Wireless 101
M03 · L01
الوحدة 3: الـ AM (تضمين السعة)

محتاجين الـ modulation ليه

صاري شبكي طويل مشدود بأسلاك على أرض مفرودة وقت المغرب، وعند قاعدته كوخ صغير وشخص صغير.
الـ antenna الكويسة طولها حوالي λ/4: 75 م عند 1 ميجاهرتز، و75 كم عند 1 كيلوهرتز. والـ modulation بترفع الصوت لـ frequencies تناسبها الـ antennas.

قبل ما نقدر نبعت إشارة صوت في الهوا، محتاجين نحوّلها. الـ modulation (التضمين) هو المفتاح اللي بيخلّي الإرسال اللاسلكي عملي وفعّال ومنظّم.

01 / 11
Wireless 101
M03 · L01
المشكلة

مشكلة الـ baseband (النطاق الأساسي)

إشارات الصوت عايشة عند frequencies واطية — صوت الإنسان ممتد بس من 20 هرتز لـ 20 كيلوهرتز. لو الكل بعت في الـ baseband، كل الإشارات هتتداخل وتشوّش على بعض. والأوحش إن الـ antennas هتبقى ضخمة بشكل مستحيل.

antenna عند 1 كيلوهرتز
λ/4 = 75 كم — أطول من جبل إيفرست!
02 / 11
Wireless 101
M03 · L01
الـ frequency قصاد الحجم

مشكلة حجم الـ antenna (الهوائي)

الـ antenna الفعّالة لازم طولها يبقى حوالي λ/4. frequency أعلى يعني wavelength أقصر — وantenna أصغر.

الـ wavelength
\lambda = \frac{c}{f} \quad \text{where } c = 3 \times 10^8 \text{ m/s}
75 كم
عند 1 كيلوهرتز
75 م
عند 1 ميجاهرتز
7.5 سم
عند 1 جيجاهرتز
03 / 11
Wireless 101
M03 · L01
الحل

يعني إيه modulation؟

الـ modulation بيشفّر المعلومات على carrier (موجة حاملة) الـ frequency بتاعتها عالية. فكّر في الـ carrier كعربية بريد والرسالة كالجواب اللي جواها. فيه تلات حاجات ممكن نعمل لها modulation:

  • الـ amplitude — نغيّر الارتفاع
  • الـ frequency — نغيّر السرعة
  • الـ phase — نغيّر التوقيت
04 / 11
Wireless 101
تفاعلي
العربية

الـ carrier wave

الـ carrier هي sine wave نضيفة على frequency عالية مختارة للإرسال. لوحدها، مبتشيلش أي معلومات.

إشارة الـ carrier
x(t) = A_c \cos(2\pi f_c \, t)
fc3.0 Hz
05 / 11
Wireless 101
M03 · L01
تلات طرق

تلات طرق للـ modulation

AM — تضمين السعة
نغيّر الـ amplitude — الـ envelope (الغلاف) شايل الرسالة
FM — تضمين التردد
نغيّر الـ frequency — انحراف الـ frequency شايل الرسالة
PM — تضمين الطور
نغيّر الـ phase — تحوّلات الـ phase شايلة الرسالة
06 / 11
Wireless 101
M03 · L01
مشاركة الـ spectrum

الـ frequency division (تقسيم التردد)

مع الـ modulation، كل محطة بتختار carrier frequency مختلفة. كذا إشارة يقدروا يعيشوا في نفس الوسط من غير interference. ده اسمه الـ FDM (مضاعفة تقسيم التردد).

540
kHz
720
kHz
1080
kHz
محطات راديو AM
كل محطة بتبث على الـ carrier بتاعها — الراديو بيستقبل واحدة بس كل مرة
07 / 11
Wireless 101
M03 · L01
الصورة الكبيرة

الـ spectrum في الواقع

الخدمات اللاسلكية المختلفة شاغلة نطاقات frequency مختلفة — وده كله بفضل الـ modulation اللي بينقل الإشارات للـ carriers بتاعتها.

راديو AM
540–1700 kHz
راديو FM
88–108 MHz
WiFi
2.4 / 5 GHz
5G
28 / 39 GHz
08 / 11
Wireless 101
اختبار سريع

شوف إيه الليثبت

أربع أسئلة من الدرس ده. جاوب عشان تشوف السبب — الشرح بيظهر سواء جاوبت صح أو غلط. ونتيجتك مش بتتحفظ.

السؤال 1 من 0
النتيجة 0/0

09 / 11
Wireless 101
النقاط الرئيسية
ملخص

أهم النقط

  • الـ baseband signals الـ frequency بتاعتها واطية أوي على الـ antennas العملية
  • الـ modulation بينقل الإشارات لـ frequencies أعلى
  • الـ carrier wave هي العربية، والرسالة هي الراكب
  • carrier frequencies مختلفة بتسمح بـكذا إرسال في نفس الوقت
10 / 11
Wireless 101
التالي
جاي

الـ AM: الفكرة والرياضيات

دلوقتي بعد ما عرفت ليه محتاجين الـ modulation، يلا ندخل في أول وأبسط تقنية — الـ AM (تضمين السعة). هنستكشف الرياضيات وأشكال الموجات وراديو الـ AM بيشتغل فعلًا إزاي.

الدرس الجاي
الـ AM: الفكرة والرياضيات ←
كل الدروس اقرا المقالة
11 / 11