Antenna
Matching
วัตถุประสงค์ :
1. ศึกษาการปรับค่า Gamma matching บนเสาสัญญาณยากิ
เพื่อที่จะวัดการสูญเสียการรับส่งสัญญาณ
2. เพื่อศึกษาสภาวะ Matching และ Mismatching ของสายอากาศและเครื่องส่งสัญญาณ จากเครื่อง Spectrum Analyzer
อุปกรณ์การทดลอง :
1. Dual Direction Coupler
2. Spectrum Analyzer
3. เสาอากาศ ยากิ
4. สายนำสัญญาณ
ขั้นตอนการทดลอง :
1. นำสายนำสัญญาณมาต่อเข้ากับ Dual Direction Coupler และ Spectrum Analyzer ทั้งสอง Channel
2. ปรับตัว Gamma matching ลงมาอยู่ด่านล่าง
3. เลื่อน Maker ไปยังความถี่ที่ 454 MHz
4. บันทึกผลการทดลอง
5. ปรับตัว Gamma matching ให้สู่งขึ้น
6. เลื่อน Maker ไปยังความถี่ที่ 454 MHz
7. บันทึกผลการทดลอง
ผลการทดลอง :
1. เมื่อทำการปรับ Gamma matching ลงมาอยู่ด้านล่าง และเลื่อน Marker ไปยังตำแหน่งที่ความถี่ 454 MHz ได้ผลดังรูป
จากรูป: จะเห็นที่ตำแหน่งความถี่ 454 MHz (สัญญาณเส้นสีเหลืองตกเว้าลงมาต่ำกว่าเส้นสีเขียว)
2. เมื่อทำการปรับ Gamma matching ให้สูงขึ้น และเลื่อน Marker ไปยังตำแหน่งที่ความถี่ 454 MHz ได้ผลดังรูป
จากรูป: จะเห็นที่ตำแหน่งความถี่ 454 MHz (สัญญาณเส้นสีเหลืองอยู่สูงกว่าเส้นสีเขียว)
เปรียบเทียบดังตาราง :
ความถี่
ระดับGamma matching ความเข้ม
|
454MHz สูง -44.91dBm
|
454MHz ต่ำ -60.07dBm
|
วิจารณ์ผลการทดลอง :
เครื่องวิทยุรับส่งส่วนใหญ่จะต้องการสายอากาศที่มีค่า Impedance
เท่ากับ 50 โอห์ม ซึ่งเป็นค่าที่ เป็นการรับส่งสัญญาณที่มีประสิทธิภาพที่สุด
เรียกว่าสถานะ Match ซึ่งถ้าค่า Impedance เปลี่ยนไปจากค่านี้เราเรียกว่า
สถานะ Mismatch ซึ่งถ้าอยู่ในสภาวะนี้ จะเกิดการสะท้อนของสัญญาณ ซึ่ง
จะทำให้ประสิทธิภาพลดลง
สรุปผลการทดลอง :
จากการทดลองพบว่าเมื่อเลื่อน Gamma matching ยิ่งต่ำลงเรื่อย จะเห็น
ว่าเมื่อแสดงผลไปที่เครื่อง Spectrum Analyzer ที่ความถี่ 454 MHz เกิดส่วน
เว้าลงไปมากเท่านั้น ซึ่งการเว้าของสัญญาณนั้น บ่งบอกว่าได้รับการสะท้อน
ของสัญญาณน้อย ซึ่งเป็นผลดีต่อการรับ - ส่งสัญญาณ แต่เมื่อเลื่อน
Gamma matching สูงขึ้น ทำให้ที่ความถี่ 454 MHz ไม่เกิดส่วนเว้า แต่เส้น
สัญญาณจะดันส่งขึ้น ซึ่งแสดงให้เห็นว่า สัญญาณมีการสะท้อนมาก ซึ่งเป็น
สิ่งที่ไม่ต้องการในการรับ - ส่งสัญญาณ
Frequency Analysis
วัตถุประสงค์ :
เพื่อฝึกฝนการใช้เครื่องมือสัญญาณความถี่วิทยุด้วย Spectrum Analyzer
อุปกรณ์การทดลอง :
1. Spectrum Analyzer
2. Balance Mixer
3. Function Generator
4. Filter
5. Attenuator
6. Local Oscillator
7. สายนำสัญญาณ
8. Power Supply
ขั้นตอนการทดลอง :
1. จ่ายไฟให้กับวงจร local Oscillator เพื่อให้วงจรสร้างสัญญาณออกมา
2. ตั้งค่า Function Generator ให้มีคสวามถี่ Outout = 214 GHs
จากรนั้นใช้ filter กรองความถี่ 107 MHz ออกมา และกำหนดให้เป็น RF source
3. วัดสัญญาณความถี่ Output ของ Local Oscillator และ RF Source 107 MHz ด้วย Spectrum Analyzer โดยที่ไม่มีการต่อ Attenuator
4. วัดสัญญาณความถี่ Output ของ Local Oscillator ด้วย Spectrum Analyzer ในขณะที่ต่อ Attenuator 1 ตัว
5. วัดสัญญาณความถี่ Output ของ Local Oscillator ด้วย Spectrum Analyzer ในขณะที่ต่อ Attenuator 2 ตัว
6. นำเอา Output ของ Local Oscillator ที่ไม่มีการต่อ Attenuator และ RF Source ต่อเข้ากับ Input ของ Balance Mixer และ เชื่อมต่อ Output ของ Balance Mixer เข้ากับ Spectrum Analyzer แล้ววัดสัญญาณที่ได้
7. ทำการลด Output ของ Local Oscillator ด้วยการใส่ Attenuator เข้าไป 1 ตัว จากนั้นวัดสัญญาณที่ได้จาก Output ของ Balance Mixer
8. ทำการลด Output ของ Local Oscillator ด้วยการใส่ Attenuator เข้าไปอีก 1 ตัว จากนั้นวัดสัญญาณที่ได้จาก Output ของ Balance Mixer
ผลการทดลอง :
1. สัญญาณ Output ของ Local Oscillator ในขณะที่ไม่ได้ต่อ Attenuator
ภาพของ Spectrum ที่วัดได้จาก Local Oscillator
2. สัญญาณความถี่ Output ของ Local Oscillator ด้วย Spectrum Analyzer ในขณะที่ต่อ Attenuator 1 ตัว
ภาพของ Spectrum ที่วัดได้จาก Local Oscillator
3. สัญญาณความถี่ Output ของ Local Oscillator ด้วย Spectrum Analyzer ในขณะที่ต่อ Attenuator 2 ตัว
ภาพของ Spectrum ที่วัดได้จาก Local Oscillator
4. สัญญาณ Output ของ Balance Mixer ในขณะที่ Local Oscillator ไม่ได้ต่อ Attenuator
5. สัญญาณ Output ของ Balance Mixer ในขณะที่ Local Oscillator ต่อ Attenuator 1 ตัว
6. สัญญาณ Output ของ Balance Mixer ในขณะที่ Local Oscillator ต่อ Attenuator 2 ตัว
7. ค่าความถี่ที่วัดได้จาก Spectrum แต่งละแท่ง
ความถี่ของ spectrum ผลต่าง = 92.87 MHz
ความถี่ของ spectrum carrier= 103.52 MHz
ความถี่ของ spectrum ผลบวก = 114.31 MHz
วิธีการตั้งค่า Spectrum Analyzer สำหรับการทดลองนี้ :
1. หลังจากเปิดเครื่องแล้วให้ตั้งค่า แกน X หรือ ตั้งค่าค่าย่านความถี่ที่ต้องการจะวัด โดยกดปุ่ม FREQ จากนั้นตั้งค่าความถี่กลางที่ ปุ่ม Center Frequency จากนั้นป้อนค่าความถี่ลงไป เช่น 107 MHz
2. จากนั้นจะทำการตั้งค่า แกน Y หรือตั้งค่า Amplitude โดยการกดปุ่ม AMPT แล้วกดปุ่ม Scale/DIV เพื่อปรับสเกลตามต้องการ เช่น 3 dB/DIV
3. ภายหลังจากเสร็จสิ้นขั้นตอนที่ 2 ผลลัพท์จะแสดงบนจอ
4. เมื่อต้องการจะวัดความถี่ของแท่ง Spectrum แต่ละแท่ง ให้ทำการกดปุ่ม Maker จะมีลูกศรสีขาวและค่าความถี่ที่ชี้อยู่แสดงขึ้นบนหน้าจอของ Spectrum Analyzer
5. ทำการปรับลูกศรสีขาวให้ไปอยู่บนยอด (peak) Spectrum แต่ละอันแล้วทำการอ่านค่าความถี่และค่ากำลังของสัญญาณที่วัดได้
การนำไปประยุกต์ใช้งาน :
1. สามารถนำไปใช้ในการวิเคราะห์การ Modulation ของคลื่นเพื่อให้ได้กำลังที่ใช้ของสัญญาณพาหะกับสัญญาณข้อมูล และ Bandwidth ที่เหมาะสม
วิจารณ์ผลการทดลอง :
เราสามารถสร้างสัญญาณในช่วงความถี่ที่เราต้องการได้โดยการนำสัญญาณในหลายๆช่วงความถี่มา Modulation โดยใช้วงจร Mixer และสามารถเลือกความถี่ที่ต้องการออกมาได้โดยใช้ Filter แต่สัญญาณที่เราต้องการอาจมีความคลาดเคลื่อนได้ เนื่องจากความผิดพลาดของ filter ที่อยู่ในตัวมันเอง ทำให้เกิดข้อผิดพลาดในการกรองสัญญาณ นอกจากนี้ อาจเกิด การชำรุดของ Attenuator ซึ่งส่งผลให้เครื่องเกิดความเสียหาย เนื่องจากสัญญาณที่ส่งออกมาเมื่อไม่ผ่าน Attenuator อาจมีความแรงของสัญญาณที่มีผลทำให้อุปกรณ์ตัวรับเสียหายได้
สรุปผลการทดลอง :
จากผลการทดลองที่ได้เราสามารถสรุปได้ว่า การ Modulation ของคลื่นพาหะ หรือ RF Source ในรูปแบบต่างๆกัน นั้นมีผลต่อขนาดของ spectrum ผลบวก และผลต่าง โดยถ้าใช้ RF Source เป็นสัญญาณสี่เหลี่ยมจะส่งผลให้ Spectrum ของผลบวกและผลต่างมีขนาดใหญ่ที่สุด(แรงสุด) และถ้า RF Source เป็นสัญญาณซายน์จะส่งผลให้ Spectrum ของผลบวกและผลต่าง มีขนาดเล็กที่สุด(เบาสุด) นอกจานี้ เรายังสามารถปรับขนาดของ Spectrum ได้ด้วยการปรับขนาด Amplitude ของ RF Source นอกจากนี้การใส่ Attenuator หลายตัว ยิ่งทำให้ Spectrum มีขนาดเล็กลง
Spectrum of Analog TV and Digital TV IN UHF
วัตถุประสงค์ :
เพื่อศึกษาลักษณะ Spectrum ของการส่งสัญญาณ TV ทั้งในระบบ Analog และ Digital
อุปกรณ์การทดลอง :
1. Spectrum Analyzer
2. สายอากาศ ยากิ-อุดะ ย่าน UHF
3. สายนำสัญญาณ
ขั้นตอนการทดลอง:
1. เชื่อมสายอากาศ ยากิ - อุดะ เข้ากับเครื่อง Spectrum Analyzer
2. ตั้งค่าเครื่อง Spectrum Analyzer ให้มีค่า Start/Stop Frequency ให้อยู่
ในช่วง 558-566 MHz ซึ่งเป็นช่วงความถี่ที่สถานีโทรทัศน์ใช้ออกกาศใน
ระบบ Analog
3. วัดค่าต่างๆของ Spectrum ที่ปรากฎขึ้นบนหน้าจอจากนั้นบันทึกผล
4. ตั้งค่าเครื่อง Spectrum Analyzer ให้มีค่า Start/Stop Frequency ให้อยู่
ในช่วง 558-566 MHz ซึ่งเป็นช่วงความถี่ที่สถานีโทรทัศน์ใช้ออกกาศใน
ระบบ Digital
5. วัดค่าต่างๆของ Spectrum ที่ปรากฎขึ้นบนหน้าจอจากนั้นบันทึกผล
6. เปรียบเทียบความแตกต่างระหว่าง Spectrum ของระบบ Analog และ
Spectrum ของระบบ Digital
ผลการทดลอง :
1. Spectrum ของการออกอากาศแบบ Analog
วิจารณ์ผลการทดลอง :
ในการรับสัญญาณทีวีทั้งระบบ Digital จะมีการส่งสัญญาณเต็มแถบ
ความถี่ที่ใช้ ซึ่งผิดกับ ระบบ Analog นั้นคือถ้าใน 1 ช่องความถี่ขนาด 8
MHz ในระบบ Analog จะส่งได้แค่ รายการเดียว แต่ถ้าเป็นระบบดิจิตอล
จะสามารถ 8 ถึง 10 รายการ นอกจากนี้ ระบบ Digital ยังมีประสิทธิภาพ
ในการควบคุมสัญญาณได้ดี และ เครื่องส่งใช้กำลังออกอากาศลดลงทำให้
ประหยัดพลังงาน
สรุปผลการทดลอง :
จากการทดลองจะสังเกตเห็นว่าลักษณะ Spectrum ของระบบ Analog และ
ระบบ Digital นั้นมีความแตกต่างกันอย่างเห็นได้ชัด โดยระบบ Analog จะมี
การส่งภาพและเสียงออกจากกันไปในการส่ง ดังนั้นต้องใช้ความถี่ถึง 2
ความถี่ในการส่งภาพและเสียงออกไปพร้อมกัน ซึ้งทำให้สิ้นเปลือง
Bandwidth และในส่วนของ ระบบ Digital ได้มีการแยกภาพและเสียงเช่นกัน
แต่จะนำข้อมูลไปทำการเข้ารหัสเป็นแบบ Digital จึงสามารถส่งได้ทั้งภาพ
และเสียงมาพร้อมกันได้ในความถี่ Spectrum เพียงแท่งเดียว ซึ่งทำให้ช่วย
ประหยัด Bandwidth และสามารถออกอากาศได้หลายช่องสัญญาณในแถบ
Spectrum แถบเดียว แต่ทั้งนี้ได้มีการลดคุณภาพของภาพและเสียงรวมไป
ด้วยในการส่งในระบบ Digital (เพราะทำการบีบอัดช่องสัญญาณหลายๆช่อง
จึงต้องทำการลดเฟรมเรตลง)
จึงต้องทำการลดเฟรมเรตลง)
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น