Historie vysílání na VKV  prosinec z Petřína v Praze zahajuje pokusné vysílání první VKV vysílač  1. ledna vysílání Československo II. první oficiální vysílání na VKV  první stereofonní vysílání  Vysílání v pásmu OIRT – 66 MHz – 73 MHz  Od 12/1984 do přechod na CCIR

Od 1. ledna 1959 vysílání v pásmu OIRT – 66 MHz – 73 MHz Od 12/1984 do přechod na CCIR 87,5 MHz – 108 MHz Používané kmitočty

Vlnová délka a frekvence rychlost šíření kmitání λ [m] počet kmitů za sekundu kmitočet f [Hz]

Frekvence – délka vlny  frekvence je přehlednější  délka vlny – lepší názornost pro:  antény  způsob šíření  odrazy  délky spojů  … 300 f = λ 300 λ = f nebo f – kmitočet (frekvence) [ MHz ] λ – délka vlny [ m ] VKV FM: 87,5 MHz až 108 MHz, což je vlnová délka 3,4 m – 2,8 m

Elektromagnetické kmitočtové spektrum 100 kHz 1 MHz 10 MHz 100 MHz 1 GHz 10 GHz 100 GHz 1 THz 10 THz 100 THz 1 PHz 10 PHz 100 PHz 1 EHz 10 EHz 100 EHz 1 ZHz 3 km 300 m 30 m 3 m 30 cm 3 cm 3 mm 300 µm 30 µm 3 µm 300 nm 30 nm 3 nm 300 pm 30 pm 3 pm 300 fm DV SV KV VKV III. IV.+V. TV TV sat Radiové vlny Mikrovlny Infračervené záření Ultrafialové Gama záření Světelné Rentgenové

FM modulace 87,5 MHz 93 MHz CR1 96,2 MHz Zlín … atd … 108 MHz Kanály FM rozhlasu  povolený zdvih */- 75 kHz  šířka kanálu 150 kHz  neobsazují se vedlejší kanály „v doslechu“

Šířka jednoho kanálu Nosný kmitočet např. 96,2 MHz kHz 100% 80% 5% Modulační kmitočet 15 kHz Šířka kanálu – 210 kHz pro modulační zdvih +/- 75 kHz

Příklad pokrytí Radiožurnálu CR1

Antény VKV vysílače Černá hora, Uherský Brod

Tlustá hora - Zlín

Silné stanice VKV v okolí SPŠOA UB  87,6 MHz Impulz  88,0 MHz Jemné melódie  89,6 MHz Rock max  92,1 MHz Čas  93,0 MHz ČR 1  96,2 MHz Zlín  98,9 MHz Kiss radio publikum  99,5 MHz ČR 1  102,0 MHz ČR 3 Vltava  104,5 MHz F1  105,7 MHz Proglas  107,3 MHz ČR Brno

Šíření kmitočtů FM rozhlasu  Velmi krátké vlny 87,5 – 108 MHz (3,4 – 2,8 m)  šíří se přímou vlnou (jako světlo)  mírně se ohýbají přes velké překážky (jako světlo v mlze)  do vzdálenosti desítek km až asi 120 km Zeměkoule Příjmový stín OK

VKV – do vzdálenosti desítek km až do 120 km zcela vyjímečně od vrstvy F2 vzdálenost 120 km bez signálu

Antény VKV vysílače Černá hora, Uherský Brod

Základní pojmy Frekvenční modulace Superhet Demodulace, detekce Mezifrekvenční, nízkofrekvenční kmitočet Šířka pásma

Frekvenční modulace Nízkofrekvenční signál – řeč, hudba … Kmitočet vysílače – to, co ladíme na rádiu; takto to vypadá, když se právě vysílá ticho. Modulace FM ( modulace AM ) na VKV +/- 75 kHz

Superhet FM Mezifrekvenční zesilovač Směšovač Vysokofrekvenční zesilovač Oscilátor Nízkofrekvenční zesilovač U AV C Mezifrekvenční zesilovač Směšovač Vysokofrekvenční zesilovač Oscilátor Nízkofrekvenční zesilovač U AV C Vstupní frekvence Oscilační frekvence Vstupní a oscilační obvod se přelaďují současně. Oscilační obvod kmitá stále o f mezifrekvenční výš. Platí: f mezifrekvenční = f oscilační - f vstupní Mezifrekvenční kmitočet pro FM je 10,7 MHz. demodulátor FM

Požadavky na jednotlivé díly superhetu Vstupní laděný obvod – 87,5 až 108 MHz Rozkmitává se signálem z antény Zhruba vybírá přijímaný kmitočet Umožňuje ladění Transformuje signál

Laděný obvod  3 – 5 závitů drátu o průměru 1 mm  kostřička o průměru 5 mm  ladící kondenzátor nebo varikap o kapacitě do 15 až 30 pF

Požadavky na jednotlivé díly superhetu Vysokofrekvenční zesilovač: rozsah nejméně 87 – 108 MHz Zesiluje 2 – 10 x Vyrovnává ztráty laděného obvodu a směšovače Umožňuje změnu zesílení pomocí AVC Co nejmenší šum

Požadavky na jednotlivé díly superhetu Oscilátor – 89,2 až 118,7 MHz Kmitá vždy o mezifrekvenční kmitočet výš, než je vstupní (přijímaný) signál Přesně sinusové kmity – velmi malé zkreslení a šum Stálost výstupního napětí v celém rozsahu kmitočtů Stabilita naladění

Požadavky na jednotlivé díly superhetu Směšovač Mísí vstupní a oscilační signál Co nejmenší ztráty – hlavně pro vstupní signál Malý šum Na jeho výstupu je: 1)f vst 2)f osc 3)f osc + f vst f MF = 10,7 MHz 4) f osc - f vst = f MF = 10,7 MHz

Požadavky na jednotlivé díly superhetu Mezifrekvenční zesilovač 10,7 MHz / 180 až 350 kHz Zesiluje 10 x až x Řízení zesílení pomocí AVC Vybírá pouze přijímaný kanál Malý šum

Mezifrekvenční filtr přijímače  Zajišťuje selektivitu přijímače (výběr jedné stanice)  Šířka fitru při středním kmitočtu 10,7 MHz  150 – 210 kHz pro monofonní přijímač  210 – 350 kHz pro stereofonní přijímač - 3dB 10,7 MHz 150 – 210 kHz - 3dB 10,7 MHz 210 – 350 kHz Mono Stereo co nejlepší rovina pro kvalitní stereoefekt

Mezifrekvenční filtr Keramický a cívkový mezifrekvenční filtr 10,7 MHz.

Požadavky na jednotlivé díly superhetu Demodulátor Z FM mezifrekvenčního signálu demoduluje nízkofrekvenční signál Dodává napětí pro AVC podle síly přijímaného signálu Malý šum

 poměrový detektor  nepotřebuje napájení  drahá výroba  nestálost naladění  koincidenční demodulátor  nejčastější (k roku 2009)  Nejlevnější  fázový závěs  nejlepší parametry  složitější konstrukce Demodulátory FM

Poměrový detektor  nepotřebuje napájení  diody je třeba párovat  vinutí musí být přísně symetrické Nízkofrekvenční signál 40 Hz až 15 kHz Mezifrekvenční signál 10,7 MHz

Koincidenční demodulátor Fázovací článek Ф = 0°- 180° Nízkofrekvenční signál 40 Hz až 15 kHz Mezifrekvenční signál 10,7 MHz Fázovací článek při: f MF = 10,6 MHz; Ф = 0° f MF = 10,7 MHz; Ф = 90° f MF = 10,8 MHz; Ф = 180° A B C UCUC UCUC UCUC UCUC A A A B B B CCC

Fázový závěs PLL  fázový komparátor  Pokud jsou signály na obou jeho vstupech ve fázi, má na výstupu střední napětí  Pokud je jedna fáze opožděná (= rozdílný kmitočet), pak se změní napětí na jeho výstupu; toto napětí:  dorovnává kmitočet oscilátoru tak, aby byl shodný se vstupním (MF kmitočtem)  je vedeno do NF zesilovače – protože přesně odpovídá změně kmitočtu - FM fázový komparátor napětím řízený oscilátor Mezifrekvenční signál 10,7 MHz Nízkofrekvenční signál 40 Hz až 15 kHz řídící napětí 10,7 MHz

Požadavky na jednotlivé díly superhetu Nízkofrekvenční zesilovač 30 Hz – 15 kHz Potenciometr umožňuje regulaci hlasitosti Nízkofrekvenční zesilovač dodává výkon k pohybu membrány reproduktoru Malý šum Malé zkreslení

Rozhlas FM, stereo

Kompatibilita  Stereofonní kompatibilita je schopnost přijímat stereofonní signál na monofonním přijímači a také obráceně.  Monofonní vysílání:  Menší nároky na přenosovou cestu  Jednodušší přijímač  Chybí prostorový efekt

Stereo max. 60°

Levý a pravý kanál  Vysílání dvou synchronizovaných, ale nezávislých nízkofrekvenčních signálů na jednom nosném kmitočtu  Levý kanál vysílá s menší hlasitostí i část pravého a obráceně

Vznik stereofonního efektu  Levé ucho slyší poněkud jiný signál než pravé a sloučením těchto vjemů v mozku vzniká prostorový dojem.  Lokalizace směru zvuku - zpoždění signálu. Levé ucho: 3,4 m to je 10 ms Pravé ucho: 3,7 m to je 10,88 ms Stereofonní vjem, určení směru - zpoždění 0,88 ms

Spektrum stereosignálu před vysílačem 30 Hz [kHz] 100 % Pomocná nosná 38 kHz 38 kHz – 30 Hz 38 kHz + 30 Hz RDS L + R (mono) L - Rdiferenční signál) L - R (diferenční signál)

Spektrum stereosignálu vysílané vysílačem = přjímané přijímačem 30 Hz [kHz] 100 % Potlačená pomocná nosná 38 kHz 38 kHz – 30 Hz 38 kHz + 30 Hz L + R (mono) L - Rdiferenční signál) L - R (diferenční signál) Pilotní kmitočet 19 kHz ( fázově přesná polovina z 38 kHz)

Spektrum stereosignálu ve stereodekodéru přijímače 100 % Obnovená pomocná nosná 38 kHz 38 kHz – 30 Hz 38 kHz + 30 Hz L + R (mono) Pilotní kmitočet 19 kHz ( fázově přesná polovina z 38 kHz) 30 Hz [kHz] RDS L - Rdiferenční signál) L - R (diferenční signál)

Steodekodér a RDS VF, MF, detekceFM filtr 19 kHz násobična 38 kHz dekodér-součtovýarozdílovýobvod filtr 57 kHz dekodérRDS displej levý pravý např. 96,2 MHz 30 Hz až 57 kHz demfáz e

Dekódovací rovnice Mono: M = L + P Diferenční signál: D = L – P Levý kanál: M + D = L + P + L – P = 2L Pravý kanál: M – D = L + P – ( L – P ) = 2P

Premfáze a demfáze k 10 k [Hz] +10 [dB] Zesílení výšek ve vysílači Zeslabení výšek v přijímači [dB] Odstup signál - šum Zlepšení odstupu signál – šum na vysokých kmitočtech