Κεφάλαιο 3 ο : ΕΙΣΑΓΩΓΗ στις ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΟ ΚΥΜΑ και ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΙΑΜΟΡΦΩΣΗΣ 1. Ποµπός ΑΜ εκπέµπει σε φέρουσα συχνότητα 1152 ΚΗz, µε ισχύ φέροντος 10KW. Η σύνθετη αντίσταση της κεραίας είναι 72 Ω. Το φέρον διαµορφώνεται από ηµιτονικό ηχητικό σήµα πλάτους 600V και συχνότητας 2 ΚΗz. Να βρεθούν: 1) Το πλάτος του φέροντος, 2) Το ποσοστό διαµόρφωσης, 3) Το πλάτος των πλευρικών, 4) Η ισχύς των πλευρικών, 5) Η ολική ισχύς, 6) Οι συχνότητες των πλευρικών. Επίσης να γίνουν τα φασµατικά διαγράµµατα πλάτους και ισχύος. Απαντήσεις: 1) 1200 V, 2) 50%, 3) 300 V, 4) 625W, 625W, 5)11250 W, 6) 1150KHz, 1154KHz. 2. Ποµπός ΑΜ εκπέµπει σε συχνότητα 1206 ΚΗz, µε ολική ισχύ 1320 W, ενώ το ποσοστό διαµόρφωσης είναι 80%. Η σύνθετη αντίσταση της κεραίας είναι 45 Ω, και η συχνότητα του ηµιτονικού σήµατος που διαµορφώνει το φέρον είναι 3 ΚΗz. Να βρεθούν: 1) Η ισχύς της φέρουσας και της κάθε πλευρικής, 2) Το πλάτος του φέροντος, 3) Το πλάτος του διαµορφωτικού σήµατος, και 4) Να γίνουν τα φασµατικά διαγράµµατα πλάτους και ισχύος. Απαντήσεις: 1) 1000 W, 160 W, 160 W, 2) 300 V, 3) 240 V. 3. Ποµπός ΑΜ λειτουργεί σε συχνότητα 981 ΚΗz. Το φέρον διαµορφώνεται από ηχητικό σήµα, το φάσµα του οποίου εκτείνεται από 20 Ηz έως 4,5 KHz. Πόσο είναι το εύρος συχνοτήτων που καταλαµβάνει το διαµορφωµένο φέρον; Σχεδιάστε το φάσµα του διαµορφωµένου σήµατος. Πόσο θα πρέπει να απέχουν οι φέρουσες δύο γειτονικών ραδιοφωνικών σταθµών, ώστε να µην δηµιουργούνται παρεµβολές;
4. Ποµπός DSB SC εκπέµπει ισχύ 100 W, σε συχνότητα 2200 KHz. Αν θεωρήσουµε ότι το ποσοστό διαµόρφωσης του φέροντος από το οποίο προήλθαν οι δύο πλευρικές του DSB είναι 100%, να βρεθεί η ισχύς που θα είχε αυτό το φέρον. Αν η συχνότητα του σήµατος βασικής ζώνης που θα διαµόρφωνε αυτό το φέρον είναι 1 KHz, να σχεδιάσετε το φασµατικό διάγραµµα ισχύων του DSB. 5. Ποµπός SSB SC εκπέµπει ισχύ 100 W, σε συχνότητα 3200 KHz. Αν θεωρήσουµε ότι το ποσοστό διαµόρφωσης του φέροντος από το οποίο προήλθε η πλευρική SSB είναι 100%, να βρεθεί η ισχύς που θα είχε αυτό το φέρον. Αν η συχνότητα του σήµατος βασικής ζώνης που θα διαµόρφωνε αυτό το φέρον είναι 1 KHz, να σχεδιάσετε το φασµατικό διάγραµµα ισχύων του SSB. 6. Ποµπός FM εκπέµπει σε συχνότητα 105,8 ΜΗz µε δείκτη διαµόρφωσης 5. Αν η µέγιστη συχνότητα διαµόρφωσης είναι 15 KHz, να βρεθεί το εύρος ζώνης του εκπεµπόµενου σήµατος, καθώς και η κατώτερη και η ανώτερη συχνότητα που θα εκτείνεται το φάσµα του σταθµού. Αν ο βαθµός διαµόρφωσης είναι 20 KHz/V, να βρεθεί το πλάτος του σήµατος ακουστικών συχνοτήτων. 7. Η συχνότητα ενός ηλεκτροµαγνητικού κύµατος είναι 150MHz. Να υπολογίσετε το µήκος κύµατος του παραπάνω κύµατος. Αν σε κάποιο σηµείο του χώρου η ένταση του µαγνητικού πεδίου του εκπεµπόµενου ηλεκτροµαγνητικού κύµατος είναι H=1,5 A/m. Να προσδιορίσετε στο συγκεκριµένο σηµείο την ένταση του ηλεκτρικού πεδίου Ε. Πόση είναι η πυκνότητα ισχύος του ηλεκτροµαγνητικού κύµατος; Αν το ηλεκτροµαγνητικό κύµα περάσει µέσα απ ένα υλικό µε διηλεκτρική σταθερά ε=2,5, να υπολογίσετε την ταχύτητα διάδοσής του σ αυτό το υλικό, αν γνωρίζουµε ότι η ταχύτητα του ηλεκτροµαγνητικού κύµατος στο κενό είναι 8 c = 3 10 m / s. 8.
Κεφάλαιο 4 ο : ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΜΕΤΑ ΟΣΗΣ 1. Γραµµή µεταφοράς συνδέεται σε ωµικό φορτίο. Η γραµµή έχει χαρακτηριστική αντίσταση R 0 =50Ω, ενώ το φορτίο είναι R L =100Ω. Έτσι προκαλούνται µικτά κύµατα στη γραµµή µε SWR=2. Αν το προσπίπτον κύµα τάσης έχει πλάτος V π =9V Να βρεθούν: 1) Το πλάτος του ανακλώµενου κύµατος τάσης. 2) Η χαρακτηριστική αντίσταση γραµµής λ/4 που πρέπει να συνδεθεί σε σειρά µε το φορτίο, ώστε να υπάρξει προσαρµογή. 3) Η ισχύς εξόδου του ποµπού, µετά την προσαρµογή. 2. ισύρµατη γραµµή µεταφοράς, µε διηλεκτρικό του αέρα, τροφοδοτείται µε γεννήτρια RF µε ηµιτονικό σήµα συχνότητας f 0 =100MHz και είναι ανοικτή στο άλλο άκρο της. Αν η τάση εξόδου της γεννήτριας είναι 10 V p, να βρεθεί η τάση: i) στο ανοικτό άκρο της γραµµής. ii) σε απόσταση 2,25 m από το ανοικτό άκρο. 3. Να βρεθεί το µήκος κατακόρυφης διπολικής κεραίας λ/2, για τη συχνότητα των 100MHz. Αν η ενεργός τιµή του ρεύµατος στο µέσον της κεραίας είναι 10 Α, να βρεθεί η ακτινοβολούµενη ισχύς. 4. Κεραία εκποµπής τροφοδοτείται µε ισχύ 100W σε συνθήκες προσαρµογής και έχει κέρδος 10dB ως προς την ισοτροπική. Να βρεθούν: i) Η ενεργός ακτινοβολούµενη ισχύς (ERP). ii) Η ένταση του ηλεκτρικού πεδίου σε απόσταση 30km από την κεραία, προς την κατεύθυνση της µέγιστης ακτινοβολίας, στον κενό χώρο. iii) Η ισχύς που λαµβάνει µια ισοτροπική κεραία λήψης, 30 km µακριά, στη συχνότητα f=1ghz.
Κεφάλαιο 5 ο : ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΕΚΠΟΜΠΗΣ ΡΑ ΙΟ / ΤΗΛΕΟΠΤΙΚΩΝ ΣΗΜΑΤΩΝ
Κεφάλαιο 6 ο : ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ
Κεφάλαιο 7 ο : ΡΑ ΙΟΦΩΝΙΚΟΙ ΕΚΤΕΣ 1. έκτης ΑΜ λειτουργεί στη ζώνη 540 έως 1602 khz, µε ενδιάµεση συχνότητα 450 khz. Το εύρος ζώνης κάθε καναλιού ορίζεται στα 9kHz. Να βρεθούν: i) Το πλήθος των διαθέσιµων καναλιών. ii) Η περιοχή λειτουργίας του τοπικού ταλαντωτή iii) Αν οτοπικός ταλαντωτής υλοποιείται µε PLL που έχει συχνότητα αναφοράς 9kHz, η µέγιστη και η ελάχιστη τιµή του διαιρέτη Ν. iv) Η µέγιστη και η ελάχιστη συχνότητα είδωλο f. v) Ποιο πρέπει να είναι το ελάχιστο Q του φίλτρου BPF στην είσοδο του δέκτη, ώστε να επιτρέπεται η διέλευση 5 καναλιών από αυτό; Υπάρχει τότε παρεµβολή από τη συχνότητα είδωλο, και γιατί; vi) Ο δέκτης λαµβάνει στη συχνότητα 981kHz. Να βρεθούν οι συχνότητες που θα διέλθουν από το φίλτρο εισόδου και πιθανόν να οδηγήσουν σε παρεµβολή στη συχνότητα 981kHz, λόγω δηµιουργίας παραγώγων ενδοδιαµόρφωσης, αν ο ενισχυτής RF του δέκτη υπεροδηγηθεί; vii) Να βρεθούν οι αντίστοιχες συχνότητες που θα δηµιουργήσουν πρόβληµα, λόγω µη γραµµικής συµπεριφοράς του σταδίου ετεροδύνωσης, στη συχνότητα 981kHz. 2. Σύγχρονος φωρατής ΑΜ χρησιµοποιείται για την αποδιαµόρφωση σηµάτων ΑΜ και SSB, σε E AM δέκτη µε ενδιάµεση συχνότητα 450kHz. Το σήµα εισόδου ΑΜ έχει τιµή: ( t) = [ 1+ s( t) ] cos( 2π 450 10 3 t) 3 3 ενώ το σήµα εισόδου SSB: ( t) = 2 cos( 2π [ 450 10 10 ] t) E SSB i) Αν η έξοδος του τοπικού ταλαντωτή του φωρατή είναι: R ( t) = 1 cos( 2π 450 10 3 t) δοθούν οι εκφράσεις των σηµάτων εξόδου ( µετά το φίλτρο LPF ) του φωρατή. 3 ii) Αν η έξοδος του τοπικού ταλαντωτή είναι: R ( ) t = 1 cos 2π 451 10 π t+ 3 αποκοπής του LPF είναι 5kHz, να δοθούν οι εκφράσεις των σηµάτων εξόδου., να και η συχνότητα 3. Σε δέκτη ΑΜ δίνονται Q R =5, αντίσταση εισόδου 50Ω, F max =5kHz και ποσοστό διαµόρφωσης m=0.8. Η θερµοκρασία περιβάλλοντος είναι 23 0 C, ενώ ο επιθυµητός λόγος S/N στην έξοδο του δέκτη είναι 100 (20dB). Να βρεθεί η απαιτούµενη ισχύς S i του σήµατος εισόδου, καθώς και η 23 1 ενεργός τιµή του E i. ( k = 1,38 10 J K ).
4. έκτης FM δέχεται στην είσοδό του σήµα ενεργού τιµής 10µV, έχει αντίσταση εισόδου 50Ω και η θερµοκρασία περιβάλλοντος είναι 23 0 C. Να βρεθούν: i) Ο λόγος S i /N i στην είσοδο του δέκτη, αν το εύρος ζώνης B=0,3MHz. ii) Ο λόγος S /Ν στην είσοδο του φωρατή, αν ο συντελεστής θορύβου είναι Q R =10. iii) Ο λόγος S/N στην έξοδο του δέκτη (µεγάφωνο) αν ο δείκτης διαµόρφωσης είναι m f =5. 23 1 ίνεται: ( k = 1,38 10 J K )
Κεφάλαιο 8 ο : ΤΗΛΕΟΠΤΙΚΟΙ ΕΚΤΕΣ
Κεφάλαιο 9ο: ΣΥΓΧΡΟΝΕΣ ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΠΡΟΟΠΤΙΚΕΣ 1. Αναλογικό ηχητικό σήµα, µέγιστης συχνότητας F max =20kHz, δειγµατοληψίας και κβαντίζεται σε 256 στάθµες. Να βρεθούν: i) Το πλήθος των bits που απαιτούνται για την κωδικοποίηση PCM του σήµατος. ii) Ο ρυθµός δειγµατοληψίας. iii) Ο ρυθµός µετάδοσης R σε bits/sec. iv) Αν το διαθέσιµο τηλεπικοινωνιακό κανάλι, έχει εύρος ζώνης B=20kHz, να βρεθεί ο ελάχιστος δυνατός λόγος S/N στην έξοδο του καναλιού, αν αυτό θεωρηθεί: α) ιδανικό, β) πραγµατικό. 2.