радиоприёмник — это… Что такое радиоприёмник?
устройство для преобразования электрических сигналов с выхода антенны в электрические сигналы, соответствующие подаваемым, на вход радиоканала. Радиоприёмник усиливает принимаемые сигналы до необходимых значений (независимо от величины входных сигналов, т. к. условия распространения радиоволн нестабильны и требуется автоматическая регулировка усиления до 10 000 раз), производит необходимую селекцию по частоте, а в некоторых случаях по фазе приходящего сигнала, по виду модуляции соответствующим передаваемым передатчиком радиосигналам. Основные характеристики радиоприёмника: чувствительность, избирательность, динамический диапазон.
Чувствительность радиоприёмников определяется минимальным значением сигналов от антенны, при которых радиоприёмник ещё может восстанавливать исходный сигнал с необходимой точностью. Зависит от вида сигнала – напр., при приёме телефонии чувствительность может доходить до 0.2 мкВ, телеграфии – до 0.1 мкВ, что очень близко к теоретически возможным значениям (близкие к уровню шумов, возникающих от теплового движения молекул). Для повышения чувствительности входные каскады специальных радиоприёмников, напр. предназначенных для дальней космической связи, охлаждают жидким гелием.Динамический диапазон – отношение напряжений максимального и минимального сигналов, воспроизводимых с допустимыми искажениями; для коммерче-ской телефонии динамический диапазон – 100, для звукового вещания – 1000.
Различают радиоприёмники прямого усиления и супергетеродинные. Радиоприёмники прямого усиления состоят из избирательного высокочастотного тракта, осуществляющего усиление сигнала и основную селективность от мешающих сигналов, детектора, выделяющего соответствующий исходному сигнал из высокочастотного радиосигнала, и оконечного усилителя для доведения мощности принятого сигнала до требуемого и согласования выхода приёмника с громкоговорителем, соединительной линией и т. д.
Перестраиваемые по частоте радиоприёмники обычно выполняют по супергетеродинной схеме: после упрощённого входного тракта следует преобразователь спектра принимаемого сигнала, переносящий его в область промежуточной частоты, на которой производятся основные усиление и частотная селекция сигнала. Кажущееся усложнение схемы в действительности приводит к значительному удешевлению всего устройства.
Схема радиоприёмника прямого усиления
Схема супергетеродинного радиоприёмника
Элементная база радиоприёмников претерпела несколько изменений: радиолампы, транзисторы и, наконец, микросхемы, причём частотно-зависимые элементы (катушки индуктивности и конденсаторы) заменены на интегральные микросхемы, вначале аналоговые, а теперь цифровые. Современный радиоприёмник может быть выполнен на одном цифровом микропроцессоре, не требует налаживания во время производства и обеспечивает потребителю ряд услуг, предоставление которых без использования цифровых методов обработки сигналов практически невозможно. Напр., неограниченная память на частоты настройки, время автоматического включения и выключения, опознавание речь – музыка (приёмник по заданию хозяина может формировать программу), автоматическое изменение громкости для различных отрывков речи и музыки, их тембра.
Энциклопедия «Техника». — М.: Росмэн. 2006.
4. Радиоприемник прямого усиления. Радиоприемники. Радиоэлектроника, схемы радиолюбителям
Радиоприемник прямого усиления — так называют устройство, в котором принятый антенной радиочастотный сигнал усиливается без преобразования частоты вплоть до детектора. Полученные же в результате детектирования колебания ЗЧ обычно также усиливаются (хотя в простейших радиоприемниках этого может и не быть), чтобы обеспечить необходимую для нормальной работы головных телефонов или динамической головки выходную мощность.
Рассмотрим несколько конструкций радиоприемников прямого усиления.
Радиоприемник на одном транзисторе
Его схема приведена на рис. Р-12. Это детекторно-транзисторный радиоприемник. Колебательный контур его состоит из катушки индуктивности L1 и конденсатора переменной емкости С1. А далее следует каскад на транзисторе VT1, подключенный параллельно колебательному контуру. Между базой транзистора и кол лектором помещен резистор — через этот резистор на базу подается напряжение смещения, необходимое для работы транзистора. В цепи эмиттера транзистора включены конденсатор С2 и головные телефоны BF1. Питание на транзисторный каскад подается через выключатель SA1.
Почему же приемник называется детекторно-транзисторным? Объясняется это тем, что при выключенном питании участок база — эмиттер транзистора работает как обычный диод и вся конструкция превращается в уже известный детекторный радиоприемник. Когда же на транзистор подано питание, он начинает не только детектировать, но и усиливать звуковые колебания, благодаря чему громкость передачи возрастает.
Настраивают приемник на радиостанции переменным конденсатором С1. Антенну включают в гнездо XS1, а заземление — в гнездо XS2.
А теперь о деталях приемника. Резистор может быть МЛТ-0,5, МЛТ-0,25 или МЛТ-0,125. Транзистор лучше взять П416Б (можно П401— П403, П422) с коэффициентом передачи 60…100, Источником питания может быть, например, элемент 316, 332, 343, 373. Выключатель SA1 — тумблер или другой. Конденсатор С1 — КП-180 или другой малогабаритный переменный конденсатор с максимальной емкостью не менее 180 пФ. Если, например, применить конденсатор от радиоприемника «Селга», диапазон приемника расширится в сторону более длинных волн, поскольку максимальная емкость этого конденсатора равна 270 пФ. Конденсатор С2 — БМТ-2 или другого типа, емкость его может быть от 3300 до 9100 пФ. Головные телефоны BF1 — ТОН-1, ТОН-2 или любые другие высокоомные.
Катушку L1 намотайте проводом ПЭЛ или ПЭВ диаметром 0,15…0,2 мм на ферритовом стержне диаметром 8 мм и длиной 40…50 мм (как получить такой стержень из более длинного, можно узнать из описаний детекторных приемников). Всего нужно уложить на стержень 80 витков, намотка — виток к витку. С такой катушкой и указанным на схеме переменным конденсатором приемник будет работать в диапазоне средних волн (примерно от 250 до 600 м).
Катушку индуктивности, переменный конденсатор и несколько других деталей смонтируйте на плате (рис. Р-13) из изоляционного материала (гетинакс, текстолит, картон, фанера). Катушку закрепите в стойках из проволоки, как это было сделано при сборке детекторного приемника, а переменный конденсатор прикрепите к плате винтами (или, в крайнем случае, приклейте его к плате). Для подпайки выводов деталей установите на плате монтажные стойки-шпильки из толстой луженой медной проволоки. Транзистор припаивайте после того, как будут припаяны все остальные детали, причем желательно соблюдать определенную последовательность. Первым припаивают вывод базы, затем эмиттера и в последнюю очередь коллектора. Смонтировав детали на плате, убедитесь в работоспособности приемника. Для этого подсоедините к стойкам платы недостающие детали (рис. Р-14) и подключите антенну и заземление. При разомкнутых контактах выключателя (источник питания не подключен) настройте приемник переменным конденсатором на какую-нибудь радиостанцию.
Теперь подсоедините источник питания — громкость звука в телефонах должна возрасти в несколько раз. Если этого не происходит, проверьте правильность подключения элемента — при обратной полярности по сравнению с указанной на схеме транзистор работать не будет. Лучше всего в этом случае измерить напряжение между коллектором транзистора и плюсовым проводом питания (нижние по схеме выводы конденсатора С2 и телефонов, которые соединены с плюсовым выводом источника питания). При замкнутых контактах выключателя напряжение должно быть, естественно, 1,5 В.
После устранения неполадки сразу же проверьте, сколько станций принимает приемник при полном повороте ручки настройки переменного конденсатора. Если какая-то станция прослушивается в одном из крайних положений ручки, измените число витков катушки, включите последовательно с антенной постоянный конденсатор или подключите параллельно переменному конденсатору постоянный (емкость его надо подобрать так, чтобы обеспечить уверенный прием станции в положении ручки переменного конденсатора вблизи от границы его настройки).
Наверное, у Вас возникает вопрос, как же правильно выбрать тот или иной способ налаживания Вашего приемного устройства. Нужно исходить из следующего. В крайнем (по часовой стрелке) положении ручки переменного конденсатора емкость его минимальна. Если станция прослушивается при таком положении ручки, надо или отмотать от катушки несколько витков провода, или включить последовательно с антенной постоянный конденсатор (как это Вы уже делали в опытах с детекторным приемником). При другом крайнем положении конденсатора емкость его максимальная. Поэтому для того чтобы сместить настройку приемника, нужно добавить к катушке несколько витков или подключить параллельно переменному конденсатору постоянный. После такой проверки и подстройки можно укрепить плату в корпусе подходящих размеров. На боковых стенках корпуса установите гнезда для подключения антенны и заземления и разъем под вилку головных телефонов. Источник питания прикрепите металлической скобкой к боковой стенке корпуса с внутренней стороны. Выключатель можно установить как на верхней панели, так и на боковой стенке. Нижняя крышка корпуса должна быть, конечно, съемной.
Еще одна схема однотранзисторного радиоприемника приведена на рис. Р-15. Этот радиоприемник обладает значительно большей чувствительностью, потому что головные телефоны включены в цепь коллектора. В таком режиме транзистор обеспечивает большее усиление сигнала, чем при включении телефонов в эмиттерную цепь.
Несколько иначе выполнена и входная часть приемника. На общем ферритовом стержне размещены две катушки индуктивности — контурная L1 (с переменным конденсатором С1 она составляет колебательный контур) и катушка связи L2. Число витков катушки связи значительно меньше, чем у контурной, и на транзистор поступает лишь часть принятого сигнала. Сделано это для того, чтобы транзистор не влиял на колебательный контур и тем самым не изменял его настройки.
Итак, с катушки связи сигнал поступает на базу транзистора через конденсатор С2. Здесь он детектируется, то есть из него выделяется сигнал звуковой частоты, который затем усиливается транзистором и поступает на головные телефоны. Как и в предыдущем приемнике, смещение на базу транзистора подается через резистор R1.
Переменный и постоянные конденсаторы, а также резистор, транзистор, выключатель и головные телефоны такие же, что и в предыдущем приемнике. Катушки намотаны на ферритовом стержне диаметром 8 мм и длиной 40…50 мм. Катушка L1 содержит 80 витков, a L2—20 витков провода ПЭЛ или ПЭВ диаметром 0,15…0,2 мм. Расстояние между обмотками около 5 мм, намотка — виток к витку.
Часть деталей приемника смонтируйте на плате (рис. Р-16) из изоляционного материала, которая напоминает плату детекторного приемника. После монтажа проверьте правильность всех соединений и только после этого подключите к стойкам платы источник питания, головные телефоны, антенну и заземление. Выключателем подайте питание на приемник (в головных телефонах при этом должен раздаться щелчок) и сразу же измерьте напряжение между эмиттером и коллектором транзистора — к эмиттерной цепи подключите плюсовой щуп вольтметра, а к коллекторной — минусовой.
Стрелка вольтметра должна показать напряжение около 4,5 В. Если оно значительно отличается (более чем на 20%) от указанного, подберите резистор R1 — установите вместо него другой (с меньшим или большим сопротивлением).
Узнать, какой именно резистор нужен, нетрудно. При меньшем измеренном напряжении нужно поставить резистор с большим по сравнению с указанным по схеме сопротивлением (например, 390, 430, 470 кОм и т. д.). Наоборот, если измеренное напряжение превышает заданное, сопротивление резистора следует уменьшить (установить резистор сопротивлением 300, 270, 240 кОм).
Можно поступить иначе — включить вместо резистора R1 два по-следовательно соединенных резистора: постоянный сопротивлением около 100 кОм и переменный (любого типа, например СП-1, СПО-0,5) сопротивлением 1 МОм. Перемещая движок переменного резистора, добейтесь нужного напряжения, измерьте получившееся общее сопротивление (цепочку при этом на до отпаять от платы) и установите на плату постоянный резистор примерно с таким же сопротивлением.
На практике такую подстройку приходится делать редко, поскольку оговорен требуемый коэффициент передачи тока транзистора (60…100), и при использовании транзистора с таким параметром указанный на схеме резистор смещения обеспечивает нужный режим работы. Все сказанное справедливо, конечно, лишь при использовании свежей батареи. Поэтому измерьте ее напряжение при подключенном приемнике (иначе говоря, под нагрузкой) — оно не должно быть ниже 8,5 В, иначе батарею придется заменить.
После проверки и установки напряжения на коллекторе дотроньтесь пинцетом (или просто пальцем) до вывода базы транзистора. В телефонах должен раздаться слабый гул — фон переменного тока. Если до базы не дотрагиваться, в телефонах должен прослушиваться слабый шум, свидетельствующий о нормальной работе транзистора.
Вот теперь можно проверить, сколько радиостанций и с какой громкостью принимает смонтированная вами самоделка. Если заметите, что звук в телефонах искажается, отмотайте один-два витка от катушки связи L2. Если громкость звучания будет чрезмерной, включите между наружной антенной и антенным гнездом приемника постоянный конденсатор небольшой емкости (10…15 пФ). Изменить рабочий диапазон приемника в любом случае можно теми же средствами, что и для предыдущей конструкции.
Плату и детали, не уместившиеся на ней (гнезда, разъем, выключатель и батарею), укрепите в корпусе, который конструктивно может быть таким же, что и для детекторного приемника. Проводники питания можно припаять непосредственно к выводам батареи или использовать для подключения батареи к приемнику разъем-колодку от пришедшей в негодность «Кроны».
Радиоприемник на двух транзисторах
Ваши познания и опыт в изготовлении приемников, несомненно, обогатились, и настала пора собрать более сложную самоделку — на двух транзисторах. Она ненамного сложнее предыдущей, но зато обладает большей чувствительностью и обеспечивает более громкое звучание принимаемых радиостанций. Прослушивание по- прежнему ведется на высокоомные головные телефоны.
Схема радиоприемника приведена на рис. Р-17. Один из основных узлов приемника — магнитная антенна WA1. Это, по сути дела, тот же ферритовый стержень с намотанными на нем катушками L1 и L2, причем катушка L1 является контурной и вместе с переменным конденсатором С2 составляет колебательный контур, a L2 — катушка связи. Чувствительность приемника в данном случае достаточна для того, чтобы мощные близлежащие радиостанции принимать без наружной антенны — ее роль выполняет ферритовый стержень с контуром L1C2 (иначе говоря, магнитная антенна). Конечно, и в предыдущей конструкции приемника такой же узел мог быть обозначен как магнитная антенна, но из-за малой чувствительности приемника он не использовался в этом качестве и поэтому обозначался как колебательный контур с катушкой связи. Для приема менее мощных и удаленных радиостанций к колебательному контуру магнитной антенны нужно подключить наружную антенну и заземление.
С катушки связи L2 сигнал подается на первый каскад, собранный на транзисторе VT1. После него сигнал поступает на детектор из диодов VD1 и VD2. Выделенный на детекторе звуковой сигнал подается через конденсатор С6 на последний каскад, собранный на транзисторе VT2. Питается приемник от батареи GB1 напряжением 9 В, но работать может и при меньшем напряжении, например 4,5 В. Правда, громкость звучания при этом падает примерно вдвое.
Какие же детали понадобятся для сборки двухтранзисторного приемника? Прежде всего, конечно, транзисторы. В первом каскаде можно использовать транзистор типа П416Б, П401—П403, П422 с коэффициентом передачи тока от 60 до 100. Для выходного каскада подойдет транзистор МП39Б или МП42Б с коэффициентом передачи тока не менее 40. Диоды могут быть типа Д9 или Д2 с любой буквой на конце.
Магнитную антенну надо намотать на ферритовый стержень диаметром 8 мм и длиной 45…50 мм. Катушка L1 содержит 90 витков провода ПЭЛ или ПЭВ диаметром 0,1 5…0,2 мм, a L2—15 витков. Расстояние между катушками около 5 мм, намотка — виток к витку.
Переменный конденсатор С2 типа КП-180 или другой, например от радиоприемника «Селга» (используется, естественно, только одна секция). Важно, чтобы максимальная емкость конденсатора была не менее 180 пФ, тогда приемник будет принимать радиостанции средневолнового диапазона (примерно от 150 до 600 м).
Конденсатор С1 можно взять КТ, КТК, КД емкостью от 33 до 47 пФ; СЗ, С4, С5, С7 — БМТ-2, МБМ, К40П-2, ПМ-1 емкостью от 3300 до 9100 пФ; оксидный конденсатор С6—К50-6, К50-12, К50-16 емкостью от 2 до 10 мкФ на напряжение не ниже 10 В. Учтите, что конденсаторы разных типов отличаются габаритами, постарайтесь выбрать наиболее компактные.
Все постоянные резисторы — МЛТ-0,5 (можно, конечно, МЛТ-0,25 и даже МЛТ-0,125). Головные телефоны BF1—ТОН-1, ТОН-2 или аналогичные высокоомные. Батарея питания GB1— «Крона».
Как и в предыдущих конструкциях, часть деталей размещают на плате из изоляционного материала (рис. Р-18). В последнюю очередь припаивают к монтажным стойкам транзисторы. Важно не перепугать местами их выводы и, кроме того, соблюдать заданную последовательность подпайки выводов: сначала — базовый, затем — эмиттерный, в последнюю очередь — коллекторный. Смонтировав плату, проверьте монтаж и убедитесь, что все соединения соответствуют схеме, а пайки надежные (покачайте их пинцетом). Только после этого подключите к стойкам платы источник питания с выключателем и головные телефоны. Антенну и заземление можно пока не подсоединять.
Подайте выключателем питание на приемник. В головных телефонах должен послышаться слабый шум, свидетельствующий о работе транзисторов. Измерьте вольтметром напряжение между коллектором и эмиттером транзистора VT2 — оно должно равняться примерно половине напряжения источника питания, то есть около 4,5 В. Если измеренное напряжение значительно отличается от указанного, подберите резистор R4. Измерьте также напряжение между эмиттером и коллектором транзистора VT1 — оно должно быть в пределах 3…6 В. При необходимости точнее установить это напряжение можно подбором резистора R1.
Проверив и установив режимы работы транзисторов, подключите к приемнику антенну (можно даже комнатную или просто отрезок провода метровой длины) и заземление и попробуйте настроиться на какую-нибудь радиостанцию. Если появятся сильные искажения звука даже при небольшой громкости, сразу отмотайте от катушки L2 несколько витков (не более 5). Про-верьте, сколько радиостанций можно услышать при вращении ручки переменного конденсатора. Помните, что с указанными параметрами магнитной антенны приемник рассчитан на работу в средневолновом диапазоне (примерно от 250 до 600 м). Несколько сместить диапазон настройки при крайних положениях ручки переменного конденсатора Вы уже можете самостоятельно, пользуясь методикой, описанной ранее.
Мощную близлежащую радиостанцию можно принимать без наружной антенны и заземления. Настраиваясь на нее переменным конденсатором, нужно держать приемник горизонтально и поворачивать его из стороны в сторону. Наибольшая громкость будет в том случае, когда ось стержня магнит-ной антенны окажется перпендикулярной направлению на радиостанцию. Наверное, такое явление Вы наблюдали, когда пользовались промышленным малогабаритным («карманным») приемником.
А как быть, если смонтированный приемник должен принимать длинноволновые радиостанции? Тогда сразу же при изготовлении магнитной антенны надо намотать на ферритовый стержень другую катушку L1 — она должна содержать 220… 240 витков провода ПЭЛ или ПЭВ диаметром 0,15…0,2 мм, уложенных на длине 20…25 мм в четырех-пяти секциях с равным числом витков в каждой. Ширина секции около 4 мм, расстояние между секциями 1…2 мм.
Закончив проверку и налаживание приемника, установите монтажную плату и все остальные детали (гнезда XS1 и XS2, разъем XI, выключатель SA1 и источник питания) в корпусе подходящих размеров. Не исключена возможность, что Вы придумаете оригинальный корпус или используете готовый от малогабаритного приемника.
Радиоприемник на трех транзисторах
Не всегда можно соорудить хорошую антенну и слушать передачи на детекторный, одно- и двухтранзисторный радиоприемник. Зачастую, особенно в городах, такой возможности нет, и в качестве антенны можно использовать отрезок провода небольшой длины. С такой антенной простейший приемник, особенно детекторный, работать не сможет. Выход из положения — построить более чувствительный радиоприемник, способный принимать радиостанции на небольшую комнатную или магнитную антенну. Схема одного из таких приемников приведена на рис. Р-19.
Особенность приемника в том, что он выполнен в форме заушины, на которой смонтированы все детали, включая миниатюрный головной телефон и источник питания G1 — аккумулятор Д-0,06. Такого питания хватает на 20…30 ч работы, поскольку потребляемый ток не превышает 2 мА. Принимает же приемник всего одну радиостанцию в средневолновом диапазоне.
Вернемся к принципиальной схеме приемника и познакомимся с его работой. Прием ведется на магнитную антенну WA1. Выделенный ее колебательным контуром L1C1 сигнал радиостанции подается через катушку связи L2 на усилитель радиочастоты, собранный на транзисторе VT1. Начальное напряжение смещения транзистора задается резистором R1, нагрузкой каскада является высокочастотный трансформатор Т1. С его вторичной обмотки радиочастотный сигнал подается через конденсатор СЗ на детектор— он собран на диоде VD1. Выделенный детектором сигнал звуковой частоты поступает на усилитель, который собран на составном транзисторе VT2VT3. В цепи эмиттера транзистора VT3 включена нагрузка — миниатюрный головной телефон BF1 типа ТМ-2М.
Как уже было сказано, приемник выполнен в форме заушины. Плату такой конфигурации выпиливают из фольгированного стеклотекстолита, но вполне пригоден и обычный стеклотекстолит или гетинакс — в последних случаях придется делать навесной монтаж. Размеры платы не критичны и зависят от габаритов используемых деталей. Вообще лучше всего сначала собрать все детали, вырезать шаблон из картона, разложить на нем детали, уточнить оптимальные размеры будущей платы и выпилить ее по шаблону. Пример платы с расположенными на ней деталями показан на рис. Р-20.
Магнитная антенна выполнена на стержне из феррита 600НН (можно 400НН), имеющего форму подковки сечением 7X3 мм и длиной 30…35 мм. Такую подковку выпиливают из плоского стержня, обрабатывая его на наждачном круге и доводя до нужной формы крупнозернистой наждачной бумагой. Катушка L1 содержит 60…100 витков провода ПЭВ-2 0,12, намотанного в один слой посредине стержня. Катушку L2 наматывают вплотную к L1 — она содержит 5…7 витков такого же провода. Трансформатор выполнен на кольце наружным диаметром 7 мм из феррита 600НН. Обмотки трансформатора содержат по 120 витков провода ПЭВ-2 0,07. Транзисторы могут быть другие из серии КТ315, но с коэффициентом передачи тока не менее 50 для VT1 и не менее 100 для остальных. Подойдут, конечно, и транзисторы других серий с такими параметрами. Конденсаторы можно взять КЛС или КМ, резисторы — МЛТ-0,125, диод — любой из серии Д9. Выключатель питания SA1 — самодельный. Он представляет собой латунное кольцо с выступом. Когда кольцо поворачивают, оно касается выступом латунной пластины, за-крепленной на плате, и подключает к приемнику положительный вывод аккумулятора (его корпус). Второй вывод аккумулятора подключен через латунную пластину, прижимающую его к кольцу-выключателю и плате.
Налаживание приемника начинают с проверки потребляемого им тока. Для этого миллиамперметр подключают параллельно контактам выключателя — они должны быть разомкнуты. Ток не должен превышать 2 мА, даже если сразу же появился звук в телефоне. Затем включают приемник и подбором конденсатора С1 настраивают его на местную радиостанцию. Временно вместо постоянного конденсатора удобно подключить переменный и, настроившись на радиостанцию, определить требуемую емкость конденсатора, а затем впаять постоянный конденсатор такой емкости.
После этого вновь проверяют потребляемый приемником ток, но теперь при максимальной громкости звука. Подбором резистора R1 добиваются, чтобы ток не превышал 2 мА, но громкость была максимальной.
Убедившись в нормальной работе приемника, можно покрыть все его детали эпоксидной смолой или клеем (кроме, конечно, источника питания и выключателя), чтобы повысить его механическую прочность и защитить от влаги.
Несмотря на малые габариты магнитной антенны, чувствительность приемника достаточно высока, поскольку использованы транзисторы с большими коэффициентами передачи тока. Если же увеличить длину стержня магнитной антенны и повысить напряжение питания, чувствительность приемника резко возрастет — он уже будет способен принимать радиостанции, удаленные от места приема на сотни километров. Схема такого приемника приведена на рис. Р-21.
Те же три транзистора, что и в предыдущей конструкции, включены здесь несколько иначе. Так, на транзисторах VT1 и VT2 собран усилитель радиочастоты, а на транзисторе VT3 — усилитель звуковой частоты.
Приемник двухдиапазонный. Колебательный контур магнитной антенны составлен катушками индуктивности L1, L2 и конденсатором переменной емкости С1. При приеме длинноволновых радиостанций катушки включаются последовательно (контакты выключателя SA1 разомкнуты), на средневолновом работает лишь катушка L2 (L1 замыкается контактами выключателя SA1).
Выделенный колебательным контуром сигнал радиостанции поступает через катушку связи L3 и конденсатор С2 на усилитель радиочастоты. С нагрузки усилителя (резистор R4) сигнал поступает на детектор, собранный на диодах VD1 и VD2 по схеме с удвоением напряжения. Колебания звуковой частоты выделяются на резисторе нагрузки R5, а колебания радиочастоты фильтруются конденсатором С5. Далее колебания звуковой частоты усиливаются каскадом на транзисторе VT3 и подаются через разъем Х1 на телефон BJ4. Питается приемник от источника GB1 напряжением 4,5 В, питание подается через выключатель SA2. Потребляемый приемником ток не превышает 3 мА.
Как и в предыдущем приемнике, транзисторы могут быть другие из серии КТ315 или аналогичные, но со статическим коэффициентом передачи около 100. Диоды — любые из серий Д2, Д9. Оксидный конденсатор С6—К50-3, остальные постоянные конденсаторы — БМ-2; конденсатор переменной емкости — малогабаритный двухсекционный от транзисторного радиоприемника. Обе секции конденсатора соединены параллельно для получения большей максимальной емкости. Все резисторы — МЛТ-0,25, но вполне пригодны и МЛТ-0,125.
Под эти детали и рассчитана монтажная плата (рис. Р-22). Она вырезана из изоляционного материала. Под выводы деталей в плате просверлены отверстия. Вставленные в отверстия выводы загибают снизу платы. Для подпайки выводов транзисторов на плате укреплены контактные полоски из луженой проволоки. Соединения между выводами деталей выполняют тонким одножильным монтажным проводом в изоляции как сверху, так и снизу платы.
Магнитная антенна выполнена на стержне диаметром 8 и длиной 85 мм из феррита 600НН. На стержень надевают щечки из толстого картона или колечки шириной 2 мм, нарезанные из резиновой трубки,— они образуют секции. Всего должно быть семь секций шириной по 2 мм. На концы стержня надевают кольца шириной 8 мм — за них стержень можно прикреплять к основной плате приемника.
Катушку L1 наматывают в секциях проводом ПЭВ-2 0,2 — по 30 витков в каждой секции. Катушку L2 размещают на расстоянии 13…15 мм от L1 —она содержит 65 витков такого же провода, намотанного виток к витку. Катушка связи L3 содержит 13 витков провода ПЭВ-2 0,2, причем 6 витков ее размещают равномерным шагом поверх катушки L2, а остальные — по витку в каждой секции катушки L1.
Магнитную антенну, конденсатор переменной емкости, плату с деталями прикрепляют к основной плате приемника, вырезанной из изоляционного материала (рис. Р-23). На этой же плате устанавливают «карман» для элементов батареи питания — его можно склеить из органического стекла. А чтобы элементы не выскакивали из «кармана», напротив них на плате устанавливают упоры — винты. Между элементами и упорами устанавливают отрезок резины средней твердости. «Карман» рассчитан на элементы «Уран-М», при использовании других элементов габариты «кармана» и его расположение могут быть иными.
Основную плату размещают в корпусе подходящих габаритов. В съемной крышке корпуса сверлят отверстие под ось конденсатора переменной емкости. Когда крышка закрыта, на ось надевают ручку настройки.
Выключатели могут быть любой конструкции, например движковые от детских карманных приемников или типа тумблер. Разъем Х1 —ответная часть разъема миниатюрного телефона ТМ-2А (он используется в приемнике для прослушивания передач). Возможно, будет сложно приобрести указанные детали, особенно в сельской местности. Поэтому расскажем о том, как их изготовить самим буквально из подручных материалов. Надеемся, что эти советы помогут оснащать подобными деталями и другие конструкции.
Итак, о самодельных выключателях. Для каждого из них (рис. Р-24,а) понадобится прежде всего толстая металлическая пластина с двумя отверстиями. В одном из них нарезана резьба М4. Винтом и гайкой пластину прикрепляют к стенке корпуса. Снаружи между пластиной и стенкой на винт надевают шайбу, с внутренней — земляной лепесток (это один из выводов выключателя).
Напротив отверстия с резьбой в корпусе заранее проделывают две прорези и вставляют в них П-образную скобу из жести от консервной банки. Концы скобы с внутренней стороны стенки загибают. Скоба служит вторым выводом выключателя. Подвижным же контактом его является винт с большой головкой (лучше всего с накатной), который ввинчивают в пластину до тех пор, пока он не коснется скобы,— тогда цепь между скобой и лепестком замкнется. Достаточно немного вывернуть винт — и цепь разомкнется.
А теперь о разъеме (рис. Р-24,б). Его гнезда согнуты из отрезков жести от консервной банки. Отгибы-лепестки вставляют в прорези в стенке корпуса и загибают внутри, Лепестки гнезд соединяют монтажными проводниками с выводами конденсатора С7. Чтобы подключить к таким гнездам телефон ТМ-2А, его разъем удаляют и подпаивают концы проводов шнура к штырькам самодельного разъема. Удобно использовать, например, в качестве разъема отрезок готового разъема с ножевидными штырьками. Можно поступить иначе. Выпилить небольшую пластину из пластмассы, просверлить в ней отверстия диаметром 2 мм под штырьки и вставить в них нагреваемые паяльником контактные пружины от реле. После остывания пластмассы пружины окажутся запрессованными. К концам пружин подпаивают проводники шнура и обматывают это место изоляционной лентой.
Но вот крепление деталей и монтаж приемника закончены. Пора проверять его и налаживать. Как правило, при исправных транзисторах и безошибочно выполненном монтаже приемник начинает работать сразу после включения питания. Ориентируя приемник в горизонтальном положении и медленно вращая ручку конденсатора переменной емкости, настраиваются на какую-нибудь радиостанцию. Если максимальная громкость достаточна и отсутствуют искажения в виде свистов (самовозбуждение) — все в порядке. При недостаточной громкости можно точнее подобрать резисторы R6, R3, R1. Возбуждение удается устранить изменением полярности подключения выводов катушки L2 или L1.
Надо сказать, что размещение деталей приемника выбрано практически и, как показали эксперименты и многократные повторения конструкции, оно обеспечивает более устойчивую работу по сравнению с другими вариантами, например при размещении антенны вдоль длинной стенки корпуса или между конденсатором переменной емкости и монтажной платой. Это следует учитывать при самостоятельном конструировании приемника.
Приемником можно «ловить» и более удаленные радиостанции. Для этого нужно подключать к правому по схеме выводу катушки L2 наружную антенну в виде провода длиной 1…2 м. Ориентировать приемник в горизонтальной плоскости в этом случае не нужно. Конечно, подобный вариант можно предусмотреть заранее и установить антенное гнездо (как и гнездо разъема) на боковой стенке корпуса вблизи катушки L2, соединив его с выводом катушки отрезком провода. Если антенна будет заметно влиять на настройку приемника на радиостанцию и уменьшать его избирательность, нужно включить между гнездом и катушкой конденсатор емкостью 10…20 пФ.
Радиоприемник на одиннадцати транзисторах
Конечно же, каждый из вас после сборки простейших конструкций радиоприемников пожелает изготовить такой, чтобы он позволял принимать наибольшее число маломощных удаленных радиостанций. И к тому же обладал бы сравнительно большой громкостью звука. Этим требованиям отвечает сравнительно несложный радиоприемник, схема которого приведена на рис. Р-25.
Чувствительность радиоприемника по входу первого каскада усилителя радиочастоты (база транзистора VT1) составляет 10 мкВ, т. е. сравнима с чувствительностью промышленного транзисторного супергетеродинного радиоприемника, а ток покоя не превышает 8 мА. Работоспособность приемника сохраняется при снижении напряжения питания до 1,5 В. При изменении амплитуды входного радиочастотного сигнала до 2 мВ (в 200 раз) громкость звука изменяется незначительно благодаря действию использованного в приемнике устройства сжатия динамического диапазона сигнала.
Усилитель РЧ приемника — трехкаскадный, с непосредственной связью между каскадами и глубокими отрицательными обратными связями. Изменением глубины связи через резистор R3 можно в широких пределах варьировать входным сопротивлением усилителя и коэффициентом усиления по напряжению. К примеру, с увеличением сопротивления резистора R3 до 30…50 Ом входное сопротивление усилителя возрастает до сотен килоом. В результате колебательный контур можно полностью подключить ко входу усилителя через резистор сопротивлением 1…2 кОм, избавившись от катушки связи. Правда, из-за внутренних обратных связей транзисторов серии КТ315 усилитель может возбуждаться на частотах около 1 МГц, но при использовании транзисторов серии КТ316, КТ306, КТ325 это явление пропадет.
Глубокая отрицательная обратная связь стабилизирует параметры усилителя при разбросе коэффициента передачи транзисторов.
К выходу усилителя РЧ подключен детекторный каскад. Его отличительная особенность — применение дополнительного диода VD1. В итоге получается устройство сжатия динамического диапазона сигнала перед его детектированием, которое практически заменяет систему автоматической регулировки усиления (АРУ).
В устройстве сжатия должны работать германиевые диоды, поскольку у них напряжение отсечки значительно меньше, чем у кремниевых. А малое напряжение отсечки позволяет уменьшать сигнал уже с амплитуды 30…40 мкВ.
Усилитель звуковой частоты, подключенный к детектору, также содержит ряд особенностей. Прежде всего это гальваническая связь между каскадами, позволяющая сократить количество переходных оксидных конденсаторов. Благодаря взаимной компенсации температурной зависимости р-n переходов транзисторов VT4 и VT6 повышается температурная стабильность усилителя 34, и в итоге стабилизируются параметры приемника при изменении напряжения питания в широких пределах.
Глубокая отрицательная обратная связь, которой охвачены первые два каскада предварительного усилителя и последующие каскады усилителя мощности, стабилизируют характеристики усилителя 34 при разбросе параметров транзисторов.
С целью уменьшения искажений типа «ступенька» коэффициент усиления по напряжению усилителя мощности выбран небольшим (около 5), а ток покоя (примерно 1 мА) задан прямым напряжением последовательно включенных диодов VD4 и VD5. Один из диодов должен быть кремниевый, а другой германиевый. Тогда напряжение смещения не превысит 1 В, а температурный коэффициент напряжения будет примерно равен суммарному температурному коэффициенту напряжения эмиттерных переходов кремниевых Транзисторов VT8 и VT9.
Для улучшения акустических свойств приемника применена динамическая головка 0,25ГД-19, в результате чего возросла громкость звука по сравнению, скажем, с вариантом использования головки 0.2ГД-1.
Благодаря высокой чувствительности приемника удалось обойтись без внешней антенны, а значит, несколько упростить конструкцию приемника.
Печатная плата и вид на монтаж приемника приведены на рис. Р-26. Плата рассчитана на установку в корпусе распространенного радиоконструктора «Юность-105» (рис. Р-27), но подойдет и другой корпус.
Контурная катушка L1 магнитной антенны содержит 75 витков (для диапазона СВ), а катушка связи L2— 3 витка провода ЛЭШО 8X0,07 либо ПЭЛШО 0,15…0,25. Их наматывают на плоском стержне размерами 3X19X75 мм из феррита 400НН.
Транзисторы VT1—VT9 могут быть указанных на схеме серий, но с другими буквенными индексами. Возможна замена такими транзисторами соответствующей структуры выходных транзисторов (VT10 и VT11), но в этом случае уменьшится выходная мощность приемника. Источник питания — четыре последовательно соединенных элемента 316, резисторы — МЛТ-0,25, переменный резистор R12 — СПЗ-Вм, конденсаторы — любые малогабаритные, конденсатор переменной емкости — КП-180. Диоды VD1 — VD4 — любые из серии Д9 или другие германиевые, VD5 — любой кремниевый.
Правильно собранный приемник в налаживании не нуждается. Однако в некоторых случаях наблюдается влияние выходного каскада усилителя РЧ на входную цепь — ведь при одной из полярностей включения катушки связи магнитной антенны возникает положительная обратная связь. Появляются свистящие звуки. Избавиться от них можно изменением полярности включения катушки связи, уменьшением числа ее витков до двух, прикрытием участка монтажной платы со стороны печати над выходным каскадом усилителя РЧ и детектора пластиной фольгированного стеклотекстолита, фольгу которого соединяют с общим проводом приемника.
Радиоприемник на микросхемах
Всего две аналоговые микросхемы понадобятся для сборки такого радиоприемника, работающего в диапазоне средних волн. Передачи прослушивают через малогабаритный головной телефон. Подобный радиоприемник достаточно компактен, и его удобно взять с собой в лес по грибы, на рыбалку или в поход.
В приемнике применены две одинаковые микросхемы К118УН1Д. Эта микросхема (рис. Р-28) представляет собой двухкаскадный усилитель с непосредственной (гальванической) связью между каскадами и стабилизацией режима работы по постоянному току. Нагрузкой транзистора VT1 является резистор R1, но для получения большего усиления последовательно с ним можно включать и резистор R3. Чаще же всего резистор R3 выполняет роль элемента RC-фильтра, и тогда между выводами 11 и 14 включают конденсатор. Напряжение питания подают в любом случае на выводы 7 и 14 (соответственно плюс и минус напряжения).
Для транзистора VT2 нагрузкой может быть резистор R6 (тогда соединяют между собой выводы 9 и 10) или внешняя нагрузка, например, обмотка дросселя или трансформатора.
Резисторы R2, R4, R5, R7 определяют режим работы усилителя. Чтобы можно было подключать к ним внешние детали и в зависимости от назначения усилителя изменять режим работы его каскадов, микросхема имеет выводы 2, 5, 12, 14. При работе, например, в режиме усиления колебаний РЧ номиналы внешних деталей будут одни, а при работе усилителя в режиме усиления сигнала 34 — другие. Это наглядно видно на схеме предлагаемого радиоприемника (рис. Р-29), принятый магнитной антенной WA1 и выделенный колебательным контуром L1C1 сигнал радиостанции подается через катушку связи L2 и конденсатор С2 на вход микросхемы DA1. Чтобы входное сопротивление первого каскада усиления микросхемы было достаточно высоким, он работает с обратной связью по переменному току (вывод 2, а значит, резистор R2 не зашунтированы конденсатором). В то же время для повышения коэффициента усиления микросхемы полностью устранена отрицательная обратная связь по переменному току между каскадами (выводы 5 и 12 зашунтированы конденсаторами СЗ и С4).
С выхода микросхемы (соединенные вместе выводы 9 и 10) радио-частотный сигнал поступает через конденсатор С5 на детектор, выполненный на диодах VD1 и VD2 по схеме удвоения напряжения. Нагрузкой детектора является резистор R1. Конденсатор С6 шунтирует нагрузку на радиочастоте.
Выделенный на нагрузке сигнал звуковой частоты поступает через конденсатор С7 на вход микросхемы DA2. Здесь для повышения коэффициента усиления микросхемы устранена обратная связь по пе-ременному току между каскадами (к выводу 5 подключен оксидный конденсатор С8) и, кроме того, соединены накоротко выводы резистора R2 первого каскада (между выводами 2 и 14 установлена перемычка).
Усиленный микросхемой сигнал 34 поступает далее через конденсатор С9 и разъем XI на нагрузку — головной телефон BF1. В данном случае второй каскад микросхемы работает как эмиттерный повторитель, что позволяет лучше согласовать микросхему со сравнительно низкоомной нагрузкой, какой является малогабаритный телефон ТМ-2 (его сопротивление постоянному току равно 65 Ом). Если же прослушивать передачи на головные телефоны ТОН-1 или ТОН-2 (их сопротивление превышает 1000 Ом), их следует подключать через конденсатор С9 к выводам 9, 10 микросхемы. Звучание в этом случае будет громче.
Радиоприемник питается от батареи GB1 напряжением 9 В (батарея «Крона») и потребляет ток не более 5 мА.
Вместо микросхем К118УН1Д можно применить К118УН1Б, но напряжение питания в этом случае следует уменьшить до 6 В (например, пять последовательно соединенных аккумуляторов Д-0,1). Работоспособность приемника с этими микросхемами сохранится и при 4,5 В (батарея 3336 или четыре последовательно соединенных элемента 316, 332). Разводка выводов микросхемы остается такой же, поэтому никаких изменений на плате делать не придется.
Магнитная антенна намотана на стержне диаметром 8 и длиной 80 мм из феррита 600НН. Катушка L1 содержит 170 витков провода ПЭВ-1 0,15, намотанного виток к витку, a L2 — 20 витков такого же провода, намотанного на бумажном кольце шириной 8 мм. Кольцо должно с трением перемещаться по стержню.
Конденсатор переменной емкости С1 — малогабаритный, от «карманного» приемника, с максимальной емкостью не менее 350 пФ и минимальной 5…10 пФ. Подойдет и двухсекционный конденсатор с меньшим диапазоном изменения емкости, например от приемника «Селга-404» (или аналогичного), но тогда обе его секции следует соединить параллельно.
Конденсаторы С2—С6 — БМ-2; С7—С9 — К53-1, ЭМ (старых выпусков) или аналогичные, на номинальное напряжение не ниже 6 В. Диоды могут быть любые из серий Д2, Д9. Резистор — МЛТ-0,125. В качестве разъема применена гнездовая часть под вилку малогабаритного телефона ТМ-2, но вполне подойдет и любой другой малогабаритный разъем — одна его часть прикрепляется к корпусу приемника, а к другой подсоединяют выводы телефона. Выключатель питания SA1 — любой, даже самодельный.
Большинство деталей радиоприемника смонтировано на плате (рис. Р-30) из текстолита. Под выводы деталей в плате просверлены отверстия. Выводы предварительно изгибают и укорачивают настолько, чтобы после установки на плату их концы выступали на 5 мм. После этого концы изгибают, прижимают к плате и соединяют их между собой в соответствии со схемой монтажным проводом в изоляции.
Выводы микросхемы не укорачивают, а лишь загибают с обратной стороны платы, благодаря чему микросхема оказывается прочно прикрепленной к плате.
Можно, конечно, предварительно расклепать на плате пустотелые заклепки или установить монтажные шпильки и к ним припаять выводы деталей — эти варианты на Ваш выбор.
Магнитную антенну, конденсатор переменной емкости, батарею питания, выключатель и разъем для телефона прикрепляют к корпусу приемника (рис. Р-31). Плату располагают над конденсатором переменной емкости, но предварительно к ней должны быть подсоединены проводники от остальных деталей. Для подключения батареи питания к ее выводам подпаивают проводники в изоляции. Но если у вас есть негодная «Крона», можно вынуть из нее колодку с контактами и подсоединить к контактам проводники от платы и выключателя. Тогда колодка станет разъемом, позволяющим быстро заменять батарею.
При правильно выполненном монтаже приемник начинает работать сразу после включения. Вращением ручки конденсатора переменной емкости настройтесь на хорошо слышимую радиостанцию и перемещением кольца с катушкой L2 по ферритовому стержню добейтесь максимальной громкости звука. Если приемник возбуждается, поменяйте местами подключение выводов катушки L2.
Хотя в приемнике отсутствует регулятор громкости, при желании громкость можно изменять ориентацией приемника относительно радиостанции. Не забывайте об этой особенности приемника и при настройке на удаленные радиостанции. Если же в последнем варианте громкости будет явно недостаточно, подключите к левому по схеме выводу катушки L1 наружную антенну (через конденсатор емкостью 5…15 пФ), а правый вывод катушки соедините с общим проводом (минус источник питания).
Детекторный радиоприёмник — это… Что такое Детекторный радиоприёмник?
- Детекторный радиоприёмник
- Схема простейшего детекторного приёмника.
Он состоит из антенны и заземления подключённых к колебательному контуру из катушки L1 и перестраиваемого конденсатора C1, диодного детектора на диоде VD1, фильтра нижних частот, образованного C2 и сопротивлением наушников BF1, и самих наушников.Дете́кторный приёмник — самый простой, базовый, вид радиоприёмника. Состоит из колебательного контура, к которому подключены антенна и заземление, и диодного (в более раннем варианте кристаллического) детектора, выполняющего демодуляцию амплитудно-модулированного сигнала. Сигнал звуковой частоты с выхода детектора, как правило, воспроизводится высокоомными наушниками.
Даже для приёма мощных радиостанций детекторный приёмник требует антенны длиной в несколько метров, а также правильного заземления. Единственное важное достоинство детекторного приёмника — он совершенно не требует внешнего питания и может быть собран из подручных средств.
Ссылки
См. также
Wikimedia Foundation. 2010.
- Детекторный приемник
- Детекторный радиоприемник
Полезное
Смотреть что такое «Детекторный радиоприёмник» в других словарях:
детекторный радиоприёмник — простейший радиоприёмник; принимает сигналы какой либо радиостанции, преобразуя их (без усиления по мощности) в колебания звуковой частоты при помощи кристаллического детектора с прослушиванием через головные телефоны. С распространением… … Энциклопедический словарь
Детекторный радиоприёмник — простейший радиоприёмник, в котором принятые сигналы радиостанций не усиливаются, а лишь преобразуются в звуковые сигналы (детектируются) контактным кристаллическим детектором. Обычно Д. р. содержит Колебательный контур, кристаллический… … Большая советская энциклопедия
Детекторный приёмник — Схема простейшего детекторного приёмника. Он состоит из антенны и заземления подключённых к колебательному контуру из катушки L1 и переменного конденсатора C1, диодного детектора на диоде VD1, фильтра нижних частот, образованного C2 и… … Википедия
Радиоприёмник прямого усиления — Радиоприёмник прямого усиления один из самых простых типов радиоприёмников. Содержание 1 Устройство 2 Преимущества и недостатки 3 См. также … Википедия
Радиоприёмник — Детекторный приёмник, 1914 г … Википедия
Детекторный приемник — Схема простейшего детекторного приёмника. Он состоит из антенны и заземления подключённых к колебательному контуру из катушки L1 и перестраиваемого конденсатора C1, диодного детектора на диоде VD1, фильтра нижних частот, образованного C2 и… … Википедия
Детекторный радиоприемник — Схема простейшего детекторного приёмника. Он состоит из антенны и заземления подключённых к колебательному контуру из катушки L1 и перестраиваемого конденсатора C1, диодного детектора на диоде VD1, фильтра нижних частот, образованного C2 и… … Википедия
ДЕТЕКТОРНЫЙ РАДИОПРИЕМНИК — простейший радиоприёмник, в к ром принятые сигналы радиостанции не усиливаются, а лишь преобразуются в звуковые сигналы диодом. В колебат. контуре Д. р. вследствие резонанса выделяются колебания принимаемой радиостанции, к рые преобразуются… … Большой энциклопедический политехнический словарь
детекторный — см. детектор; ая, ое. Дете/кторный приёмник (простейший радиоприёмник, в котором принятые сигналы радиостанций не усиливаются, а лишь преобразуются в звуковые сигналы при помощи кристаллического детектора) … Словарь многих выражений
Комсомолец — Содержание 1 Техника и вооружение 2 Топоним 2.1 Белоруссия … Википедия
Типы радиоприёмников
Супергетеродинный радиоприёмник (супергетеродин) — один из типов радиоприёмников, основанный на принципе преобразования принимаемого сигнала в сигнал фиксированной промежуточной частоты (ПЧ) с последующим её усилением. Основное преимущество супергетеродина перед радиоприемником прямого усиления в том, что наиболее критичные для качества приема части приемного тракта (узкополосный фильтр, усилитель ПЧ и демодулятор) не должны перестраиваться под разные частоты, что позволяет выполнить их со значительно лучшими характеристиками.
Супергетеродинный приёмник изобрёл американец Эдвин Армстронг в 1918 году.
Упрощённая структурная схема супергетеродина показана на рисунке. Радиосигнал из антенны подаётся на вход усилителя высокой частоты (в упрощённом варианте он может и отсутствовать), а затем на вход смесителя — специального элемента с двумя входами и одним выходом, осуществляющего операцию преобразования сигнала по частоте. На второй вход смесителя подаётся сигнал с локального маломощного генератора высокой частоты — гетеродина. Колебательный контур гетеродина перестраивается одновременно с входным контуром смесителя (и контурами усилителя ВЧ) — обычно конденсатором переменной ёмкости (КПЁ), реже катушкой переменной индуктивности (вариометром, ферровариометром). Таким образом, на выходе смесителя образуются сигналы с частотой, равной сумме и разности частот гетеродина и принимаемой радиостанции. Разностный сигнал постоянной промежуточной частоты (ПЧ) выделяется с помощью фильтра сосредоточенной селекции (ФСС) и усиливается одним или несколькими каскадами, после чего поступает на демодулятор, восстанавливающий сигнал низкой (звуковой) частоты. Обычно фильтр ПЧ рассосредоточен по всем каскадам усилителя промежуточной частоты, поскольку ФСС сильно ослабляет сигнал и приближает его к уровню шумов. А в приёмниках с фильтром с рассредоточенной селекцией в каждом каскаде сигнал лишь немного ослабляется фильтром, а затем усиливается, что позволяет улучшить отношение сигнал/шум. В настоящее время фильтр сосредоточенной селекции применяется лишь в относительно недорогих приемниках, выполненных на интегральных микросхемах (например К174ХА10), а также в телевизорах.
В обычных приёмниках длинных, средних и коротких волн промежуточная частота, как правило, равна 465 или 455 кГц, в ультракоротковолновых — 6,5 или 10,7 МГц. В телевизорах используется промежуточная частота 38 МГц. Так как супергетеродинный приёмник хорошо настроен на сигнал с промежуточной частотой, то даже слабый сигнал на этой частоте принимается. Поэтому промежуточная частота применяется для передачи сигналов SOS. На указанных частотах запрещена работа любых радиостанций мира.
Преимущества
Недостатки
Наиболее значительным недостатком является наличие так называемого зеркального канала приёма — второй входной частоты, дающей такую же разность с частотой гетеродина, что и рабочая частота. Сигнал, передаваемый на этой частоте, может проходить через фильтры ПЧ вместе с рабочим сигналом.
Например, если вход настроен на радиостанцию, передающую на частоте 70 МГц, а частота гетеродина равна 76,5 МГц, на выходе фильтра ПЧ будет нормальный сигнал с частотой 6,5 МГц. Однако, в случае присутствия другой мощной радиостанции на частоте 83 МГц её сигнал также может просачиваться на вход смесителя, и разностный сигнал с частотой также 83 — 76,5 = 6,5 МГц не будет подавлен. В таком случае приём сопровождается различными помехами. Избирательность по зеркальному каналу зависит от добротности и числа входных контуров. При двух перестраиваемых входных контурах требуется трёхсекционный конденсатор переменной ёмкости (КПЁ), что дорого.
Для уменьшения помех от зеркального канала часто применяют метод двойного (или даже тройного) преобразования частоты. Подобные приёмники, несмотря на достаточно высокую сложность построения и наладки, стали фактически стандартом в профессиональной и любительской радиосвязи.
В современных приёмниках в качестве гетеродина используется цифровой синтезатор частот с кварцевой стабилизацией.
Регенеративный радиоприёмник (регенератор) — радиоприёмник с положительной обратной связью в одном из каскадов усиления радиочастоты. Обычно прямого усиления, но известны и супергетеродины с регенерацией как в УРЧ, так и в УПЧ.
Отличается от приёмников прямого усиления более высокой чувствительностью (ограничена шумами) и избирательностью (ограничена устойчивостью параметров), пониженной устойчивостью работы.
Схема регенеративного радиоприёмника
История
Изобретён Э. Армстронгом во время учёбы в колледже, запатентован в 1914 году, после этого также запатентован Ли де Форестом в 1916. Это привело к судебной тяжбе продолжительностью в 12 лет, завершившейся в Верховном суде США в пользу Ли де Фореста.
Регенератор позволяет получить наибольшую отдачу от одного усилительного элемента. Поэтому в ранние годы развития радиотехники, когда лампы, пассивные детали и источники питания были дороги, он широко применялся в профессиональных, любительских и бытовых приёмниках, успешно конкурируя с изобретённым в 1918 г. тем же Армстронгом супергетеродином.
Абсолютный рекорд дальности радиосвязи до космической эры был установлен 12 января 1930 г. советским радистом Э.Т. Кренкелем с антарктической экспедицией Р.Э. Бёрда именно на регенеративном приёмнике.
С широким распространением в конце 1930х гг. смесительной лампы-гептода и кварцевых фильтров промежуточной частоты, преимущество супергетеродина в стабильности и избирательности стало решающим, и концу 1940х регенератор был полностью вытеснен из серьёзных применений, оставшись лишь в радиолюбительских наборах для сборки.
Достоинства и недостатки
Достоинства:
Недостатки:
Теоретические основы
В регенеративном приёмнике добротность (Q) колебательного контура повышается путём компенсации части потерь за счёт энергии усилителя, т.е. введения положительной обратной связи.
Добротность = резонансное сопротивление / сопротивление потерь, т.е. Q = Z / R
Положительная обратная связь, компенсируя часть потерь, вносит некоторое отрицательное сопротивление: Qreg = Z / (R — Rneg)
Коэффициент регенерации: M = Qreg / Q = R / (R — Rneg)
Отсюда видно, что при увеличении обратной связи коэффициент регенерации M и добротность могут стремиться к бесконечности, но их практический рост ограничен стабильностью параметров схемы — если изменение коэффициента усиления будет больше 1 / M, то регенератор либо сорвётся в генерацию (если усиление выросло), либо потеряет половину чувствительности и избирательности (если усиление упало).
Для улучшения стабильности и достижения плавности управления вблизи порога генерации, регенератор должен иметь отрицательную обратную связь по уровню сигнала или АРУ. В приведённой схеме такая ООС обеспечивается цепью R1C2 (гридлик, от англ. grid leak — утечка сетки) — сигнал детектируется диодом состоящим из сетки и катода лампы, и выделяется на резисторе R1. Переменная составляющая усиливается и звучит в наушниках, а постоянная подзапирает лампу и снижает её усиление.
Без такой АРУ управление обратной связью будет очень «острым», и если регенератор сорвётся в генерацию, то размах колебаний будет ограничен только источником питания, а остановить его можно будет только намного уменьшив обратную связь (явление гистерезиса). Такой усилитель не годится для использования как регенератор.
Радиоприёмник прямого усиления — один из самых простых типов радиоприёмников.
Блок-схема приёмника прямого усиления
Радиоприёмник прямого усиления (герадеаус) состоит из колебательного контура, нескольких каскадов усиления высокой частоты, квадратичного амплитудного детектора, а также нескольких каскадов усиления низкой частоты.
Колебательный контур служит для выделения сигнала требуемой радиостанции. Как правило, частоту настройки колебательного контура изменяют конденсатором переменной ёмкости. К колебательному контуру подключают антенну, иногда и заземление.
Сигнал, выделенный колебательным контуром, поступает на усилитель высокой частоты. Усилитель высокой частоты (УВЧ), как правило, представляет собой несколько каскадов избирательного транзисторного усилителя. С УВЧ сигнал подаётся на диодный детектор, с детектора снимается сигнал звуковой частоты, который усиливается ещё несколькими каскадами усилителя низкой частоты (УНЧ), откуда поступает на динамик или наушники.
В литературе приёмники прямого усиления классифицируют по числу каскадов усилителей низкой и высокой частоты. Приёмник с n-каскадами усиления высокой и m-каскадами усиления низкой частоты обозначают n-V-m, где V обозначает детектор. Например, приёмник с одним каскадом УВЧ и одним каскадом УНЧ обозначается 1-V-1. Детекторный приёмник, который можно рассматривать как частный случай приёмника прямого усиления, обозначается 0-V-0.
Преимущества и недостатки
Главное преимущество приёмника прямого усиления — простота конструкции, в результате чего его может собрать даже начинающий радиолюбитель. В СССР в 1970-80 гг продавались, а в других странах продаются и ныне, радиоконструкторы — наборы деталей для изготовления приёмника прямого усиления на транзисторах. Кроме того, радиоприёмники прямого усиления (в отличие от супергетеродинных приёмников) отличаются отсутствием паразитных излучений в эфир, что может быть важно, если необходима полная скрытость приёмника.
Основной недостаток приёмника прямого усиления — малая селективность (избирательность), то есть малое ослабление сигналов соседних радиостанций по сравнению с сигналом станции, на которую настроен приёмник (к регенеративному приемнику, являющемуся разновидностью приемника прямого усиления, это не относится). Поэтому этот тип приёмников удобно использовать только для приема мощных радиостанций, работающих в длинноволновом или средневолновом диапазоне (из-за особенностей распространения волн в ионосфере длинноволновые и средневолновые сигналы не могут распространяться слишком далеко, поэтому приёмник «видит» только ограниченное число местных станций). Из-за этого недостатка приёмники прямого усиления не производятся промышленностью и в основном используются ныне только в радиолюбительской практике.
Как правило, радиоприёмники этого типа могут принимать только амплитудно-модулированные радиопередачи. Также обычно необходимо подключение внешней антенны и заземления, в связи с их невысокой чувствительностью, ограниченной усилением.
Радиоприёмник прямого преобразования — вид радиоприемника, в котором принимаемый высокочастотный сигнал преобразуется непосредственно в выходной низкочастотный посредством смешения сигнала гетеродина с принимаемым сигналом. Частота гетеродина равна (почти равна) или кратна частоте сигнала. Также называется гомодинным или гетеродинным — не путать с супергетеродинным.
История
Первые приемники прямого преобразования появились на заре радио, когда ещё не было радиоламп, связи проводились на длинных и сверхдлинных волнах, передатчики были искровыми и дуговыми, а приёмники, даже связные — детекторными.
Было замечено, что чувствительность детекторного приемника к слабым сигналам существенно возрастает, если с приемником был связан собственный маломощный генератор, работающий на частоте близкой к частоте принимаемого сигнала. При приеме телеграфного сигнала были слышны биения со звуковой частотой, равной разности частоты гетеродина и частоты сигнала. Первыми гетеродинами служили машинные электрогенераторы, потом их заменили генераторы на вакуумных лампах.
К 40-м годам приемники прямого преобразования были вытеснены супергетеродинами и приемниками прямого усиления. Обуславливалось это тем, что основное усиление и селекция приемника прямого преобразования осуществлялось на низкой частоте. Построить на лампах усилитель с высокой чувствительностью и малым коэффициентом шума затруднительно. Возрождение приемников прямого преобразования началось в 60-х годах с применением новой элементной базы -операционных усилителей, транзисторов. Стало возможным применение высокодобротных активных фильтров на операционных усилителях. Оказалось что при сравнительной простоте приемники прямого преобразования показывают характеристики, сравнимые с супергетеродинами. Кроме того, так как частота гетеродина приемников прямого преобразования может быть в два раза ниже частоты сигнала, их удобно применять для приема сигналов КВЧ и СВЧ.
Схема — радиоприемник — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1
Схема — радиоприемник
Cтраница 1
Схема радиоприемника выполнена по функционально-блочному принципу и состоит из четырех блоков: УКВ, КСДВ, ВЧ-ПЧ и УНЧ. [1]
Схема радиоприемника ( рис. 13.1) представляет собой современный аналог прежнего детекторного приемника прямого усиления. [2]
Схемы радиоприемников, не имеющих существенных отличий от схем радиол, не приводятся. В отдельных случаях, когда несколько типов радиоприемников и радиол разных названий имеют общую типовую принципиальную схему, в книге приводится схема основной разработки с указанием названий радиоаппаратов, дублирующих схему. [3]
Схема радиоприемника радиолы Вега-312 состоит из шести блоков: У1 — УКВ, У2 — КСДВ-ПЧ, УЗ-стереодекодер, У4 — ЭПУ. [4]
Для схемы радиоприемника нужна емкость С 600 пф. Радиомонтажник располагает конденсаторами емкостью 200, 100, 500 и 300 пф. Какие можно выбрать конденсаторы и как их следует соединить, чтобы получить необходимую емкость. [5]
Большинство схем радиоприемников 4-го класса как крупногабаритных, так и малогабаритных построено на семи транзисторах. [7]
На схемах радиоприемников и кассетных магнитол звездочкой () отмечены элементы, точные номинальные значения которых подбираются при заводской регулировке. Режимы работы транзисторов и микросхем измерены при номинальном значении напряжения источника питания при отсутствии сигнала на входе приемника и неработающем гетеродине. Вследствие сравнительно большого разброса параметров транзисторов и микросхем значения напряжений, характеризующих режим по постоянному току, могут колебаться в пределах 20 % относительно значений, указанных в таблицах режимов. [8]
В схемах УВЧ радиоприемников обычно применяют высокочастотные пентоды, которые для получения достаточно большого и устойчивого усиления должны иметь возможно большую крутизну при возможно меньшей проходной емкости Спр. Кроме того, в современных приемниках используется автоматическая регулировка усиления сигнала. Поэтому лампа УВЧ должна иметь удлиненную характеристику. На основании приведенных соображений выбираем по табл. XVIII высокочастотный пентод типа 6К4П с параметрами: 5 4 4 ма / в; U3 250 в; / а 10 ма; U3 — 100 в; 1Э 3 7 ма; Rf 850 ком; сопротивление автоматического смещения RK — 68 ом; Спр 0 0035 пф. [9]
Для защиты схемы радиоприемника от воздействия влаги на его металлические части наносят антикоррозийное покрытие, печатные платы покрывают влагоизолирующим лаком, контурные катушки пропитывают влагозащитной пропиткой и даже покрывают лаком. [10]
Кроме того, схема радиоприемника Этюд-603 имеет ряд следующих особенностей. [12]
Общий принцип построения схем радиоприемников и магнитол 2-го класса с УКВ диапазоном такой же, как и аналогичных моделей 3-го класса, а построение тракта AM аналогично построению схем радиоприемников 2-го класса без УКВ диапазона, рассмотренных в § 6.1, за исключением некоторых особенностей. [13]
Необходимость введения в схему радиоприемника видеоусилителя возникает при приеме импульсных сигналов в радиолокационной технике и технике современного высококачественного телевидения с большим числом элементов разложения передаваемого изображения. В радиолокационных приемниках видеоусилитель включается между детектором и трубкой индикатора, в приемниках же телевизионных сигналов — между детектором и трубкой, воспроизводящей полезные сигналы изображения. [14]
Необходимость введения в схему радиоприемника видеоусилителя возникает при приеме импульсных сигналов в радиолокационной технике и технике современного высококачественного телевидения с большим числом элементов разложения передаваемого изображения. В радиолокационных приемниках видеоусилитель включается между детектором и трубкой индикатора, в приемниках телевизионных сигналов — между детектором и трубкой, воспроизводящей полезные сигналы изображения. [15]
Страницы: 1 2 3 4
РАДИОПРИЕМНИК — Что такое РАДИОПРИЕМНИК?
Слово состоит из 13 букв: первая р, вторая а, третья д, четвёртая и, пятая о, шестая п, седьмая р, восьмая и, девятая е, десятая м, одиннадцатая н, двенадцатая и, последняя к,
Слово радиоприемник английскими буквами(транслитом) — radiopriemnik
Значения слова радиоприемник. Что такое радиоприемник?
Радиоприёмник
Радиоприёмник — устройство, соединяемое с антенной и служащее для осуществления радиоприёма. Радиоприёмник (радиоприёмное устройство) — устройство для приёма электромагнитных волн радиодиапазона…
ru.wikipedia.org
Радиоприёмник устройство для преобразования электрических сигналов с выхода антенны в электрические сигналы, соответствующие подаваемым, на вход радиоканала.
Энциклопедия техники
РАДИОПРИЕМНИК — в сочетании с антенной (наружной или встроенной) служит для приема радиосигналов. Примеры: радиовещательный приемник, телевизор, радиолокационный радиоприемник.
Большой энциклопедический словарь
РАДИОПРИЕМНИКИ СВЧ
РАДИОПРИЕМНИКИ СВЧ — радиоприёмные устройства, предназначенные для работы в диапазоне радиоволн от 300 МГц до 3000 ГГц (в диапазоне СВЧ). Р. СВЧ подразделяются по рабочему диапазону — на Р. СВЧ дециметровых, сантиметровых и миллиметровых волн…
Физическая энциклопедия. — 1988
РАДИОПРИЕМНИК СУДОВОЙ
РАДИОПРИЕМНИК СУДОВОЙ — Радиоэлектронное уст-во, обеспеч. прием на судне радиотелеграфных, радиотелефонных, радионавигационных, радиолокационных, фототелеграфных и др. радиосигналов.
www.marineterms.ru
Радиоприемник с усилителем
Радиоприемник с усилителем — радиоприемник, у которого сигнал с колебательного контура поступает на вход усилителя высокой частоты (УВЧ), а с выхода УВЧ усиленный сигнал поступает на детектор.
glossary.ru
Радиоприёмник прямого усиления
Радиоприёмник прямого усиления — один из самых простых типов радиоприёмников. Радиоприёмник прямого усиления (герадеаус) состоит из колебательного контура, нескольких каскадов усиления высокой частоты, квадратичного амплитудного детектора…
ru.wikipedia.org
РАДИОПРИЁМНИК ПРЯМОГО УСИЛЕНИЯ — радиоприёмник, в к-ром принимаемые радиосигналы усиливаются сначала (до детектора) непосредственно на несущей частоте, а затем (после детектора) — на частотах модуляции.
Большой энциклопедический политехнический словарь
Транзисторный радиоприёмник
Транзисторный радиоприёмник, радиоприёмник, в котором для усиления сигналов, преобразования их по частоте и детектирования используют полупроводниковые приборы (главным образом транзисторы и полупроводниковые диоды).
БСЭ. — 1969—1978
Регенеративный радиоприёмник
Регенеративный радиоприёмник (регенератор) — радиоприёмник с положительной обратной связью в одном из каскадов усиления радиочастоты. Обычно прямого усиления, но известны и супергетеродины с регенерацией как в УРЧ, так и в УПЧ.
ru.wikipedia.org
Чувствительность радиоприёмника
Чувствительность радиоприёмника, способность радиоприёмника принимать слабые по интенсивности радиосигналы и количественный критерий этой способности.
БСЭ. — 1969—1978
ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ РАДИОПРИЁМНИКА — способность радиоприёмника принимать слабые сигналы, а также количеств. мера этой способности, определяемая как миним. уровень входного сигнала, при к-ром на выходе приёмника обеспечивается желаемый эффект…
Большой энциклопедический политехнический словарь
Супергетеродинный радиоприёмник
Супергетеродинный радиоприёмник (от супер… и гетеродин), радиоприёмник, в котором до детектирования принимаемого радиосигнала производится преобразование (понижение) его несущей частоты, не изменяющее закона модуляции.
БСЭ. — 1969—1978
СУПЕРГЕТЕРОДИННЫЙ РАДИОПРИЁМНИК — супергетеродин (от лат. super — сверху, над и гетеродин), — радиоприёмник с преобразованием частоты принятых сигналов в нек-рую, чаще всего фиксированную (промежуточную) частоту…
Большой энциклопедический политехнический словарь
СУПЕРГЕТЕРОДИННЫЙ РАДИОПРИЕМНИК — приемник, в котором до детектирования принимаемого радиосигнала производится преобразование (понижение) несущей частоты, не изменяющее закона модуляции.
Большой энциклопедический словарь
Русский язык
Радио/приём/ник/.
Морфемно-орфографический словарь. — 2002
Радиоприёмник, -а.
Орфографический словарь. — 2004
Примеры употребления слова радиоприемник
7 мая в 1895 года, русский физик и электротехник Александр Попов представил миру радиоприемник.
Для этого достаточно иметь радиоприемник.
Классический боксерский зал, мешки, свешивающиеся с потолка, ринг, килограммовые гантели, таймер для отсчета раундов, напоминающий советский радиоприемник.
Позднее, здесь были сделаны фундаментальные открытия и налажены производства, позволившие организовать регулярное радиовещание, создать первый в мире кристаллический полупроводниковый радиоприемник, первый светодиод и многое другое.
- радиопомех
- радиопостановка
- радиоприбор
- радиоприемник
- радиоприемный
- радиоприем
- радиопроводной
Что такое радиоприёмник FM диапазона?
Созданный учащимся проект по робототехнике «Что такое радиоприёмник FM диапазона?» направлен на реализацию поставленной цели — знакомство с историей создания радиоприемника, с понятием радиоприёмник и его устройством.
Подробнее о работе:
В процессе написания данной работы автором были изучены различные источники информации для знакомства с историей, устройством и видами радиоприёмников, собран радиоприёмник FM диапазона по аналоговой схеме с помощью электронного конструктора «Знаток 320», проведено анкетирование одноклассников на предмет их знакомства с устройством и способом работы радиоприемника.
Предложенная автором исследовательская работа по робототехнике на тему «Что такое радиоприёмник FM диапазона?» будет интересна для тех, кто увлекается робототехникой и электроникой, поможет выявить у них интерес к разработке электронных устройств и изучению их истории.
Оглавление
Введение
1. Что такое радиоприёмник FM диапазона? Раскрытие понятия.
2. Кто придумал радиоприёмник FM диапазона? Историческая справка.
3. Каких видов могут быть радиоприёмники? Группы аппаратов.
4. Как работает радиоприёмник FM диапазона? Устройство аппарата.
5. Электронный конструктор «Знаток 320».
6. Проект «Радиоприёмник FM диапазона».
7. Анкетирование одноклассников.
Заключение
Список источников
Введение
Однажды мы всем классом поехали на экскурсию, и водитель автобуса включил нам музыку на своей любимой радиоволне. Мы спросили свою учительницу, как это происходит. Но она ответила, чтобы мы набрались терпения и дождались занятия кружка «Первые шаги в электронике», на котором ближайшей темой как раз и будет «Радиоприёмник». Нам стало интересно узнать о нём подробнее, и мы начали собирать информацию. Поэтому темамоего проекта «Что такое радиоприёмник FM диапазона?».
Цель проекта: знакомство с понятием радиоприёмник.
Задачи:
- изучить различные источники информации для знакомства с историей, устройством, видами радиоприёмников;
- собрать проект «Радиоприёмник FM диапазона» по аналоговой схеме с помощью электронного конструктора «Знаток 320»;
- провести анкетирование своих одноклассников.
Объект исследования: радиоприёмник.
Предмет исследования: устройство радиоприёмника FM диапазона.
Методы исследования: поисковый (разные источники информации), практический (сборка проекта по схеме), наблюдение (работа устройства), анализ и систематизация собранной информации.
Что такое радиоприёмник?
Такая знакомая вещь для нас – радио… До появления Интернета лишь радио, наряду с телевидением, прессой было источником новостей и знаний о событиях, которые происходили в мире. Но даже сейчас, когда Интернет и спутниковое TV есть практически в каждом в доме, без радиоприёмника многим сложно представить свой обычный день. Ведь что может лучше развлечь по дороге на работу или учёбу, чем любимая FM-волна в наушниках или динамиках?
Радиоприёмник – это общее название радиотехнических устройств, предназначенных для приёма, определения (детектирования) выделения и усиления (в случае необходимости) электрических сигналов, которые принимает его антенна. Если говорить проще, то радиоприёмник – это устройство, используемое для приёма радиоволн и сигналов, которые излучают в эфир радиопередатчики.
Кто придумал радиоприёмник? Историческая справка
Первые мысли относительно существования электромагнитных волн возникли ещё в конце 1600-х годов. Спустя два столетия были официально открыты ультрафиолетовое и инфракрасное излучения. В 30-х годах XIX столетия учёный из Англии Майкл Фарадей с большой уверенностью заявил о существовании электромагнитных волн. Спустя ещё 30 лет другой учёный из Великобритании Джеймс Максвелл закончил построение теории электромагнитного поля, которая нашла своё применение в физике.
В 1880-1890-х гг. произошли ещё некоторые открытия, которые позволили приблизить то время, когда будет создано полноценное радио. Так, физик из Германии Генрих Герц доказал существование электромагнитных волн с помощью эксперимента. В последующие годы сразу несколько учёных повторяли данный эксперимент, при этом используя более усовершенствованные элементы для обнаружения электромагнитных волн.
В 1898 году сэр Оливер Джозеф Лодж получил патент на использование определённых элементов в беспроводных передатчиках или приёмниках. Полученный патент стал в основе механизма для настройки радио на требуемую частоту. Примечательно, что дальнейших исследований в этой области Лодж не стал проводить, в результате чего честь носить звание изобретателя первого радио досталась русскому физику, профессору, электротехнику Александру Степановичу Попову.
Именно А. С. Попов первым сумел продемонстрировать возможность передавать радиосигнал, который бы нёс в себе определённую информацию. С этого времени и открывается эпоха создания средств радиотехники.
В самом начале 80-х годов XX столетия начали проводиться работы в сфере создания цифрового радиовещания, что сделало очередной переворот в истории радио.
В настоящее время трудно найти человека, который никогда не слушал радио. В то же время мало кто задумывается над тем, кто его изобрёл, чего это стоило тем людям, которые потратили многие годы своей жизни ради технического прогресса.
Сегодня радио остаётся одним из наиболее распространенных средств вещания, несмотря на развитие телевизионных технологий, компьютерной техники и т. п.
Виды радиоприемников
Радиоприёмник – устройство для приёма информации, передаваемой посредством электромагнитных волн радиодиапазона с длиной волны от нескольких тысяч метров до нескольких миллиметров. В большинстве пользования радиоприёмники имеют основные категории. По назначению приёмники подразделяются на: радиовещательные, связные, радионавигационные, радиолокационные, измерительные.
По диапазонам у приёмников принимаемые частоты бывают: LW длинные волны 150-415 кГц, MW средние волны 520-1600 кГц, SW короткие волны 3-30 МГц, FM ультракороткие (FM) 87,5-108 МГц, FM-УКВ ультракороткие (FM-расширенный) 64,5-73 МГц, SSB радиолюбительский диапазон.
AM Amplitude Modulation (амплитудная модуляция) – высокочастотный сигнал, который передаётся в длинных, средних, коротких волнах. Всеволновые (многодиапазонные) – радиоприемники, в которых встраивают сразу несколько диапазонов.
По структуре функциональной схемы различают радиоприёмники: детекторные, прямого усиления, регенеративные прямого преобразования, супергетеродинные, двойного преобразования.
По потребительским функциям: портативные миниатюрные карманные приёмники с питанием от батарей, небольшие стационарные или переносные с сетевым комбинированным питанием, приёмники в составе музыкальных центров, MP-3 плееров, магнитолах и т.д.
Как работает радиоприёмник? Устройство аппарата
Первый радиоприёмник имел очень простое устройство: батарея, электрический звонок, электромагнитное реле и когерер (от латинского слова cogerentia – сцепление). Этот прибор представляет собой стеклянную трубку с двумя электродами. В трубке помещены мелкие металлические опилки.
Действие прибора основано на влиянии электрических разрядов на металлические порошки. В обычных условиях когерер обладает большим сопротивлением, так как опилки имеют плохой контакт друг с другом. Пришедшая электромагнитная волна создает в когерере переменный ток высокой частоты. Между опилками проскакивают мельчайшие искорки, которые спекают опилки. В результате сопротивление когерера резко падает.
Снова вернуть прибору большое сопротивление можно, если встряхнуть его. Чтобы обеспечить автоматичность приема, необходимо для осуществления беспроволочной связи, А. С. Попов использовал звонковое устройство для встряхивания когерера после приема сигнала. Под действием радиоволн, принятых антенной, металлические опилки в когерере сцеплялись, и он начинал пропускать электрический ток от батареи.
Срабатывало реле, включая звонок, а когерер получал «легкую встряску», сцепление между металлическими опилками в когерере ослабевало, и к ним поступал следующий сигнал.
Много сил и времени посвятил А. С. Попов совершенствованию своего радиоприёмника. Он ставил своей непосредственной задачей построить прибор для передачи сигналов на большие расстояния.
Хотя современные радиоприёмники очень мало напоминают приёмник А. С. Попова, основные принципы их действия те же, что и в его приборе. Современный приёмник также имеет антенну, в которой приходящая волна вызывает очень слабые электромагнитные колебания. Как и в приёмнике А. С. Попова, энергия этих колебаний не используется непосредственно для приёма. Слабые сигналы лишь управляют источниками энергии, питающими последующие цепи. Сейчас такое управление осуществляется с помощью полупроводниковых приборов.
Современные радиоприёмники обнаруживают и извлекают передаваемую информацию. Достигая антенны приёмника, радиоволны пересекают её провод и возбуждают в ней очень слабые частоты. В антенне одновременно находятся высокочастотные колебания от многих радиопередатчиков.
Поэтому один из важнейших элементов радиоприёмника – избирательное устройство, которое из всех принятых сигналов может отображать нужный. Таким устройством является колебательный контур. Контур воспринимает сигналы того радиопередатчика, высокочастотные колебания которого совпадают с собственной частотой колебаний контура приёмника. Назначение других элементов радиоприёмника заключается в том, чтобы усилить принятые колебания, выделить из их колебания звуковой частоты, усилить их и преобразовать в сигналы информации.
Электронный конструктор «Знаток»
Электроника окружает нас везде, это и современные автомобили, и компьютеры, и фотоаппараты, и мобильные телефоны – список будет очень длинным. Но каким бы сложным не было бы устройство, оно всегда состоит из очень простых компонентов – как, например, Московский Кремль состоит из простых кирпичей.
Электронный конструктор из серии «Знаток» – это игра-конструктор, где сочетаются знания о физическом мире, практическая полезность, удовольствие и простота использования. Игра интересна и детям, и взрослым.
Все проекты в конструкторе разбиты на 3 группы разного уровня сложности:
- Синий — начальный уровень;
- Зеленый — средний уровень;
- Красный — уровень выше среднего.
Детали соединяются с использованием полосок-кнопок непосредственно на плате. Для каждой схемы представлен только один вариант сборки, однако можно самостоятельно придумать и новые способы получения описываемого результата.
Для удобства пользования детали конструктора отличаются цветом, маркировкой, пронумерованы и легко узнаваемы на приведённых схемах. Сборка схемы осуществляется на монтажной плате при помощи хорошо знакомых «платяных» кнопок.
Конструктор абсолютно безопасен и прост в обращении.
В каждом проекте, кроме описания действий, имеется аналоговая схема цепи, которая помогает легко понять ребёнку, как правильно собирать представленную схему, и продемонстрирована принципиальная схема, которая используется сегодня при составлении учебников по физике.
Этот конструктор помогает в освоении таких разделов школьной программы, как:«Механические колебания и волны. Звук», «Основы электроники», «Интегральные микросхемы», «Электрический ток» и многих других.
Создание радиоприёмника FM диапазона
Работа над проектом состоит из нескольких этапов.
- Чтение аналоговой схемы.
- Подготовка необходимых деталей конструктора.
- Сборка схемы с помощью
- деталей на монтажной плате конструктора.
- Проверка работы схемы.
Замыкаем выключатель. Нажимаем пальцем кнопку выбора станции «Т» и настраиваем на нужную станцию. Громкость звука регулируем с помощью реостата.
Используемые ресурсы: текстовый редактор WORD, редактор VideoPad Video Editor, ресурсы сети Интернет, классный фотоархив.
Анкетирование одноклассников.
В нашем классе учатся 30 ребят. Из них — 15 девочек и 15 мальчиков. Опрос проводили на переменах в один и тот же день, но 3 ребят отсутствовали (1 девочка и 2 мальчика).
1 вопрос: «Знаете ли вы что такое радиоприёмник?»
2 вопрос: «Слушаете ли вы радио?»
3 вопрос: «Ваша любимая радиостанция?»
Вывод: в ходе анкетирования я выяснил, что про радио слышали все одноклассники, но не все знают, что это такое. Часто слушают радио в основном мальчики, когда едут в машине с родителями. Но любимых радиостанций пока не выявлено, так как большая часть опрошенных ребят слушают разные радиостанции.
Заключение
Сегодня радиоприёмники стали неотъемлемой частью в жизни многих людей. Радио – по праву одно из величайших изобретений человечества, позволившее преодолеть большие расстояния между людьми, отправлять и получать информацию практически мгновенно. Радио – это одна из разновидностей беспроводной связи.
Благодаря радио производились перелёты через полюс, проводились передачи данных между исследовательскими центрами и группами научных экспедиций в самых отдалённых уголках мира. Именно благодаря изобретению радио появилось современное радиовещание и телевидение, позволившее людям, не имеющим доступа к театрам или операм, слушать любимые классические произведения, находясь в сельской глубинке.
Список источников
- Инструкция к игре «Электронный конструктор «Знаток (320 схем)».
- Интернет
Если страница Вам понравилась, поделитесь в социальных сетях:
Какие основные части радио?
Портативные радиоприемники принимают и интерпретируют звуковые волны, передаваемые по воздуху.
Кредит изображения: Paha_L / iStock / Getty Images
Радиоволны передают звук, видео и другую информацию по воздуху. Если у вас есть радио с антенной, вы можете получать эту информацию и слушать музыку, заниматься спортом или разговаривать. В радиоприемнике есть несколько компонентов, которые помогают транслировать входящий сигнал и воспроизводить узнаваемый выходной сигнал.Радиоприемники бывают разных форм, отличных от типичных моделей, используемых для воспроизведения музыки. Например, пульт дистанционного управления ручным устройством открывания гаражных ворот может содержать небольшой передатчик, который передает сигнал на радиоприемник внутри устройства, установленного в гараже.
Антенна
Антенна позволяет радио улавливать сигналы, передаваемые в воздух вокруг него. Радиус действия радиостанции зависит от размера и конструкции антенны. Обычная проволочная антенна не сможет принимать те же сигналы, что и массивная вышка.Антенна создает переменный электрический ток и отправляет его на диод радиоприемника, чтобы начать процесс преобразования электричества в звук. Антенна может находиться внутри корпуса радиоприемника или устанавливаться снаружи. Внешние антенны обычно состоят из ряда перекрывающихся алюминиевых трубок. Вы можете удлинить трубки, чтобы увеличить дальность приема радио. Внутренние антенны используют изолированный медный провод и ферритовый сердечник для приема радиосигнала.
Диод
Диод действует как переключатель, блокируя часть электрического тока.Ток может течь через диод только в одном направлении. Результирующий ток включает только половину исходного сигнала. Свинцовые кристаллы или электронные лампы использовались в качестве диодов в ранних радиоприемниках. Современные радиодиоды обычно изготавливаются из кремния или селена.
Катушка настройки
Когда вы настраиваете радио на определенную частоту, вы регулируете катушку. Радио постоянно бомбардируют сигналами разных частот. Регулировка катушки блокирует все частоты, кроме той, которую вы хотите получить.Старые радиостанции использовали ручку настройки для управления частотой, в то время как новые модели обычно имеют цифровые тюнеры. Пульты дистанционного управления и другие радиостанции, предназначенные для одноразового использования, постоянно фиксируются на одной и той же частоте и не включают в себя элемент управления настройкой.
Усилители и колонки
Когда радиосигнал готов к воспроизведению, его необходимо усилить и передать через динамик, чтобы он стал слышимым. Усилитель повышает мощность сигнала. Динамик получает электрический ток и преобразует его в звуковые волны.Эти звуковые волны имитируют исходный сигнал радиостанции. Радиоволны распространяются так быстро, что вы можете слышать звук из динамика почти в тот же момент, когда его транслирует радиостанция.
Радиопередатчики
Некоторые радиостанции передают сигнал вместо приема. Передача начинается с генератора, который генерирует переменный ток определенной частоты. Выходной сигнал генератора называется несущей или синусоидальной волной.Модулятор добавляет больше информации к несущей волне одним из двух способов. Амплитудная модуляция увеличивает или уменьшает интенсивность волны. Частотная модуляция изменяет частоту волны, чтобы изменить содержащуюся в ней информацию. Сигнал также проходит через усилитель для повышения его мощности перед передачей с антенны радиоприемника.
Различные виды радиовещания
Термин вещание означает передачу аудио- или видеоконтента с использованием радиочастотных волн.Благодаря недавним достижениям в цифровых технологиях радиовещание теперь применяется ко многим различным типам распространения контента. Сегодня у вас есть выбор настроиться на большее количество типов радиостанций, чем когда-либо прежде.
Начнем с обзора этих типов.
Аналоговое радио
Аналоговое радио состоит из двух основных типов: AM (амплитудная модуляция , ) и FM (частотная модуляция , ). Аналоговая радиостанция часто использует только один передатчик, и в США ее называют AM-станцией или FM-станцией.С. Но вполне возможно, что станция будет обслуживать оба передатчика в одной и той же зоне или передавать более одного передатчика, покрывающего разные зоны. В любом случае AM или FM относятся только к определенному передатчику, а не ко всей станции. Последняя схема становится широко распространенной по всей территории США
. РадиостанцияAM использует длинноволновый диапазон в некоторых странах. Этот длинноволновый диапазон имеет частоты, которые значительно ниже, чем диапазон FM, и имеет несколько другие характеристики передачи, что лучше для вещания на большие расстояния.И AM, и FM используются для трансляции аудиосигналов на домашние, автомобильные и передвижные приемники.
Цифровое радио
Во всем мире существуют четыре стандарта для цифровых радиосистем: IBOC (внутриполосный канал), DAB (цифровое аудиовещание), ISDB-TSB (цифровое радиовещание с интегрированными услугами — наземное звуковое вещание) и DRM (цифровое радиовещание). Все они отличаются друг от друга по нескольким параметрам.
Компания под названием iBiquity Digital Corporation с торговой маркой HD Radio, разработала IBOC и до сих пор продолжает ею управлять.Введенный для регулярного использования в 2003 году, он сейчас часто используется в США. Сегодня услуги цифрового радио IBOC используют более 2000 американских станций AM и FM. Большинство американских HD-радиостанций используют диапазон FM, и большинство из них сейчас предлагают одну или несколько услуг многоадресной передачи. Сегодня станции IBOC транслируют две версии своего основного контента: аналоговую и цифровую. Таким образом, они обслуживают как старые, так и новые приемники, используя один и тот же канал вещания.
Также известен как Eureka 147 в США.S. и как Digital Radio в Великобритании, DAB обладает рядом преимуществ, аналогичных IBOC. Но он принципиально другой по своей конструкции. В отличие от IBOC, DAB не может совместно использовать канал с аналоговой передачей. Так что ему нужна новая специализированная группа. Каждой трансляции DAB также требуется гораздо больше полосы, поскольку она состоит из многопрограммных услуг (обычно от 6 до 10, в зависимости от качества и объема передаваемых данных). Это делает его непригодным для использования типичной местной радиостанцией. Обычно это реализуется при сотрудничестве нескольких вещательных компаний или сторонним агрегатором, который действует как операторы услуг для вещательных компаний.
Недавно были разработаны улучшенные версии DAB, известные как DAB + и DAB-IP. Эти разработки увеличивают диапазон сигнала DAB. Сегодня почти 40 стран мира предоставляют услуги DAB в прямом эфире (в основном в Европе), а другие думают о принятии этого или одного из его вариантов.
ISDB-TSB, специально разработанная для Японии в 2003 году, представляет собой цифровую радиосистему, используемую для многопрограммных услуг. В настоящее время он использует частоты передачи в диапазоне ОВЧ. Уникальной особенностью ISDB-TSB является то, что цифровые радиоканалы смешиваются с цифровыми телеканалами ISDB в аналогичном вещании.
DRM — это система, разработанная в первую очередь как прямая замена международного вещания AM в коротковолновом диапазоне. DRM использует план каналов, аналогичный аналоговым службам, и, с некоторыми ограничениями и изменениями в аналоговой службе, вещание DRM может совместно использовать один и тот же канал с аналоговой станцией, существующие распределения каналов DRM представляет собой систему с одним аудиоканалом при использовании. Расширенная версия DRM +, представленная в 2007 году для диапазона VHF. Это улучшение обеспечивает возможность двухканального и объемного звука.
Сириус XM
Sirius XM представляет собой комбинацию двух похожих, но конкурирующих спутниковых радиослужб: XM Satellite Radio и Sirius Satellite Radio. XM и Sirius, которые до сих пор работают отдельно на розничном уровне, являются услугами подписки. Они транслируют более 150 цифровых аудиоканалов, предназначенных для приема автомобильными, портативными и стационарными приемниками. Они обеспечивают покрытие всей континентальной части США, большей части Канады и некоторых частей Мексики.
Интернет-радио
Многие радиостанции в настоящее время используют онлайн-сервисы потокового аудио для имитации трансляции своих эфирных сигналов для веб-слушателей. Вещательная компания также может предлагать дополнительные онлайн-аудиопотоки, которые переназначены, сдвинуты во времени или полностью отличаются от их эфирных услуг. Поскольку не существует дефицита полосы пропускания или обязательств по лицензированию онлайн-сервисов, вещательные компании могут предлагать столько услуг, сколько захотят. В отличие от эфирного вещания, веб-распространение доставляется конечным пользователям сторонними поставщиками телекоммуникационных услуг в национальном или мировом масштабе.
Если вам нужна дополнительная информация о различных типах вещания, нашей 8-месячной практической программе технического обучения и о том, как вы можете получить свою первую работу в отрасли чуть менее чем за год, наши сотрудники приемной комиссии готовы ответить на все ваши вопросы. вопросов.
Изображение предоставлено: Анджело Д’Амико / Shutterstock
Как работает радиостанция? AM / FM и онлайн-объяснение
Как именно работает радиостанция? Вот что вам нужно знать о настройке собственной станции для AM / FM, цифрового или онлайн-радио.
Как именно работает радиостанция? Вот что вам нужно знать о настройке собственной станции для AM / FM, цифрового или онлайн-радио.
Как работает AM / FM-радио
РадиостанцииAM и FM работают, отправляя передачи через радиовышки.Слушатели, у которых есть приемники в машине или дома, могут настроиться. Не многие люди знают об этом, но AM и FM обозначают:
- AM = Амплитудная модуляция.
- FM = частотная модуляция.
Оба передаются по воздуху с помощью радиоволн. Он состоит из электромагнитных волн, которые окружают нас повсюду, но с разной частотой. Они генерируются переменным током, который представляет собой электрическую мощность, используемую для запуска любого устройства, например вашего компьютера или телефона, с которого вы читаете это.
AM обычно может достигать больших расстояний из-за своей прочности. Однако сигналы более восприимчивы к шумам и помехам. FM не имеет этой проблемы, но ограничивается физическими преградами, такими как здания и холмы. Вот почему вы можете слушать определенные радиостанции, находясь в машине или слушая дома.
Радиовещание AM / FM
Для вещания AM или FM-радио необходим передатчик. Существует множество различных типов, например, Singstek Mini Radio Stereo Station — это FM-передатчик, который может вещать на расстояние до 15 миль.
Подобный передатчик может работать без лицензии, но AM / FM-радио регулируется в большинстве стран, например в США и Великобритании. Вам нужно будет связаться с руководящим органом вашей страны, чтобы получить лицензию на легальное вещание.
Объяснение цифрового радио
Цифровое радио часто называют DAB (цифровое аудиовещание). Так же, как AM и FM, цифровое радио использует радиоволны, чтобы достигнуть слушателей. Основное отличие состоит в том, что он уменьшает объем информации, отправляемой с помощью системы сжатия, называемой MPEG.Разбитый на фрагменты и закодированный в числа, он передает небольшие фрагменты данных приемникам в автомобилях или дома, чтобы собрать их вместе. В сочетании с технологией COFDM и мультиплексированием он обеспечивает надежный и надежный прием сигналов даже в средах, обычно подверженных помехам.
Помимо технических деталей, цифровое радио — гораздо более эффективный способ вещания в эфире. Любой, у кого есть DAB-радио, как и в большинстве современных автомобилей, может настроиться на цифровые радиостанции.
Цифровое радиовещание
Цифровому радио, как и AM и FM, для вещания нужен передатчик. Чтобы работать эффективно, цифровые передатчики должны ретранслировать с антенн, чтобы усилить свой сигнал. Руководящие органы регулируют, кто может и не может вести вещание. Например, здесь, в Великобритании, вам нужно будет получить соответствующее оборудование и лицензию от Ofcom.
Объяснение онлайн-радио
Более простой способ настроить радиостанцию - это сделать это онлайн.Например, с Radio.co все обрабатывается в облаке. Вам не нужно беспокоиться о настройке передатчика или конфигурации технического оборудования. Просто подключите к ноутбуку аудиооборудование, такое как микрофон и микшер, и начните вещание на свою станцию онлайн.
От школьников до пенсионеров, от индивидуальных вещателей до многомиллионных компаний — Radio.co помогает людям из разных слоев общества выйти в эфир за считанные минуты. Но зачем читать, когда мы можем показать вам? Кратко ознакомьтесь с платформой, чтобы узнать, как она может работать на вас.
Интернет-вещание Радио
Самый простой способ транслировать свои шоу — онлайн. В большинстве стран не регулируются радиопередачи только онлайн, поэтому вам не обязательно нужна лицензия. Однако, если вы собираетесь воспроизводить музыку, возможно, вам стоит рассмотреть вопрос о лицензировании.
Используя Radio.co, вы можете загружать треки, управлять шоу с помощью списков воспроизведения, транслировать прямые трансляции и многое другое. Доступ к Интернету имеют более 3,8 миллиарда человек, а это очень много потенциальных слушателей! Будь то местные жители в вашем районе или люди с другого конца света, любой может настроиться на ваши шоу.
Трансляция онлайн сегодня. Начните 7-дневную бесплатную пробную версию, нажав кнопку ниже. В качестве альтернативы, если у вас есть какие-либо вопросы, поговорите с нами, заказав демоверсию.
Software Defined Radio — обзор
1.2.1 Что такое программно-определяемое радио?
Прежде чем описывать, что делает SDR, полезно рассмотреть конструкцию обычного цифрового радио. На рисунке 1.1 показана блок-схема стандартного цифрового радио [8], которая состоит из пяти разделов:
Рисунок 1.1. Принципиальная структурная схема цифрового радио [8].
-
Антенный блок, который принимает (или передает) информацию, закодированную в радиоволнах.
-
Передняя часть RF, которая отвечает за передачу / прием радиочастотных сигналов от антенны и их преобразование в промежуточную частоту (IF).
-
Секция АЦП / ЦАП, которая выполняет аналого-цифровое / цифро-аналоговое преобразование.
-
Блоки цифрового преобразования с повышением частоты (DUC) и цифрового преобразования с понижением частоты (DDC), которые по существу выполняют модуляцию сигнала на пути передачи и демодуляцию сигнала на пути приема.
-
Секция основной полосы частот, которая выполняет такие операции, как установка соединения, коррекция, скачкообразная перестройка частоты, кодирование / декодирование и корреляция, а также реализует протокол канального уровня.
Операции обработки DDC / DUC и основной полосы частот требуют больших вычислительных мощностей, и в обычном цифровом радио реализуются в специализированном оборудовании.В системах программируемого цифрового радио (PDR) операции основной полосы частот и протоколы канального уровня реализуются программно, в то время как функции DDC / DUC выполняются с использованием специализированных интегральных схем (ASIC).
Программное обеспечение — , определяемое радио относится к технологиям, в которых эти функции выполняются программными модулями, работающими на программируемых вентильных массивах (FPGA), процессорах цифровых сигналов (DSP), процессорах общего назначения (GPP) или их комбинации .Это обеспечивает возможность программирования как DDC / DUC, так и блоков обработки основной полосы частот. Следовательно, рабочие характеристики радио, такие как кодирование, тип модуляции и диапазон частот, могут быть изменены по желанию, просто загрузив новое программное обеспечение. Также несколько радиоустройств, использующих разные модуляции, можно заменить одним радиоустройством, которое может выполнять ту же задачу.
Если аналого-цифровое преобразование может быть продвинуто дальше в блок RF, возможность программирования может быть расширена до внешнего интерфейса RF и может быть реализовано идеальное программное обеспечение радио .Однако существует ряд проблем при переходе от аппаратного радио к программному (определяемому) радио. Во-первых, переход от аппаратной к программной обработке приводит к существенному увеличению объема вычислений, что, в свою очередь, приводит к увеличению энергопотребления. Это сокращает срок службы батареи и является одной из основных причин, почему программно-определяемые радиомодули еще не были развернуты в устройствах конечных пользователей, а скорее в базовых станциях и точках доступа, которые могут использовать преимущества внешних источников питания.
Во-вторых, вопрос о том, где может быть выполнено аналого-цифровое преобразование, определяет, какие функции радиосвязи могут быть выполнены в программном обеспечении и, следовательно, насколько реконфигурируемой можно сделать радиостанцию. Конечная цель программного радио — переместить аналого-цифровое преобразование как можно ближе к антенне, чтобы вся обработка сигналов могла выполняться в цифровом виде. Однако два технических ограничения делают невозможным аналого-цифровое преобразование на антенне. Во-первых, оцифровка радиочастотного сигнала требует дискретизации входящего сигнала, по крайней мере, со скоростью, которая определяется частотой Найквиста.Кроме того, чем выше скорость передачи данных сигнала, тем выше разрешение, необходимое для захвата информации. В совокупности это означает, что для высокочастотной высокочастотной передачи с высокой пропускной способностью требуется очень высокая частота дискретизации.
Возможность поддерживать очень высокие частоты дискретизации, что особенно важно при использовании высокочастотных сигналов в диапазоне гигагерц, ограничивает диапазон того, что может быть оцифровано. Например, типичные каналы, используемые устройством 802.11 WiFi, имеют ширину 20 МГц.Чтобы гарантировать, что полные 20 МГц представлены модему без искажений, АЦП нередко оцифровывает 40 МГц или около того полосы пропускания сигнала. Для захвата полосы пропускания аналогового сигнала 40 МГц, установленной фильтрами ПЧ, без артефактов наложения спектров, АЦП, вероятно, будет производить выборку сигнала со скоростью более 80 миллионов выборок в секунду (Msps). В самом деле, только недавно стали доступны достаточно быстрые DSP и широкополосные наборы микросхем AD / DA по доступной цене, чтобы сделать возможным рассмотрение аналого-цифрового преобразования IF, а не сигнала основной полосы частот.
SDR в настоящее время используется для создания радиостанций, поддерживающих несколько интерфейсных технологий (например, CDMA, GSM и WiFi) с одним модемом, путем его программной реконфигурации. Однако модемы SDR дороги, поскольку они обычно включают в себя программируемые устройства, такие как FPGA, в отличие от массовых одноцелевых ASIC, используемых сегодня в большинстве потребительских устройств (и являются ключевыми инструментами для недорогих мобильных телефонов). Даже современные многомодовые устройства, как правило, имеют несколько ASIC (или несколько ядер на одной ASIC).SDR в настоящее время используется в основном в военных приложениях, где стоимость не является ограничением. SDR также является модемной технологией и игнорирует проблемы проектирования RF. В частности, радиочастотная конструкция беспроводного устройства обычно тесно связана с базовой технологией доступа и конструкцией модема. Например, разные технологии радиоинтерфейса имеют разные требования к спектральной маске и разные степени уязвимости к помехам в совместном канале и большой мощности соседнего канала. Устройство, которое должно работать в широкой полосе пропускания или в широком диапазоне сценариев радиочастотного сигнала (т.е., какие другие устройства работают в соседнем диапазоне спектра) будет более сложным и дорогим, чем одноцелевое устройство.
1.2.2 Эволюция программно-определяемых радиостанций
Два десятилетия назад у большинства радиостанций вообще не было программного обеспечения, а те, у кого оно было, мало с ним работали. В замечательно провидческой статье, опубликованной в 1993 году [2], Джозеф Митола III представил совершенно другой вид радио: в основном цифровое радио, которое можно было бы фундаментально перенастроить, просто изменив программный код, работающий на нем.Он назвал это программное обеспечение — определенное радио .
Несколько лет спустя видение Митолы начало воплощаться в жизнь. В середине 1990-х были изобретены военные радиосистемы, в которых программное обеспечение управляло большей частью обработки сигналов в цифровом виде, что позволило одному набору оборудования работать на многих различных частотах и протоколах связи. Первым (известным) примером этого типа радиостанции были радиостанции SPEAKeasy I и SPEAKeasy II, которые впервые позволили подразделениям из разных родов вооруженных сил общаться.Однако технология была дорогостоящей, и в первой конструкции использовались стойки, которые приходилось перевозить в большом автомобиле. SPEAKeasy II представлял собой гораздо более компактный радиоприемник размером с две сложенные друг на друга коробки для пиццы и был первым SDR с достаточными ресурсами DSP для обработки множества различных типов сигналов [9]. Впоследствии SPEAKeasy II вошел в состав радиостанции с цифровым модулятором (DMR) ВМС США с множеством сигналов и режимов, которыми можно дистанционно управлять с помощью интерфейса Ethernet. Эти продукты SPEAKeasy II и DMR развивались не только для определения этих характеристик радиоволн в программном обеспечении, но и для разработки соответствующей программной архитектуры, позволяющей переносить программное обеспечение на произвольную аппаратную платформу, тем самым достигая независимости спецификации и конструкции программного обеспечения формы сигнала от лежащего в основе оборудование [9].
В конце 1990-х годов SDR начали распространяться из военной области в коммерческий сектор, и темпы проникновения на этот рынок значительно ускорились в новом тысячелетии. Сотовые сети считались наиболее очевидным и потенциально наиболее прибыльным рынком, на который SDR могла проникнуть. Преимущества, которые он может принести этой отрасли, включают универсальную и, следовательно, более экономичную аппаратную платформу, ориентированность на будущее и более легкое исправление ошибок путем обновления программного обеспечения, а также повышенную функциональность и совместимость за счет возможности поддержки нескольких стандартов [10].
Такие компании, как Vanu, AirSpan и Etherstack в настоящее время предлагают продукты SDR для базовых станций сотовой связи. Компания Vanu Inc., базирующаяся в США, занимается коммерческим развитием бизнеса SDR с 1998 года. В 2005 году она привлекла большое внимание благодаря своей базовой станции Anywave TM GSM, которая стала первым продуктом SDR, получившим одобрение. в соответствии с новым программным обеспечением регулирования радиосвязи. Базовая станция Anywave работает на платформе обработки общего назначения и обеспечивает программную реализацию модулей BTS (базовая приемопередающая станция), BSC (контроллер базовой станции) и TRAU (транскодер и блок адаптации скорости) BSS (подсистема базовой станции). ).Он поддерживает GSM и может быть обновлен до GPRS и Edge. Продукт был впервые развернут в сельской местности Техаса компанией Mid Tex Cellular в ходе пробного тестирования, где базовая станция Вану успешно продемонстрировала, как она может одновременно запускать множественный доступ с временным разделением (TDMA) и сеть GSM, а также удаленно обновлять и исправлять ошибки в сети. базовая станция через Интернет-ссылку.
После этого успешного испытания другие операторы, такие как AT&T и Nextel, проявили интерес к базовой станции Anywave. В 2001 году 3GNewsroom сообщал о базовых станциях SDR как о ключевом решении проблемы развертывания 3G.Способность базовых станций SDR изменять конфигурацию на лету и поддерживать несколько протоколов считалась самым безопасным вариантом развертывания 3G. На самом деле SDR не сыграли ключевой роли, на которую рассчитывали. Однако более пристальный взгляд на инфраструктуру оператора показывает, что программируемые устройства стали ключевым компонентом существующих базовых станций 3G. В марте 2005 года Airspan выпустила первую коммерчески доступную базовую станцию IEEE 802.16 на базе SDR. Базовая станция AS.MAX использует пикомассивы TM и эталонную программную реализацию IEEE 802.16d стандарт. Picoarray — это реконфигурируемая платформа, которая в 10 раз быстрее по вычислительной мощности, чем современные DSP. Базовая станция AS.MAX обещает быть обновленной до стандарта мобильной связи следующего поколения 802.16e и, таким образом, может предложить перспективный маршрут для операторов, желающих развернуть услуги WiMAX.
В дополнение к предыдущим проприетарным платформам SDR, разработанным для военного и коммерческого секторов, также был достигнут значительный прогресс в разработке SDR в исследовательских и университетских сообществах с открытым исходным кодом.GNU Radio — это архитектура с открытым исходным кодом, предназначенная для работы на компьютерах общего назначения. По сути, он представляет собой набор компонентов DSP и поддерживает ВЧ-интерфейс с универсальным программным радиопериферийным устройством (USRP), плату повышающего и понижающего преобразователя в сочетании с возможностями АЦП и ЦАП, которые могут быть подключены к дочерней ВЧ-плате. GNU Radio широко используется в исследовательском сообществе как SDR начального уровня. Некоторые основные SDR-платформы, разработанные в университетах и исследовательских сообществах, будут подробно описаны в этой книге.
Как уже упоминалось, из-за высоких требований к вычислениям и обработке технология SDR работала только в устройствах с меньшими ограничениями по размеру и потребляемой мощности, таких как базовые станции и движущиеся транспортные средства. Но спрос на SDR для портативных и портативных устройств в будущем возрастает. Основная проблема с внедрением SDR в портативные устройства заключалась в том, что для этого требовалось использование программируемых платформ, которые, как правило, потребляют много энергии и, следовательно, приводят к сокращению срока службы батареи и большим устройствам.Однако SDR обеспечивает возможность поддержки нескольких сигналов на одном устройстве и, таким образом, в конечном итоге может предоставить конечному пользователю расширенный выбор услуг, если он встроен в портативное устройство, такое как телефонная трубка. SDR также может способствовать беспрепятственному роумингу на национальном и международном уровнях. Однако по мере появления новых платформ обработки данных, которые преодолевают ограничения по мощности и размеру, весьма вероятно, что SDR найдет свое применение в портативных устройствах. Действительно, некоторые инсайдеры отрасли прогнозируют, что к 2015 году произойдет переход от мобильных телефонов текущего поколения к телефонам SDR.
Радиосвязь — радиопередатчики и приемники
Радиопередатчики и приемники
Радиопередатчики и приемники — это электронные устройства, которые манипулируют электричеством, что приводит к передаче полезной информации через атмосферу или космос.
Передатчики
Передатчик состоит из точного колебательного контура или генератора, который создает несущую частоту переменного тока. Это сочетается со схемами усиления или усилителями.Расстояние, которое проходит несущая волна, напрямую связано с усилением сигнала, отправляемого на антенну.
В передатчике используются другие схемы для приема входного информационного сигнала и его обработки для загрузки на несущую волну. Схемы модулятора модифицируют несущую волну обработанным информационным сигналом. По сути, это все, что нужно для радиопередатчика.
ПРИМЕЧАНИЕ. Современные передатчики представляют собой высокотехнологичные устройства с чрезвычайно точными частотными колебаниями и модуляциями.Схема управления, фильтрации, усиления, модуляции и генерации электронных сигналов может быть сложной.
Передатчик подготавливает и отправляет сигналы на антенну, которая в процессе, описанном выше, излучает волны в атмосферу. Передатчик с возможностью работы с несколькими каналами (частотами) содержит схему настройки, которая позволяет пользователю выбирать частоту для вещания. Это настраивает выходную мощность генератора на желаемую точную частоту. Настраивается частота генератора.[Рисунок 11-84] Как показано на рисунке 11-84, большинство радиопередатчиков генерируют стабильную частоту колебаний, а затем используют умножитель частоты, чтобы поднять переменный ток до частоты передачи. Это позволяет колебаниям происходить на частотах, которые являются управляемыми и находятся в физических рабочих пределах кристалла в генераторах, управляемых кристаллом.
Рисунок 11-84. Блок-схема базового радиопередатчика.Приемники
Антенны — это просто проводники, длина которых пропорциональна длине волны генерируемой частоты, излучаемой передатчиком.Антенна улавливает желаемую несущую волну, а также многие другие радиоволны, присутствующие в атмосфере. Приемник необходим, чтобы изолировать желаемую несущую волну с ее информацией. Приемник также имеет схему для отделения информационного сигнала от несущей. Он подготавливает его для вывода на устройство, такое как динамики или экран дисплея. Выход — это информационный сигнал, изначально введенный в передатчик.
Обычный приемник — это супергетеродинный приемник.Как и любой приемник, он должен усиливать желаемую радиочастоту, захваченную антенной, поскольку она слаба из-за распространения через атмосферу. Генератор в приемнике используется для сравнения и выбора желаемой частоты из всех частот, принимаемых антенной. Нежелательные частоты отправляются на землю.
Гетеродин в приемнике генерирует частоту, отличную от радиочастоты несущей волны. Эти две частоты смешиваются в микшере.В результате этого смешения возникают четыре частоты. Это радиочастота, частота гетеродина, а также сумма и разность этих двух частот. Суммарная и разностная частоты содержат информационный сигнал.
Частота, которая представляет собой разницу между частотой гетеродина и частотой несущей радиочастоты, используется во время оставшейся обработки. В УКВ радиостанциях авиационной связи эта частота составляет 10,8 МГц. Называемая промежуточной частотой, она усиливается перед отправкой на детектор.Детектор или демодулятор — это то место, где информационный сигнал отделяется от части сигнала несущей волны. В AM, поскольку обе боковые полосы содержат полезную информацию, сигнал выпрямляется, оставляя только одну боковую полосу со слабой версией исходного входного сигнала передатчика. В FM-приемниках в этот момент изменяющаяся частота меняется на сигнал с изменяющейся амплитудой. Наконец, для выходного устройства происходит усиление. [Рисунок 11-85] Рисунок 11-85. Основные этапы, используемые в приемнике для получения выходного сигнала радиоволны.
С течением времени, с развитием транзисторов, микротранзисторов и интегральных схем, радиопередатчики и приемники стали меньше. Электронные отсеки были установлены на старых самолетах как удаленные места для установки радиоустройств просто потому, что они не помещались в кабине экипажа. Сегодня многие устройства авионики достаточно малы, чтобы их можно было установить на приборной панели, что является обычным для большинства легких самолетов. Из-за большого количества средств связи и навигации, а также из-за необходимости предоставить пилоту незагроможденный интерфейс, наиболее сложные воздушные суда сохраняют пространство вдали от кабины экипажа для установки авионики.Руководители этих подразделений остаются в кабине экипажа.
Приемопередатчики
Приемопередатчик — это радиостанция связи, которая передает и принимает. Для обоих используется одна и та же частота. При передаче приемник не работает. Переключатель PTT блокирует приемную схему и позволяет схеме передатчика быть активной. В приемопередатчике некоторые схемы используются совместно функциями передачи и приема устройства.Антенна тоже. Это экономит место и количество используемых компонентов. Приемопередатчики — это полудуплексные системы, в которых связь может происходить в обоих направлениях, но только одна сторона может говорить, а другая должна слушать. УКВ-радиостанции авиационной связи обычно являются приемопередатчиками. [Рисунок 11-86] Рисунок 11-86. УКВ приемопередатчики авиационной связи.
Летный механик рекомендует
Радиотелескоп Радиотелескоп Радиотелескоп :Радиотелескоп — это астрономический инструмент, состоящий из радиотелескопа. приемник и антенная система, которая используется для обнаружения радиочастот излучение от внеземных источников.Потому что радио длины волн намного длиннее, чем у видимого света, радио телескопы должны быть очень большими, чтобы получить разрешение оптические телескопы.
Первый радиотелескоп, построенный в 1937 году Гроте Ребером из Уитона, Ill., США, представлял собой управляемый параболоид, то есть устройство с отражатель параболической формы, получивший название «тарелка», фокусирует входящие радиоволны на небольшую приемную антенну, или «подача». В Радиотелескоп в Джодрелл-Бэнк, Чешир, Англия, имеет управляемый параболоидная антенна диаметром 76 м (250 футов) (см. фото выше).В отражающая поверхность телескопа в Аресибо, штат Пенсильвания, заполняет естественная чашеобразная депрессия 305 м (1000 футов) в диаметр. Установка Аресибо оснащена радаром. передатчик для исследования радиолокационных сигналов, отраженных от таких небесные объекты, такие как планеты и их спутники (см. фото ниже).
Радиотелескопы сильно различаются, но все они имеют два основных компонента: (1) большая радиоантенна и (2) радиометр или радиоприемник. Чувствительность радиотелескопа — i.е., возможность измерения слабых источников радиоизлучения — зависит от площадь и эффективность антенны, чувствительность радио приемник, используемый для усиления и обнаружения сигналов, и продолжительность наблюдение. Для широкополосного континуального излучения чувствительность также зависит от полосы пропускания приемника. Потому что некоторые астрономические радиоисточники крайне слабые, радиотелескопы обычно очень слабые. используются большие и только самые чувствительные радиоприемники. Более того, слабые космические сигналы могут быть легко замаскированы земными радиопомехи, и прилагаются большие усилия для защиты радио телескопы от техногенных помех.
Самый известный тип радиотелескопов — это радиоотражатель. состоящий из параболической антенны — так называемой тарелки — которая работает так же, как приемная телевизионная спутниковая антенна для сфокусировать входящее излучение на небольшую антенну, называемую питание, термин, который произошел от антенн, используемых для радара трансмиссии (см. рисунок ниже). В радиотелескопе питание обычно волноводный рог и подключается к чувствительному радио получатель. Твердотельные усилители с криогенным охлаждением и очень низким внутренние шумы используются для получения максимально возможной чувствительности.
Время наблюдения до многих часов является трудоемким и сложным методы обработки сигналов используются для обнаружения астрономических радиосигналов. сигналы, которые в миллион раз слабее шума генерируется в приемнике. Обработка и анализ сигналов обычно сделано на цифровом компьютере. Хотя некоторые вычисления могут быть выполняются микрокомпьютерами (т. е. персональными компьютерами class), для других задач требуются большие высокоскоростные машины для перевода необработанные данные в форму, полезную для астронома.
Работоспособность радиотелескопа ограничивается различными факторами: точность отражающей поверхности, которая может отклоняться от идеальной форма из-за неровностей изготовления; эффект ветра нагрузка; тепловые деформации, вызывающие дифференциальное расширение и сокращение; и прогибы из-за изменений гравитационных сил так как антенна направлена на разные части неба. Отправления от идеальной параболической поверхности становятся важными, когда их несколько процентов или более рабочей длины волны.Поскольку небольшой конструкции могут быть построены с большей точностью, чем более крупные, радиотелескопы, предназначенные для работы на миллиметровых волнах, обычно всего несколько десятков метров в поперечнике, тогда как разработанные для работы в сантиметровом диапазоне длин волн до 100 метров в диаметр.
Некоторые радиотелескопы, особенно те, которые предназначены для работы на очень короткие волны, помещаются в защитные обтекатели, которые могут почти исключают влияние как ветровой нагрузки, так и температуры различия во всей структуре.Специальные материалы, которые выставляют очень низкое поглощение и отражение радиоволн были разработаны для таких конструкций, но стоимость помещения большой антенны в подходящего обтекателя с регулируемой температурой может быть почти столько же, сколько и стоимость самой подвижной антенны.
Радиотелескопы используются для измерения широкополосного континуума. излучения, а также спектроскопические особенности из-за атомных и молекулярные линии, обнаруженные в радиоспектре астрономических объектов. В ранних радиотелескопах спектроскопические наблюдения проводились настройка приемника на достаточно большой частотный диапазон, чтобы охватывают различные интересующие частоты.Однако эта процедура было чрезвычайно трудоемким и сильно ограниченным наблюдением. Современные радиотелескопы наблюдают одновременно на большом количестве частот путем разделения сигналов на несколько тысячи отдельных частотных каналов, которые могут полоса пропускания от десятков до сотен мегагерц.
Радиоинтерферометры состоят из двух или более широко разнесенных антенны, соединенные линиями передачи. С их очень повышенная разрешающая способность, их можно использовать для определения положения или диаметра радиоисточника, или для разделения двух близко расположенных источники.Телескопы с фазовой решеткой состоят из большого количества относительно небольшие антенные элементы, расположенные в различных конфигурации на относительно большой площади, что дает эффективную чувствительность и разрешение антенны намного больше, чем могло бы практически быть построенным. Примером такой системы является 27-антенная Очень большой массив возле Сокорро, Нью-Мексико, который является одним из крупнейших в мире. самые большие и чувствительные радиотелескопы (см. фото ниже).
Выдержка из Британской энциклопедии без разрешения.
Что такое радиочастота (RF, RF)?
Что такое радиочастота?Радиочастота (RF) — это измерение, представляющее частоту колебаний спектра электромагнитного излучения или электромагнитных радиоволн в диапазоне частот от 300 гигагерц (ГГц) до 9 килогерц (кГц). С помощью антенн и передатчиков РЧ-поле можно использовать для различных типов беспроводного вещания и связи.
Как работает радиочастотаРадиочастота измеряется в единицах, называемых герц, ( Гц, ), которые представляют количество циклов в секунду при передаче радиоволн.Один герц равен одному циклу в секунду; Радиоволны колеблются от тысяч (килогерц) до миллионов (мегагерц) до миллиардов (гигагерц) циклов в секунду. В радиоволнах длина волны обратно пропорциональна частоте. Радиочастоты не видны человеческому глазу. По мере того, как частота выходит за пределы радиочастотного спектра, электромагнитная энергия принимает форму микроволн, инфракрасного излучения (ИК), видимого, ультрафиолетового, рентгеновского и гамма-лучей.
RF технологияМногие типы беспроводных устройств используют радиочастотные поля.Беспроводные и мобильные телефоны, радио- и телевизионные станции, Wi-Fi и Bluetooth, системы спутниковой связи и двусторонние радиоприемники — все они работают в радиочастотном диапазоне. Кроме того, другие устройства, не связанные с коммуникациями, в том числе микроволновые печи и устройства открывания гаражных ворот, работают на радиочастотах. Некоторые беспроводные устройства, такие как пульты дистанционного управления от телевизора, компьютерные клавиатуры и компьютерные мыши, работают на инфракрасных частотах, которые имеют более короткие длины электромагнитных волн.
Как используется радиочастотный спектрРадиочастотный спектр включает набор частот электромагнитного каркаса от 30 Гц до 300 ГГц.Он разделен на несколько диапазонов или диапазонов, и ему присвоены метки, такие как низкая частота (LF), средняя частота (MF) и высокая частота (HF), для облегчения идентификации.
За исключением сегмента самой низкой частоты, каждая полоса представляет увеличение частоты, соответствующее порядку величины (степень 10). В следующей таблице показаны восемь полос радиочастотного спектра с указанием диапазонов частот и полосы пропускания. Полосы сверхвысоких частот (СВЧ) и сверхвысоких частот (КВЧ) часто называют микроволновым спектром .
Перегрузка радиочастот и помехиВ США радиочастоты делятся на лицензионные и нелицензионные. Федеральная комиссия по связи (FCC) выдает лицензии, которые позволяют коммерческим организациям иметь исключительное использование полосы частот в определенном месте. Сюда входят радио с частотной модуляцией (FM), сотовые сети, телевидение, военная и спутниковая связь. Нелицензированные частоты бесплатны для публичного использования, но остаются общей средой.
Конкуренция со стороны пользователей Интернета за пропускную способность и каналы резко возросла в последние годы, что привело к проблемам с сигналом. Кроме того, распределение по частотам не является справедливым. Во многих местах можно найти вещателей — радио- и телестанции — с их собственными индивидуальными частотами, в то время как множество источников борются за место на нелицензированных частотах.
Повышенный спрос привел к появлению ряда инноваций, направленных на повышение эффективности использования спектра, включая динамическое управление использованием спектра, транковое радио, объединение частот, расширенный спектр, когнитивное радио и сверхширокополосный доступ.
Как сотовые сети используют RFСотовая сеть обычно охватывает определенную географическую область, разделенную на соты. Каждой ячейке назначается набор частот, которым назначены базовые радиостанции. Когда инициируется связь, например, звонок по сотовому телефону, устройство ищет ближайшую базовую станцию, чтобы установить радиосвязь. При приеме вызова антенна базовой станции устанавливает соединение с телефоном. Телефоны предназначены для периодической проверки связи с сетью, что облегчает им прием радиосигнала существенного качества от ближайшей антенны базовой станции.
ТехнологияRF позволяет использовать набор частот в других ячейках, если ячейки не граничат друг с другом. Многие абоненты в одном районе могут использовать одну и ту же частоту, потому что вызовы могут переключаться на ближайшую базовую станцию с этой конкретной частотой. Это увеличивает емкость сотовой сети. Однако повторное использование частоты работает только для несвязанных передач. Пользователи все еще могут испытывать некоторые помехи от сигналов, поступающих из других ячеек, использующих ту же частоту.Вот почему в беспроводных сетях используется система множественного доступа с частотным разделением каналов (FDMA), в которой должна быть по крайней мере одна ячейка между ячейками, повторно использующая одну и ту же частоту.
FDMA позволяет множеству пользователей отправлять и получать данные по одному и тому же каналу связи. Пользователи сотовой сети также могут переходить из одной ячейки в другую во время звонка, не прерывая звонки. В процессе передачи обслуживания мобильное устройство остается осведомленным о качестве сигнала и ближайшей антенне с наименьшей перегрузкой.При необходимости мобильное устройство переключается на новый, более удобный канал.
Как 5G использует RFБеспроводные устройства с поддержкой 5G подключаются к Интернету и телефонным сетям с помощью радиоволн, которые проходят через ближайшую антенну. В качестве предстоящей итерации технологии беспроводных широкополосных сетей 5G обеспечивает максимальную скорость загрузки до 10 гигабит в секунду (Гбит / с). 5G может работать на низких частотах (ниже 6 ГГц), а также в диапазонах ВЧ, широко известных как миллиметровые волны или миллиметровые волны (выше 6 ГГц).Чем выше частота, тем больше вероятность того, что пользователь получит более высокую скорость передачи данных.
Таким образом, сети5G будут обеспечивать большую пропускную способность и будут служить каналом для интернет-провайдеров (ISP), которые могут конкурировать с проводными интернет-услугами. Сети 5G также могут способствовать расширению возможностей подключения к Интернету вещей (IoT), умным городам и передовым производственным процессам, и это лишь некоторые из них.
5G обеспечивает повышенную пропускную способность за счет использования до трех различных типов ячеек — макроячейки, малой ячейки и фемтосоты — каждая с уникальной конструкцией антенн.Некоторые из этих антенн обеспечивают более высокую скорость, а другие покрывают большие расстояния. Поскольку 5G работает в диапазонах LF, MF и HF, соответствующее оборудование зависит от наилучшего маршрута для пользователей и их данных.
Сети5G также способны сокращать задержку для достижения более быстрого ответа.
