Hoe werkt een ontvangstantenne?

[SAICRJMPM]

Het Internet legt het goed uit:
Electromagnetische golven die bij de antenne aankomen induceren dat er een wisselstroom gaat lopen in de antenne draad. Die wisselstroom genereert zijn eigen electromagnetische golf die dus langs de antennedraad loopt. Het appraat verbonden met die antenne (bijv een radio) filtert dan de frequentie uit die electromagnetische golf van het radio station waar je naar wil luisteren

Maar wat ik niet snap. Bij de antenne arriveren vele electromagnetische golven. Van Radio 1, Radio 2 enz. Induceren die elk voor zich een eigen unieke wisselstroom door de antennedraad? Maar er kan toch maar 1 stroom lopen door een draad? M.a.w. hoe is het uberhaupt mogelijk dat de golf die die wisselstroom creëert alle informatie kan bevatten van die radiostations, want het is maar 1 wisselstroom toch die maar 1 electromagnetische golf genereert? Hoe kan in die ene golf alle radiostations zitten? Wat zie ik over het hoofd?

[Pos]

Frequentie?

Alle golven en verschillende EMR komen aan op de antenne. Afhankelijk van de lengte vd antenne.

De logica in de radio stemt af of filtert op jou gekozen frequentie.

Zoals ik het zie zit alle informatie al in de antenne, de radio filtert.

Geen bronnen oid.

[sypie]

Alle signalen worden door een antenne tegelijkertijd opgevangen, binnen een bepaalde frequentiebereik. Een antenne is doorgaans maar een simpel stuk draad van een bepaalde lengte. Daar zit verder niks in wat ook maar iets met elektronica te maken heeft.

Wat er voor zorgt dat een apparaat verschillende kanalen kan scheiden zit in de radio zelf. Door de verschillende frequenties krijg je dus ook verschillende spanningen (geen stromen) die opgewekt worden in de antenne.

Schematisch zou dat er zo uit kunnen zien, waarbij opvalt dat de antenne maar een stukje draad is..

[SAICRJMPM]

Ok dus op één en hetzelfde moment zijn er verschillende spanningen (voltages) TEGELIJK aanwezig in de antennedraad?

[T.Kreeftmeijer]

SAICRJMPM schreef op vrijdag 20 januari 2023 @ 07:10:
Ok dus op één en hetzelfde moment zijn er verschillende spanningen (voltages) TEGELIJK aanwezig in de antennedraad?

Dat kan niet, maar omdat iedere zender een net andere frequentie heeft, tellen de voltages op ieder punt in de tijd/golf allemaal op. Dat levert een complex spectrum waar vervolgens de individuele frequenties uit gehaald kunnen worden. Hoe een apparaat dat doet, weet ik niet zo goed. In de wetenschap gebruiken we Fourier Transformatie om de oorspronkelijke golven uit een complexe golf te halen, maar de klassieke radio zal dat niet zo doen.

[Invisible_man]

T.Kreeftmeijer schreef op vrijdag 20 januari 2023 @ 07:18:
[...]
Hoe een apparaat dat doet, weet ik niet zo goed.

Dat kan al door gebruik te maken van de eigenschappen van spoelen en condensatoren welke afhankelijk van hun waarde bepaalde frequenties wel door laten en andere frequenties niet. Spoelen laten juist lage frequenties goed door en dempen hoge frequenties en bij condensatoren is het precies andersom. Zoekterm: RCL filters.

Ook interessant om te weten bij dit onderwerp zijn modulatietechnieken zoals AM en FM (Amplitude Modulatie en Frequentie Modulatie) waarbij op verschillende manieren een signaal met een breed frequentiespectrum "geparkeerd" wordt in een smalle frequentieband op basis van een draaggolf. Door bij de ontvanger dan weer op die draaggolf te filteren, kan je met relatief eenvoudige schakelingen weer een bruikbaar signaal uit het AM of FM signaal filteren. En dit alles nog zonder over digitale modulatietechnieken te beginnen

Vooral het verschil tussen AM en FM is interessant omdat bij FM fluctuaties in de amplitude binnen grenzen niet terug te horen is in het eindsignaal doordat de oorspronkelijke amplitudeinformatie vertaald wordt naar veranderingen in de frequentie en zo een veel hogere geluidskwaliteit behaald kan worden. Ook hoe een stereosignaal verzonden wordt ten opzichte van een mono signaal.

Tot zover wat ik mij nog herinner van mijn elektrotechniek opleidingen 25 jaar geleden

[SAICRJMPM]

Maar dan zitten dus alle frequenties op een of andere manier verstopt in dat ene alternating voltage dat de antenne genereert? Ik snap niet hoe.

[vanaalten]

SAICRJMPM schreef op vrijdag 20 januari 2023 @ 08:11:
Maar dan zitten dus alle frequenties op een of andere manier verstopt in dat ene alternating voltage dat de antenne genereert? Ik snap niet hoe.

Zie bijvoorbeeld deze site:
https://www.geogebra.org/m/FP8aFvQ4
...dat is een mooi voorbeeld waarbij er twee sinus-golven met verschillende frequenties bij elkaar worden opgeteld en de resulterende 'sum' dus beide frequenties bevat. Als ontvanger kan je met een nauwkeurig filter dan een van de oorspronkelijke sinus-golven er weer uit halen.

Dat is een heel, heel simpel voorbeeld. De praktijk is dus dat wat je ontvangt een optelling is van heel, heel veel frequenties - en als de ontvanger de juiste frequentieband er uit filtert, krijgt 'ie het signaal van de gewenste zender er uit.

[D4NG3R]

Ah, een leuk excuus om een Technology Connected video te linken:

Bovenstaande is nog steeds de meest voorkomende techniek welke wordt toegepast in een doodsimpele radio.

De meeste golven welke op een antenne binnenkomen zijn relatief zwak, antennes worden namelijk gemaakt voor een relatief specifiek/klein spectrum aan signalen. Combineer dat met afspraken in de vorm van standaardisering (of bij een FM radio zelfs handmatige tuning) en het is voor je apparaten opeens relatief makkelijk om alle rommel weg te filteren.

[NESFreak]

SAICRJMPM schreef op vrijdag 20 januari 2023 @ 08:11:
Maar dan zitten dus alle frequenties op een of andere manier verstopt in dat ene alternating voltage dat de antenne genereert? Ik snap niet hoe.

vergelijk het met licht: Daar zitten ook alle kleuren in. Als die allemaal tegelijk aanwezig aanwezig zijn dan heb je wit licht. Met een filter kun je er dan 1 kleur uit halen. Je pakt dus 1 frequentie uit het spectrum van alle kleuren.

Dit geld ook voor je radio: Je pakt 1 frequentie uit het spectrum van alle radiogolven.

[D4NG3R]

Je hoeft het niet eens te vergelijken met licht, het is exact hetzelfde (principe); elektromagnetische straling. Maar dan toevallig op een frequentie spectrum waar wij een paar ontvangers/filters voor in ons hoofd hebben zitten.

[SAICRJMPM]

Ik dacht altijd dat electromagnetische golven van verschillende frequenties juist niet interfereren met elkaar. Maar dat doen ze dus wel en de oorspronkelijke golven zijn uit die éne resultaatgolf dan te halen

Maw door op 1 plek in de ruimte gaat maar één electromagnetisch golf die de resultante is van alles op die ene plek?

[Invisible_man]

SAICRJMPM schreef op vrijdag 20 januari 2023 @ 08:11:
Maar dan zitten dus alle frequenties op een of andere manier verstopt in dat ene alternating voltage dat de antenne genereert? Ik snap niet hoe.

Ja dat klopt, dat heet superpositie en door op een bepaalde frequentie te filteren kan je daar je gewenste signaal weer uithalen. Superpositie zie je bijvoorbeeld ook op zee waar je golven van verschillende frequenties hebt die dan boven op elkaar geteld worden.

De beste analogie die ik kan bedenken zijn bijvoorbeeld die 3d brilletjes met een rode en een groene lens. Het plaatje (of tv beeld bijvoorbeeld) is dan rood en groen door elkaar, maar de gekleurde lenzen filteren het groene licht voor het ene oog en het rode licht voor de andere. Licht is ook een frequentie en met gekleurde lenzen kan je op lichtfrequenties filteren. Het plaatje zelf is dan een warboel met het linker en rechter beeld door elkaar, net als de antenne een warboel van alle radiokanalen door elkaar ontvangt.

[Orion84]

Dit lijkt me meer een onderwerp voor Modding, mechanica en elektronica dan voor Actualiteit, wetenschap en maatschappij

Op deze manier is het namelijk meer een technische discussie over hoe radio werkt dan een wetenschappelijke discussie (althans, ik neem aan dat je het daarom hier had geplaatst @SAICRJMPM)

Bij deze dus verplaatst naar dat deel van het forum

[Tom-Z]

SAICRJMPM schreef op vrijdag 20 januari 2023 @ 08:11:
Maar dan zitten dus alle frequenties op een of andere manier verstopt in dat ene alternating voltage dat de antenne genereert? Ik snap niet hoe.

Je kan het misschien het beste vergelijken met geluid.

Geluid is ook een golf, maar dan van luchtdruk. Het is een "alternating luchtdruk" om het in jouw woorden "alternating voltage" uit te drukken.
Als er twee mensen door elkaar heen praten heb je twee van die golven die door elkaar gemengd raken tot één golf (die jouw oor bereikt). Maar toch kan je (met wat concentratie) ieder gesprek afzonderlijk volgen en verstaan.

[memphis]

De term wat je zoekt heet Fourier analyse.Uiteindelijk komen vele signalen samen opgeteld als een 1 wirwar aan een golf aan op het ontvangstcircuit, door een een smalbandige filter (afstemcircuit) alleen die frequentie eruit te halen kan je dan ook de bewuste radiostation horen.

[naftebakje]

SAICRJMPM schreef op vrijdag 20 januari 2023 @ 08:39:
Ik dacht altijd dat electromagnetische golven van verschillende frequenties juist niet interfereren met elkaar. Maar dat doen ze dus wel en de oorspronkelijke golven zijn uit die éne resultaatgolf dan te halen

Maw door op 1 plek in de ruimte gaat maar één electromagnetisch golf die de resultante is van alles op die ene plek?

Je zoekt idd naar Fourier-transformatie; alle periodieke signalen kan je vereenvoudigen tot een samenvoeging van meerdere sinussen met verschillende frequentie en amplitude. Het resultaat, wat je op een bepaalde plek in de ruimte meet (met een antenne) is "ruis".

Met een radio zal je met een afstemcircuit een bepaalde frequentie uit die "ruis" gaan filteren, met een bepaalde bandbreedte (vb tussen 107.99MHz en 108.01MHz).
Bij AM kan je dat signaal door een lowpass filter stoppen, en komt daar de geluidsgolf uit.
Bij FM ga je met een PLL de frequentie tracen, en het tussenliggende signaal (tussn de fasedetector en de VCO) is dan je audio-signaal. Wil je stereo, dan moet je nog extra decoderen, die heb ik niet paraat zitten.

Bij TV is het net hetzelfde, maar dan op een andere frequentie en bandbreedte. Het geluid is gewoon FM. De beeldinformatie is een PAL of NTSC (of SECAM voor de dwarsliggende Fransen) signaal; waar de synchronsiatie uit kan gefilterd worden en naar de afbuigpoelen worden geleid van de beeldbuis, en het signaal zelf op het electronenkanon gezet. Dat is zwart wit; voor kleur heb je bovenop het zwartwitte (luma) signaal nog een extra frequentie die de kleurinformatie geeft (chroma).

[Techneut]

Ik mis echter (of ik zie het over het hoofd) hoe dat genoemde filter werkt. Mogelijk verduidelijkt dit het nog iets.
Heel in het kort, afstemmen doe je inderdaad op de voor een bepaalde zender geldende frequentie van de draaggolf. Dat afstemfilter bestaat uit een regelbare condensator en parallel daaraan een vaste spoel en door het draaien aan die condensator stem je af op het gewenste station. De met de frequentie toenemende inductieve weerstand van de spoel (reactantie) en de daarmee afnemende schijnbare weerstand van de condensator (capacitantie), in het vectordiagram tegengesteld, zijn gelijk aan elkaar bij de afstemfrequentie. Bij die frequentie is de spanning over die parallelketen het hoogst en is hierdoor uitgefilterd.

[Larry4]

Misschien beste om de basics te begrijpen aan de hand van een kristal ontvanger:
https://nl.wikipedia.org/wiki/Kristalontvanger
https://www.youtube.com/watch?v=whfstLYLjPU
https://www.youtube.com/watch?v=0-PParSmwtE

[runeazn]

Laten we topdown gaan,
Zoals je ziet in de replies, zijn er meerdere radio technieken.

Elk radio techniek heeft zo zijn manier van moduleren, dat is een geluidsgolf op een draaggolf plaatsen.
Omdat je weet hoe je die geluidsgolf op die draaggolf hebt geplaatst, kan je het omgekeerde doen en dus je geluids signaal ontvangen.

Zo is er AM of FM, weet je nog? De switch op je wekker radio.
Deze 2 technieken zijn vrij simpel.
AM, amplitude modulation, je hebt een hoogrequent spanning golf en daar zet je kleine geluidsgolven (muziek) op.
FM, frequency modulation. je hebt een hoogrequent spanning golf, en je laat de golf iets langzamer en iets sneller trillen afhankelijk van hoe snel dus je geluids golf veranderd (trilt).

Je kiest voor een hoogrequent golf omdat dat te ontvangen is met een antenne, geluid is ~20 kHz, hieruit volgt uit fysica : golflengte = snelheid van het licht / frequentie, dat zou een antenne moeten zijn van 300000000 m/s / 20000/ = 15 km antenne.

Nu is een draaggolf van 100 MHz gebruikelijk en word de som, 300000000/10000000000 = 3 m, met wat trucjes heb je voldoende aan een kwart , 75 cm. Dat zijn dus de lengtes van gebruikelijke antenne's!