Ontstaan staande golven
Stijn stelde deze vraag op 24 februari 2018 om 12:05.
Een paar vragen over het ontstaan van staande golven.
Vraag 1: als ik een snaar aansla, onstaat daarin een staande golf. Dit gebeurt volgens mij bij alle snaar-en blaasinstrumenten. In het geval van de snaar gebeurt dit als er een 1/2 golflengte in past of een veelvoud daarvan. Ik snap dat er in dit geval alleen een staande golf ontstaat, omdat de heengaande lopende golf en de teruggaande lopende golf, anders geen mooie "stilstaande" staande golf zouden geven, meer gewoon het interferentie patroon van de 2 golven. Maar waarom, als je een snaar aanslaat, past er dus altijd een 1/2 golflengte (of veelvoud) in de snaar? Waarom bijvoorbeeld niet 1/3 golf en onstaan er dus geen staande golven, maar een random interferentiepatroon?
Vraag 2: bij een tweezijdige open buis, hoe moet ik me hierin de weerkaatsing van de heengaande golf weerkaatsen bij een open uiteinde, wat zorgt voor een terugkaatsende (longitudinale) golf?
Vraag 3: als een snaar trilt met een bepaalde frequentie, dan gaat de lucht in de klankkast ook met dezelfde frequentie trillen en ontstaat er dus een golf in de klankkast. Deze golf moet ook weer passen bij de soort kast (dus bijvoorbeeld 1/2 golflengte, of veelvoud, of 1/4 golflengte en veelvoud), zodat een staande golf ontstaat. Als de golflengte niet bij de kast past, krijg je een interferentiepatroon van de heen-en weer gaande, wat wellicht wel een toon zou kunnen opleveren. Toch zul je weinig horen, omdat de golven dus niet in de pas lopen en elkaar dus meer uitdoven dan versterken. Klopt dit een beetje of sla ik de plank mis?
Bedankt voor jullie antwoorden...
Vraag 1: als ik een snaar aansla, onstaat daarin een staande golf. Dit gebeurt volgens mij bij alle snaar-en blaasinstrumenten. In het geval van de snaar gebeurt dit als er een 1/2 golflengte in past of een veelvoud daarvan. Ik snap dat er in dit geval alleen een staande golf ontstaat, omdat de heengaande lopende golf en de teruggaande lopende golf, anders geen mooie "stilstaande" staande golf zouden geven, meer gewoon het interferentie patroon van de 2 golven. Maar waarom, als je een snaar aanslaat, past er dus altijd een 1/2 golflengte (of veelvoud) in de snaar? Waarom bijvoorbeeld niet 1/3 golf en onstaan er dus geen staande golven, maar een random interferentiepatroon?
Vraag 2: bij een tweezijdige open buis, hoe moet ik me hierin de weerkaatsing van de heengaande golf weerkaatsen bij een open uiteinde, wat zorgt voor een terugkaatsende (longitudinale) golf?
Vraag 3: als een snaar trilt met een bepaalde frequentie, dan gaat de lucht in de klankkast ook met dezelfde frequentie trillen en ontstaat er dus een golf in de klankkast. Deze golf moet ook weer passen bij de soort kast (dus bijvoorbeeld 1/2 golflengte, of veelvoud, of 1/4 golflengte en veelvoud), zodat een staande golf ontstaat. Als de golflengte niet bij de kast past, krijg je een interferentiepatroon van de heen-en weer gaande, wat wellicht wel een toon zou kunnen opleveren. Toch zul je weinig horen, omdat de golven dus niet in de pas lopen en elkaar dus meer uitdoven dan versterken. Klopt dit een beetje of sla ik de plank mis?
Bedankt voor jullie antwoorden...
Reacties
Theo de Klerk
op
24 februari 2018 om 13:16
>Waarom bijvoorbeeld niet 1/3 golf
Een halve golf (die sinusvormig verloopt: harmonische golfbeweging) heeft nulpunten op 0, 1/2 golflengte en 1 golflengte. Niet op 1/3 golflengte.
En aangezien de snaar vastgemaakt zit aan de uiteinden en altijd uitwijking 0 heeft, kan alleen een golf of deel ervan op een snaar een staande golf geven als die golf uitwijking 0 heeft in de uiteinden. 0, 1/2 en 1 golflengte voldoen daaraan (en alle veelvouden van 1/2 golflengte) maar 1/3 golflengte duidelijk niet.
>wat zorgt voor een terugkaatsende (longitudinale) golf?
De terugkomende golf kan zowel longitudinaal (bijv. geluid) als transversaal (bijv. meetlat die je op een tafelrand vasthoudt en een zwieper geeft) zijn.
Bij "vaste" media als koorden, linealen e.d. is de terugkaatsing het gevolg van het losse uiteinde: de golf kan niet verder en kaatst terug ("verdampt" niet in het niks). Voor wat plastischer media als lucht is het niet wezenlijk anders.
Als je praat produceer je longitudiale lopende golven. Luchtdeeltjes trillen om een behouden positie. Er gaat geen wind waaien als je praat: over de tijd gemiddeld bewegen de deeltjes niet.
Bij blaasinstrumenten met 1 of 2 open uiteinden blijft de lucht dus ook in de buis zitten en bibbert heen en weer. Bij gesloten uiteinden kan de lucht nergens heen (uitwijking 0), en geeft de terugkomende golf net als bij een snaar alleen constructieve interferentie bij een veelvoud van 1/2 golflengtes.
Bij een open uiteinde kan de lucht wel naar buiten uitwijken, hoeft niet uitwijking 0 te houden. Het kan zelfs maximaal uitwijken (wat op 1/4 en 3/4 golflengte gebeurt) maar trilt daarna weer terug richting evenwichtsstand.
Een (lucht)pijp heeft daarom voor staande golven altijd een heel aantal malen 1/2 golflengten PLUS een 1/4 golflengte aan het open uiteinde (waar maximaal uitgeweken kan worden). Bij 2 open uiteinden zijn het n x 1/2 λ plus voor elk uiteinde 1/4 λ. Dat is samen ook 1/2 λ zodat voor buizen met open uiteinde(n) geldt:
1 open uiteinde: lengte = oneven maal 1/4 λ (=aantal 1/2λ + 1/4λ)
2 open uiteinden of gesloten: lengte = n x 1/2λ
>Toch zul je weinig horen, omdat de golven dus niet in de pas lopen en elkaar dus meer uitdoven dan versterken
Dat klopt en is de achterliggende gedachte bij staande golven die feitelijk niets anders zijn dan de interferentie van 2 tegen elkaar in lopende golven met gelijke amplitude. Bij alle golflengten die "niet passen" werken heen- en weergaande golven elkaar over de tijd gezien tegen en doven uit. Zo blijven alleen de staande golven over.
De grondtoon en boventonen kunnen qua amplitude wel sterk verschillen. Zo zal een trompet een 1000 Hz toon Heel anders weergeven dan een orgelpijp die 1000 Hz zal laten horen. Beide geven 1000 Hz (en die klinkt hetzelfde) maar de bijdragen van onder/boventonen (500 Hz, 250 Hz, 125 Hz, 2000 Hz etc) is anders waardoor de klank anders is.
Een halve golf (die sinusvormig verloopt: harmonische golfbeweging) heeft nulpunten op 0, 1/2 golflengte en 1 golflengte. Niet op 1/3 golflengte.
En aangezien de snaar vastgemaakt zit aan de uiteinden en altijd uitwijking 0 heeft, kan alleen een golf of deel ervan op een snaar een staande golf geven als die golf uitwijking 0 heeft in de uiteinden. 0, 1/2 en 1 golflengte voldoen daaraan (en alle veelvouden van 1/2 golflengte) maar 1/3 golflengte duidelijk niet.
>wat zorgt voor een terugkaatsende (longitudinale) golf?
De terugkomende golf kan zowel longitudinaal (bijv. geluid) als transversaal (bijv. meetlat die je op een tafelrand vasthoudt en een zwieper geeft) zijn.
Bij "vaste" media als koorden, linealen e.d. is de terugkaatsing het gevolg van het losse uiteinde: de golf kan niet verder en kaatst terug ("verdampt" niet in het niks). Voor wat plastischer media als lucht is het niet wezenlijk anders.
Als je praat produceer je longitudiale lopende golven. Luchtdeeltjes trillen om een behouden positie. Er gaat geen wind waaien als je praat: over de tijd gemiddeld bewegen de deeltjes niet.
Bij blaasinstrumenten met 1 of 2 open uiteinden blijft de lucht dus ook in de buis zitten en bibbert heen en weer. Bij gesloten uiteinden kan de lucht nergens heen (uitwijking 0), en geeft de terugkomende golf net als bij een snaar alleen constructieve interferentie bij een veelvoud van 1/2 golflengtes.
Bij een open uiteinde kan de lucht wel naar buiten uitwijken, hoeft niet uitwijking 0 te houden. Het kan zelfs maximaal uitwijken (wat op 1/4 en 3/4 golflengte gebeurt) maar trilt daarna weer terug richting evenwichtsstand.
Een (lucht)pijp heeft daarom voor staande golven altijd een heel aantal malen 1/2 golflengten PLUS een 1/4 golflengte aan het open uiteinde (waar maximaal uitgeweken kan worden). Bij 2 open uiteinden zijn het n x 1/2 λ plus voor elk uiteinde 1/4 λ. Dat is samen ook 1/2 λ zodat voor buizen met open uiteinde(n) geldt:
1 open uiteinde: lengte = oneven maal 1/4 λ (=aantal 1/2λ + 1/4λ)
2 open uiteinden of gesloten: lengte = n x 1/2λ
>Toch zul je weinig horen, omdat de golven dus niet in de pas lopen en elkaar dus meer uitdoven dan versterken
Dat klopt en is de achterliggende gedachte bij staande golven die feitelijk niets anders zijn dan de interferentie van 2 tegen elkaar in lopende golven met gelijke amplitude. Bij alle golflengten die "niet passen" werken heen- en weergaande golven elkaar over de tijd gezien tegen en doven uit. Zo blijven alleen de staande golven over.
De grondtoon en boventonen kunnen qua amplitude wel sterk verschillen. Zo zal een trompet een 1000 Hz toon Heel anders weergeven dan een orgelpijp die 1000 Hz zal laten horen. Beide geven 1000 Hz (en die klinkt hetzelfde) maar de bijdragen van onder/boventonen (500 Hz, 250 Hz, 125 Hz, 2000 Hz etc) is anders waardoor de klank anders is.
Stijn
op
01 maart 2018 om 21:21
Bedankt voor het antwoord Theo. Zeer verhelderend!
Dan heb ik nog een vraag. Bij een antenne loopt er een wisselstroom. Bij een bepaalde frequentie treedt er een staande golf op van elektronen als ik me niet vergis. Op dit moment zendt de antenne een EM golf uit. Is dit gewoon een natuurkundig verschijnsel wat "gewoon gebeurt" of zit hier ook nog een diepere verklaring achter?
Dan heb ik nog een vraag. Bij een antenne loopt er een wisselstroom. Bij een bepaalde frequentie treedt er een staande golf op van elektronen als ik me niet vergis. Op dit moment zendt de antenne een EM golf uit. Is dit gewoon een natuurkundig verschijnsel wat "gewoon gebeurt" of zit hier ook nog een diepere verklaring achter?
Theo de Klerk
op
01 maart 2018 om 22:17
De antenne wordt (ook visueel) weergegeven in https://en.wikipedia.org/wiki/Antenna_(radio)
Dus gebeurt het "gewoon"? Ja, eigenlijk wel. Zo zit de natuur in elkaar. Zo zien we het, zo hangen we er een passende theorie achter. Het is ook "gewoon" dat een bewegende elektrische lading een bewegend en veranderend elektrisch veld geeft dat een magneetveld "gewoon" induceert en dan "gewoon" met lichtsnelheid van de antenne af beweegt.
Natuurkunde is eigenlijk de studie van "gewone" verschijnselen die we in samenhang trachten te verklaren. Soms lukt dat, soms niet (donkere materie? strings? waar/niet waar? wie zal het zeggen). De natuurkunde definieert niks zelf. We meten een lichtsnelheid. Nergens is iemand opgestaan die zegt "en licht gaat met 300000 km/s". Behalve de "iets"isten of "creationisten" die "geloven" dat iets of iemand dat allemaal zo bedacht heeft.
Dus gebeurt het "gewoon"? Ja, eigenlijk wel. Zo zit de natuur in elkaar. Zo zien we het, zo hangen we er een passende theorie achter. Het is ook "gewoon" dat een bewegende elektrische lading een bewegend en veranderend elektrisch veld geeft dat een magneetveld "gewoon" induceert en dan "gewoon" met lichtsnelheid van de antenne af beweegt.
Natuurkunde is eigenlijk de studie van "gewone" verschijnselen die we in samenhang trachten te verklaren. Soms lukt dat, soms niet (donkere materie? strings? waar/niet waar? wie zal het zeggen). De natuurkunde definieert niks zelf. We meten een lichtsnelheid. Nergens is iemand opgestaan die zegt "en licht gaat met 300000 km/s". Behalve de "iets"isten of "creationisten" die "geloven" dat iets of iemand dat allemaal zo bedacht heeft.
Stijn
op
06 maart 2018 om 21:37
Theo, nogmaals bedankt!
Mijn laatste vraag heeft betrekking tot amplitudiemodulatie en/of frequentiemodulatie. Hetgeen wat wordt uitgelegd in het volgende filmpje: https://www.youtube.com/watch?time_continue=2&v=QEubAxBfqKU , hartstikke verhelderend. Maar wat hier wat uitgelegd gaat toch over een analoog signaal wat op een draaggolf geplaatst wordt? Ik lees namelijk ook over het bemonsteren (samplen) van een analoog signaal, waarbij dit wordt omgezet in een digitale code (bits), waarbij deze doormiddel van pulsmodulatie (AM of FM) worden verzonden. Maar dit is van elkaar te zien toch?
Bedankt!
Mijn laatste vraag heeft betrekking tot amplitudiemodulatie en/of frequentiemodulatie. Hetgeen wat wordt uitgelegd in het volgende filmpje: https://www.youtube.com/watch?time_continue=2&v=QEubAxBfqKU , hartstikke verhelderend. Maar wat hier wat uitgelegd gaat toch over een analoog signaal wat op een draaggolf geplaatst wordt? Ik lees namelijk ook over het bemonsteren (samplen) van een analoog signaal, waarbij dit wordt omgezet in een digitale code (bits), waarbij deze doormiddel van pulsmodulatie (AM of FM) worden verzonden. Maar dit is van elkaar te zien toch?
Bedankt!
Theo de Klerk
op
06 maart 2018 om 22:19
De AM en FM signalen van de "traditionele" radio en de beschrijving van de modulering ervan gaat inderdaad over analoge signalen. Een analoge geluidsgolf wordt omgezet naar een elektrische golf (microfoon & versterkers) en dan slim opgeteld bij een vaste draaggolf die daardoor in amplitude (AM of lange/midden/korte-golf) of frequentie (FM) steeds varieert. De ontvanger (radio of tv toestel) doet dan precies het omgekeerde.
Ouderwetse televisie in PAL of NTSC standaard is feitelijk hetzelfde. Alleen voor beeld, kleur, geluid is een grotere bandbreedte nodig dan voor een radiostation met alleen geluid.
Digitaal is anders. Op radiogebied is dat veelal DAB (digital audio broadcasting), op tv gebied is het DVB (Digital video Broadcasting) in varianten DVB-T (terrestial = aardse antennes), DVB-S (Digital Video Satellite - via satelliet) of DVB-C (Digital Video Cable - via de kabel).
Zie bijv. https://nl.wikipedia.org/wiki/Digitale_radio
Digitaal betekent niet een golf over een draaggolf superponeren maar een blokgolf die uit de geluidsgolf gemaakt is. De geluidsgolf wordt bemonsterd (samplen) waaruit allerlei digitale getallen ontstaan. Zoals "frequentie 1200 Hz, volume 6 dB" en dat 44100 maal per seconde (44,1 kHz). Die getallen worden als binaire reeksen verstuurd: 001001111010111 etc. Dat doe je door een blokgolf (die 0 en 1 weergeeft als "laag" en "hoog") te superponeren op een draaggolf zoals je een analoge golf ook zou doen.
Om te besparen op de grootte van de sampling worden ook wel lagere bitrates gebruikt ("symbol rate" of baud genoemd). Dan is beeld of geluid minder, maar nog steeds digitaal. Een beetje zoals je een CD (44,1 kHz) of een MP3 (3200 Hz) bestand kunt maken met veel lagere bitrate en navenant minder goede geluidskwaliteit. Of een 10 MB tif formaat lossless foto als 2 MB lossy jpeg op te slaan.
Nietemin is de bandbreedte om een digitaal signaal op een draaggolf door te geven zo groot, dat alleen FM transmissie daarvoor in aanmerking komt. De middengolfband zou bijna geen stations hebben door die grote bandbreedte. Met als gevolg dat digitale radio en tv alleen te ontvangen zijn "met zicht op de zender" omdat FM signalen niet (genoeg) zoals middengolfsignalen wel, door de ionosfeer worden weerkaatst naar delen van de aarde "achter de horizon" van de zender.
Omdat de ontvangende elektronica alleen maar onderscheid maakt tussen nul (lage spanning) en 1 (hoge spanning) maakt het niet uit of het signaal door onweer of andere atmosferische invloeden een beetje verminkt. Veelal komt het dan toch goed door.
Zie https://en.wikipedia.org/wiki/Modulation
Ouderwetse televisie in PAL of NTSC standaard is feitelijk hetzelfde. Alleen voor beeld, kleur, geluid is een grotere bandbreedte nodig dan voor een radiostation met alleen geluid.
Digitaal is anders. Op radiogebied is dat veelal DAB (digital audio broadcasting), op tv gebied is het DVB (Digital video Broadcasting) in varianten DVB-T (terrestial = aardse antennes), DVB-S (Digital Video Satellite - via satelliet) of DVB-C (Digital Video Cable - via de kabel).
Zie bijv. https://nl.wikipedia.org/wiki/Digitale_radio
Digitaal betekent niet een golf over een draaggolf superponeren maar een blokgolf die uit de geluidsgolf gemaakt is. De geluidsgolf wordt bemonsterd (samplen) waaruit allerlei digitale getallen ontstaan. Zoals "frequentie 1200 Hz, volume 6 dB" en dat 44100 maal per seconde (44,1 kHz). Die getallen worden als binaire reeksen verstuurd: 001001111010111 etc. Dat doe je door een blokgolf (die 0 en 1 weergeeft als "laag" en "hoog") te superponeren op een draaggolf zoals je een analoge golf ook zou doen.
Om te besparen op de grootte van de sampling worden ook wel lagere bitrates gebruikt ("symbol rate" of baud genoemd). Dan is beeld of geluid minder, maar nog steeds digitaal. Een beetje zoals je een CD (44,1 kHz) of een MP3 (3200 Hz) bestand kunt maken met veel lagere bitrate en navenant minder goede geluidskwaliteit. Of een 10 MB tif formaat lossless foto als 2 MB lossy jpeg op te slaan.
Nietemin is de bandbreedte om een digitaal signaal op een draaggolf door te geven zo groot, dat alleen FM transmissie daarvoor in aanmerking komt. De middengolfband zou bijna geen stations hebben door die grote bandbreedte. Met als gevolg dat digitale radio en tv alleen te ontvangen zijn "met zicht op de zender" omdat FM signalen niet (genoeg) zoals middengolfsignalen wel, door de ionosfeer worden weerkaatst naar delen van de aarde "achter de horizon" van de zender.
Omdat de ontvangende elektronica alleen maar onderscheid maakt tussen nul (lage spanning) en 1 (hoge spanning) maakt het niet uit of het signaal door onweer of andere atmosferische invloeden een beetje verminkt. Veelal komt het dan toch goed door.
Zie https://en.wikipedia.org/wiki/Modulation
Stijn
op
08 maart 2018 om 19:32
Alweer ontzettend verhelderend, bedankt!
Nu zorgt een staande golf van elektronen in een antenne voor een transversale EM golf met een golflengte die hierbij past. Wanneer ik deze golf opvang met een zelfde lengte antenne ontvang ik dus die zender. Wanneer ik nu wil afstemmen op een andere zender met een andere frequentie, kan ik deze nog steeds opvangen met die antenne. Ondanks dat de lengte van die antenne (1/4 λ ongeveer) niet bij die golflengte van die frequentie past. Ik weet enigszins dat het elektrisch circuit hierachter een LC-circuit is en dus de resonantiefrequentie van het systeem de juiste frequentie uit de ether plukt, maar hoe rijmt dit met de eigenlijk niet passende lengte van de antenne bij deze golflengte (en dus frequentie)?
Verder: in principe is het dus ook mogelijk om met golven uit het zichtbare spectrum een golven te creeëren in een ijzeren staaf?
Veel dank!
Nu zorgt een staande golf van elektronen in een antenne voor een transversale EM golf met een golflengte die hierbij past. Wanneer ik deze golf opvang met een zelfde lengte antenne ontvang ik dus die zender. Wanneer ik nu wil afstemmen op een andere zender met een andere frequentie, kan ik deze nog steeds opvangen met die antenne. Ondanks dat de lengte van die antenne (1/4 λ ongeveer) niet bij die golflengte van die frequentie past. Ik weet enigszins dat het elektrisch circuit hierachter een LC-circuit is en dus de resonantiefrequentie van het systeem de juiste frequentie uit de ether plukt, maar hoe rijmt dit met de eigenlijk niet passende lengte van de antenne bij deze golflengte (en dus frequentie)?
Verder: in principe is het dus ook mogelijk om met golven uit het zichtbare spectrum een golven te creeëren in een ijzeren staaf?
Veel dank!
Theo de Klerk
op
08 maart 2018 om 21:43
Soms krijg je een betere ontvangst door de antenne uit te trekken of door deze onder een andere hoek te plaatsen.
Draaggolf golflengten in AM, FM en radar gebied liggen tussen de 100 - 0,01 m - nogal een interval.
Wat we vertellen over staande golven die met 1/4λ worden uitgezonden en zo ook op een antenne worden ontvangen, is het basis-feit voor zenden/ontvangen.
Maar techneuten die wat verder kijken naar elektrische schakelingen ontdekten ook dat je een antenne "virtueel" precies zo lang kan maken als nodig als je de impedantie van het zend/ontvangst-circuit aanpast.
Zo zal voor een 10 m golflengte niet een antenne van 2,5 m nodig zijn maar veel korter - soms zelfs zo klein dat die compleet in de ontvanger is opgeborgen.
Impedantie is de weerstand in een schakeling als er niet alleen echte weerstanden (R) in zitten maar ook spoelen (L) en vooral condensators (C). De weerstand heeft dan een imaginaire component en is een "complex getal" - niet alleen reeel. Dat veroorzaakt dat wisselspanning en -stroom niet meer in de pas lopen en door R, L en C niet meer in dezelfde fase zitten. Ze gaan uit fase lopen. En dat heeft invloed op wanneer staande golven ontstaan. Specifiek op de antenne die deel van die kring uitmaakt.
Door een geschikte impedantie te kiezen (die bij een LRC kring dan bij een andere frequentie resoneert) kan de antenne in bijvoorbeeld auto of radio veel korter worden. De afstemdraaiknop is feitelijk een variabele condensator waarmee je de impedantie (en dus de virtuele antenne-lengte) varieert en de resonantiefrequentie wijzigt tot die met een uitzendstation overeenkomt.
Ik kan je hier niet precies vertellen hoe zo'n kring in elkaar zit (kost een half elektronica-boek en ik heb het ook allemaal niet paraat) maar dat is wel het idee erachter.
Voor de middelbare school hoef je dat ook niet te kunnen uitrekenen (en voor gewone FM ook nooit - dat is al snel te ingewikkeld, dus toont men de AM die in praktijk vrijwel niet meer gebruikt wordt voor serieuze radio).
Voor wat meer details kijk je bijv. bij https://en.wikipedia.org/wiki/Antenna_(radio)
Draaggolf golflengten in AM, FM en radar gebied liggen tussen de 100 - 0,01 m - nogal een interval.
Wat we vertellen over staande golven die met 1/4λ worden uitgezonden en zo ook op een antenne worden ontvangen, is het basis-feit voor zenden/ontvangen.
Maar techneuten die wat verder kijken naar elektrische schakelingen ontdekten ook dat je een antenne "virtueel" precies zo lang kan maken als nodig als je de impedantie van het zend/ontvangst-circuit aanpast.
Zo zal voor een 10 m golflengte niet een antenne van 2,5 m nodig zijn maar veel korter - soms zelfs zo klein dat die compleet in de ontvanger is opgeborgen.
Impedantie is de weerstand in een schakeling als er niet alleen echte weerstanden (R) in zitten maar ook spoelen (L) en vooral condensators (C). De weerstand heeft dan een imaginaire component en is een "complex getal" - niet alleen reeel. Dat veroorzaakt dat wisselspanning en -stroom niet meer in de pas lopen en door R, L en C niet meer in dezelfde fase zitten. Ze gaan uit fase lopen. En dat heeft invloed op wanneer staande golven ontstaan. Specifiek op de antenne die deel van die kring uitmaakt.
Door een geschikte impedantie te kiezen (die bij een LRC kring dan bij een andere frequentie resoneert) kan de antenne in bijvoorbeeld auto of radio veel korter worden. De afstemdraaiknop is feitelijk een variabele condensator waarmee je de impedantie (en dus de virtuele antenne-lengte) varieert en de resonantiefrequentie wijzigt tot die met een uitzendstation overeenkomt.
Ik kan je hier niet precies vertellen hoe zo'n kring in elkaar zit (kost een half elektronica-boek en ik heb het ook allemaal niet paraat) maar dat is wel het idee erachter.
Voor de middelbare school hoef je dat ook niet te kunnen uitrekenen (en voor gewone FM ook nooit - dat is al snel te ingewikkeld, dus toont men de AM die in praktijk vrijwel niet meer gebruikt wordt voor serieuze radio).
Voor wat meer details kijk je bijv. bij https://en.wikipedia.org/wiki/Antenna_(radio)
Stijn
op
10 maart 2018 om 13:20
Hartstikke bedankt!
Stijn
op
11 maart 2018 om 19:06
Ben ik weer! nog een paar vragen:
1. Waardoor zijn AM golven zo gevoelig voor ruis ten opzichte van FM? Ze hebben vanwege hun langere golflengte een groter bereik, dus is de kans op ruis groter...?! Maar hoe ontstaat deze ruis?
2. Verder snap ik niet dat bij pulsmodulatie de bandbreedte groter wordt als er steeds sneller geschakeld wordt tussen verzending van bits.
3. Hoezo heeft AM pulsmodulatie een bandbreedte nodig? Kan ik me niks bij voorstellen.
Alvast bedankt!
1. Waardoor zijn AM golven zo gevoelig voor ruis ten opzichte van FM? Ze hebben vanwege hun langere golflengte een groter bereik, dus is de kans op ruis groter...?! Maar hoe ontstaat deze ruis?
2. Verder snap ik niet dat bij pulsmodulatie de bandbreedte groter wordt als er steeds sneller geschakeld wordt tussen verzending van bits.
3. Hoezo heeft AM pulsmodulatie een bandbreedte nodig? Kan ik me niks bij voorstellen.
Alvast bedankt!
Theo de Klerk
op
11 maart 2018 om 19:19
1. AM moduleert amplitude. Die is gevoeliger voor storingen in de atmosfeer en bliksem dan frequentie. Groter bereik door langere golflengte waardoor ze ook tot zekere afstand om de horizon kunnen buigen. Verder worden ze in de ionosfeer nog gereflecteerd. FM (kortere golven) doen dat niet (merkbaar).
2. Dat is precies hetzelfde mechanisme als de frequentieband die een AM of FM zender kan doorlaten. Hoe groter het frequentiebereik, hoe groter de band. Frequentie in binaire zin is het aantal baud of de sample rate. Hoe hoger de sample rate, hoe meer bits per seconde moeten worden overgedragen. En dus is daar meer bandbreedte voor nodig.
3. Geen idee waarover je het hebt. Pulsen worden via FM verstuurd. Ik noemde de AM band omdat, als die gebruikt zou worden, een zelfde bandbreedte (in frequenties of golflengten rondom de "draaggolf") als bij FM nodig zou zijn en de AM band dan maar weinig stations kan hebben die voldoende uit elkaar liggen (geen frequentie-overlap van bandbreedtes). Door de grotere reikwijdte van AM kunnen er ook maar weinig stations over een groot oppervlak zijn, terwijl bij FM de horizon min of meer de reikwijdte bepaalt. Dan kunnen stations die elkaar net niet meer "zien" dezelfde FM frequentie voor andere uitzendingen gebruiken. FM heeft dus de praktische voorkeur ivm bandbreedte (even groot, maar FM band omvat meer frequenties), lokaliteit en storingsgevoeligheid.
2. Dat is precies hetzelfde mechanisme als de frequentieband die een AM of FM zender kan doorlaten. Hoe groter het frequentiebereik, hoe groter de band. Frequentie in binaire zin is het aantal baud of de sample rate. Hoe hoger de sample rate, hoe meer bits per seconde moeten worden overgedragen. En dus is daar meer bandbreedte voor nodig.
3. Geen idee waarover je het hebt. Pulsen worden via FM verstuurd. Ik noemde de AM band omdat, als die gebruikt zou worden, een zelfde bandbreedte (in frequenties of golflengten rondom de "draaggolf") als bij FM nodig zou zijn en de AM band dan maar weinig stations kan hebben die voldoende uit elkaar liggen (geen frequentie-overlap van bandbreedtes). Door de grotere reikwijdte van AM kunnen er ook maar weinig stations over een groot oppervlak zijn, terwijl bij FM de horizon min of meer de reikwijdte bepaalt. Dan kunnen stations die elkaar net niet meer "zien" dezelfde FM frequentie voor andere uitzendingen gebruiken. FM heeft dus de praktische voorkeur ivm bandbreedte (even groot, maar FM band omvat meer frequenties), lokaliteit en storingsgevoeligheid.
