NÁZEV ŠKOLY: S0Š Net Office, spol. s r.o, Orlová Lutyně AUTOR: Ing. Oldřich Vavříček NÁZEV: Podpora výuky v technických oborech TEMA: Základy elektrotechniky ČÍSLO PROJEKTU: CZ.1.07/1.5.00/

Střídavý proud Přenos signálů vlněním, sdělovací soustava, elektroakustické měniče, vysílač, přijímač

Teoretický úvod Pro přenos zpráv se používají různé technické prostředky, například telefon, televize. V nich je každá informace vyjádřena elektrickým signálem. Pak jsou přenosovým prostředím - kanálem přeneseny a v přijímacím zařízení je signál znovu převeden na původní informaci. K přenosu zpráv slouží sdělovací soustava. Na obrázku je uveden příklad přenosu informací ve zvukové formě. První část sdělovací soustavy tvoří zdroj Z, z něhož vycházejí informace v akustické podobě. Protože přenos signálů je uskutečněn elektromagnetickým polem, je třeba přeměnit akustickou energii na energii elektromagnetickou. K tomu slouží elektroakustický měnič. Pomocí mikrofonu M se mechanické kmitání převede na kmitání elektrické. V další části sdělovací soustavy K je signál upraven do podoby vhodné pro přenos - signál je kódován.

Vlastní přenos signálů je uskutečněn po vedení SV nebo bezdrátově. V případě bezdrátového přenosu je k tomu účelu nutný vysílač V a přijímač P. V přijímacím zařízení D je signál dekódován na původní zprávu v elektroakustickém měniči - reproduktor R. Elektroakustické měniče jsou zařízení, která přeměňují akustickou energii na elektro- magnetickou a naopak. Jsou to především mikrofony a reproduktory. Tato zařízení pracují na různých principech, podle nich mají také své názvy. Například mikrofony mohou být elektrodynamické, elektrostatické, odporové, piezoelektrické. Na obrázku jsou znázorněny principy elektrodynamického a kondenzátorového. První z nich je založen na jevu elektromagnetické indukce. V magnetickém poli trvalého magnetu se pohybuje cívka spojená s pružnou membránou. Kondenzátorový mikrofon tvoří kondenzátor, jehož kapacita se mění v rytmu akustického signálu. Změna kapacity způsobí změnu napětí, které se opět zesiluje.

Reproduktory, které se používají pro měnič elektrického signálu na akustický, pracují na elektrodynamickém principu. Má opačnou funkci jako mikrofon. Zesílené napětí odpovídající akustickému signálu je přivedeno k cívce, která je spojena s membránou. Cívka je v silném magnetickém poli permanentního magnetu. Kmitání cívky se přenese na membránu, která v okolním prostředí vybudí zvukové vlnění. Bezdrátový přenos je uskutečňován prostřednictvím radiokomunikační sdělovací soustavy, která může mít různé uspořádání podle toho, k jakému účelu je použita. Pro rozhlasové nebo televizní vysílání, spojení v letectví, meteorologii, v kosmickém výzkumu nebo i pro další účely. Základem je ale vždy vysílač. Na obrázku je uvedeno jeho blokové schéma. Jako zdroj elektromagnetických kmitů vysoké frekvence se používá oscilátor. Ten vytváří nosnou frekvenci vysílače. Další částí vysílače je modulátor, kde se na nosnou frekvenci moduluje signál nízké frekvence, například akustický signál. Této problematice bude věnována příští kapitola. Takto upravený signál se přivádí do koncového členu, kde se modulovaný vysokofrekvenční signál zesílí, aby měl potřebný výkon. Vysílací anténou se pak signál vyzařuje do prostoru.

Anténu odděluje od země mohutný porcelánový izolátor. U vysílačů větších výkonů je signál vyzařován soustavou antén, které jsou od sebe rozmístěny tak, aby se interferencí elektro- magnetických polí zvýšila její intenzita. Na druhé straně vysílače je vždy zařízení, které přijímá signál. Tímto zařízením je přijímač. Ten může být rozhlasový, televizní nebo může mít ještě jinou formu. Na obrázku je znázorněno schéma rozhlasového přijímače. Vstupní zařízení, které přijímá elektromagnetické vlnění z vysílače je anténa. Ta je spojena s oscilačním obvodem naladěným na nosnou frekvenci. Vysokofrekvenčním zesilovačem je signál zesílen a pokračuje do demodulátoru. Zde se nízkofrekvenční signál oddělí od vysokofrekvenčního a je vyfiltrován. V dalším bloku - nízkofrekvenčním zesilovači je signál zesílen a přiveden do reproduktoru.

Kontrolní otázky a témata pro samostudium Zjistěte, co představuje v přenosové technice pojem – šum a jakými prostředky se tento jev eliminuje. Vysvětlete základní principy televizního vysílání, zaměřte se na vývoj od počátků po dnešní moderní formu. Seznamte se se základními principy modulace signálu. Princip amplitudové modulace vysvětlete pomocí programu Excel na skládání dvou okamžitých hodnot napětí s různou frekvencí. Popište základní principy převodu analogového signálu na digitální.

CITACE SVOBODA, Emanuel. Přehled středoškolské fyziky. 4., upravené vyd. Praha: Prometheus, ISBN JAN KESL. Elektronika I analogová technika. Praha: BEN, ISBN ANOTACE Materiál lze použít jako studijní podklad ke kapitole „Střídavé proudy – přenos signálů vlněním, sdělovací soustava, elektroakustické měniče, vysílač, přijímač“, která navazuje na kapitolu, kde se žáci seznámili se základními principy oscilačních obvodů a vlastnostmi elektromagnetické vlny. Nejprve si uvědomí teoretické souvislosti základních elektrotechnických veličin v daných obvodech a jevech, které pak uplatní při vypracování kontrolních otázek a při samostatném studiu dalších principů využití elektromagnetického vlnění v elektrotechnické praxi. Předpokládaný čas 45 min.