štiri snemalne elektronke. Skozi objektiv pridobljeno svetlobo razdelimo na komponente Ur, Ug, Ub, ki predstavljajo osnovne barve (rdeča, zelena, modra). Z mešanjem teh treh barv pa lahko dobimo katerokoli drugo barvo. 52) Črno bela katodna cev. Katodna cev oz. elektronka je steklena vakuumska cev, ki se spredaj končuje z zaslonom, zadaj pa se podaljšuje v ozek vrat, v katerem je elektronski top z krmilno elektrodo v obliki valja (Wehneltov valj). Ta ima negativen potencial proti katodi, ki emitira elektrone. Elektrone pospešimo in fokusiramo z elektrodo, imenovano anoda. Nastali elektronski pramen usmerimo z odklonskim sistemom na poljubno točko luminiscenčnega zaslona, ki na mestu, kamor priletijo elektroni, zasveti. Stran 13
53) Slikovne elektronke ČB. Poglej vprašanje 52! 54) Barvna katodna cev. Poglej vprašanje 55! 55) Barvne slikovne elektronke. V vratu te elektronke so trije vzporedni elektronski topi, ki stojijo blizu drug drugemu. Vsak od njih dobi na pripadajoči Wehneltov valj informacijo o eni izmed treh osnovnih barv (Ur, Ug ali Ub), ki gostotno krmili svoj elektronski snop. Vsak snop gre skozi svoje magnetno polje, ki ga krmili tako, da se vsi trije snopi združijo v okrogli odprtinici maske, ki se nahaja pred zaslonom. Zatem preidejo vsi trije snopi v skupno magnetno polje, ki jih z odklonskim sistemom odklanjamo v smeri x in y na poljubno točko luminiscenčnega zaslona, ki na mestu, kamor priletijo elektroni, zasveti. 56) Ionski madež kako ga preprečimo. Ker je masa ionov neprimerno večja od mase elektronov, se ioni slabo odklanjajo in zato udarjajo na zaslon v glavnem na sredini, kjer relativno hitro poškodujejo luminiscenčni zaslon, na katerem nastane ionski madež. Preprečujemo ga z aluminijevo plastjo ali ionsko plastjo. Aluminij naparimo na notranjo stran luminiforjeve plasti. Ta prepreči refleksijo svetlobe in prehod težkih negativnih ionov. Z uporabo ionske plasti pa moramo spremeniti lego elektronskega topa, tako negativni ioni letijo na pospeševalno anodo. 57) Katodna cev za barvno sliko (TV). Poglej vprašanje 55! 58) Človeško oko kot sprejemnik elektromagnetnega valovanja. Stran 14
59) Črno bela katodna cev. Poglej vprašanje 52! 60) Reprodukcija TV slike. Sliko pridobimo s pomočjo slikovne elektronke, ki uporablja elektromagnetno odklanjanje žarkov. Zaradi izogibanja utripanja vrstic prenašamo najprej vse lihe vrstice in nato vse sode vrstice. Na 25 prenesenih slikah v sekundi uporabljamo pol slikovno frekvenco 50 Hz, katera omogoča odklanjanje žarka v vertikalni smeri. Žarek nariše v dveh preletih zaslona celo sliko ki jo sestavlja 625 vrstic kar pomeni da je pri hitrosti 25 slik na sekundo vrstična odklonska frekvenca 625 25 = 15625 Hz in s to frekvenco se odklanja žarek v horizontalni smeri. Slikovni signal za krmiljenje intenzivnosti žarka v slikovni elektronki moramo krmiliti tako, da spreminja svojo jakost - svetlost na mestu kjer pade na zaslon. To opravimo tako, da žarek pripeljemo na elektronski top z krmilno elektrodo v obliki valja (Wehneltov valj). Ta ima negativen potencial proti katodi, ki emitira elektrone. Elektrone pospešimo in fokusiramo z elektrodo, imenovano anoda. Nastali elektronski pramen usmerimo z odklonskim sistemom na poljubno točko luminiscenčnega zaslona, ki na mestu, kamor priletijo elektroni, zasveti. 61) Sestavljeni video signal. 62) Maske pri barvni slikovni elektronki. Maska se nahaja pred zaslonom, je iz jeklene pločevine v kateri so konusne vrtine s katerimi preprečimo odboje elektronov. Število odprtin je odvisno od velikosti ekrana. Elektronski snopi gredo skozi eno od odprtin na maski, nato pa se ločijo ravno za toliko da zadane vsak od njih svojo okroglo pegico na luminiscenčnem zaslonu. Stran 15
63) Video signal (širina, modulacija, razporeditev TV signala v TV kanalu). Širino TV kanala je možno določiti, če poznamo število vrstic za celotno sliko, kot tudi število slik v sekundi. TV kanal je širok 7MHz. Zvokovni nosilec pa je oddaljen 5,5MHz od slikovnega nosilca, s tem preprečimo motnje, ki bi jih lahko povzročal slabo oddvojeni tonski signal. Za prenos slikovne informacije se uporablja amplitudna modulacija. Če bi prenašali oba bočna pasova, bi bila širina kanala 2 5 MHz. Taka rešitev je neekonomična, zato je s standardom določeno, da se v celoti prenaša le zgornji bočni pas. Spodnji pas se prenaša le delno in sicer za frekvence od 0 do 750 khz, višje frekvence pa slabimo s pomočjo filtrov antenskega sistema. Zvokovni nosilec pa je moduliran frekvenčno. 64) Video signal (širina, modulacija, prepustna karakteristika sprejemnika v MF delu). Poglej vprašanje 63! 66) Časovni potek video signala in toka v horizontalnih odklonskih tuljavah. 67) Vrste modulacij pri televiziji. (Kakšna se uporablja pri nas?) Po normi CCIR, OIR in po ameriški normi se za prenos zvoka uporablja frekvenčna modulacija in negativna amplitudna modulacija za prenos slike. Po normah, ki veljajo v Angliji, Franciji in Belgiji, se za prenos zvoka uporablja amplitudna modulacija, za prenos slike pa pozitivna amplitudna modulacija. Pri nas se za prenos zvoka uporablja frekvenčna modulacija, za prenos slike pa negativna amplitudna modulacija. Negativna amplitudna modulacija ima določene prednosti pred pozitivno v pogledu električnih motenj. Te se pojavijo na zaslonu kot temnejše pike, kar ni tako vpadljivo, kot svetle točke, ki so posledica pozitivne amplitudne modulacije. Stran 16
68) Kakšne vrste sistemov barvnega prenosa poznamo? NTSC SECAM D-2-MAC PAL 69) Značilnosti sistema PAL. Sistem PAL ima boljše lastnosti kot sistema SECAM ali NTSC. Njegova prednost je, da omogoča avtomatsko korekcijo fazne napake, katera omogoča dobro kvaliteto slike (barv), tudi v slabših pogojih. Za prenos informacije o barvi se uporabljata dva signala U in V (prvi je sofazen, drugi pa fazno premaknjen za 90 ), ki s pomočjo barvnih signalov R, G in B, tvorita ustrezno vrednost vsake barvne komponente. Pomožni nosilec f p, pa diferenčna signala U in V amplitudno modulirata z kvadratno modulacijo (Quadral), ki zasuka fazo za 90. Tako na izhodu dobimo dva med seboj pravokotno modulirana signala F U in F V. Fazni kot φ ustreza določeni barvi (valovni dolžini). Fazna napaka pa se kompenzira z obračanjem faze signala F V od vrstice do vrstice za 180. Za to pa se uporablja PAL preklopnik, ki je v sprejemniku in oddajniku, ter je krmiljen s polovično frekvenco 7875 Hz. Stran 17
ANTENE in ODDAJNIKI: 70) Širjenje elektromagnetnega valovanja. Izmenično elektromagnetno polje, ki se razširja v prostoru, imenujemo elektromagnetno valovanje. Elektromagnetno valovanje, ki se uporablja za radijske in televizijske oddaje imenujemo radijski valovi. Brez njihove uporabe prenos govora in glasbe ne bi bil mogoč. Teoretično je hitrost razširjanja elektromagnetnega valovanja enaka svetlobni. To velja le, če se valovanje širi v praznem prostoru. Če pa se razširja v neki snovi, je njegova hitrost manjša od svetlobne. Na razširjanje valovanja pa tudi vpliva atmosfera okrog naše zemlje. 71) Širjenje kratkih valov in ultra kratkih valov. Valovi v frekvenčnem območju od 3 MHz do 30 MHz (območje HF - kratki valovi) se razširjajo z površinskim (razdalje do 100 km) in prostorskim valom (razdalje do 4000 km). Razširjanje prostorskih valov zavisi od ionosfere. Poznamo dnevne (od 10 m do 25 m) in nočne valove (od 35 m do 100 m). Prostorski val na svoji poti nima občutnih izgub, zato ima na območju kratkih valov velik domet in to ob relativno majhni oddajni moči. Valovanje, ki ima frekvenco nad 30 MHz (območje VHF, UHF in SHF - ultra kratki valovi), se praviloma ne odbija od ionosfere. Ima majhen uklon (difrakcijo), zato je domet valov v glavnem določen z mejo optične vidljivosti. 72) Lastnosti in vrste anten. Antene pretvarjajo elektromagnetno nihanje oddajnika v prostorsko valovanje. Delimo jih na ozkopasovne ali resonančne in širokopasovne ali aperiodične antene. Zaradi anten, ki imajo vgrajene aktivne elemente (tranzistorji, tunelske diode ), pa jih lahko razdelimo tudi na pasivne in aktivne. 73) Glavni parametri anten. Parametri antene so njene karakteristične veličine, ki se ne spreminjajo, ne glede na to, če antena oddaja ali sprejema elektromagnetno valovanje. Glavni parametri so: polarizacija, sevalni diagram (usmerjenost antene), pridobitev (gain), impedanca antene, sevalna upornost antene in frekvenčno območje. Stran 18
74) Primerjaj lastnosti dipola in Yagijeve antene z več elementi. Dipol predstavlja najenostavnejšo anteno. Samostojno se dipoli redko uporabljajo, večinoma jih po več skupaj sestavlja anteno. Najpogosteje uporabljena antena, je Yagijeva antena, ki ima v primerjavi z dipolom boljšo usmerjenost in pridobitev. Pri anteni napajamo le en dipol, ki ga imenujemo aktivni dipol, pred njim so pasivni dipoli ali direktorji, za njim pa so reflektorji. Če želimo povečati pridobitev, pa moramo povečati število direktorjev. Sevanje Yagijeve antene v smeri reflektorjev pa je zanemarljivo. 75) Sevalni diagram (usmerjenost antene) in smerni kot antene. Usmerjenost antene podajamo s pomočjo sevalnih diagramov. Sevalni diagram je lahko prostorski ali pa ravninski. Ravninski sevalni diagram se podaja za dve med seboj pravokotni ravnini: za horizontalno in vertikalno ravnino. V večini primerov rišemo sevalne diagrame v polarnih koordinatah. Smerni kot antene imenujemo tudi širina snopa, v katerem antena izžareva večino svoje energije. Smerni kot ima enak pomen tudi pri sprejemu. Imenujemo ga sprejemni kot. Določata ga dve premici, v smeri, ko je v anteni inducirana napetost za 3db manjša od smeri maksimalne inducirane napetost. 76) Napajalni vodi anten in pomen prilagajanja. Po napajalnih vodih se prenaša elektromagnetno valovanje. Med vode spadajo vzporedni dvožični vod (zračni, izolirani, oklopljeni), koaksialni kabel in valovod. Vod mora biti vedno prilagojen, zato da na njem ne prihaja do stojnega valovanja, kjer vod anteni ne odda maksimalne energije, ampak se en del te energije vrne nazaj v generator. V skrajnem primeru neprilagojenega voda pa lahko na izhodu pride do kratkega stika (R b = 0), ali pa do odprtih sponk (R b = ). 77) Vrste oddajnikov (glede na modulacijo, frekvenčno območje). Glede na modulacijo: amplitudna modulacija frekvenčna modulacija fazna modulacija Glede na frekvenčno območje: HF (LW: 30 khz - 300 khz, MW: 300 khz - 3 MHz, SW: 3 MHz - 30 MHz) VHF (VHF I: 41 MHz 68 MHz, FM: 100 MHz, VHF III: 174 MHz 230 MHz) UHF (470 MHz 862 MHz) SHF (3 GHz 30 GHz) Stran 19
78) Vrste modulacij. Amplitudna modulacija (AM) Frekvenčna modulacija (FM) Fazna modulacija (FM) Kvadratna modulacija (QAM) Pulzno kodna modulacija (PCM) 79) Opiši načelno vezavo oddajnika z Amplitudno modulacijo. 80) Kakšni načini prenosa se uporabljajo pri AM (prednosti DSB SSB). Pri radiofuznih oddajah se uporablja neokrnjen način prenosa, kjer se prenašajo vse tri komponente (oba bočna pasova in nosilec), ker je taka modulacija enostavnejša in sprejemnik cenejši. Pri profesionalnih napravah in v VF telefoniji pa uporabljamo v glavnem prenose bočnih frekvenc (pasov) brez nosilnega signala. Prenos brez nosilnega signala omogoča velik prihranek moči in ga imenujemo dvobočni prenos (DSB). Ker pa NF informacijo vsebuje vsak posamezni bočni pas, uporabljamo tudi enobočni prenos (SSB), pri katerem prihranimo en bočni pas in lahko na ta način v določenem frekvenčnem območju prenašamo še enkrat več kanalov (VF telefonija). DSB dvojni bočni pas brez nosilca SSB enojni bočni pas 81) Opiši AM modulator za okrnjeni prenos. Ker pri okrnjenih prenosih ne potrebujemo nosilnega signala, se izognemo nepotrebnemu filtriranju nosilne frekvence. V ta namen se uporabljajo balansni, obročni in diodni modulatorji. V balansnem modulatorju se signal, ki je priključen na vhodu, pojavi na izhodu, uničijo pa se vse njegove sode harmonske frekvence. Spekter, ki ga dobimo na izhodu obročnega modulatorja pa je še čistejši. Pri obročnem modulatorju se namreč znebimo modulacijske komponente f N in na izhodu dobimo utripanje, ki ga dasta obe bočni komponenti. Diodni modulatorji pa se uporabljajo pri manjših močeh (do 1W). 82) Amplitudna modulacija. Amplitudno moduliranje sestavljajo tri komponente, kjer vsaka od njih predstavlja VF signal. Imamo nosilni signal ter levo in desno bočno frekvenco Pri modulaciji gre za spremembo amplitude nosilnega signala v skladu z NF signalom. Poznamo pa tudi načine prenosa, kjer se prenašajo samo bočni pasovi brez nosilca (DSB, SSB). V praksi je uporabe amplitudne modulacije okoli 80%. Uporablja se pri radiu (LW, MW, SW), televiziji (prenos slike) in CB postajah. Stran 20
83) Frekvenčna modulacija.(posredna FM in direktna FM) Frekvenčno modulacijo lahko ustvarimo direktno oz. neposredno ali indirektno oz. posredno. Direktni načini so enostavnejši in cenejši, vendar problematični pri stabilizaciji frekvence nosilnega signala. Spreminjanje frekvence nosilnega signala dosežemo tako, da spreminjamo frekvenco nihajnega kroga v oscilatorju, ki proizvaja f V. Indirektni način pa je po nastanku starejši in bolj kompliciran. Vendar pa z njim dosežemo neprimerno večjo stabilnost nosilne frekvence, ker lahko uporabimo kvarčni oscilator. Ker kvarčni kristal ne more slediti večjim spremembam frekvence, lahko uporabimo fazno modulacijo, ki jo nato pretvorimo v frekvenčno s pomočjo korekcijskega četveropola. 84) Fazna modulacija. Fazna modulacija s spremenljivo notranjo upornostjo nelinearnega elementa. Kvarčni oscilator proizvaja signal nosilne frekvence, ki se vodi na četveropol za sukanje faze, ki sestoji iz realne upornosti in reaktance. Kot realno upornost se uporablja krmiljena notranja upornost nelinearnega elementa, ki se spreminja v ritmu napetosti NF signala. Zaporedno vezana reaktanca je običajno kapacitivnega karakterja. 85) Visokofrekvenčni ojačevalniki moči in nevtralizacija. Stran 21
SPREJEMNIKI: 86) Vrste sprejemnikov glede na način delovanja. Glede na način delovanja, delimo sprejemnike v dve skupini: Direktni sprejemniki in Superheterodinski sprejemniki 87) V čem se direktni sprejemnik razlikuje od superheterodinskega. 88) Lastnosti sprejemnikov in vhodne stopnje sprejemnikov. Lastnosti sprejemnikov: občutljivost sprejemnika, selektivnost sprejemnika, zvestost reprodukcije, frekvenčno območje, frekvenčna stabilnost. S pomočjo uglašenega nihajnega kroga izberemo želeni signal iz množice signalov, ki se inducirajo v anteni. Lahko uporabljamo: vgrajeno anteno, sobno anteno ali zunanjo anteno. Za valovna območja z AM se vgrajujejo feritne antene, za območje VHF - FM pa ploščati vod ali pa dipol. Vsaka antena ima določeno upornost, induktivnost in kapacitivnost in si jo lahko predstavljamo kot napetostni generator z notranjo impedanco. 89) Stereofonski prenos zvoka in stereofonski sprejemnik. Snemamo z dvema ločenima mikrofonoma ali dvosistemskim mikrofonom, dobimo dva signala L in D katere z elektronskim vezjem pretvorimo v vsoto L+D, L-D signalov. Vsota je med 15Hz- 30KHz, razliko pa amplitudno moduliramo z 38KHz in dobimo dva bočna pasova v UV območju. Stereofonski se razlikujejo od običajnih le po tem da vsebujejo stereo dekoder in dva NF ojačevalnika 90) Mešalne stopnje sprejemnikov. Mešalna stopnja v sprejemniku meša signal, ki ga dobi iz antene, s signalom iz lokalnega oscilatorja. Na izhodu mešalne stopnje dobimo medfrekvenco. Ta princip ima sledeče prednosti: pri ustvarjeni nižji medfrekvenci laže dosežemo večje ojačanje, pri nižji medfrekvenci je sprejemnik bolj selektiven, ojačevalno stopnjo, ki sledi mešalni stopnji uglasimo na stalno vrednost medfrekvence, skupno ojačanje sprejemnika je razdeljeno na več frekvenčnih področij, zato je sprejemnik bolj stabilen. Stran 22
91) Avtomatska regulacija ojačanja (ARO) in avtomatska regulacija frekvence. Za detekcijo (demodulacijo) AM signala potrebujemo relativno velik signal na izhodu iz MF ojačevalnika. Amplituda antenskega signala se zaradi različnih vzrokov spreminja ( interferenca, jakost oddajanja ). Ojačanje se spreminja s spreminjanjem strmine ojačanja. Kot prednapetost uporabimo del usmerjene napetosti AM signala. Običajno se jo gladi z RC členom, ki ima tao=0,1s. ARO se uporablja v VF predstopnji in v MF ojačevalniku. Poznamo : ARO s krmiljenjem kolektorskega toka (spreminjamo strmino tranzistorja in s tem ojačanje) ARO s krmiljenjem kolektorske napetosti (planarnoepitaksalni tranzistorji) 92) Demodulatorji za amplitudno modulacijo. Demodulacija AM signala se lahko izvede na vsakem nelinearnem elementu. Razlikujemo: Kvadratično detekcijo lahko izvedemo pri relativno majhnih signalih. Pri tem lahko uporabimo diodo ali tranzistor. Linearna detekcija zahteva razmeroma velik vhodni signal (okrog 1V). dobimo pa zato na izhodu malo popačeno NF informacijo. Za detekcijo se uporabljajo v glavnem VF in to v vzporedni vezavi (se manj uporablja, ker bolj obremenjuje nihajni krog) ali v zaporedni vezavi (v superheterodinskih sprejemnikih). 93) Demodulatorji za frekvenčno modulacijo. Stran 23