Ondes électromagnétiques et transmission d’informations
-
Upload
ignatius-leonard -
Category
Documents
-
view
221 -
download
1
description
Transcript of Ondes électromagnétiques et transmission d’informations
Ondes électromagnétiques et transmission d’informations
Crmef - fes Physique chimie
qualifiant
Said el-bot2012-2013
الكهرومغناطيسية الموجاتالمعلومات وانتقال
Ondes électromagnétiques et transmission d’informations
الكهرومغناطيسية -1• الموجات
الكهرومغناطيسية - 2• الموجات
المعلومات و انتقال
الوسع- 3• تضمين
التضمين- 4• إزالة مبدأ
تطبيقات- 5•
التربوية التوجيهات
وتطبيقا • للموجات كامتداد التطبيقات من الجزء هذا يأتيRLCللدارة
الترددات • مناطق توزيع لمناقشة مناسبة الجزء هذا يشكلاالتصال ميدان في المستعملين مختلف بين
محدد • تردد بمجال يتميز اتصال ميدان كلالهوائي • من المنبعثة اإلشارة على أساسا التركيز يتم
األخير هذا طرف من والملتقطةوالطور • التردد تضمين من كل إلى يتطرق الالحصول • من يمكن الذي التجريبي التركيب إلى يتوصل
وظائف مختلف على اعتمادا المضمنة اإلشارة علىدراستها تمت التي الجزئية التراكيب
مطلوبة • ليست الظاهرة حول معمقة نظرية دراسة كلالتقويم مرحلة في
• : الثنائي ) الصمام القطب رباعي الغالف كاشف دارة تقدمالمتوازية تجزيء ( RCوالدارة دون
للجذاء • المنجزة المتكاملة الدارة استعمال multiplieurيبرزالوسع تضمين دراسة في
عليها • المحصل المنحنيات رسم التلميذ من اليطلبالمرشحة الدارات مختلف بواسطة
جهاز • إنجازه خالل للتلميذ أكثر حرية إعطاء يستحسناإلذاعي البث استقبال
الكهرومغناطيسية – الموجاتالمعلومات انتقال
الكهرومغناطيسية – الموجاتالمعلومات انتقال
موجة • بواسطة المعلومات نقل يتم كيف معرفةحاملة كهرومغناطيسية
المعلومات • النتقال الالزمة العمليات أهم معرفةوالمستقبل • المرسل الهوائي دور معرفةجيبي • لتوتر الرياضي التعبير معرفةجيبي • توتر تضمين أنواع مختلف تعرفالوسع • تضمين مراحل مختلف تعرفالمرشحات • دور تعرفالتضمين • إزالة مراحل تعرفللوسع • جيد تضمين على الحصول شروط تعرفجيد • لتضمين جيدة إزالة على الحصول شروط تعرف
للوسعالموازية • الدارة دور LC تعرفإزالة • و الوسع تضمين تطبيقات بعض تعرف
التضمين
األهداف
الكهرومغناطيسية – الموجاتالمعلومات انتقال
التالميذ إلى والصوت الصورة نقل تم كيف
القسم؟ في المتواجدين
طويلة؟ لمسافات المعلومات هذه نقل يتم كيف
المقتر1ح
المشكلة الوضعية
المقتر2ح
ثالث في يتم إذاعي بث استقبال : الترددات من مجاالتب له يرمز AMمجالب له يرمز FMمجالب له يرمز SWمجال
مدلول ؟ SWو FMو AMما
الكهرومغناطيسية – الموجاتالمعلومات المشكلة انتقال الوضعية
المقتر3ح
إلى نحتاج حاسوب أي على االنترنيت نظام لتشغيل
المودم يسمى Modemجهاز
المودم؟ دور فما
الكهرومغناطيسية – الموجاتالمعلومات المشكلة انتقال الوضعية
االكتشافات أهم أحد تعد الكهرومغناطيسية الموجاتإلينا تنقل التي فهي الحديث، العصر في العلميةعبر والحوارات والمعلومات والموسيقى األخبار
. فهناك العالم أنحاء جميع من األميال ولماليين األثيرعلى أساسية بصفة تعتمد التي األجهزة من المئات
الموجات من النوع : هذاموجات- على تعمل التي اإلذاعي البث أو AMمحطات
FM التليفزيون- أجهزة
الالسلكية- الهواتفالالسلكية- اآللي الحاسب شبكات
النقالة- الهواتفالفضائية- االتصاالت أجهزة
الفضائية- االصطناعية واألقمار الرادار أجهزةأوتوماتيكيا- األبواب وغلق فتح أجهزةالشرطة- اتصاالت أجهزة
الموجات من الماليين إدن تعمل فكيفحول والمنتشرة غيرالمرئية الكهرومغناطيسيةلبعضها تشويش أو تداخل يحدث أن بدون العالم
؟ البعض
الكهرومغناطيسية – الموجاتالمعلومات انتقال
1832 : Morse الكهربائي التلغراف1876 : Bell الهاتفالموجات: Maxwellماكسويل 1873 نشوء فرضية
الكهرومغناطيسيةالموجات: Hertzهرتز 1889 لتوليد تجربة أول
الكهرومغناطيسيةالموجات: Popovبوبوف 1890 اللتقاط هوائي أول
الكهرومغناطيسيةواستقبال: Marconiماركوني 1895 بث تجربة أول
الراديو موجاتالتلفزيون 1930 اختراعلالتصاالت 1962 اصطناعي قمر أولالنقال 1946 الهاتف لخدمة ظهور أولالبصرية 1970 األليافاالنترنيت 1969GSMنظام 1991
الكهرومغناطيسية – الموجاتالمعلومات انتقال
الكهرومغناطيسية – الموجاتالمعلومات انتقال
هرتز تجربة
متذبذبة : دارة الباعثLC
المستقبل
الموجات مجال الكهرومغناطيسية من الكهرومغناطيسية الموجة تتكون
مغناطيسي Eكهربائي مجال متعامدين Bو
انتشارهما اتجاه مع و البعض مع بعضهما
الكهرومغناطيسي الطيف
MFHFTHF BFUHFSHFEHF
f)Hz(
λ)m(
3.1020 3.1017 3.1014 3.1011 3.108 3.105
103110-310-510-910-12
UVRXRλ IR الـمـوجـات الــهــرتــزيـة
VISIBLE
الهرتزية الموجات مجاالتواستعماالتها
الموجات مميزاتالكهرومغناطيسية
بسرعة • الفراغ في C=3.108ms-1تنتشر
بدور • تتميز دورية بتردد Tموجات وطول fو
λ (λ=C.T)موجة
لالستقطاب • قابلة مستعرضة موجات
و • الحيود حيث من الموجية للخصائص تخضع
واالنعكاس واالنكسار التداخل
وبوسط • الموجة بتردد ترتبط االنتشار خاصية
االنتشار
بوسع • ترتبط الكهرمغنطيسية الموجة قدرة
الجوية والعوامل ترددها و الموجة
استقطاب عمودي
استقطاب أفقي
الموجات مميزاتالكهرومغناطيسية
المعلومات انتقالTransmission d’information
االستقبال
المستعمل
اإلرسال وسط االنتقال
المعلومةصورة - صوت
منظومة تتكون
من :االتصاالت
المستعمل المصدر و
و إلرسالا تيوحد
الستقبالا
وسط ) النقل خط
االنتقال(
1 : الكابالت- الثنائية المتوازية الكابالت
والملتوية المحورية Câblesالكابالت
coaxiaux
البصرية Les fibres optiquesاأللياف
الحر- 2 ( L’atmosphère – Le vide )النقل
الحمراء تحت األشعةالالزر أشعة
الهرتزية الموجات) الراديوية )
انتقال المعلومات
النقل خطوط
المسافات القصيرة
المسافات الطويلة
انتقال المعلومات
النقل خطوط
مميزات الكابالت
التكلفة
Coût
الصيانةMaintenance
التركيب Installation
الحمايةProtection
الصبيب
Débit
صغيرة
بسيطة بسيط جيدة عالالكابالت الملتوية
Paires torsadée
متوسطة
معقدة بسيط جيدة متوسط
الكابالت المحورية
Câbles coaxiaux
كبيرة جدا معقدة معقد ممتازة عال جدا
األلياف البصرية
Fibres optiques
انتقال المعلومات
النقل خطوط
بعض االستعماالت
بعد - عن التحكم آلةtélécommande
األلعاب-- : تلفاز، البصرية السمعية اآلالت
... راديو حاسوب،السيارة - أبوب فتح المرآب، أبواب-... األشغال آالت
الحمراء تحت ضوئية إشارة ترسلصمام وتستقبل D.IRبواسطة ،صمام PD.IRبواسطة
IR – Laserالحر النقل
الحر النقلIR – Laser
تقنية :البلوتوت
سنة - شركة 1994اخترعت طرف مناريكسون
التردد - ذات 2,4GHz-2,8GHzموجات
االشتغال : في محدودية
النيون مصابيح اشتغالها على تشوش
االقتصادية والمصابيح
الشمس أشعة عليها تشوش
محدودة جد مسافات على إال تشتغل ال
الحواجز تخترق أن يمكنها ال
الـنـقـل IR – Laser الـحـر
المعلومات انتقالالممررة المـنـطـقـة
ممررة بمنطقة النقل لخط مكون وسط كل يتميزيستطيع التي وأدناها الترددات أقصى بين الفرق
حملها النقل خط
المنطقة عرضالممررة:
∆f = fmax – fmin
fmaxfmin
المعلومات انتقالالممررة المـنـطـقـة
اإلنسان ≥ 20Hz ≤ fأذن20KHz
اإلنسان ≥ 3.1014Hz ≤ fعين7,5.1014Hz
الموجة الهرتزية
الليف البصري
الكابل المحوري
الكابل الملتوي
variable >1GHz >100MHz >100 KHz المنطقة الممررة
∆f
إلى ينتمي أن يجب إرسالها المراد المعلومة ترددانتقال لوسط الممررة المنطقة
المعلومات انتقال - , , صورة : صوت المنقولة المعلومات
كتابية بيانات
منخفضة - إلى 102Hzمن : تردداتها
104Hz
والكهربائية - الفيزيائية بالخواص تتأثر
االنتقال لوسط
التداخل ) - - - التبدد االمتصاص
التشويش,...(
التضمين ضرورةعالي تردد ذات حاملة موجة
الخمود
عليها - والتنصت اعتراضها يسهل
كبيرة - أبعادها هوائيات تتطلب
((L= λ/2
المعلومات انتقال
اإلرسال االستقبال
المستعمل
المعلوم ة
- صوتصورة
التضمين
المعالجة
إزالة التضمين
المعالجة
وسط االنتقال
المعلومات انتقال
التضمين : أهمية التداخالت من جيدة حماية التشويش من جيدة حماية يتوافق ترددات مجال في المعلومة نقل
االنتقال وسط مع
وإزالة التضمين إلنجازالتضمين
Modemالمودم
المعلومات انتقال
المعالجة
المستعمل
المعلومة - صوت
صورة
التضمينإزالة
التضمين
المعالجة
باعث
مستقبل
بصري ليف
المعلومات انتقال
باعث
مستقبل
المعالجة
المستعمل
المعلومة - صوت
صورة
التضمينإزالة
التضمين
المعالجة
Atmosphère
الهوائيات
الطاقة التقاط أو بإشعاع الهوائي يقومالكهرومغناطيسية
بالموجات تعمل التي األجهزة هوائيات تختلفتبعا وأحجامها أشكالها في الكهرومغناطيسية
ترسلها أو تستقبلها التي الترددات وقوة لنوع
المعلومات انتقال
بوسعها معلومة إشارة كل و Aتتميزطورها fsترددها : φsو = )s)tبحيث
SmCos)2πfst + φs(
بواسطة المعلومة اإلشارة تنقلحاملة موجة
p)t( = PmCos)2πfpt+φp(
المنقولة المعلومة اإلشارة تضمنإحدى وتغير الحاملة الموجة
التضمين : عملية مميزاتها
التضمين عملية
الوسع )AM )1920تضمين
p)t( = Pm)t(Cos)2πfpt+φp(
المعلومات انتقالالتضمين طرق
التردد )FM )1939تضمين
p)t( = PmCos)2πfp)t(t+φp(
الطور تضمين p)t( = PmCos)2πfpt+φp)t((
المعلومات نقل
الوسع تضمين
التضمين طرق
التردد تضمين
المعلومات نقلالتضمين طرق
AM : : Amplitude Modulation 335KHz - 1700KHz
FM : : Frequency Modulation 88MHz - 108MHz
SW : : Short Waves 5,9MHz - 26,1MHz
التردد على إذاعي بث استقبال عند
680KHz مثال
هو التردد هذا الموجة فإن تردد
الحاملة
المعلومات نقلالتضمين طرق
الوسع تضمين
للجداء المنجزة الدارAD633 :
تغذية تتطلبمتماثلة
AD633
Multiplieur
للجداء المنجزة الدارAD633 :
الوسع تضمين
HF
BF
Sortie
: المعلومة = )s)tاإلشارة
SmCos)2πft(
: الحاملة = )p)tالموجة
PmCos)2πfpt(
اإلزاحة : U0توتر
الوسع تضمين
)BF(
)HF(
الوسع تضمين
اإلزاحة توترU0
الوسع تضمين
Us)t(=Kx[s)t(+U0]xp)t(
p)t( = PmCos)2πfpt(
s)t(=SmCos)2πfst(+U0
K للدارة مميز معاملللجداء المنجزة
الوسع تضمين
Us)t( = Kx[s)t(+U0]x)PmCos)2πfpt((
= KPm[s)t(+U0]Cos)2πfpt(
= a[s)t(+b] Cos)2πfpt(
= Um)t( Cos)2πfpt( المضمن التوتر تآلفية )Us)tوسع دالة عن عبارة
المضمن )s)tللتوتر
تغيرات يتبع المضمن التوتر غالفالمضمن )s)tالتوتر
الوسع تضمين
الوسع تضمين
يحتوي المضمن للتوتر العلوي الغالفالمعلومة اإلشارة
الوسع تضمين
Umax = KPm)Sm+U0(Umin = KPm)-Sm+U0(
Umax - Umin = 2KPmSm
Umax
Umin
الوسع تضمين
نسبة التضمين :
m = =
التضمين Sm<U0الجيد: m<1أي
أو fp >> fsfp ≥ 10fs
)Sm>U0 ( m>1 فوقالتضمين )Sm=U0 ( m=1 تضمين
حرج
التضمين الرديء:
جودة التضمين
تضمين جيد
m<1 Sm<U0
فوق تضمين
m>1 Sm>U0
تضمين حرج
m=1 Sm=U0
الوسع تضمينجودة
التضمين
الوسع تضمين
شبه طريقة المنحرف :
: المعلومة اإلشارةs)t( + U0
لراسم Xالمدخل التذبذب
: الخروج توترUs)t(
لراسم Yالمدخل التذبذب
الزر Us)t(=f)s)t(+U0( : XYاستعمال
جودة التضمين
XY
Xالمد خل
Yالمد خل
الوسع تضمين
: الجيد أي m<1التضمينSm<U0
شبه المنحرف
جودة التضمين
الوسع تضمين
XY
Xالمد خل
Yالمد خل
: الحرج =Smأي m=1 التضمينU0
جودة التضمين
الوسع تضمين
التضمين : Sm>U0أي m>1 فوق
XY
Xالمد خل
Yالمد خل
جودة التضمين
الوسع تضمين
Us)t(=Kx[s)t(+U0]x)PmCos2πfpt(
= KPm[SmCos2πfst+U0]Cos2πfpt
= KPmU0[mCos2πfst+1]Cos2πfpt
= ACos2πfpt + AmCos2πfst Cos2πfp
= ACos2πfpt + Am/2Cos 2π)fp+fs(t + Am/2Cos2π)fp-fs(t
Us)t( : تردداتها توترات ثالث مجموع هو
fp وfp + fs وfp - fs
الترددات طيفAM
A
Am/2
fp + fsfp - fs fp
f)Hz(
U)V(
الترددات طيفAM
الوسع تضمين
الطيف : f∆عرض= 2fs
ترددها مضمنة موجة أن fpالستقبال يجب
االنتقاء لدارة الممررة المنطقة تتضمن
الترددات [ مجال ]fp – fs , fp + fsللمستقبل
التضمين إزالةDémodulation
للتضمين العكسية العملية هو المعلومة الموجة BFاسترجاع عبر المبعوثة
الوسع HFالمضمنة : مرحلتين في تتم
الحاملة : الموجة إزالة الغالف )p)tكشفللتوتر المستمرة المركبة U0حذف
المركبة حذف
المستمرة
Us
التضمين إزالةDémodulation
RCالمرشحات
Us بالنسبة صغيرةالعالية للترددات
Us للترددات بالنسبة كبيرةالمنخفضة
Us للترددات بالنسبة كبيرةالعالية
Us بالنسبة صغيرةالمنخفضة للترددات
التضمين إزالةDémodulation الـتـقـويـم
Redressement
Us التوترالمضمن
التوتر المقوم
التضمين إزالةDémodulation
Us)t(=K[s)t(+U0]p)t( s)t(+U0
كشف دارةالغالف
U0
التضمين إزالةDémodulation
جيد الغالف كشفTp<<ζ=RC<Ts
كشف جودةالغالف
Us)t( s)t(+U0
التضمين إزالةDémodulation
مرشح : المستمرة المركبة حذفالعالية الترددات
s)t(s)t(+U0
U0
إذاعي بث استقبالالوسع بتضمين
التضخيم
المعالجة
التضمين إزالة التضخيم
مكبر الصوت
االلتقاط
االنتقاء
: من ” ” الراديو المستقبل يتكونالراديو - موجات اللتقاط هوائيفيها - المرغوب المحطة النتقاء قطب ثنائيالمنتقى - المضمن التوتر مضخماإلشارة - السترجاع الوسع تضمين إزالة دارة
المضمنةالصوت- مكبر و المعلومة اإلشارة مضخم
بث استقبال نظامتلفازي
هوائي الصحن
خافض ) الرأسالتردد(
وحدة االستقبال
القمر االصطناعي
تضمين تجارب محاكاةالوسع
التضمين وإزالة