Радиолюбителски приемник: характеристики

Антената на любителското радио получава по едно и също време стотици и хиляди радиосигнали. Техните честоти могат да варират в зависимост от предаването на дълги, средни, къси, ултра къси вълни и телевизионни обхвати. Между тях работят любителски, правителствени, търговски, морски и други станции. Амплитудите на сигналите, подавани към антената на входовете на приемника, варират от по-малко от 1 μV до много миливолта. Радиолюбителските контакти идват на около няколко микроволта. Целта на аматьорския приемник е двойна: изборът, усилването и демодулирането на желания сигнал и скринингът на всички останали. Приемници за радиолюбители се предлагат отделно, както и като част от трансивъра.


Първични приемни устройства

Радиолюбителските приемници трябва да могат да приемат изключително слаби сигнали, да ги отделят от шума и мощните станции, винаги присъстващи във въздуха. В същото време е необходима достатъчна стабилност за тяхното поддържане и демодулация. Като цяло производителността (и цената) на радиото зависи от нейната чувствителност, селективност и стабилност. Има и други фактори, свързани с експлоатационните характеристики на устройството. Те включват честотно покритие и четене, демодулация или откриване на режими на DV, SV, KV, VHF радиоприемници, изисквания за захранване. Въпреки че приемниците се различават по сложност и производителност, всички те поддържат 4 основни функции: прием, селективност, демодулация и възпроизвеждане. някоисъщо така включват усилватели за повишаване на нивото на сигнала до приемливи стойности.

Приемане

Това е способността на приемника да обработва слабите сигнали, които се зареждат от антената. За радиото тази функционалност е предимно свързана с чувствителността. Повечето модели имат няколко етапа на усилване, необходими за увеличаване на мощността на сигналите от микроволта до волта. По този начин общата печалба на приемника може да достигне порядък от един милион до един. За начинаещите радиолюбители е полезно да се знае, че чувствителността на приемника се влияе от електрически шум, генериран в антенните вериги и самото устройство, особено във входните и радиочестотни модули. Те възникват при термичното нарушаване на проводящите молекули и в компонентите на усилвателя, като например транзистори и тръби. Като цяло електрическият шум от честотата не зависи и се увеличава с температурата и ширината на лентата. Всяка намеса в антенните клеми на приемника се усилва заедно с получения сигнал. По този начин има ограничение на чувствителността на приемника. Повечето съвременни модели могат да приемат 1 μV или по-малко. Много характеристики определят тази характеристика в микровълни за 10 dB. Например, чувствителността от 05 μV за 10 dB означава, че амплитудата на шума, генериран в приемника, е около 10 dB под сигнала от 05 μV. С други думи, нивото на шума на приемника е около 016 μV. Всеки сигнал под тази стойност ще се припокрива с тях и няма да се чува в динамиката. При външни честоти до 20-30 MHz външният шум (атмосферни и. \ Tантропогенно) обикновено е много по-високо от вътрешните препятствия. Повечето приемници имат достатъчна чувствителност за обработка на сигнали в този честотен диапазон.


Селективност

Това е способността на приемника да се настрои към желания сигнал и да отхвърли нежеланите. В приемниците се използват висококачествени LC филтри за предаване само на тясна лента. По този начин, честотната лента на приемника е важна за елиминиране на нежелани сигнали. Селективността на много DV приемници е около няколкостотин херца. Това е достатъчно, за да се филтрират повечето от сигналите, близки до работната честота. Всички аматьорски радиоприемници KV и SV ленти трябва да имат селективност от около 2500 Hz за аматьорско приемане на глас. Много DV /KV приемо-предаватели и трансивери използват комутационни филтри, за да осигурят оптимално приемане на сигнали от всякакъв тип.

Демодулация или откриване

Това е процесът на разделяне на LF компонента (звук) на модулиран носещ сигнал. В схемите на демодулация се използват транзистори или лампи. Двата най-често срещани вида детектори, използвани в RF приемниците, са диод за PV и SV и идеален миксер за DF или HF.

Възпроизвеждане

Окончателният процес на приемане е да се преобразува засеченият аудио сигнал в говорител или слушалки. Обикновено, каскада с висока мощност се използва за усилване на слабия изход на детектора. След това изходът на аудио усилвателя се подава към високоговорителя или слушалкитеза възпроизвеждане. Повечето радиолюбителски приемници имат вътрешен високоговорител и изходен жак за слушалките. За слушалките е подходящ един-единствен стъпков аудио усилвател. За високоговорител обикновено ви е необходим усилвател с 2 или 3 стъпки.

Обикновено приемници

Първите приемници за радиолюбители са прости устройства, които се състоят от вибрационна верига, кристален детектор и слушалки. Те можеха да приемат само местни радиостанции. Въпреки това, кристалният детектор не може да демодулира правилно сигналите на DV или KV. Освен това чувствителността и селективността на такава схема не е достатъчна за радиолюбителската работа. Можете да ги увеличите, като добавите аудио усилвател към изхода на детектора.

Радио с директно усилване

Чувствителността и селективността могат да бъдат подобрени чрез добавяне на една или повече каскади. Този тип устройство се нарича приемник с директно усилване. Много търговски SV приемници от 20-те и 30-те години използват следната схема. Някои от тях са имали 2-4 степен на печалба, за да получат необходимата чувствителност и селективност.

Приемник на директно преобразуване

Това е прост и популярен подход за получаване на DV и KV. Входният сигнал се подава към детектора заедно с RF от генератора. Честотата на последното е малко по-висока (или по-ниска) от първата, така че тя може да се победи. Например, ако входът е 71550 kHz и RF генераторът е конфигуриран на 71554 kHz, тогава смесването в детектора генерира звуков сигнал от 400 Hz. Последният влиза в усилвателя на високо нивопоради много тесен звуков филтър. Селективността в този тип приемник се постига с помощта на осцилиращи LC вериги пред детектора и звуков филтър между детектора и аудио усилвателя.

Суперхетеродин

Разработен в началото на 30-те години на миналия век, за да се премахнат повечето от проблемите, срещани от ранните типове радиолюбителски приемници. Днес супергетеродинният приемник се използва в почти всички видове радиоуслуги, включително радиолюбителско радио, търговско, както и амплитудна и честотна модулация и телевизия. Основната разлика от приемниците за директно усилване е да се преобразува входния RF сигнал в междинен (IF) сигнал.

RF усилвател

Съдържа LC-контури, които осигуряват определена селективност и се ограничават до увеличаване на изискваната честота. Радиочестотният усилвател също осигурява допълнителни предимства в супергетеродинните рецептори. Първо, той изолира каскадите от миксера и локалния генератор от антената. Предимството на радиоприемника е, че нежеланите сигнали, които са два пъти по-високи от необходимото, са отслабени.

Генератор

Изисква се да се създаде синусоидален сигнал с постоянна амплитуда, чиято честота се различава от входния носител със стойност, равна на IF. Генераторът генерира колебания, честотата на които може да бъде по-висока или по-ниска от ситото. Този избор се определя от изискванията за настройка на честотната лента и RF. Повечето от тези възли в SV приемниците и по-ниският обхват на аматьорските VHF приемници генерират честота, по-висока от тази на входния носител.

Смесител

Целта на този блок е да преобразува честотата на входния носещ сигнал в честотата на IF усилвателя. Миксерът извежда 4 основни изходни сигнала от 2 входа: f 1, f 2, f 1 + f 2, f 1 -f 2. В супергетеродинния рецептор се използва само количеството или разликата. Други могат да причинят смущения, ако не се предприемат подходящи мерки.

IF усилвател

Характеристиките на IF усилвателя в супергетеродинния рецептор се описват най-добре от гледна точка на коефициента на усилване (CU) и селективността. Като цяло тези параметри се определят от IF усилвателя. Селективността на IF усилвателя трябва да бъде равна на честотната лента на входно модулирания RF сигнал. Ако е по-голям, тогава всеки съседен преминава честота и причинява смущения. От друга страна, ако селективността е твърде тясна, някои странични ленти ще бъдат отрязани. Това води до загуба на яснота при възпроизвеждане на звук с високоговорител или слушалки. Оптималната честотна лента на приемника с къси вълни е 2300-2500 Hz. Въпреки че някои от по-високите странични ленти, свързани с речеви сигнали над 2500 Hz, загубата им не влияе значително на звука или информацията, предавана от оператора. Селективността от 400-500 Hz е достатъчна за работата на DV. Тази тясна лента помага да се отхвърли всеки сигнал от съседна честота, който може да попречи на приемането. В аматьорските радиостанции, чиято цена е по-висока, използвайте 2 или повече каскада от IF усилване с предишен високоселективен кристален или механичен филтър. С такова разположение между тяхБлоковете използват LC-контури и IF конвертори. Изборът на междинна честота се определя от няколко фактора, които включват: усилване, селективност и потискане на сигнала. За нискочестотни обхвати (80 и 40 m), IF, който се използва в много съвременни радиолюбителски приемници, е 455 kHz. IF усилвателите могат да осигурят отлично усилване и селективност от 400-2500 Hz.

Детектори и битови генератори

Откриването или демодулирането се дефинира като процес на разделяне на аудиочестотните компоненти от модулирания носещ сигнал. Детекторите в супергетеродинните приемници също се наричат ​​вторични, а първичната е смесителният възел.

Автоматично регулиране на усилването

Целта на сайта на AGC е да поддържа постоянно ниво на изходния сигнал, независимо от промените във входа. Радиовълните, разпространяващи се през йоносферата, след това отслабват, а след това се усилват заради феномена, известен като избледняване. Това променя нивото на приемане на антенните входове в широк диапазон от стойности. Тъй като напрежението на ректифицирания сигнал в детектора е пропорционално на амплитудата на получената, част от него може да се използва за контрол на коефициента на усилване. За приемници, използващи лампи или npn транзистори в възлите, предшестващи детектора, се прилага отрицателно напрежение за намаляване на CU. Усилвателите и миксерите, използващи pnp транзистори, изискват положително напрежение. Някои аматьорски приемници, особено най-добрите транзистори, имат усилвател AGC за по-голям контролхарактеристики на устройството. Автоматичното регулиране може да има различни времеви константи за различните типове сигнали. Постоянното време задава продължителността на контрола след спиране на излъчването. Например, на интервали между фрази, KV приемникът веднага ще възобнови пълното усилване, причинявайки досаден шум.

Измерване на силата на сигнала

Някои приемници и трансивърът осигуряват индикатор, показващ относителната мощност на излъчването. Обикновено част от изправения сигнал от детектора се подава към микро- или милиамперметър. Ако приемникът има ARP усилвател, тогава този възел може да се използва и за управление на индикатора. Повечето от измервателните уреди са калибрирани в S-единици (от 1 до 9), което е приблизително 6-dB промяна в мощността на получения сигнал. Средното отчитане или S-9 служи за индикация на ниво от 50 μV. Горната половина на S-скалата е калибрирана в децибели над S-9, обикновено до 60 dB. Това означава, че силата на приетия сигнал е 60 dB над 50 μV и е равна на 50 mV. Индикаторът рядко е точен, тъй като много фактори се влияят от неговата работа. Въпреки това, той е много полезен при определяне на относителната интензивност на входните сигнали, както и при проверка или настройка на приемника. В много приемо-предаватели, индикаторът се използва за показване на състоянието на функциите на устройството, като например крайния ток на радиочестотния усилвател и изходната мощност на радиочестотния сигнал.

Пречки и ограничения

Полезно е за начинаещите радиолюбители да знаят, че всеки приемник може да се чувства труден за получаване поради три фактора: външен и вътрешен шум и смущаващи сигнали. Външните пречки на високата честота, особено под 20 MHz, са много по-високи от вътрешните. Само при по-високи честоти приемните възли заплашват много слаби сигнали. По-голямата част от шума се генерира в първия блок, както в усилвателя на радиочестотата, така и в каскадата на миксера. Бяха положени много усилия за намаляване на вътрешния шум на приемника до минимално ниво. Резултатът е нисък шум вериги и компоненти. Външните бариери могат да причинят проблеми при получаване на слаби сигнали по две причини. Първо, препятствията, срещани от антената, могат да маскират излъчването. Ако последният е близо до или под входния шум, приемането на практика е невъзможно. Някои опитни оператори могат да получават излъчвания по DV дори със силни смущения, но гласовите и други любителски сигнали в тези условия са неразбираеми.

Свързани публикации