同学们, 大家好, 今日, 我们接着去学习杨欣所著的《电子设计从零开始》, 这本书籍, 是从基础的原理着手出发的, 其涵盖的知识点, 广泛涉及到无线电通讯领域, 还有仪器设计方面, 以及三极管电路范畴, 再者乃集成电路领域, 另外还有传感器部分, 数字电路的基础内容, 片机以及应用实例这些方面, 它能够说是全方位、系统性地去介绍了电子设计所需要的各类知识, 算得上是一本极为不错的电子设计入门类书籍, 它不存在繁杂的计算内容, 用以替代的, 是生动且平实的叙述方式。
此外, 对一些电子工程类资料做了整理, 将其分享给众人, 当下存在模拟电路方面的资料, 有单片机相关资料, 有C语言的资料, 有PCB设计的资料, 具备电源相关资料, 有FPGA的资料, 有EMC的资料, 有物联网的资料, 还有Linux相关学习资料, 另外有针对大学生的资料包, 在后续时间里还会有更多资料分享给大家, 以此助力大家学习, 达成梦想~
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上篇的时候, 我们针对光电报警电路展开了完整的分析, 清楚了解到的是, 三极管这个起到类似“开关”作用的元件, 若要将其打开, 那么就需要具备“合适”的偏置电压。
今天, 我们开启新篇章学习, 围绕一台单管直放式收音机, 学习电磁波的基础知识, 学习无线电的基础知识。
解密电磁波
作为传递信息载体的电磁波, 一直被大家广泛应用且飞速发展着, 蓝牙是基于电磁波的应用, 低成本、低功耗的无线数据通信网是基于电磁波的应用, RFID射频识别技术是基于电磁波的应用, 4G第4代无线通信网络是基于电磁波的应用。
于生活里头, 电磁波实际上处处皆在, 像那无线电波, 微波, 红外线, 可见光, 紫外线, X射线诸如此类, 全都是电磁波, 只是它们相应的波长, 以及波源, 还有频率存有差异, 如同下面图示这般:
电磁波家族
电磁波的传播
那么, 电磁波究竟是通过什么样的方式达成无线传播从而实现此现象的呢, 其答案在于电去生磁, 磁又进一步生电, 情况如下图示:
电磁波的形成和传播模式图
在图中能够看到, 天线里变化的电流会产生磁场, 磁场又会感应出电场，电场还会再感应出磁场, 要留意这里电场与磁场是相互呈垂直状态的。
电场会交替产生, 磁场也会交替产生, 如此一来, 在介质当中或者在真空中, 进而就将形成电磁波, 并且还会发射出去。
实际上, 并非仅仅天线才会发射出电磁波, 我们讲只要是物体的温度高于0K就都会发射电磁波, 而且电磁波的传播并不依靠介质, 在真空中同样能够传播。能够这么讲整个宇宙都被电磁辐射所笼罩着, 然而人类能够察觉到的仅仅是可见光这一部分。
无线电通信频段
在自然界之中, 存在着数量如此之甚多的电磁波, 当中被用于无线通信的频段情况如下表所展示呈现的那样:
ITU无线电通信频段
国际电信联盟划出3Hz~专门用以进行无线一类通信, 于该频段范围之内又被区分成11个子频段, 以此用于存有别于其他通信方式的不同用途通信手段呢。当中MF、HF、VHF、UHF这4个频段跟我们平日的生活之间的联系是最为亲密细致的, 就好像覆盖涉及具有“听收音机”特点、“看电视”这一行为、“手机通信”相关活动等情况。
1.MF频段
MF（ , 中频）, 其频率范围可达~3MHz, 中波广播恰处于这个范围之内（~1.）, 中波广播会把声音借助AM（ , 幅度调制）方式, 经由地面波的形式发射出去, MF频段的电磁波碰到地球电离层的时候会反射, 并且夜间反射效果相较于白天更为良好, 所以晚上能够听到更远地方的中波广播节目。
2.HF频段
HF处在高频状态时, 其频率范围是3MHz至30MHz , 此频段被用于供无线电爱好者开展直接远距离通信使用, 它同时还是短波广播频段, HF频段的电磁波能够穿透地球电离层的E层, 不过碰到F层就会发生反射, 基于此反射角比较大, 信号能够传输得很远, 这便是为何具备短波功能的收音机能够收听到远隔万里的美国或者欧洲的广播节目的缘由。
3.VHF频段
VHF即甚高频, 其频率范围是30MHz到某数值, 其中87.5MHz到某数值是城市广播也就是调频立体声广播频段, 因VHF频段的电磁波可穿透电离层, 所以传播方式只能是直线传输。
4.UHF频段
UHF, 也就是超高频, 其频率范围是~3GHz。在这个频段之中, 传输着和日常生活关联最为紧密的电视节目信号, 还有手机信号, 以及对讲机信号, 另外包括DAB信号, 也就是数字广播信号, 再加上GPS信号等。特别是在2.4GHz这个特定频率之上, 有WiFi信号, 还有蓝牙信号, 以及无绳电话信号, 再有RFID信号等等。
这里需格外留意, 多数国家依据ITU所划定的无线电频段来开展开发工作, 于我国开展无线电设备开发使用之际, 得遵照《中华人民共和国无线电管理条例》, 向当地相关部门提出申请方可自行使用。
在拥有了对于电磁波基础知识的认识之后, 便能够更好地去理解下篇即将登场的新电路以及器件了, 下篇再见~