Cum funcționează walkie-talkiele

Unii oameni ar fi crezut că walkie-talki-urile vor dispărea odată cu apariția telefoanelor mobile. Dar walkie-talki-urile au rămas astăzi un instrument de comunicare esențial. De asemenea, au ținut pasul cu ritmul tehnologic. 

Walkie-talki-urile sunt dispozitive simple, care vă permit de obicei să comunicați printr-o apăsare de buton. Dar cum funcționează? 

În acest articol, vom discuta despre componentele esențiale ale walkie-talki-urilor. De asemenea, vă vom prezenta un ghid pas cu pas despre modul în care funcționează dispozitivul, pentru a vă ajuta să înțelegeți cum funcționează. 

Definiția Walkie-Talkies 

Walkie-talki-urile sunt sisteme de comunicații fără fir în două sensuri care depind de frecvențele radio pentru a transmite și a primi mesaje. Ele mai sunt numite și emițătoare-receptoare portabile (emițător-receptor) (HT) sau radio cu două sensuri. Au primit aceste nume deoarece permit utilizatorilor să transmită și să primească semnale vocale. 

Walkie-talkie funcționează în modul half duplex, ceea ce înseamnă că în timp ce un utilizator vorbește (transmite), receptorul în aceeași frecvență va fi în modul de recepție. Doi utilizatori nu pot vorbi simultan, iar cealaltă parte poate vorbi numai după ce expeditorul a terminat de vorbit. Prin urmare, funcționează diferit de smartphone-urile, unde ambele părți pot vorbi simultan. 

Walkie-talki-urile pot fi urmărite încă de la începutul secolului al XX-lea, în timpul celui de-al Doilea Război Mondial, când armata SUA avea nevoie de un dispozitiv portabil de comunicație pentru soldații de pe câmpul de luptă. Donald L. Hings a inventat primele walkie-talkie, numite „seturi de pachete”, în 20. O altă versiune a fost, de asemenea, creată independent de un inginer canadian, Alfred J. Gross, cam în aceeași perioadă.

Primele modele de radio-uri cu două direcții erau voluminoase, cântărind aproximativ 25 de lire sterline (11.3 kg). Le-au numit „walkie-talkie” deoarece permit utilizatorilor să meargă și să vorbească. Și acesta rămâne cel mai comun nume pentru acest dispozitiv portabil cu două sensuri. 

Componentele de bază ale unui walkie-talkie 

În timp ce walkie-talki-urile au avansat de-a lungul anilor, ele păstrează aceleași caracteristici de bază. Ei includ: 

1. Antena

Antena este o parte esențială a walkie-talki-urilor, deoarece trimite și primește semnale radio. Walkie-talki-urile pot avea fie antene fixe, fie detașabile. Antenele fixe sunt încorporate în walkie-talkie. Dar cele detașabile nu sunt fixate pe radio și le puteți îndepărta și înlocui cu antene diferite. 

Majoritatea radiourilor de bază, cum ar fi radiourile PMR446 și FRS, sunt reglementate să aibă antene fixe. Dar alte radiouri, cum ar fi GMRS, radioul mobil și stațiile de radio de bază, au antene detașabile. 

2. Transmiţător

Emițătorul transformă mesajul dvs. vocal în semnale radio. Odată ce apăsați butonul de apăsare pentru a vorbi (PTT), transmițătorul se activează. Apoi trimite mesajul dvs. ca semnal radio prin antenă. Următorul subiect va explica cum funcționează.

Wați este măsura standard pentru puterea de ieșire a transmițătorului. Iar puterea de ieșire este unul dintre factorii care decid în mod semnificativ raza de acțiune a walkie-talkie (cât de departe poate transmite) și puterea semnalului. 

3. Receptor

Stațiile walkie-talkie sunt întotdeauna în modul receptor până când apăsați butonul PTT. Dacă funcția de silencizare nu este activată pentru a dezactiva difuzorul, veți auzi un zgomot static constant. Funcția principală a receptorului este de a recepționa semnalele radio transmise de alte stații walkie-talkie.

Când receptorul preia un semnal, îl decodifică și îl schimbă într-un mesaj audio. Apoi, puteți auzi mesajul prin difuzor. Sensibilitatea receptorului are un impact semnificativ asupra clarității și calității sunetului primit. 

4. Difuzor și microfon

Probabil că sunteți familiarizat cu difuzoarele și microfoanele, iar cele din walkie-talkie nu sunt diferite. Difuzorul redă sunetul primit de la alte transceiver portabile. Pe de altă parte, microfonul îți captează vocea atunci când transmiți. 

Unii producători plasează difuzorul și microfonul unul lângă celălalt. Dar unele au difuzoare și microfoane separate și pot pune mai multe microfoane pentru a capta zgomotul ambiental pentru reducerea zgomotului. Multe walkie-talkie au și un conector pentru difuzoare externe sau căști. Prin urmare, puteți utiliza walkie-talkie fără mâini. 

5. Comenzi și afișaj

De obicei, modelele walkie-talkie au mai multe butoane și butoane de control pentru reglarea setărilor și navigarea în meniuri. Acestea includ volumul, selecția canalului, butoanele Push-to-Talk (PTT) și meniul de navigare. Cele mai multe radio-uri moderne au și un ecran LCD cu iluminare din spate. Ecranul LCD arată numărul canalului, durata de viață a bateriei, puterea semnalului și alte stări.

6. Baterie și sursă de alimentare

Bateriile reîncărcabile sau de unică folosință alimentează walkie-talki-urile. Bateriile reîncărcabile sunt mai rentabile și mai ecologice. Walkie-talkie folosește baterii reîncărcabile cu litiu-ion sau nichel-metal hidrură.

Unele modele de produse sunt, de asemenea, proiectate să se alimenteze cu baterii de unică folosință. Bateriile de unică folosință includ bateriile alcaline AA sau AAA. Astfel de baterii sunt cele mai utile atunci când reîncărcarea nu este o opțiune.

Cum funcționează walkie-talkiele 

Această secțiune examinează modul în care aceste dispozitive bidirecționale vă permit să trimiteți și să primiți transmisii vocale. 

Este important de menționat că există două tipuri de radiouri: analogice și digitale. Și în această secțiune, explicația noastră va acoperi ambele tipuri. Puteți accesa acest link pentru a afla mai multe despre diferențele dintre radiourile analogice și cele digitale.

Procesul de configurare a walkie-talkie 

Înainte de a putea vorbi cu alte persoane folosind stația radio bidirecțională, trebuie să o configurați. Aceasta implică alegerea unui canal . Canalele sunt numerele atribuite frecvențelor.

Deci, alegerea unui număr de canal înseamnă alegerea unei frecvențe. Dar acest lucru nu este întotdeauna cazul. Unele radiouri digitale, în special cele care utilizează acces multiplu cu distribuție de frecvență (FDMA) , au două canale pe o frecvență.

Stațiile walkie-talkie utilizează frecvențe ultra-înalte (UHF) de la 400 la 512 MHz, iar frecvențele foarte-înalte variază de la 300 la 3000 MHz (3 GHz). Aceste intervale se numesc bandă de frecvență. Deși unele frecvențe ale stațiilor walkie-talkie pot fi utilizate liber, altele necesită licență.

Trebuie să vă asigurați că sunteți pe același canal ca persoana cu care doriți să vorbiți. Acest lucru vă permite amândurora să comunicați. Dacă intenționați să utilizați un cod de confidențialitate pentru o mai bună confidențialitate, nu uitați să setați același cod de confidențialitate ca și cealaltă parte. Acum sunteți gata să vorbiți, dar cum transmit și primesc stațiile walkie-talkie semnale vocale?

Procesul de transmisie și recepție

Iată pașii privind procesul de transmisie și recepție a radiourilor cu două căi: 

Pasul 1: Intrare vocală 

Pentru a vorbi, apăsați butonul ASV și vorbiți la microfon. Când faci asta, vocea ta creează unde sonore care călătoresc prin aer. Microfonul, un traductor, captează undele sonore și le transformă într-un semnal electric. Acest semnal electric este semnalul audio, iar procesul de conversie se numește transducție. 

Există diferite tipuri de difuzoare. Acestea includ microfoane dinamice, cu condensator și electret. Dar majoritatea walkie-talkie-urilor folosesc microfoane electret datorită dimensiunilor compacte și durabilității lor. De asemenea, produc un semnal audio clar cu zgomot de fundal minim.

Pasul 2: Modulare 

Odată ce microfonul schimbă unda sonoră într-un semnal audio, walkie-talkie combină semnalul cu o undă purtătoare. Acest proces permite walkie-talkie-ului să transmită semnalul prin unde radio. De obicei, unda purtătoare este de o frecvență mai mare decât cea audio. 

Modulația este procesul de variație a proprietăților undei purtătoare în funcție de semnalul audio. Acest proces de modulație ajută la codificarea informațiilor (adică a mesajului original trimis) într-un semnal audio.

Radiourile analogice folosesc fie modulația de frecvență (FM), fie modularea de amplitudine (AM) pentru a varia semnalele. FM variază frecvența undei purtătoare în funcție de mesajul trimis. Dar amplitudinea rămâne constantă. 

AM, totuși, variază amplitudinea undei purtătoare în funcție de mesajul transmis, în timp ce frecvența rămâne constantă. Majoritatea walkie-talki-urilor analogice folosesc modulația FM, deoarece oferă o calitate audio mai bună și sunt mai puțin predispuse la interferențe. 

Stațiile walkie-talkie digitale funcționează diferit. Acestea folosesc tehnici de modulație precum Phase Shift Keying (PSK) sau Quadrature Amplitude Modulation (QAM) pentru a codifica semnalele audio. De obicei, acestea convertesc semnalul audio într-un semnal digital. Acest semnal digital este format din fluxuri de biți (zerouri și unu). Metodele de modulație digitală reduc semnificativ riscul de interferențe decât cele analogice.

Pasul 3: Transmisie 

După ce modulația codifică semnalul audio, antena walkie-talkie-ului îl primește. Apoi, antena schimbă semnalul electric (audio) într-o undă electromagnetică. 

Această conversie permite semnalului vocal să circule prin aer ca undă radio. Undele radio sunt de obicei transmise pe frecvența selectată.

Pentru o eficiență maximă, lungimea și designul antenei trebuie să corespundă frecvenței walkie-talkie-ului. Prin urmare, trebuie să găsiți cea mai potrivită antenă pentru radioul dumneavoastră. O antenă potrivită poate valorifica la maximum puterea de transmisie pentru a radia semnale radio eficient. Iar acest lucru duce la un semnal mai puternic și la o rază de comunicare mai mare.

Pasul 4: Propagare 

Propagarea este modul în care se deplasează undele radio. Așadar, odată ce antena generează unda radio, aceasta se propagă (călătorește) prin aer. Acest proces se întâmplă de obicei cu viteza luminii. Metodele de propagare a undelor includ propagarea undelor de la sol, propagarea undelor ierboase și propagarea undelor în spațiu liber.

Semnalele walkie-talkie călătoresc de obicei prin undele din spațiul liber. Unda din spațiul liber se mai numește și propagare în linie de vedere. Se întâmplă atunci când undele radio călătoresc direct de la antena de transmisie la antena de recepție. 

Dar linia vizuală nu înseamnă că doi utilizatori trebuie să fie în vizor pentru a comunica. Înseamnă doar că unda se deplasează în linie dreaptă de la emițător la receptor. De obicei, ambele walkie-talkie sunt la doar câțiva kilometri distanță, în funcție de puterea lor. 

Într-un mediu ideal, aceste valuri nu întâmpină obstacole. Ei continuă să călătorească în linie dreaptă. Dar, în realitate, undele radio întâlnesc obstacole precum copacii și clădirile, iar vremea le afectează și ele. Și acești factori, la rândul lor, afectează puterea și gama de comunicare. 

Pasul 5: Recepție 

După călătoria lungă de la transmițător, unda radio ajunge la receptor. De obicei, oricine este reglat la frecvența dvs. primește transmisia dvs. vocală. Când este trimisă, antena de recepție captează undele radio și le convertește înapoi într-un semnal electric. 

De asemenea, procesul de transmisie, antena de recepție trebuie să fie potrivită în mod corespunzător cu frecvența de funcționare a walkie-talkie pentru cea mai bună calitate audio. Odată ce antena primește unda radio, o transformă în semnale electrice și o trimite spre demodulare. 

Pasul 6: Filtrare și amplificare

În timpul procesului de transmisie, semnalele audio sunt adesea amestecate cu zgomote și interferențe nedorite. Aceste proprietăți nedorite afectează claritatea audio, așa că radioul trebuie să le filtreze. 

Receptorul poate utiliza o tehnică de procesare a semnalului analogic sau digital pentru a filtra semnalul electric.  

Astfel de metode includ filtre trece-bandă și algoritmi adaptivi de reducere a zgomotului. Ambele tehnici elimină frecvențele ininteligibile, inclusiv zgomotul.

Odată ce procesul de filtrare se termină, semnalul audio ajunge la amplificator. Rolul amplificatorului este de a crește amplitudinea semnalului. Procedând astfel, demodularea este mai ușoară

Pasul 7: demodularea 

Demodularea inversează procesul de modulație pe care radioul emițător îl folosește pentru a codifica semnalul audio. Tehnica de demodulare depinde de obicei de metoda de modulație.

De exemplu, un mesaj codificat cu modulație de frecvență (FM) va fi demodulat printr-o metodă de demodulare FM, cum ar fi F3E. Receptorul detectează variațiile frecvenței undei purtătoare. Apoi convertește semnalul înapoi în variații de amplitudine care reprezintă semnalul audio original.  

Pasul 8: Ieșire audio 

Etapa de ieșire este etapa finală. Aici, radioul trimite semnalul amplificat către difuzor. Difuzorul îl schimbă apoi înapoi în unde sonore pe care le puteți auzi. 

Ca și microfonul, difuzorul este și un traductor. Acesta convertește semnalele electrice în unde sonore printr-un proces numit transducție electroacustică. Deci, face exact opusul a ceea ce fac microfoanele. Adică inversează procesul de conversie al microfonului. 

Difuzoarele sunt de diferite tipuri, cum ar fi difuzoare dinamice, electrostatice și piezoelectrice. Însă majoritatea walkie-talkie-urilor folosesc difuzoare dinamice deoarece sunt portabile și durabile. De asemenea, produc un sunet clar și puternic. Prin urmare, se potrivesc perfect cu microfoanele electret menționate anterior.

Dacă doriți să răspundeți la o transmisie walkie-talkie, apăsați butonul ASV. Apoi, întregul proces va începe din nou. Nu uitați întotdeauna să eliberați butonul ASV după ce ați terminat de vorbit. Acest lucru va permite celeilalte părți să răspundă. 

Concluzie  

Walkie-talki-urile sunt dispozitive de comunicare bidirecțională. Și deși au suferit mai multe transformări de-a lungul anilor, componentele lor esențiale rămân aceleași. Acestea includ o antenă, difuzor, microfon, baterii, transmițător și receptor. Aceste componente ajută la realizarea procesului de transmisie și recepție. 

Când un expeditor apasă butonul PTT (Push-to-talk), acesta creează unde sonore. Undele sonore trec prin mai multe procese înainte de a ajunge în cele din urmă la receptor. Astfel, utilizatorii pot comunica pe mai multe mile, de obicei pe distanțe scurte.