วิทยุทำงานอย่างไร?
(lcamtuf.substack.com)- วิทยุส่งสัญญาณโดยใช้ สนามไฟฟ้าสลับ ที่เกิดจากประจุไฟฟ้าที่เคลื่อนที่ไปกลับอย่างรวดเร็ว และเสาอากาศรับจะรับสัญญาณด้วยการถูกเหนี่ยวนำให้เกิดกระแสที่ความถี่เดียวกัน
- เสาอากาศที่ดีไม่ใช่แค่แท่งโลหะธรรมดา แต่เป็นโครงสร้างเรโซแนนซ์ที่ใช้ความยาวคลื่นและการสะท้อน โดย ไดโพลครึ่งคลื่น สามารถให้กระแสสลับขนาดใหญ่ไหลผ่านได้ด้วยอิมพีแดนซ์ขาเข้าต่ำ
- AM, FM, PM และ QAM บรรทุกข้อมูลโดยเปลี่ยนคุณสมบัติของคลื่นพาหะ แต่ถ้ามอดูเลตเร็วเกินไป สัญญาณจะพังลง และ AM ก็ใช้แบนด์วิดท์ เช่นกัน
- เครื่องรับนำสัญญาณจากเสาอากาศมาคูณกับคลื่นไซน์ที่เลือกไว้เพื่อสร้างองค์ประกอบความถี่ผลต่าง แล้วใช้ฟิลเตอร์เลือกเฉพาะสัญญาณที่ต้องการ
- เครื่องรับซูเปอร์เฮเทอโรไดน์ ย้ายสัญญาณที่ต้องการไปยังความถี่กลาง (IF) คงที่เพื่อกรอง ทำให้ปัญหาอิมเมจแบบสมมาตรบน-ล่างที่เกิดจากการผสมโดยตรงจัดการได้ง่ายขึ้น
เสาอากาศสร้างคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจากการเคลื่อนที่ไปกลับของประจุ
- การสื่อสารทางวิทยุถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สมัยใหม่ แต่ในระดับงานอดิเรก อาจอธิบายได้ยากว่าเสาอากาศที่ดีควรมีเงื่อนไขอะไร หรือเครื่องรับเลือกเฉพาะความถี่หนึ่งได้อย่างไร
- หากนึกถึงเสาอากาศเป็นตัวเก็บประจุที่ถูกกางออก จะเข้าใจได้โดยสัญชาตญาณ
- สนามไฟฟ้าระหว่างแผ่นทั้งสองของตัวเก็บประจุจะแผ่ออกไปสู่พื้นที่รอบ ๆ
- สนามไฟฟ้าสถิตไม่ส่งผ่านข้อมูล และพลังงานที่เก็บไว้ส่วนใหญ่ก็สามารถดึงกลับมาได้หากเชื่อมแผ่นเข้าด้วยกันเพื่อทำให้ประจุเข้าสู่สมดุล
- หากทำให้ประจุเคลื่อนที่ไปกลับอย่างรวดเร็วระหว่างแผ่นทั้งสอง รูปแบบสนามไฟฟ้าสลับจะแผ่ออกไปภายนอกด้วย ความเร็วแสง
- ยิ่งประจุเคลื่อนที่มาก ความแรงของแต่ละคลื่นก็ยิ่งมากขึ้น
- ยิ่งจำนวนครั้งที่สลับต่อวินาที หรือความถี่ของสัญญาณสูง พลังงานที่แผ่ออกมาก็ยิ่งมากขึ้น
- แค่รูปคลื่นที่สม่ำเสมอสมบูรณ์อย่างเดียวไม่เพียงพอสำหรับการสื่อสาร และสามารถบรรทุกข้อมูลได้โดยค่อย ๆ เปลี่ยนคุณสมบัติ เช่น แอมพลิจูด ตามเวลา
- การส่งพร้อมกันที่ความถี่ต่างกันสามารถแยกแยะได้ที่ฝั่งรับ ซึ่งนำไปสู่หลักการผสมและการกรองในส่วนถัดไป
ทำไมไดโพลครึ่งคลื่นจึงทำงานได้จริง
- วิธีเชื่อมตัวเก็บประจุที่ถูกกางออกเข้ากับแหล่งสัญญาณแรงดัน ในทางปฏิบัติให้ผลได้ยาก
- หากแยกแผ่นออกห่างกัน ความจุไฟฟ้าจะลดลงมากจนแทบเหมือนวงจรเปิด
- ต้องใช้แรงดันสูงเพื่อให้เกิดการเคลื่อนที่ไปกลับของอิเล็กตรอนได้เพียงพอ
- หากไม่มีกระแสที่ดี พลังงานของคลื่นที่แผ่ออกมาก็จะน้อย
- เสาอากาศไดโพลครึ่งคลื่น เป็นโครงสร้างที่ขับแท่งโลหะสองแท่งบนแกนเดียวกันจากตรงกลางด้วยคลื่นไซน์
- ความยาวของแต่ละแท่งเท่ากับ 1/4 ของความยาวคลื่นพอดี
- สูตรแปลงความยาวคลื่นคือ
λ = c / f - ตัวอย่างเช่น หาก
f = 200 MHzแล้วλจะประมาณ 1.5m หรือประมาณ 5 ฟุต
- ในไดโพลครึ่งคลื่น ความหน่วงในการแพร่สัญญาณและการสะท้อนที่ปลายตัวนำทำให้เกิดเรโซแนนซ์
- เมื่อพีกของสัญญาณขับไปถึงปลายแท่งแต่ละแท่งที่ยาว
λ/4จะเกิดการแทรกสอดเสริมกับการสะท้อนของพีกก่อนหน้า - รูปแบบการแทรกสอดของแรงดันจะถูกเสริมที่ปลายแท่ง และถูกหักล้างใกล้จุดป้อนสัญญาณ
- โครงสร้างนี้ทำให้จ่ายกระแสสลับขนาดใหญ่ได้ง่าย และเสาอากาศจึงมีอิมพีแดนซ์ทางไฟฟ้าต่ำอย่างน่าประหลาดใจ
- เมื่อพีกของสัญญาณขับไปถึงปลายแท่งแต่ละแท่งที่ยาว
- ไดโพลที่มีความยาวเป็นจำนวนคี่เท่าของครึ่งคลื่น เช่น
3/2 λ,5/2 λก็แสดงพฤติกรรมเรโซแนนซ์เช่นกัน- ที่จำนวนคู่ เช่น
1 λ,2 λก็มีเรโซแนนซ์คล้ายกัน แต่ตำแหน่งของคลื่นนิ่งอยู่ในฝั่งที่ขัดขวางการขับมากกว่าจะช่วย - ความยาวอื่นอาจไม่เรโซแนนซ์เต็มที่ แต่ก็อาจใกล้พอได้
- ที่จำนวนคู่ เช่น
- เสาอากาศที่สั้นเกินไปสามารถปรับปรุงได้ด้วยตัวเหนี่ยวนำแบบอนุกรม
- ตัวเหนี่ยวนำเพิ่มความหน่วงของกระแส
- ส่วนที่เหมือนสปริงบริเวณโคนเสาอากาศเทียบได้กับ การยืดความยาวทางไฟฟ้า
- แม้จะไม่ได้ทำให้เสาอากาศสั้นดีเท่าเสาอากาศขนาดจริง แต่ช่วยให้จัดการอิมพีแดนซ์ขาเข้าได้
เสาอากาศรับและทิศทาง
- สนามไฟฟ้าจริงรอบเสาอากาศส่งมี โซนอับสัญญาณ ตามแนวแกนของเสาอากาศ
- เพราะสนามไฟฟ้าเกิดการแทรกสอดหักล้างกันตามแกนนั้น
- เมื่อนำเสาอากาศรับชนิดเดียวกันไปวางห่างจากเครื่องส่ง ไดโพลรับจะถูกเหนี่ยวนำให้เกิดกระแสภายในรูปแบบสนามไฟฟ้าสลับ
- บริเวณหนึ่งดึงอิเล็กตรอนไปยังแผ่นด้านบน ขณะที่อีกบริเวณผลักลงด้านล่าง
- เสาอากาศจะมีกระแสเคลื่อนที่ไปกลับระหว่างขั้วทั้งสองที่ความถี่การทำงานของเครื่องส่ง
- หากความยาวของเสาอากาศรับเหมาะสม กระแสเหนี่ยวนำก็อาจเกิดการแทรกสอดเสริม ส่งผลให้แอมพลิจูดสัญญาณใหญ่ขึ้น
- ไดโพลที่ยาวกว่า 1/2 ความยาวคลื่นจะมี ความเป็นทิศทาง มากขึ้น
- ไดโพลยาวที่เอียงเพียงเล็กน้อยอาจทำให้ปลายทั้งสองสัมผัสกับสนามไฟฟ้าตรงข้ามกัน
- ในกรณีนี้ กระแสสุทธิที่ไหลอาจน้อยหรือไม่มีเลย
- ไม่ใช่เสาอากาศทุกชนิดเป็นไดโพล แต่เสาอากาศจำนวนมากทำงานตามหลักการคล้ายกัน
- โมโนโพลเป็นรูปแบบดัดแปลงที่แทนที่ครึ่งหนึ่งของเสาอากาศด้วยการเชื่อมต่อกราวด์
- รูปทรงซับซ้อนถูกใช้เพื่อรักษาเรโซแนนซ์ที่หลายความถี่ หรือปรับความเป็นทิศทางอย่างละเอียด
- อาร์เรย์เสาอากาศใช้รูปแบบการแทรกสอดเสริมและหักล้างของสัญญาณควบคุมดิจิทัล เพื่อโฟกัสไปยังจุดเฉพาะได้อย่างยืดหยุ่น
การมอดูเลตย้ายข้อมูลไปยังย่านรอบความถี่
- รูปแบบสัญญาณมอดูเลตที่เป็นตัวแทนคือ AM และ FM
- AM เปลี่ยนแอมพลิจูดของคลื่นพาหะเพื่อบรรทุกข้อมูล
- FM เลื่อนความถี่ของคลื่นพาหะขึ้นลง
- วิธีที่ก้าวหน้ากว่านั้นมี PM และ QAM
- PM คือการมอดูเลตเฟส
- QAM ส่งข้อมูลได้อย่างทนทานด้วยแอมพลิจูดสัมพัทธ์ของสองสัญญาณที่มีเฟสต่างกัน 90°
- เมื่อแยกคลื่นพาหะออกมาแล้ว การดีมอดูเลตเองค่อนข้างเข้าใจง่าย
- AM สามารถทำได้ด้วยวิธีเรียงกระแสคลื่นไซน์ที่ขยายแล้วด้วยไดโอด จากนั้นผ่านฟิลเตอร์ความถี่ต่ำเพื่อให้ได้ซองสัญญาณความถี่เสียง
- FM และ PM อาศัยความช่วยเหลือจาก phase-locked loops เพื่อตรวจจับการเลื่อน
- ข้อจำกัดสำคัญในการมอดูเลตคือ อัตราการเปลี่ยนแปลงของสัญญาณพาหะต้องต่ำกว่าความถี่พาหะมาก
- หากมอดูเลตเร็วเกินไป จะทำให้คลื่นพาหะพังลงจนเหมือนสัญญาณรบกวนแถบกว้าง
- เสาอากาศเรโซแนนซ์และวงจรจูนวิทยุแบบดั้งเดิมทำงานได้เพราะเงื่อนไขว่าแทบไม่มีอะไรเปลี่ยนไปในแต่ละคาบ
- ตรงข้ามกับสัญชาตญาณ การมอดูเลตทุกแบบใช้แบนด์วิดท์ความถี่
- AM ก็ไม่ใช่กลเม็ดไร้แบนด์วิดท์ที่เพียงเปลี่ยนแอมพลิจูดของคลื่นไซน์ความถี่คงที่
- การเปลี่ยนแปลงใด ๆ ที่เบี่ยงออกจากคลื่นไซน์ปกติจะสร้างองค์ประกอบชั่วคราวในโดเมนความถี่
- ยิ่งอัตราการเปลี่ยนแปลงสูง ขนาดขององค์ประกอบนั้นก็ยิ่งใหญ่ขึ้น
- ในการจับสัญญาณกระจายเสียง AM ท้องถิ่น จะเห็นองค์ประกอบมอดูเลตเสียงกินช่วงหลาย kHz ทั้งสองด้านของคลื่นพาหะ
- มองกว้าง ๆ การมอดูเลตคือการย้ายย่านสัญญาณความถี่ต่ำ เช่น เสียง ไปเป็นชิ้นส่วนสเปกตรัมขนาดใกล้เคียงกันรอบความถี่ศูนย์กลางที่เลือก
- แต่ละวิธีมีวิธีประกอบต่างกัน แต่ผลลัพธ์คือใช้ย่านความถี่
เครื่องรับคูณสัญญาณเพื่อสร้างผลต่างความถี่
- การทำงานพื้นฐานของเครื่องรับวิทยุเกือบทั้งหมดคือการ ผสม หรือคูณ สัญญาณจากเสาอากาศที่ถูกขยายแล้วกับคลื่นไซน์ของความถี่ที่เลือก
- หากในสัญญาณขาเข้ามีองค์ประกอบความถี่เดียวกัน ผลลัพธ์ของการคูณจะสร้างไบแอส DC ที่แปรผันตามขนาดขององค์ประกอบนั้น
- ความถี่ขาเข้าอื่น ๆ จะมีค่าเฉลี่ยเข้าใกล้ 0 ในช่วงเวลาที่ยาวพอ
- กระบวนการนี้ทำงานคล้ายมากกับการแปลงแบบอนุกรม Fourier ที่แยกสัญญาณซับซ้อนออกเป็นองค์ประกอบความถี่แต่ละตัว
- เมื่อคูณคลื่นไซน์สองตัว จะเกิดทั้งองค์ประกอบความถี่ต่ำ
|f1 - f2|และองค์ประกอบความถี่สูงf1 + f2- สิ่งนี้ได้มาจากสูตรผลบวกมุมของโคไซน์
- ปรากฏการณ์คล้ายกันเป็นที่รู้จักในดนตรีว่า ความถี่บีต ช้า ๆ ที่เกิดขึ้นเมื่อเล่นโน้ตสองตัวที่ใกล้กันพร้อมกัน
- ตัวอย่างเช่น เมื่อนำ 400Hz กับ 405Hz มารวมกัน จะเกิดบีต 5Hz
- AM ก็อธิบายได้จากมุมมองการคูณนี้
- AM เปลี่ยนแอมพลิจูดของสัญญาณที่ความถี่พาหะ
aด้วยการคูณกับคลื่นไซน์ความถี่ที่ช้ากว่าb - ผลลัพธ์ไม่สามารถแยกแยะได้จากการซ้อนทับของการส่งคลื่นไซน์สมมาตรสองตัวที่อยู่ห่างจาก
aไป±b - ดังนั้น AM จึงใช้แบนด์วิดท์เหมือนการมอดูเลตแบบอื่น
- AM เปลี่ยนแอมพลิจูดของสัญญาณที่ความถี่พาหะ
ซูเปอร์เฮเทอโรไดน์ผลักปัญหาอิมเมจออกไปไกล
- หากต้องการรับการส่งสัญญาณรอบ 10MHz อาจนึกถึงวิธีง่าย ๆ คือผสมสัญญาณ RF ขาเข้ากับคลื่นไซน์ 10MHz
- สัญญาณ 10.00MHz จะถูกลดลงเป็น DC
- 10.01MHz จะสร้างบีต 10kHz และองค์ประกอบ 20.01MHz
- 10.02MHz จะสร้างองค์ประกอบ 20kHz และ 20.02MHz
- จากนั้นใช้ฟิลเตอร์ความถี่ต่ำให้เหลือเฉพาะความถี่ต่ำที่เป็นของวิธีมอดูเลต และกำจัดองค์ประกอบ
f1 + f2ที่ไม่ต้องการรอบ 20MHz
- ปัญหาของวิธีง่าย ๆ นี้เกิดจากค่าสัมบูรณ์ในสูตร
|f1 - f2|- เพราะ
cos(x)และcos(-x)เหมือนกัน การส่งที่อยู่ต่ำกว่าความถี่อ้างอิงจึงสร้างอิมเมจที่แยกไม่ออกจากการส่งที่อยู่สูงกว่า - ตัวอย่างเช่น องค์ประกอบ 9.99MHz และสัญญาณ 10.01MHz ต่างก็ไปอยู่ที่ 10kHz
- เพราะ
- เครื่องรับซูเปอร์เฮเทอโรไดน์ ผสมอินพุต RF กับความถี่
fที่ต่ำกว่าสัญญาณที่สนใจ เพื่อย้ายสัญญาณไปยังความถี่กลาง (IF) ที่คงที่และค่อนข้างต่ำ- จากนั้นใช้ฟิลเตอร์แถบผ่านที่ค่อนข้างเรียบง่ายเพื่อเลือกองค์ประกอบที่เกี่ยวข้อง
- การออกแบบนี้คิดขึ้นโดย Edwin Armstrong ราวปี 1919 และเรียกว่า superheterodyne
- พฤติกรรมแบบมิเรอร์โดยพื้นฐานยังคงอยู่ แต่สามารถควบคุมจุดสมมาตร
fให้ไปอยู่ไกลได้- ทำให้อิมเมจมิเรอร์โดยบังเอิญจากการส่งที่ไม่เกี่ยวข้องจัดการได้ง่ายขึ้น
- สามารถออกแบบการตอบสนองความถี่ของเสาอากาศให้แคบ เพื่อรับความถี่ไกล ๆ ให้น้อยลงตั้งแต่ต้น
- หรืออาจวางฟิลเตอร์หยาบไว้หน้า mixer ได้
- พฤติกรรมลักษณะนี้ของเครื่องรับซูเปอร์เฮเทอโรไดน์อาจถูกนำไปพิจารณาในการจัดสรรสเปกตรัมวิทยุด้วย
1 ความคิดเห็น
ความคิดเห็นจาก Hacker News
ชอบแนวทางที่ตั้งใจจะเติมช่องว่างด้วยนิยามที่ชัดเจน โดยไม่ต้องพึ่ง “อุปมาเรื่องไฮดรอลิกที่มีข้อบกพร่อง” และไม่หลุดไปจมกับสมการเชิงอนุพันธ์หรือพีชคณิตเชิงซ้อน
นานมากแล้ว สมัยที่ยังไม่มี Facebook และ Google ยังถูกมองว่าเป็นบริษัท “ดี” ในวงการอิเล็กทรอนิกส์สมัครเล่นแทบไม่มีตัวเลือกอื่นนอกจาก PIC ผมเคยเห็นคอร์สอิเล็กทรอนิกส์ออนไลน์ที่ยาวมากและทำได้สมบูรณ์มาก เริ่มจากศูนย์ไปจนถึงแนวคิดพื้นฐาน R/C ทรานซิสเตอร์ แม่เหล็ก/หม้อแปลง และเท่าที่จำได้ ไปถึงหัวข้อค่อนข้างสูงอย่างวิทยุด้วย
มันเป็นหน้า HTML กับรูปภาพแบบดิบ ๆ และสิ่งที่โดดเด่นคืออธิบายแนวคิดจำนวนมากได้ถึงระดับที่นำไปใช้กับ การออกแบบวงจรแอนะล็อก จริงได้ โดยไม่ต้องใช้แคลคูลัส
ความจำผมอาจผิดก็ได้ แต่เหมือนเป็นสไตล์ HTML พื้นหลังออกเหลือง ๆ ดูเหมือนนำมาจากหลักสูตรอบรมอิเล็กทรอนิกส์ประยุกต์สำหรับวิศวกรไฟฟ้าของกองทัพเรือสหรัฐฯ รุ่นเก่า และน่าจะเน้นวงจรแอนะล็อกมากกว่า
เมื่อก่อนเคยดาวน์โหลดเก็บไว้ทั้งหมด แต่ตอนนี้ไม่รู้ว่าอยู่ไหนแล้ว น่าจะอยู่ที่ไหนสักแห่งในดิสก์ 1GB ของพีซี Pentium เครื่องแรก จึงถือว่าสูญหายไปแล้วก็ว่าได้ สงสัยว่ามีใครรู้ไหมว่าสิ่งนี้คืออะไร
[1] https://lcamtuf.substack.com/p/primer-core-concepts-in-elect...
มีการอัปเดตเนื้อหาในปี 2011
ถ้าอุปมาไฮดรอลิกสมบูรณ์แบบ ก็หมายความว่าอิเล็กทรอนิกส์ทำงานเหมือนของไหลเฉย ๆ และคงสอนมันเป็นส่วนหนึ่งของกลศาสตร์ของไหลได้เลย แต่ในความเป็นจริง อิเล็กทรอนิกส์ไม่ใช่ส่วนหนึ่งของกลศาสตร์ของไหล มีเพียงความคล้ายคลึงบางอย่างที่นำมาใช้ในการสอนได้เท่านั้น
เป็นเรื่องปกติที่จะเริ่มสอนด้วยโมเดลที่ไม่สมบูรณ์และเรียบง่าย แล้วค่อยเติมรายละเอียดที่ทำให้อุปมานั้นใช้ไม่ได้ในภายหลัง
ส่วนที่บอกว่าวิธีปรับแต่งคลื่นทุกรูปแบบสามารถตีความใหม่เป็น การมอดูเลตความถี่ ได้ก็น่าประทับใจเช่นกัน
วิทยุแอนะล็อก (AM, FM ฯลฯ) ใช้วิธีมอดูเลตสัญญาณเล็กน้อยลงบนคลื่นพาหะขนาดใหญ่ ทีวีแอนะล็อกที่ใช้ภาพ AM และเสียง FM ใช้พลังงาน 80% ไปกับคลื่นพาหะ และสถานีทีวี UHF แอนะล็อกเคยใช้เครื่องส่งระดับหลายเมกะวัตต์เพื่อเอาท์พุตวิทยุล้วน ๆ กดสัญญาณรบกวน
เครื่องส่งทีวีดิจิทัลออกกำลังราว 150KW เพราะประสิทธิภาพการมอดูเลตดีกว่า เทคนิคการมอดูเลตสมัยใหม่มีประสิทธิภาพอย่างเหลือเชื่อ และแทบไม่น่าเชื่อเลยว่าโทรศัพท์มือถือทำงานได้จริง
[1] https://ocw.mit.edu/courses/6-450-principles-of-digital-comm...
เหตุผลที่เขาได้ปริญญาเอกก็เพราะสุดท้ายแล้วต้องใช้เวลานานขนาดนั้นกว่าจะรู้สึกว่าเข้าใจวิทยุของตัวเองอย่างถูกต้อง และแม้หลังจากนั้น บางครั้งเขาก็ยังไม่มั่นใจ บทความนี้ทำให้นึกถึงสุนทรพจน์นั้น
https://www.youtube.com/watch?v=LMxate9gegg
ไอโอโนสเฟียร์มีหลายชั้น และเปลี่ยนแปลงค่อนข้างมากตามดวงอาทิตย์และกิจกรรมสุริยะ ลองนึกถึงเปลือกที่มีประจุไฟฟ้าห่อหุ้มโลกและสะท้อนคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ากลับมา โดยคุณสมบัติของเปลือกนั้นแกว่งไปมาตลอดเวลา
พายุสุริยะและแสงออโรราที่ตามมาเป็นข่าวร้ายสำหรับการสื่อสารวิทยุ นี่เป็นคำอธิบายที่ทำให้เรียบง่ายมาก
สำหรับ HF นั้นไม่ดีแน่นอน ช่วงสองสามวันที่ผ่านมาที่ดวงอาทิตย์แผลงฤทธิ์ ทำให้ผมมีโอกาสไปทำอย่างอื่นแทนการเล่น FT8 ทุกเย็น
ตอนเปิดวิดีโอ Vimeo การแพร่กระจายสนามไฟฟ้าของ เสาอากาศไดโพล ½ λ ผมหาหูฟังเพราะนึกว่าจะได้ยิน Dark Side of the Moon แต่ก็ไม่ได้เกิดขึ้น
ผมเข้าใจเสาอากาศและคุณสมบัติทางกายภาพ แต่คณิตศาสตร์เบื้องหลัง การประมวลผลสัญญาณดิจิทัล ยังทำให้รู้สึกน่ากลัวอยู่เสมอ
แต่พอมีประโยคอย่าง “การทำงานแบบ mirror พื้นฐานยังคงมีอยู่ แต่โดยทั่วไปจัดการได้ค่อนข้างดี ภาพสะท้อนโดยบังเอิญของการส่งสัญญาณที่ไม่เกี่ยวข้องสามารถลดทอนได้ด้วยการเลือก IF อย่างชาญฉลาด ออกแบบให้เสาอากาศมีการตอบสนองความถี่ที่แคบ หรือถ้าจำเป็นก็ใส่ RF low-pass filter ไว้หน้า mixer” ก็รู้สึกเหมือนยังไม่บรรลุเป้าหมาย
ถ้าเขียนเต็ม ๆ ว่า “IF (ความถี่กลาง)” และ “RF (ความถี่วิทยุ)” แล้วใส่ลิงก์อธิบายว่า IF ใช้ในบริบทไหน ก็น่าจะดีกว่านี้ แต่ประโยคที่เหลือดูโอเค
https://www.argmin.net/p/the-spirit-of-radio
ต้องใช้วงจรที่ซับซ้อนกว่าไดโอดหรือใบมีดโกนขึ้นสนิมกับลวดที่ใช้กับ AM อยู่เล็กน้อย แต่ก็ไม่ได้ซับซ้อนมหาศาล วิธีตรวจจับ FM มีหลายแบบ และส่วนใหญ่ใช้ เฟส ซึ่งเป็นการเปลี่ยนแปลงสัมพัทธ์แบบฉับพลันของความถี่ มากกว่าจะใช้ความถี่จริง
เทคนิคสมัยใหม่คือ phase-locked loop แต่ก็ทำให้เรียบง่ายกว่านั้นได้มาก ฟิลเตอร์ RC, LC, RL แบบพาสซีฟดั้งเดิมทำให้เกิดการเลื่อนเฟส และเมื่อเอาความต่างของสองเฟสมาพิจารณา ก็เท่ากับถอดรหัส FM ได้ในทางปฏิบัติ ไม่จำเป็นต้องมีอุปกรณ์แอกทีฟเสมอไป
อย่างไรก็ตาม ถ้าใช้แค่ฟิลเตอร์ RL ประสิทธิภาพจะต่ำมาก ถ้าไม่มีแม้แต่ทรานซิสเตอร์หรือหลอดสุญญากาศสักตัว ก็อาจต้องไปยืนอยู่ข้างเครื่องส่งเลยทีเดียว ถึงอย่างนั้น ถ้าเป็นสถานีท้องถิ่นที่สัญญาณแรง หลอดสุญญากาศหรือทรานซิสเตอร์เพียงตัวเดียวก็น่าจะพอ
ถ้ามีตัวเก็บประจุก็จะง่ายขึ้น อาจทำได้ด้วยการม้วนกระดาษกับฟอยล์เงินให้แน่น หรือสอดชิ้นแก้วหรือไมกาไว้ระหว่างแผ่นไม้บาง ๆ ลองดูวงจร slope detector ที่นี่ (fig 3, 4) ได้ และตัวบทความเองก็ถือว่าเหมาะสำหรับเริ่มต้นเรื่องการตรวจจับ FM
[1] https://wiki.analog.com/university/courses/electronics/elect...