Antena amatorskiego radia otrzymuje setki tysięcy sygnałów radiowych jednocześnie. Ich częstotliwości mogą się różnić w zależności od transmisji na długich, średnich, krótkich, ultrakrótkich falach i zakresach telewizyjnych. Znajdują się między nimi stacje amatorskie, rządowe, handlowe, morskie i inne. Amplitudy sygnałów przyłożonych do anteny wejść odbiornika mieszczą się w zakresie od mniej niż 1 μV do wielu miliwoltów. Stacje radiowe amatorskie mają około kilku mikrowoltów. Cel amatorskiego odbiornika jest dwojaki: wybór, wzmocnienie i demodulacja pożądanego sygnału i przesiewanie wszystkich pozostałych. Odbiorniki dla amatorów radiowych są dostępne osobno, a także jako część transceivera.

Pierwotne odbiorniki

Odbiorniki amatorskie powinny być w stanie odbierać bardzo słabe sygnały, oddzielać je od szumu i potężnych stacji, zawsze obecnych w powietrzu. Jednocześnie wymagana jest wystarczająca stabilność ich konserwacji i demodulacji. Ogólnie rzecz biorąc, wydajność (i cena) radia zależy od jego czułości, selektywności i stabilności. Istnieją inne czynniki związane z charakterystyką działania urządzenia. Obejmują one zakres częstotliwości i odczytywanie, demodulację lub sposoby wykrywania odbiorników radiowych DV, SV, KV, VHF, wymagania dotyczące zasilania. Chociaż odbiorniki różnią się złożonością i wydajnością, wszystkie obsługują 4 główne funkcje: odbiór, selektywność, demodulację i odtwarzanie. Niektóretakże wzmacniacze, aby zwiększyć poziom sygnału do akceptowalnych wartości.

Odbiór

Jest to zdolność odbiornika do obsługi słabych sygnałów, które są ładowane przez antenę. W przypadku radia ta funkcja jest przede wszystkim związana z czułością. Większość modeli ma kilka stopni wzmocnienia potrzebnych do zwiększenia mocy sygnałów z mikrowoltów do woltów. Zatem całkowite wzmocnienie odbiornika może osiągnąć wartość rzędu miliona do jednego. Dla początkujących amatorów radia warto wiedzieć, że na wrażliwość odbiornika ma wpływ szum elektryczny generowany w obwodach anteny i samo urządzenie, zwłaszcza w modułach wejściowych i częstotliwościach radiowych. Powstają w wyniku naruszenia termicznego cząsteczek przewodnika oraz w elementach wzmacniacza, takich jak tranzystory i lampy. Ogólnie szum elektryczny z częstotliwości nie zależy i wzrasta wraz z temperaturą i szerokością pasma. Każda interferencja obecna na zaciskach antenowych odbiornika jest wzmacniana wraz z odbieranym sygnałem. Tak więc istnieje limit czułości odbiornika. Większość nowoczesnych modeli może przyjmować 1 μV lub mniej. Wiele specyfikacji określa tę charakterystykę w kuchenkach mikrofalowych na 10 dB. Na przykład czułość 05 μV dla 10 dB oznacza, że ​​amplituda szumu generowanego w odbiorniku wynosi około 10 dB poniżej sygnału 05 μV. Innymi słowy, poziom szumu odbiornika wynosi około 016 μV. Każdy sygnał poniżej tej wartości będzie się z nimi pokrywał i nie będzie słyszalny w dynamice. Przy częstotliwościach zewnętrznych do 20-30 MHz, hałas zewnętrzny (atmosferyczny iantropogeniczne) jest zwykle znacznie wyższa niż przeszkody wewnętrzne. Większość odbiorników ma wystarczającą czułość do obsługi sygnałów w tym zakresie częstotliwości.

Selektywność

Jest to zdolność odbiornika do dostrojenia się do pożądanego sygnału i odrzucenia niepożądanych sygnałów. W odbiornikach wysokiej jakości filtry LC są używane do przesyłania tylko wąskiego pasma. Zatem szerokość pasma odbiornika jest ważna dla wyeliminowania niepożądanych sygnałów. Selektywność wielu odbiorników DV to około kilkuset herców. To wystarcza, aby odfiltrować większość sygnałów zbliżonych do częstotliwości roboczej. Wszystkie amatorskie odbiorniki radiowe pasma KV i SV muszą mieć selektywność około 2500 Hz dla amatorskiego odbioru głosu. Wiele transceiverów i transceiverów DV /KV wykorzystuje filtry przełączające, aby zapewnić optymalny odbiór każdego rodzaju sygnału.

Demodulacja lub detekcja

Jest to proces dzielenia składowej LF (dźwięku) na zmodulowany sygnał nośnej. W obwodach demodulacji wykorzystywane są tranzystory lub lampy. Dwa najpopularniejsze typy detektorów stosowane w odbiornikach RF to dioda dla PV i SV oraz idealny mikser do DF lub HF.

Odtwarzanie

Ostatecznym procesem odbioru jest zamiana wykrytego sygnału audio na głośnik lub słuchawki. Zazwyczaj kaskada o wysokiej mocy jest używana do wzmocnienia słabego sygnału wyjściowego detektora. Wyjście wzmacniacza audio jest następnie doprowadzane do głośnika lub słuchawekdo odtwarzania. Większość amatorskich odbiorników ma wewnętrzny głośnik i gniazdo wyjściowe dla słuchawek. Prosty, jednostopniowy wzmacniacz audio nadaje się do słuchawek. W przypadku głośnika zwykle potrzebujesz 2 lub 3-stopniowy wzmacniacz audio.

Proste odbiorniki

Pierwsze odbiorniki dla radioamatorów były prostymi urządzeniami, które składały się z obwodu wibracyjnego, wykrywacza kryształów i słuchawek. Mogli akceptować tylko lokalne stacje radiowe. Jednak wykrywacz krystaliczny nie jest w stanie odpowiednio demodulować sygnałów DV lub KV. Ponadto wrażliwość i selektywność takiego schematu nie wystarcza do pracy amatorskiej. Możesz je zwiększyć, dodając wzmacniacz audio do wyjścia detektora.

Bezpośrednie wzmocnienie radia

Czułość i selektywność można poprawić, dodając jedną lub więcej kaskad. Ten typ urządzenia określany jest jako odbiornik bezpośredniego wzmocnienia. Wiele komercyjnych odbiorników SV z lat 20-tych i 30-tych używało następującego schematu. Niektóre z nich miały 2-4 stopnie wzmocnienia, aby uzyskać wymaganą czułość i selektywność.

Odbiornik bezpośredniej konwersji

Jest to proste i popularne podejście do odbierania DV i KV. Sygnał wejściowy jest doprowadzany do detektora razem z RF z generatora. Częstotliwość tego ostatniego jest nieco wyższa (lub niższa) od pierwszej, tak że można ją pokonać. Na przykład, jeśli wejście ma 71550 kHz, a generator RF jest skonfigurowany na 71554 kHz, wówczas mieszanie w detektorze generuje sygnał dźwiękowy 400 Hz. Ten ostatni wchodzi do wzmacniacza wysokiego poziomuze względu na bardzo wąski filtr dźwięku. Selektywność tego rodzaju odbiornika uzyskuje się przez obwody LC-oscylacyjnego, detektor i filtr dźwięku pomiędzy detektorem a audyousylytelem.

superheterodynowy

opracowana na początku 1930 roku, aby wyeliminować większość problemów napotykanych przez amatorów najwcześniejszych typów odbiorników. Dzisiaj odbiornik superheterodynowy jest stosowany w praktycznie wszystkich rodzajów usług radiokomunikacyjnych, w tym radyolyubytelskye, handlowych, a dla amplitudy i częstotliwości modulacji i telewizji. Główną różnicą w stosunku do odbiorników z bezpośrednią amplifikacją jest zamiana wejściowego sygnału RF na sygnał pośredni (IF).

Wzmacniacz RF

Zawiera kontury LC, które zapewniają pewną selektywność i są ograniczone do zwiększenia wymaganej częstotliwości. Wzmacniacz RF zapewnia także dodatkowe korzyści w superheterodynowych receptorach. Najpierw izoluje kaskady miksera i lokalnego generatora od obwodu anteny. Zaletą odbiornika radiowego jest to, że niepożądane sygnały, które są dwukrotnie wyższe niż to konieczne, są osłabione.

generatora

, potrzebne do tworzenia sinusoidalny sygnał o stałej amplitudzie, którego częstotliwość jest różny od obsady wejściowej o wartość równą PT. Generator generuje oscylacje, których częstotliwość może być większa lub mniejsza od sita. Ten wybór zależy od wymagań dotyczących przepustowości i konfiguracji RF. Większość tych jednostek odbiorników i dolnego pasma amatorskie odbiornika VHF generowanie wyższej częstotliwości nośnej sygnału wejściowego.

Mikser

Celem tego bloku jest zamiana częstotliwości wejściowego sygnału nośnego na częstotliwość wzmacniacza IF. Mikser wyprowadza 4 główne sygnały wyjściowe z 2 wejść: f 1, f 2, f 1 + f 2, f 1 -f 2. W receptorze superheterodynowym stosowana jest tylko ilość lub różnica. Inne mogą powodować zakłócenia, jeśli nie zostaną podjęte odpowiednie środki.

Wzmacniacz IF

Charakterystykę wzmacniacza IF w receptorze superheterodynowym najlepiej scharakteryzować pod względem wzmocnienia (CU) i selektywności. Ogólnie mówiąc, parametry te są określane przez wzmacniacz IF. Selektywność wzmacniacza IF powinna być równa szerokości pasma wejściowego modulowanego sygnału RF. Jeśli jest większy, to każda sąsiednia przechodzi częstotliwość i powoduje zakłócenia. Z drugiej strony, jeśli selektywność jest zbyt wąska, niektóre boczne paski zostaną obcięte. Powoduje to utratę klarowności podczas odtwarzania dźwięku za pomocą głośnika lub słuchawek. Optymalna szerokość pasma odbiornika krótkofalowego wynosi 2300-2500 Hz. Chociaż niektóre z wyższych pasm bocznych są powiązane z sygnałami mowy powyżej 2500 Hz, ich utrata nie wpływa znacząco na dźwięk lub informacje przekazywane przez operatora. Selektywność 400-500 Hz jest wystarczająca do działania DV. Ta wąska wstęga pomaga odrzucić sygnał sąsiedniej częstotliwości, który może zakłócać odbiór. W amatorskich radiotelefonach, których cena jest wyższa, należy zastosować 2 lub więcej kaskadowych wzmocnień IF z wcześniejszym wysokim selektywnym filtrem krystalicznym lub mechanicznym. Przy takim układzie międzyBloki używają konturów LC i przetworników IF. Wybór częstotliwości pośredniej zależy od kilku czynników, które obejmują: wzmocnienie, selektywność i tłumienie sygnału. Dla zakresów niskich częstotliwości (80 i 40 m), IF, który jest używany w wielu nowoczesnych amatorskich odbiornikach radiowych, wynosi 455 kHz. Wzmacniacze IF zapewniają doskonałe wzmocnienie i selektywność rzędu 400-2500 Hz.

Detektory i generatory bitów

Detekcja lub demodulacja są zdefiniowane jako proces oddzielania składowych częstotliwości audio od zmodulowanego sygnału nośnego. Detektory w odbiornikach superheterodynowych są również nazywane wtórnymi, a podstawowym jest węzeł miksujący.

Automatyczna kontrola wzmocnienia

Celem strony AGC jest utrzymanie stałego poziomu sygnału wyjściowego, niezależnie od zmian wejścia. Fale radiowe propagują się przez jonosferę, a następnie osłabiają, a następnie wzmacniają się z powodu zjawiska znanego jako blaknięcie. Zmienia to poziom odbioru wejść antenowych w szerokim zakresie wartości. Ponieważ napięcie prostowanego sygnału w detektorze jest proporcjonalne do amplitudy odbieranego, jego część może być wykorzystana do sterowania współczynnikiem wzmocnienia. W przypadku odbiorników wykorzystujących tranzystory lampowe lub npn w węzłach poprzedzających detektor, napięcie ujemne jest stosowane w celu zmniejszenia CU. Wzmacniacze i miksery wykorzystujące tranzystory pnp wymagają napięcia dodatniego. Niektóre amatorskie odbiorniki, szczególnie najlepsze tranzystory, mają wzmacniacz AGC dla większej kontrolicharakterystyka urządzenia. Automatyczna regulacja może mieć różne stałe czasowe dla różnych typów sygnałów. Stały czas ustawia czas trwania kontroli po zatrzymaniu transmisji. Na przykład, w odstępach między zwrotami, odbiornik KV natychmiast wznawia pełne wzmocnienie, powodując denerwujący wybuch hałasu.

Pomiar siły sygnału

Niektóre odbiorniki i transceiver zapewniają wskaźnik wskazujący względną moc transmisji. Zwykle część wyprostowanego sygnału z detektora jest podawana do mikro - lub miliamperomierza. Jeśli odbiornik ma wzmacniacz ARP, wówczas ten węzeł może również służyć do sterowania wskaźnikiem. Większość mierników skalibrowano w jednostkach S (od 1 do 9), co stanowi około 6-dB zmianę mocy odbieranego sygnału. Średni odczyt lub S-9 służy do wskazania poziomu 50 μV. Górna połowa skali S-metr jest skalibrowana w decybelach powyżej S-9, zwykle do 60 dB. Oznacza to, że moc odbieranego sygnału wynosi 60 dB powyżej 50 μV i jest równa 50 mV. Wskaźnik rzadko jest dokładny, ponieważ jego działanie wpływa na wiele czynników. Jest jednak bardzo przydatny w określaniu względnej intensywności sygnałów wejściowych, a także podczas sprawdzania lub strojenia odbiornika. W wielu urządzeniach nadawczo-odbiorczych wskaźnik służy do wyświetlania stanu funkcji urządzenia, takich jak prąd końcowy wzmacniacza częstotliwości radiowej i moc wyjściowa RF.

Przeszkody i ograniczenia

Przyda się początkującym amatorom radiowym, aby wiedzieć, że każdy odbiornik może czuć się trudny do odbioru z powodu trzech czynników: hałas zewnętrzny i wewnętrzny oraz sygnały zakłócające. Zewnętrzne przeszkody na wysokiej częstotliwości, szczególnie poniżej 20 MHz, są znacznie wyższe niż wewnętrzne. Tylko przy wyższych częstotliwościach węzły odbiorcze zagrażają bardzo słabym sygnałom. Większość szumu generowana jest w pierwszym bloku, zarówno w wzmacniaczu częstotliwości radiowej, jak iw kaskadzie miksera. Podjęto wiele starań, aby zmniejszyć wewnętrzny hałas odbiornika do minimalnego poziomu. Rezultatem były obwody i komponenty o niskim poziomie szumów. Bariery zewnętrzne mogą powodować problemy z otrzymywaniem słabych sygnałów z dwóch powodów. Po pierwsze, przeszkody napotykane przez antenę mogą maskować transmisję. Jeśli ta ostatnia znajduje się blisko lub poniżej szumu wejściowego, odbiór jest praktycznie niemożliwy. Niektórzy doświadczeni operatorzy mogą odbierać audycje na DV nawet przy silnej interferencji, ale głos i inne sygnały amatorskie w tych warunkach są niezrozumiałe.