Кіріспе

Радио толқындарын шығаратын электрондық құрылғы. Электроника және телекоммуникация саласында радио хабар таратушы немесе жай ғана таратушы (техникалық құжаттарда көбінесе XMTR немесе TX деп қысқартылады) – радио қабылдағышқа сигнал жеткізу мақсатымен антенна арқылы радио толқындарын тудыратын электрондық құрылғы. Таратушының өзі радиожиіліктің айнымалы тогын жасайды, ол антеннаға қолданылады. Бұл айнымалы токтан антенна радио толқындарын сәулелендіреді. Таратқыштар радио (аудио) және теледидар хабар тарату станциялары, ұялы телефондар, рациялар, сымсыз компьютерлік желілер, Bluetooth қолдауы бар құрылғылар, гараж есіктерін ашатын құрылғылар, ұшақтардағы, кемелердегі, ғарыш кемелеріндегі екі бағытты радиобайланыс құралдары, радарлар және навигациялық маяқтар сияқты радио арқылы байланыс жасайтын барлық электрондық құрылғылардың қажетті бөлігі болып табылады. "Таратушы" термині көбінесе байланыс мақсатында радио толқындарын жасайтын жабдықтарға; немесе радиолокацияға, мысалы, радар мен навигациялық таратушыларға қатысты қолданылады. Микротолқынды пештер немесе диатермиялық жабдықтар сияқты жылыту немесе өнеркәсіптік мақсаттар үшін радио толқындарын тудыратын генераторлар, әдетте, таратушылар деп аталмайды, тіпті олардың схемалары ұқсас болса да. Бұл термин көбінесе хабар таратуда қолданылатын таратушыға, мысалы, FM радио немесе теледидар таратушысына қатысты қолданылады. Бұл қолданыс әдетте таратушының өзін, антеннаны және көбінесе олар орналасқан ғимаратты қамтиды.

Сипаттама

Бергіш – электрондық жабдықтың жеке бөлігі немесе басқа электрондық құрылғыдағы электрлік схема болуы мүмкін. Бір құрылғыда біріктірілген бергіш және қабылдағыш, бергіш-қабылдағыш деп аталады. Көптеген бергіштердің мақсаты – ақпаратты қашықтықтан радиоарна арқылы тарату. Ақпарат, бергішке модуляциялық сигнал деп аталатын электрондық сигнал түрінде беріледі, мысалы, микрофоннан аудио (дыбыс) сигналы, бейнекамерадан бейне (ТВ) сигналы немесе сымсыз желі құрылғыларында компьютерден цифрлық сигнал. Бергіш радиожиіліктік сигналды жасайды, ол антеннаға түскенде радио толқындарын тудырады, бұл сигнал тасымалдаушы сигнал деп аталады. Ол тасымалдаушыны модуляциялық сигналмен біріктіреді, бұл процесс модуляция деп аталады. Ақпаратты тасымалдаушыға әртүрлі тәсілдермен, әртүрлі бергіштер арқылы қосуға болады. Амплитудалық модуляция (AM) бергішінде ақпарат радиосигналға оның амплитудасын өзгерту арқылы қосылады. Жиіліктік модуляция (FM) бергішінде ақпарат радиосигналдың жиілігін сәл өзгерту арқылы қосылады. Модуляцияның тағы да көптеген түрлері қолданылады. Бергіштен шыққан радиосигнал антеннаға жіберіледі, ол энергияны радио толқындары түрінде сәулелендіреді. Антенна бергіш корпусының ішінде немесе ұялы телефондар, рациялар және гараж есігін ашатын құрылғылар сияқты портативті құрылғылардың сыртына орнатылуы мүмкін. Күші жоғары бергіштерде антенна ғимараттың үстінде немесе жеке мұнарада орналасуы мүмкін және бергішпен қоректендіру желісі арқылы, яғни тарату желісі арқылы байланыстырылады.

Операция

Электромагниттік толқындар электр зарядтары үдеген кезде сәулеленеді. Радио толқындары, радиожиілікті электромагниттік толқындар, уақыт бойынша өзгеретін электр токтері арқылы туындайды, олар антенна деп аталатын металл өткізгіш арқылы ағып жатқан электрондардан тұрады және олардың жылдамдығы өзгеруіне байланысты үдеуге ие болады. Хабар таратушы сондай-ақ радио толқындарымен тасымалданатын радиожиілікті токқа аудио немесе бейне сигнал сияқты ақпаратты енгізеді. Олар радио қабылдағыштың антеннасына тиген кезде, толқындар оның ішінде ұқсас (бірақ әлсіз) радиожиілікті токтарды қоздырады. Радио қабылдағыш алынған толқындардан ақпаратты шығарып алады.

Реттеу

Бір аймақта орналасқан екі радио хабар таратушы бірдей жиілікте хабар беруге тырысса, бір-біріне кедергі келтіреді, бұл қабылдаудың бұзылуына әкеледі, сондықтан екі хабардың да анық қабылдануы мүмкін болмайды. Радио хабарларын бұзу немесе кедергі келтіру ғана емес, сонымен қатар адам өміріне қауіп төндіруі мүмкін (мысалы, төтенше жағдайлардағы байланысқа немесе әуе трафигін басқаруға кедергі келтірілген жағдайда). Осы себепті көптеген елдерде хабар таратушы құрылғыларды пайдалану заңмен қатаң реттеледі. Хабар таратушылар үкіметтен лицензия алуы керек, лицензиялар қолданылу саласына қарай, мысалы, хабар тарату, теңіз радио байланысы, Airband, әуесқойлар радио байланысы сияқты түрлі сыныптарға бөлінеді және белгілі бір жиіліктер мен қуат деңгейлерімен шектеледі. Халықаралық телекоммуникация одағы (ITU) радиоспектрдегі жиілік жолақтарын пайдаланушылардың әртүрлі санаттарына бөліп береді. Кейбір санаттарда әр таратушыға бірегей шақыру таңбасы беріледі, ол әріптер мен сандардан тұрады және тарату кезінде идентификатор ретінде қолданылуы тиіс. Хабар таратушы операторы әдетте мемлекеттік лицензияға ие болуы керек, мысалы, жалпы радиотелефон операторы лицензиясы, ол радио байланысын қауіпсіз пайдалану үшін қажетті техникалық және құқықтық білімді растау үшін емтихан тапсыру арқылы алынады. Аталған ережелерден ауытқу ретінде, ұялы телефондар, сымсыз телефондар, сымсыз микрофондар, рациялар, Wi-Fi және Bluetooth құрылғылары, гараж қақпаларын ашатын құрылғылар және бесік бағыштары сияқты тұтыну тауарларында қолданылатын аз қуатты, қысқа қашықтықтағы хабар таратушыларды лицензиясыз пайдалануға рұқсат етіледі. АҚШ-та мұндай құрылғылар Федералды байланыс комиссиясының (FCC) ережелерінің 15-тарауына жатады. Олар лицензиясыз жұмыс істей алғанымен, сатылымға шығарылмас бұрын олардың үлгісі мақұлданудан өтуі керек.

Тарих

Алғашқы радио хабар таратушыларды (жарық аралығы бар хабар таратушыларды) 1887 жылы неміс физигі Генрих Герц радио толқындар туралы пионерлік зерттеулер жүргізу кезінде жасаған. Бұл құрылғылар екі өткізгіш арасындағы жоғары кернеулі ұшқын арқылы радио толқындарын тудырды. 1895 жылдан бастап Гульельмо Маркони осы таратушыларды пайдалана отырып, алғашқы практикалық радиобайланыс жүйелерін жасады, ал радио 1900 жыл шамасында коммерциялық тұрғыда қолданыла бастады. Ұшқындық таратушылар дыбысты (үн) бере алмады, оның орнына ақпаратты радиотелеграфия арқылы жеткізді: оператор телеграф кілтін басып, таратушыны қосып-өшіру арқылы телеграфтық кодта, әдетте Морзе кодында мәтіндік хабарламаларды білдіретін радио толқындарының импульстарын жасады. Қабылдағыш жағында бұл импульстар кейде тікелей қағаз таспаға жазылатын, бірақ көбінесе естілетін қабылдау қолданылды. Импульстар қабылдағыштың құлаққаптарында сылдырлаған дыбыс ретінде естілді, оны Морзе кодын білетін оператор мәтінге аударды. Бұл ұшқындық таратушылар радионың алғашқы үш онжылдығында (1887–1917) – сымсыз телеграфия немесе «ұшқын» дәуірінде қолданылды. Олар тұншықты толқындарды тудырғандықтан, ұшқындық таратушылар электрлік «шу» көзі болды. Олардың энергиясы кең жиілік диапазонында таралып, басқа таратушыларға кедергі келтіретін радио шуын тудырды. 1934 жылы тұншықты толқындарды тарату халықаралық заңмен тыйым салынды. Ғасырдың басында пайда болған екі қысқа ғұмырлы бәсекелес таратушы технологиясы болды: 1904 жылғы доғалық түрлендіргіш (Пульсен доғасы) және 1910 жылғы Александерсон генераторы, олар 1920 жылдарға дейін қолданылды. Бұл ерте технологиялардың барлығы 1920 жылдары Эдвин Армстронг пен Александр Мейснер ойлап тапқан кері байланыс осцилляторын пайдаланған вакуумдық түтікшелі таратушылармен алмастырылды. Вакуумдық түтікшелі таратушылар арзан болды және үздіксіз толқындарды тудырды, сонымен қатар амплитудалық модуляция (АМ) арқылы дыбысты (үнді) беру үшін оңай модуляцияланатын болды. Бұл шамамен 1920 жылы басталған АМ радио хабарларын таратуға мүмкіндік берді. Практикалық жиілік модуляциясы (FM) беруді Эдвин Армстронг 1933 жылы ойлап тапты, ол АМ-ге қарағанда шу мен статикаға төзімдірек екенін көрсетті. Бірінші FM радиостанциясы 1937 жылы лицензияланды. Радиостанциялар 1920 жылдардың аяғынан бері эксперименталды теледидар таратуын жүргізіп келді, бірақ практикалық теледидар хабарларын тарату 1930 жылдардың аяғына дейін басталмады. Екінші дүниежүзілік соғыс кезінде радардың дамуы UHF және микротолқын диапазондарындағы жоғары жиілікті таратушылардың эволюциясын ынталандырды, бұл үшін магнитрон, клайстрон және қозғалмалы толқын түтігі сияқты жаңа активті құрылғылар пайдаланылды. Транзистордың ойлап табылуы 1960 жылдары сымсыз микрофондар, гараж қақпаларын ашатын құрылғылар және рациялар сияқты кішкентай портативті таратушыларды жасауға мүмкіндік берді. 1970 жылдары интегралды схеманың (IC) дамуы ұялы телефондар мен Wi-Fi желілері сияқты сымсыз құрылғылардың қазіргі кең таралуына жағдай жасады, онда портативті құрылғылардағы интегралды цифрлық таратушылар мен қабылдағыштар (сымсыз модемдер) сымсыз желілермен деректерді алмасу үшін автоматты түрде, фоновым режимінде жұмыс істейді. Радиоспектрдегі кеңейіп бара жатқан таралудың салдарынан жолақтықты сақтау қажеттілігі кең спектрлі, түйілген радиожүйелер және танымдық радио сияқты жаңа типтегі таратушыларды дамытуға түрткі болып отыр. Бұл тенденциямен байланысты аналогты радио хабарларын тарату әдістерінен цифрлық әдістерге көшу жалғасуда. Цифрлық модуляция аналогтық модуляцияға қарағанда спектрлік тиімділікке ие болуы мүмкін; яғни, ол көбінесе деректерді сығу алгоритмдерін қолдана отырып, берілген жолақта аналогтыққа қарағанда көбірек ақпаратты (деректер жылдамдығы) жеткізе алады. Цифрлық таратудың басқа да артықшылықтары – шуға төзімділіктің жоғарылауы, цифрлық сигналды өңдеу интегралды схемаларының икемділігі мен өңдеу қуатының артуы.