Radioteknik och mätteknik

Alla radiosystem, från bilradion till mobilnätet, är byggda av samma block: källa, modulator, sändare, antenn, kanal, mottagare och demodulator. Här går vi igenom vad varje block gör.

Motstånd, kondensatorer, spolar, dioder, transistorer och kristaller är byggstenarna i all radioelektronik. Här är vad de gör, hur de ritas i kretsscheman och varför de beter sig annorlunda vid höga frekvenser.

Spole och kondensator tillsammans väljer ut en frekvens. Här går vi igenom resonans, Q-värde och bandbredd samt filtertyperna från LC-filter och kristallfilter till SAW-filter och repeatrarnas duplexfilter.

Så plockar en mottagare ut en enda station ur tusentals. Vi följer utvecklingen från kristallmottagaren via rakmottagaren till superheterodynen, räknar på spegelfrekvens och känslighet och förklarar AGC och S-meter.

Hur en sändare skapar en stabil frekvens och lyfter den till full effekt. Oscillatorvillkoret, förstärkarklasserna A till F med verkningsgrad, övertoner och lågpassfilter, ALC, anpassning till antennen och kylning.

Blandaren flyttar signaler i frekvens och syntesen skapar de frekvenser som behövs. Här behandlas multiplikation, diodringen och Gilbert-cellen, PLL med loopfilter, fraktionell-N, DDS, fasbrus och reciprok blandning samt referensoscillatorer.

I en mjukvarudefinierad radio (SDR) sköter datorn det som förr gjordes av filter och demodulatorer. Här ser du hur den är uppbyggd, hur du läser ett vattenfallsdiagram, vad som begränsar dynamiken och vad som gäller när du lyssnar.

Hur en radiosignal beskrivs med två tal, I och Q, varför det behövs, vad som händer när den samplas (vikning, undersampling, kvantiseringsbrus) och hur digital nedblandning, decimering, FIR-filter och FFT används i en programvarudefinierad radio.

Varför förstärkare och blandare aldrig är perfekt linjära, hur det ger övertoner, intermodulation, kompression och blockering, hur IP3 och 1 dB-punkten används för att räkna på det, och hur samma ickelinjäritet ger passiv intermodulation i mobilnät och spektral återväxt i sändare.

Multimeter, oscilloskop, spektrumanalysator, nätverksanalysator, SVF-meter, effektmätare, frekvensräknare och signalgenerator: vad de mäter, hur du läser av dem och hur du bedömer hur mycket du kan lita på siffrorna.