บล็อกไดอะแกรมเครื่องรับ-ส่งวิทยุสื่อสาร

เครื่องรับ-ส่งวิทยุสื่อสาร

วิทยุสื่อสาร หรือเรียกอีกชื่อว่า วิทยุคมนาคม เป็นอุปกรณ์ที่แปลงกระแสไฟฟ้าเคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ประกอบเป็น ภาครับ และ ภาคส่ง แผ่กระจายคลื่นวิทยุออกทางสายอากาศ เป็นเครื่องมือในการสื่อสารชนิดกึ่งสองทาง ถูกนำมาใช้งานในหลายประเภท เช่น วิทยุราชการ วิทยุสมัครเล่น และวิทยุภาคประชาชน เป็นต้น

ทำงานโดยแปลงกระแสไฟฟ้าเป็นคลื่นแม่เหล็กแบ่งเป็นภาครับ และภาคส่งแผ่กระจายคลื่นวิทยุออกทางสายอากาศ คลื่นวิทยุ คือ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ถูกคิดค้นโดยเจมส์แมกซ์เวลล์ (James c. Maxwell) เมื่อสามร้อยกว่า ปีมาแล้ว(ปี ค.ศ.1864) ต่อมา ไฮริชเฮิรตซ์ (Heinrich Hertz) เป็นผู้ทดลองพิสูจน์ว่าคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้านี้เป็น

ส่วนประกอบของวิทยุสื่อสารแบ่งออกได้เป็น 3 ส่วนหลักๆ คือ

ตัวเครื่อง

ตัวเครื่องของวิทยุสื่อสารจะมีส่วนที่ประกอบไปด้วยแผงวงจรและอุปกรณ์ต่างๆที่เครื่องวิทยุสื่อสารแต่ละรุ่นถูกออกแบบมา

แหล่งพลังงาน

แหล่งพลังงานคือตัวจ่ายกระแสไฟฟ้า ซึ่งเป็นส่วนที่จะป้อนพลังงานให้กับตัวเครื่องให้เครื่องวิทยุสื่อสารสามารถทำงานได้ ซึ่งจะมีทั้งแบบแหล่งพลังงานแบบแบตเตอรี่แพค(battery pack) และแบบไฟฟ้ากระแสตรง(DC volts)

สายอากาศ

เป็นส่วนที่ทำหน้าที่รับสัญญาณวิทยุ ที่อยู่ในรูปแบบคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเข้ามาในตัวเครื่องเพื่อผ่านการแปลงเป็นกระแสไฟฟ้า และในทางกลับกันสายอากาศจะทำหน้าที่แพร่คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ผ่านการแปลงจากกระแสไฟฟ้ามาเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ส่งออกไปยังเครื่องรับสัญญาณวิทยุปลายทาง

คลื่นวิทยุ คือ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ค้นพบโดยเจมส์แมกซ์เวลล์ (James c. Maxwell) เมื่อราวปี ค.ศ.1864 ต่อมา ไฮริชเฮิรตซ์ (Heinrich Hertz) ทดลองพิสูจน์ว่าคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นพลังงานที่ใช้ได้จริง ในปี ค.ศ.1887 คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ามีความเร็ว 300,000,000 เมตร/วินาที หรือเท่ากับความเร็วแสง

คลื่นวิทยุเกิดจากการเคลื่อนที่ของกระแสไฟฟ้าที่อยู่ในสายอากาศ แล้วแผ่กระจายไปในอากาศ (ลักษณะเดียวกับคลื่นในน้ำ) เป็นลูกคลื่น มียอดคลื่นและท้องคลื่น การเคลื่อนตัวหนึ่งรอบคลื่น หมายถึง จากผิวน้ำ-ขึ้นไปสู่ยอดคลื่น-ตกลงที่ท้องคลื่น-และกลับขึ้นมาเสมอผิวน้ำ ความถี่ของคลื่นวิทยุมีหน่วยต่อวินาที (CPS : Cycle Per Second) เพื่อให้เกียรติแด่ผู้ค้นพบจึงเรียก "หน่วยต่อวินาที" ว่า "เฮิรตซ์" (Hz)

การใช้และบำรุงรักษาเครื่องวิทยุสื่อสาร การใช้เครื่องวิทยุคมนาคมชนิดมือถือไม่ควรอยู่ใต้สายไฟฟ้าแรงสูง ต้นไม้ใหญ่ สะพานเหล็ก หรือสิ่งกำบังอย่างอื่นที่มีผลต่ออุปสรรคในการใช้ความถี่วิทยุ ก่อนใช้เครื่องวิทยุคมนาคมควรตรวจดูว่าสายอากาศ หรือสายนำสัญญาณต่อเข้ากับขั้วสายอากาศเรียบร้อยหรือไม่และขณะส่งออกอากาศไม่ควรเพิ่มหรือลดกำลังส่ง (HI–LOW) ในการส่งข้อความ หรือพูดแต่ละครั้งอย่ากดสวิทซ์ (PTT) ไม่ควรส่งนานเกินไป (เกินกว่า 30 วินาที)

เครื่องรับส่งวิทยุสื่อสาร
      ในวงจร Mixer จะทำการผสมสัญญาณRF กับสัญญาณจาก Local Oscillator ซึ่งความถี่ทั้งสองนี้จะห่างกันอยู่ เท่ากับ 455 KHz พอดี (ห่างกันเท่ากับความถี่ IF) สมมุติว่าเราต้องการรับสัญญาณวิทยุ AMที่ความถี่ 1000 KHz วงจรขยาย RF ก็ต้องจูนและขยายความถี่ 1000 KHz เป็นหลัก และยอมให้ความถี่ใกล้เคียงบริเวณ 1000 KHz เข้ามาได้เล็กน้อย การจูนความถี่นอกจากจะจูนภาคขยาย RF แล้วยังจะจูนวงจร Local Oscillator ด้วย (วิทยุ AM แบบใช้มือจูน) ความถี่ของ Local Oscillator จะเท่ากับ 1000 KHz +455 KHz = 1455 KHz พอดี
เมื่อสัญญาณทั้ง RF และจาก Local Oscillator ป้อนเข้ามาที่วงจร Mixer ซึ่งเป็นวงจรที่ทำงานแบบ นอนลิเนียร์ สัญญาณที่ออกมาจะมี่ทั้งสัญญาณผลบวกและผลต่าง เมื่อป้อนให้กับวงจร IF ซึ่งจูนรับความถี่ 455 KHz ดังนั้นสัญญาณผลรวมจะถูกตัดทิ้งไป คงไว้แต่สัญญาณของความถี่ผลต่าง (1455 KHZ - 1000 KHz = 455 KHz)วงจรขยาย IF ก็คือวงจรขยาย RF ที่จูนความถี่เอาไว้เฉพาะ ที่ความถี่ 455 KHz วงจรขยาย IF อาจจะมีด้วยกันหลายภาค เพื่อให้มีอัตราการขยายสัญญาณที่รับได้สูง ๆ และ การเลือกรับสัญญาณที่ดี เนื่อจาหวงจรนี้ขยายความถี่คงที่จึงทำให้ง่ายต่อการออกแบบ สัญญาณที่ขยายแล้วจะเข้าสู่กระบวนการ Detector เพื่อแยกสัญญาณเสียงออกมา
1.สายอากาศ (Antenna) จะทำหน้าที่รับสัญญาณคลื่นวิทยุที่ส่งจากสถานีต่างๆ เข้ามาทั้งหมดโดยไม่จำกัดว่าเป็นสถานีใด ถ้าสถานีนั้นๆ ส่งสัญญาณมาถึง สายอากาศจะส่งสัญญาณต่างๆไปยังภาค RFโดยส่วนใหญ่สายอากาศของเครื่องรับวิทยุ FM จะเป็นแบบไดโพล (Di-Pole) ซึ่งเป็นสายอากาศแบบสองขั้ว จะช่วยทำให้การรับสัญญาณดียิ่งขึ้น
2.ภาคขยาย RF (Radio Frequency Amplifier) จะทำงานเหมือนกับเครื่องรับวิทยุ AM คือจะทำหน้าที่รับสัญญาณวิทยุในย่าน FM 88 MHz – 108 MHz เข้ามาและเลือกรับสัญญาณ FM เพียงสถานีเดียวโดยวงจรจูนด์ RF และขยายสัญญาณ RF นั้นให้แรงขึ้น เพื่อให้มีกำลังสูง เหมาะที่จะส่งไปบีท (Beat) หรือผสมในภาคมิกเซอร์ (Mixer) โดยข้อแตกต่างสำคัญของภาคขยาย RF ของเครื่งรับ AM และ FM คือ วิทยุFM ใช้ความถี่สูงกว่า AM ดังนั้นการเลือกอุปกรณ์มาใช้ในวงจรขยายจะต้องหาอุปกรณ์ที่ให้การตอบสนองความถี่ในย่าน FM ได้ และต้องขยายช่องความถี่ที่กว้างของ FM ได้
3.ภาคมิคเซอร์ (Mixer) จะทำงานโดยจะรับสัญญาณเข้ามาสองสัญญาณ ได้แก่สัญญาณ RF จากภาคขยาย RF และสัญญาณ OSC. จากภาคโลคอลออสซิลเลเตอร์ เพื่อผสมสัญญาณ (MIX.) ให้ได้สัญญาณออกเอาท์พุตตามต้องการ สัญญาณที่ออกจากภาคมิกเซอร์มีทั้งหมด 4 ความถี่ คือ

a) ความถี่ RF ที่รับเข้ามาจากวงจรจูน RF (RF)

b) ความถี่ OSC. ที่ส่งมาจากภาคโลคอล ออสซิลเลเตอร์ (OSC.)

c) ความถี่ผลต่างระหว่าง OSC. กับ RF. จะได้เป็นคลื่นขนาดกลางหรือที่เรียกว่า IF (Intermediate Frequency) ได้ความถี่ 10.7 MHz

d) ความถี่ผลบวกระหว่าง OSC. กับ RF

สถานีวิทยุออนไลน์ คือ การให้บริการ Streaming Audio หรือการแพร่กระจายสัญญาณเสียงผ่านระบบอินเทอร์เน็ต โดยสามารถจัดผังรายการได้เองตามที่ต้องการ เพื่อตั้งสถานีวิทยุจัดรายการออนไลน์สด ทั้งพูดคุยและเปิดเพลง รูปแบบเดียวกับการจัดรายการของสถานีวิทยุปกติ

เครื่องรับ-ส่งวิทยุสื่อสาร(ชนิดมือถือ) (HANDY TALKIES)

เครื่องรับ-ส่งวิทยุในปัจจุบันส่วนใหญ่นิยมใช้วิธีสังเคราะห์ความถี่ เรียกว่า“Synthesizer”

ซึ่งกรมไปรษณีย์โทรเลข ได้แบ่งประเภทเครื่องวิทยุคมนาคมแบบสังเคราะห์ความถี่ของหน่วยงานราชการ
และรัฐวิสาหกิจ ไว้ 2 ประเภทคือ

1. เครื่องวิทยุคมนาคมแบบสังเคราะห์ความถี่ ประเภท1
หมายถึงเครื่องวิทยุคมนาคมที่ผู้ใช้งานสามารถตั้งความถี่วิทยุได้เองจากภายนอกเครื่องวิทยุ
2. เครื่องวิทยุคมนาคมแบบสังเคราะห์ความถประเภที่ 2 หมายถึง เครื่องวิทยุคมนาคมที่ผู้ใช้งาน
ไม่สามารถตั้งความถี่วิทยุได้เองจากภายนอกเครื่องวิทยุคมนาคม แต่สามารถตั้งความถี่วิทยุ
ด้วยเครื่อง PC โดยการโปรแกรมความถี่วิทยุที่ใช้งานเข้าไปยังหน่วยความจําของเครื่องนั้นๆ
*** กรมชลประทานได้รับอนุญาตให้ใช้วิทยุคมนาคมประเภท 2 เท่านั้น ***


การดูแลบํารุงรักษาเครื่องรับ-ส่งวิทยุสื่อสาร (ชนิดมือถือ)
1. การใช้เครื่องวิทยุสื่อสาร ชนิดมือถือไม่ควรอยู่ใต้สายไฟฟ้าแรงสูงต้นไม้ใหญ่สะพานเหล็ก 
หรือสิ่งกําบังอื่นที่เป็นอุปสรรคในการติดต่อสื่อสารกัน
2. ตรวจดูสายอากาศ สายนําสัญญาณว่าต่อเรียบร้อยแน่นหนาหรือไม่
3. ขณะส่งออกอากาศไม่ควรเพิ่มหรือลดกําลังส่ง
4. ในการส่งสัญญาณ  หรือพูดไม่ควรกดคีย์นาน เกิน 30 วินาที
5. แบตเตอรี่ถ้าเป็นแบตเตอรี่ใหม่ควรชาร์ตนาน 16 ชั่วโมง
6. แบตเตอรี่ควรใช้ให้หมดกระแสจึงนําไปชาร์ตใหม่
7.ถ้าแบตเตอรี่สกปรกให้ใช้ยางลบหมึกถูทําความสะอาดทั้งขั้วแบตและตัวเครื่อง
8. ความยาวของเสาอากาศต้องสัมพันธ์กับความถี่ที่ใช้งาน และกําลังส่งของเครื่องด้วย
9. เสาอากาศชนิดชัก ต้องชักสายอากาศให้สุดก่อนใช้งานทุกครั้ง
10. ควรทําความสะอาดวิทยุสื่อสารโดยการเป่าลม หรือใช้พู่กันปัดทําความสะอาดฝุ่นติดอยู่
11. ไม่ควรให้เครื่องโดนน้ํา หรือตากแดดนาน ๆ
12. อย่าบิดหรือหมุนเสาอากาศเล่น
13. ระวังอย่าให้เสาอากาศ หักงอ ทําให้ประสิทธิภาพในการรับ – ส่ง ลดด้อยลง

ระบบ A.M สื่อสารโดยใช้คลื่นเสียงผสมเข้าไปกับคลื่นวิทยุเรียกว่า "คลื่นพาหะ" โดยแอมพลิจูดของคลื่นพาหะจะเปลี่ยนแปลงตามสัญญาณคลื่นเสียง ในการส่งคลื่นระบบ A.M. สามารถส่งคลื่นได้ทั้งคลื่นดินเป็นคลื่นที่เคลื่อนที่ในแนวเส้นตรงขนานกับผิวโลกและคลื่นฟ้าโดยคลื่นจะไปสะท้อนที่ชั้นบรรยากาศไอโอโนสเฟียร์ แล้วสะท้อนกลับลงมา จึงไม่ต้องใช้สายอากาศตั้งสูงรับ ระบบ F.M. สื่อสารโดยใช้คลื่นเสียงผสมเข้ากับคลื่นพาหะ โดยความถี่ของคลื่นพาหะจะเปลี่ยนแปลงตามสัญญาณคลื่นเสียง ในการส่งคลื่นระบบ F.M. ส่งคลื่นได้เฉพาะคลื่นดินอย่างเดียว ถ้าต้องการส่งให้คลุมพื้นที่ต้องมีสถานีถ่ายทอดและเครื่องรับต้องตั้งเสาอากาศสูงๆ รับ

ชื่อแถบความถี่ ความถี่ การใช้งานในประเทศไทย

• Very Low Frequency(VLF) 3-30 KHz (K=1พัน)
• Low Frequency (LF) 30-300 KHz
• Medium Frequency (MF) 300-3,000 KHz วิทยุ AM คลื่น MW
• High Frequency (HF) 3,000-30,000 KHz วิทยุ AM คลื่นสั้น (SW)
• Very thigh Frequency (VHF) 30-300 MHz (M=1ล้าน) วิทยุ FM และโทรทัศน์ช่อง2-12
• Ultra High Frequency (UHF) 300-3,000 MHz โทรทัศน์ช่อง 14-69
• Super High Frequency (SHF) 3-30 GHz (G=พันล้าน) สัญญาณผ่านดาวเทียม
• Extremdy High Frequency (EHF) 30-300 GHz -