Блок схема радиоприемника. Блок-схема радиоприемника: принцип работы и основные элементы — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Как устроена блок-схема радиоприемника. Какие основные блоки входят в состав радиоприемника. Как работает радиоприемник супергетеродинного типа. Какие функции выполняют отдельные блоки радиоприемника.

Содержание

Принцип работы радиоприемника

Радиоприемник — это устройство для приема и преобразования радиосигналов в звук или другую форму информации. Основной принцип работы радиоприемника заключается в следующем:

Антенна принимает радиоволны, излучаемые передатчиком
Принятый сигнал усиливается и фильтруется
Выделяется полезный сигнал нужной частоты
Сигнал демодулируется — из него извлекается передаваемая информация
Полученная информация преобразуется в звук или другую форму

Для реализации этого принципа в радиоприемнике используется ряд функциональных блоков, соединенных в определенной последовательности. Рассмотрим основные блоки, входящие в состав типичного радиоприемника.

Основные блоки радиоприемника

В состав радиоприемника входят следующие основные функциональные блоки:

Антенна
Входные цепи
Усилитель высокой частоты (УВЧ)
Преобразователь частоты
Усилитель промежуточной частоты (УПЧ)
Детектор
Усилитель низкой частоты (УНЧ)
Громкоговоритель

Каждый из этих блоков выполняет определенные функции по обработке принимаемого радиосигнала. Рассмотрим назначение и принцип работы основных блоков более подробно.

Антенна и входные цепи радиоприемника

Антенна является первым звеном в цепи приема радиосигнала. Она преобразует энергию электромагнитных волн в электрический сигнал. Какие функции выполняет антенна радиоприемника?

Улавливает радиоволны из эфира
Преобразует электромагнитное поле в электрический ток
Обеспечивает начальную селекцию сигналов по частоте

Входные цепи радиоприемника осуществляют предварительную фильтрацию и согласование антенны со входом усилителя. Их основные задачи:

Предварительная селекция сигналов
Согласование сопротивлений антенны и входа УВЧ
Защита входных цепей от перегрузки

От качества антенны и входных цепей во многом зависит чувствительность и избирательность всего радиоприемника.

Усилитель высокой частоты (УВЧ)

Усилитель высокой частоты усиливает слабые сигналы, принятые антенной, до уровня, достаточного для дальнейшей обработки. Основные функции УВЧ:

Усиление высокочастотного сигнала
Обеспечение высокой чувствительности приемника
Предварительная частотная селекция

УВЧ должен обладать низким уровнем собственных шумов, чтобы обеспечить высокую чувствительность. Также важна его способность работать в широком динамическом диапазоне сигналов без искажений.

Преобразователь частоты

Преобразователь частоты является ключевым элементом супергетеродинного приемника. Он осуществляет перенос спектра входного сигнала на промежуточную частоту. Как работает преобразователь частоты?

Смешивает входной ВЧ сигнал с сигналом гетеродина
На выходе формируется сигнал разностной частоты (ПЧ)
Обеспечивает основную селекцию по зеркальному каналу

Преобразование частоты позволяет получить основное усиление и селекцию на фиксированной промежуточной частоте, что значительно повышает качество приема.

Усилитель промежуточной частоты (УПЧ)

Усилитель промежуточной частоты обеспечивает основное усиление сигнала в радиоприемнике. Его ключевые функции:

Усиление сигнала промежуточной частоты
Обеспечение основной избирательности по соседнему каналу

Автоматическая регулировка усиления (АРУ)

В УПЧ применяются высокодобротные фильтры сосредоточенной селекции, обеспечивающие высокую избирательность. Система АРУ поддерживает постоянный уровень сигнала на выходе УПЧ.

Детектор радиоприемника

Детектор осуществляет демодуляцию сигнала — выделение из него полезной информации. Какие функции выполняет детектор?

Преобразование модулированного ВЧ сигнала в НЧ сигнал
Выделение полезной информации из несущей
Формирование сигнала АРУ

Тип детектора зависит от вида модуляции принимаемого сигнала — амплитудной, частотной или фазовой. От качества детектора зависит верность воспроизведения исходного сигнала.

Усилитель низкой частоты (УНЧ)

Усилитель низкой частоты усиливает демодулированный сигнал до уровня, необходимого для работы оконечного устройства. Основные задачи УНЧ:

Усиление НЧ сигнала по напряжению и мощности
Обеспечение необходимого уровня выходного сигнала
Согласование с оконечным устройством (динамиком)

УНЧ должен обеспечивать минимальные искажения сигнала и иметь достаточную выходную мощность для качественного воспроизведения звука.

Принцип работы супергетеродинного радиоприемника

Супергетеродинный приемник является наиболее распространенным типом радиоприемников. Его работа основана на принципе преобразования частоты входного сигнала. Как работает супергетеродинный радиоприемник?

Входной ВЧ сигнал усиливается в УВЧ
В смесителе сигнал смешивается с сигналом гетеродина
Формируется сигнал промежуточной частоты (ПЧ)
Сигнал ПЧ усиливается и фильтруется в УПЧ
Детектор выделяет модулирующий НЧ сигнал
УНЧ усиливает сигнал до необходимого уровня

Преимущества супергетеродинного приемника:

Высокая чувствительность и избирательность

Постоянная промежуточная частота
Возможность эффективной фильтрации помех

Благодаря этим качествам супергетеродинные приемники получили наибольшее распространение в современной радиоаппаратуре.

Особенности построения радиоприемников различного назначения

Конкретная структура и параметры блоков радиоприемника зависят от его назначения и требований к качеству приема. Какие особенности имеют радиоприемники различного назначения?

Вещательные приемники

Фиксированные диапазоны частот
Высокое качество звуковоспроизведения
Простота управления

Профессиональные приемники связи

Широкий диапазон рабочих частот
Высокая стабильность частоты
Повышенная избирательность и помехоустойчивость

Радиолюбительские приемники

Перекрытие любительских диапазонов
Возможность приема различных видов модуляции
Наличие систем автоматической обработки сигналов

Выбор конкретной структурной схемы и параметров блоков радиоприемника определяется требованиями к его характеристикам и условиям эксплуатации.

Перспективы развития радиоприемной техники

Современные тенденции развития радиоприемной техники связаны с внедрением цифровых методов обработки сигналов. Какие направления развития наиболее перспективны?

Применение цифровых методов демодуляции сигналов
Использование программно-определяемого радио (SDR)
Внедрение адаптивных алгоритмов обработки сигналов
Миниатюризация и снижение энергопотребления
Расширение функциональных возможностей приемников

Цифровые технологии позволяют значительно улучшить характеристики радиоприемников и расширить их возможности. Однако базовые принципы радиоприема, заложенные в классических схемах, сохраняют свою актуальность и в современной технике.

48. Блок-схемы радиоприёмников

Радиоприемники можно классифицировать по самым различным признакам, например по особенностям схемы, диапазонам волн, системе питания и т. д.

Однако наиболее важным и существенным признаком любого приемника является именно особенность его электрической схемы. По особенностям электрической схемы приемники разделяются на детекторные, приемники прямого усиления и супергетеродинные приемники.

Детекторные приемники являются наиболее простыми приемниками. Они не имеют электронных или полупроводниковых усилителей и источников питания.

Схема простейшего детекторного приемника приведена на рис. 90. Приемник имеет колебательный контур, настраиваемый-тем или иным способом на частоту радиостанции. Детектирование осуществляется с помощью полупроводниковых диодов точечного типа или специальных детекторов с постоянной рабочей точкой.

Прием передач осуществляется на телефонные наушники, причем желательно использовать высокоомные (2 000 ом и выше).

Так как детекторный приемник получает всю энергию для своей работы только из антенны и чувствительность его невелика, то качество антенны и заземления должно быть особенно высоким. Детекторные приемники применяются в диапазонах длинных и средних волн для приема местных или не очень удаленных мощных радиостанций.

Существующие конструкции декторных приемников различаются в основном конструктивным выполнением колебательных контуров и способами их настройки. _ч

Приемники прямого усиления. Блок-схема приемника прямого усиления приведена на рис. 91,а. Возникшие в антенне под действием радиоволн колебания подаются на вход первого каскада приемника через так называемое входное устройство. Входное устройство служит для выделения колебания нужной радиостанции и ослабления сигналов мешающих радиостанций. В большинстве случаев входное устройство представляет собой колебательный контур, настроенный на частоту принимаемой станции.

частоты, имеющему обычно не более двух каскадов/ Усилитель высокой частоты при помощи электронных ламп или транзисторов и настроенных в резонанс контуров дает значительное усиление и повышение избирательности.

После усиления колебания высокой частоты подводятся к детектору. В приемниках прямого усиления применяются такие схемы детекторов, которые, кроме детектирования, обеспечивают усиление. К таким детекторам относятся сеточный и анодный. Полученные после детектора колебания низкой частоты усиливаются в каскадах низкой частоты. При использовании сеточного и анодного детекторов используется один каскад усиления низкой частоты. В остальных случаях каскадов, как правило, два. На выходе усилителя низкой частоты включается громкоговоритель.

Следует помнить, что число каскадов приемника прямого усиления может быть значительно меньшим, чем указано на блок-схеме, и в простейшем случае приемник может иметь лишь один детекторный каскад. Но без детектора не может работать ни один приемник.

Если приемник должен иметь невысокую чувствительность и избирательность, то усилитель высокой частоты может отсутствовать. Если прием передач ведется на телефонные наушники, то в приемнике могут отсутствовать каскады усиления низкой частоты.

Для обозначения числа ступеней и их последовательности в приемниках прямого усиления применяется следующая система обозначений: детекторная ступень, которая в приемнике всегда одна, обозначается буквой V. Число ступеней усиления высокой частоты, стоящей перед детектором, обозначается цифрой перед буквой V. Цифра, стоящая после буквы V, указывает число ступеней усиления низкой частоты в радиоприемнике. Например, приемник, имеющий один каскад усиления высокой частоты, детектор и два каскада низкой частоты, обозначается как 1-V-2. Если же в приемнике ступени высокой или низкой частоты отсутствуют, то на месте соответствующих цифр ставится нуль. Например, если приемник имеет только детектор и усилитель низкой частоты, то это условно можно записать как 044 и т. д.

Недостатками приемников прямого усиления являются низкая чувствительность и избирательность. Для повышения их чувствительности и избирательности используется положительная обратная связь (регенерация).

Приемники прямого усиления с положительной обратной связью называются регенеративными. Недостатком регенеративных приемников является неустойчивая работа и сильные помехи, которые создает сам приемник при очень сильной положительной обратной связи.

В настоящее время приемники прямого усиления используются для любительской связи на коротких и ультракоротких волнах.

Супергетеродинные приемники. По сравнению с приемниками прямого усиления супергетеродинные приемники имеют более высокую чувствительность и избирательность. Поэтому все современные приемники делаются исключительно супергетеродинного типа.

Принцип супергетеродинного приема состоит в том, что колебания высокой частоты принятого сигнала преобразуются в колебания так называемой промежуточной частоты.

Величина промежуточной частоты остается постоянной на всех диапазонах. Поэтому можно применить большое число каскадов усиления промежуточной частоты и получить высокую чувствительность. Используя специальные типы колебательных контуров, так называемые полосовые фильтры, можно получить очень высокую избирательность. Блок-схема приемника супергетеродинного типа приведена на рис. 91,6.

Принятые колебания поступают из антенны через входное устройство в усилитель высокой частоты. Входной контур и усилитель высокой частоты обеспечивают усиление и предварительное выделение сигнала.

От усилителя высокой частоты (а если он отсутствует, то от входного контура) напряжение сигнала подводится к преобразовательному каскаду, состоящему из смесителя (или первого детектора) и гетеродина.

Гетеродин является маломощным генератором высокой частоты. Колебания гетеродина подаются на смеситель и складываются (смешиваются) в нем с колебаниями сигнала. В результате смещения на выходе смесителя образуются колебания промежуточной частоты, модулированные так же, как и колебания сигнала. В радиовещательных приемниках величина промежуточной частоты выбирается 110 или 465 кгц в диапазоне длинных, средних и коротких волн и 8,4 Мгц в диапазоне ультракоротких волн.

Кроме преобразования, смесительная ступень обеспечивает некоторое усиление, равное 3—10. После смесителя колебания промежуточной частоты подаются на усилитель промежуточной частоты, имеющий обычно один-два каскада.

От усилителя промежуточной частоты колебания подаются на второй детектор, называемый просто детектором. Детектор и усилитель низкой частоты выполняют те же функции, что и в приемнике прямого усиления.

Благодаря большому усилению в супергетеродинных приемниках используются различные усовершенствования, улучшающие эксплуатационные качества приемников: автоматическая регулировка усиления (АРУ), электронно-оптический индикатор настройки, блок бесшумной настройки приемника (БШН), автоматическая подстройка частоты (АПЧ) и т. д.

Недостатками супергетеродинных приемников являются: собственные шумы, зеркальные (или симметричные) помехи, наличие свистов и сложность схемы, что затрудняет регулировку и ремонт приемников.

Принцип радиосвязи — Физика — Уроки

Урок 55. Принцип радиосвязи

Цель: показать практическое применение электромагнитных волн.

Ход урока

I. Организационный момент

II. Повторение

— Опишите устройство и принцип действия вибратора Герца.

— С помощью чего Герц регистрировал электромагнитные волны?

— Чему равна скорость электромагнитных волн в вакууме? Зависит ли она от системы отсчета?

— Чем отличаются электромагнитные волны от упругих?

— Под каким углом друг к другу направлены в электромагнитной волне векторы и ?

— Что такое интенсивность волны?

— Какая из характеристик волны не меняется при ее переходе из одной среды в другую?

III. Изучение нового материала

Дж. Максвелл теоретически показал возможность существования электромагнитных волн.

Г. Герц в 1888 г. экспериментально доказал существование электромагнитных волн.

7 мая 1859 г. А.С. Попов продемонстрировал прибор на заседании Русского физико-химического общества. Дальность — 250 м.

1899 г. — 20 км; 1901 г. — 150 км.

Принцип радиотелефонной связи

Структурная схема радиопередатчика и радиоприемника:

1. Задающий генератор (генератор высокой частоты) вырабатывает гармонические колебания высокой частоты ВЧ (несущая частота более 100 тыс. Гц).

2. Микрофон преобразовывает механические звуковые колебания в электрические той же частоты.

3. Модулятор изменяет (модулирует) по частоте или амплитуде высокочастотные колебания с помощью электрических колебаний низкой частоты НЧ.

4. Усилители высокой и низкой частоты УВЧ и УНЧ усиливают по мощности высокочастотные и низкочастотные электрические колебания.

5. Передающая антенна излучает модулированные электромагнитные волны.

6. Приемная антенна принимает электромагнитные волны. Электромагнитная волна, достигая приемной антенны, индуцирует в ней переменный ток той же частоты, на которой работает передатчик.

7. УВЧ.

8. Детектор выделяет из модулированных высокочастотных колебаний низкочастотные колебания.

9. УНЧ.

10. Динамик преобразует электромагнитные колебания в механические звуковые колебания.

Радиоприемник

Детекторный радиоприемник состоит из колебательного контура, антенны, детектора (диода), конденсатора постоянной емкости, телефона.

В контуре принятая волна возбуждает модулированные колебания. Конденсатор переменной емкости настраивает контур на резонанс с принятой радиоволной. Модулированные колебания ВЧ поступают на детекторный каскад. После прохождения детектора составляющая тока ВЧ идет через конденсатор постоянной емкости, а составляющая тока НЧ идет на обмотки катушек телефона, вызывающий колебания мембраны с той же звуковой частотой.

IV. Закрепление материала

— Что называют радиосвязью?

— Начертите блок-схему радиопередатчика и объясните назначение каждого блока.

— Начертите блок-схему радиоприемника и объясните назначение каждого блока.

— Что называют модуляцией? Какие виды модуляции вы знаете?

— Что называют детектированием?

— Начертите схему детекторного приемника, опишите его устройство и принцип работы.

V. Проведение практической работы

Сборка простейшего радиоприемника

Задание: соберите радиоприемник из блоков колебательного контура, детектора, усилителя низкой частоты и телефона. По известным значениям индуктивности катушки и электроемкости конденсатора колебательного контура определите частоту, на которой работает передающая радиостанция.

Оборудование: набор блоков для сборки транзисторного радиоприемника.

Ход работы

1. Соберите действующую модель по схеме.

Подключите к колебательному контуру антенну. К усилителю низкой частоты подключите источник питания.

2. Вращением ручки изменяйте емкость переменного конденсатора до настройки в резонанс с частотой передающей радиостанции. Определите электроемкость конденсатора С. По найденному значению электроемкости и известному значению индуктивности катушки определите частоту, на которой работает передающая радиостанция.

3. Подключая УВЧ используйте его влияние на качество ротора приемника.

VI. Подведение итогов урока

Домашнее задание

п. 52

Блок-схема

» Примечания по электронике

Подробная информация об общей блок-схеме супергетеродинного радиоприемника: основные блоки схемы, функции, общая работа и соображения по проектированию электронной схемы.

Учебное пособие по Superhet Radio Включает:
Superhet Radio Теория супергетеродинамики Изображение ответа Блок-схема / общий приемник Эволюция дизайна Двойной и мультиконверсионный супергетеродин Технические характеристики
См. также: Типы радио

Супергетеродинный радиоприемник используется во многих формах приема радиопередач, двусторонней радиосвязи и т.п.

Полезно иметь представление о различных сигнальных блоках, их функциях и общем потоке сигналов не только для разработки радиочастотной схемы, но и с точки зрения эксплуатации. Можно получить наилучшие характеристики, если понять его внутреннюю радиочастотную конструкцию и функции различных схемных блоков.

Существует несколько различных схемных блоков, составляющих общий приемник, каждый из которых выполняет свою функцию.

Профессиональный супергетеродинный приемник
Изображение предоставлено Icom UK

Хотя приведенная ниже блок-схема супергетеродинного приемника является самым основным форматом, она служит для иллюстрации работы и проблем проектирования электронной схемы. Часто встречаются более сложные приемники с более сложными блок-схемами, поскольку эти радиостанции могут предложить лучшую производительность и больше возможностей.

Независимо от того, используются ли они для вещания, мониторинга или двусторонней радиосвязи, используются одни и те же принципы, хотя для более сложных операций приемники, как правило, усложняются.

Краткий обзор радиоприемника Superhet и принципов его работы, включая функции различных схемных блоков

Блоки схемы супергетеродинного приемника

В радиочастотном исполнении базового супергетеродинного приемника есть несколько ключевых схемных блоков. Хотя могут быть изготовлены более сложные приемники, базовая конструкция радиочастотной схемы широко используется — дополнительные блоки могут повысить производительность или дополнительную функциональность, и их работу во всем приемнике обычно легко определить, если понять базовую блок-схему.

Часто для повышения производительности включаются дополнительные преобразования частоты для улучшения разделения полезного сигнала и отклика изображения. Тем не менее, используются одни и те же основные принципы и часто используются одни и те же типы схемных блоков, хотя общая топология отличается.

Обычно недорогие радиовещательные и другие виды радиоприемников обычно имеют гораздо более простые блок-схемы, а радиостанции с более высокими характеристиками, используемые для профессиональной радиосвязи и мониторинга, имеют более сложные блок-схемы.

Ниже приведены основные типы схемных блоков, используемых в ВЧ-схемах супергетеродинных приемников.

ВЧ-настройка и усиление: Этот ВЧ-каскад в общей блок-схеме приемника обеспечивает начальную настройку для удаления сигнала изображения. Он также обеспечивает некоторое усиление. Существует множество различных подходов, используемых в конструкции радиочастотной схемы для этого блока в зависимости от его применения.
Разработка электронной схемы сопряжена с некоторыми трудностями. Недорогие вещательные радиостанции могут иметь усилительную схему микшера, которая дает некоторое усиление РЧ. КВ-радиостанции могут не нуждаться в слишком большом усилении ВЧ, потому что некоторые из очень сильных принимаемых сигналов могут перегрузить более поздние каскады. Конструкция RF может включать в себя некоторое усиление, а также ослабление RF, чтобы преодолеть эту проблему. Радиостанции для УКВ и выше, как правило, используют большее усиление, чтобы иметь достаточно низкий коэффициент шума для приема сигнала. Шум представляет собой особую проблему для систем радиосвязи VHF/UHF.
Если для приемника важны шумовые характеристики, то этот этап будет разработан для достижения оптимальных шумовых характеристик. Этот блок схемы РЧ-усилителя также увеличивает уровень сигнала, так что шум, вносимый более поздними каскадами, находится на более низком уровне по сравнению с полезным сигналом.
Все радиоприемники нуждаются в достаточно высоком уровне подавления изображения, и это обеспечивается настройкой RF. Высокие частоты ПЧ позволяют повысить эффективность настройки ВЧ, поскольку разница между полезным сигналом и изображением увеличивается.
Подробнее о . . . . ВЧ усилитель и настройка.
Гетеродин: Как и в других областях проектирования радиочастотных схем, блок схемы гетеродина в супергетеродинном радиоприемнике может принимать различные формы.
Ранние приемники использовали автономные гетеродины. С этими генераторами в высокоэффективных супергетеродинных радиоприемниках использовался значительный опыт проектирования радиочастотных схем, чтобы обеспечить минимально возможный дрейф. Катушки с высокой добротностью, схемы с низким дрейфом, управление теплом (поскольку тепло вызывает дрейф) и т. д. .
Сегодня в большинстве приемников используется один или несколько синтезаторов частоты различных форм. Наиболее распространенным подходом к проектированию радиочастотных цепей является использование схемы фазовой автоподстройки частоты. Синтезаторы с одним и несколькими контурами используются в зависимости от требований, производительности, стоимости и т.п. Также все чаще используются прямые цифровые синтезаторы.
Какая бы форма синтезатора ни использовалась в конструкции радиочастоты, они обеспечивают гораздо более высокий уровень стабильности и позволяют программировать частоты в цифровом виде различными способами, обычно с использованием какой-либо микроконтроллерной или микропроцессорной системы. Они более сложны, чем старые генераторы переменной частоты, требуют гораздо больше электронных компонентов, но обеспечивают гораздо более высокий уровень производительности.

Примечание по синтезаторам частоты:

ВЧ-синтезаторы частоты позволяют создавать стабильные сигналы и управлять ими с помощью программируемого входа. Существует несколько различных типов синтезаторов: некоторые основаны на методах фазовой автоподстройки частоты, а другие используют цифровые технологии для непосредственного создания формы волны. Часто полные синтезаторы могут включать в себя один или несколько типов технологии

Подробнее о Синтезаторы частоты.

Смеситель: Смеситель может быть одним из ключевых элементов в общей радиочастотной конструкции приемника. Обеспечение того, чтобы производительность микшера соответствовала производительности остальной части радио, особенно важно.
В этот блок супергетеродинного приемника поступают как гетеродин, так и входящий сигнал. Полезный сигнал преобразуется в промежуточную частоту.
Фактическая реализация требует, чтобы генерировалось минимальное количество ложных сигналов. В некоторых очень недорогих вещательных приемниках могут использоваться автоколебательные смесители, которые обеспечивают усиление РЧ за счет одного транзистора и нескольких других электронных компонентов, но они не обеспечивают высоких характеристик. Для высокопроизводительного радио, используемого для двусторонней радиосвязи и т. п., требуются гораздо лучшие характеристики. Для достижения этого схемы смесителей, такие как балансные смесители, двойные балансные смесители и т.п., можно увидеть в конструкции всей электронной схемы.
Подробнее о . . . . ВЧ смеситель.
Усилитель и фильтр ПЧ: Этот блок супергетеродинного приемника обеспечивает большую часть коэффициента усиления и селективности. Часто в предыдущих блоках радиочастотной схемы радиоприемника будет обеспечено сравнительно небольшое усиление. На каскадах ПЧ обеспечивается основное усиление. При фиксированной частоте гораздо проще добиться высокого уровня усиления и общей производительности.
Первоначально каскад ПЧ мог включать в себя ряд различных транзисторов, полевых транзисторов или термоэмиссионных клапанов/вакуумных ламп и других электронных компонентов, но в настоящее время можно получить интегральные схемы, содержащие полную полосу ПЧ.
Этот блок радиостанции также обеспечивает избирательность по соседнему каналу. Можно использовать фильтры с высокими характеристиками, такие как кристаллические фильтры, хотя в бытовых радиоприемниках можно использовать LC или керамические фильтры. Тип фильтра будет зависеть от конструкции РЧ радиостанции и ее применения.
Также в супергетеродине с несколькими преобразованиями ПЧ может быть на нескольких разных частотах, обычно более ранние этапы работают на более высоких частотах, чтобы обеспечить более высокий уровень подавления изображения, а более поздние этапы — на более низких частотах, чтобы обеспечить усиление и селективность по соседнему каналу.
Подробнее о . . . . Усилитель ПЧ и фильтр.
Демодулятор: На блок-схеме супергетеродинного приемника показан только один демодулятор, но в действительности многие радиочастотные конструкции могут иметь один или несколько демодуляторов в зависимости от типа принимаемых сигналов. Те радиостанции, которые используются для приложений профессиональной радиосвязи и мониторинга, могут нуждаться в возможности демодуляции различных схем модуляции и форм сигналов, и для этого может потребоваться ряд различных демодуляторов, которые можно переключать по мере необходимости.
Даже многие вещательные радиостанции будут иметь диапазоны AM и FM, но профессиональные радиостанции, используемые для мониторинга и двусторонней радиосвязи, в некоторых случаях могут потребовать большего разнообразия. Наличие множества демодуляторов позволит принимать множество различных режимов сигнала и увеличит возможности радиостанции.
Автоматическая регулировка усиления, АРУ: Автоматическая регулировка усиления включена в большинство блок-схем супергетеродинных радиостанций. Функция этого схемного блока заключается в уменьшении усиления для сильных сигналов, чтобы поддерживать уровень звука для чувствительных к амплитуде форм модуляции, а также для предотвращения перегрузки.
Хотя основная концепция одинакова для всех радиочастотных схем, существуют некоторые различия в реализации и требуемой электронной схеме. Некоторыми из ключевых вариаций являются постоянные времени системы АРУ. Для AM и т.п. приемлема относительно медленная постоянная времени. Для SSB требуется более короткая постоянная времени, чтобы отследить огибающую сигнала SSB.
Существуют также различные способы получения напряжения АРУ и места его применения. Часто он применяется сначала к блокам цепи ПЧ, а затем к блоку цепи ВЧ. Таким образом сохраняется наилучшее соотношение сигнал/шум. Как правило, АРУ относительно легко реализовать, поскольку в ней относительно мало электронных компонентов.
Подробнее о . . . . Автоматическая регулировка усиления, АРУ.
Аудиоусилитель: После демодуляции восстановленный звук подается на блок аудиоусилителя для усиления до требуемого уровня для громкоговорителей или наушников. В качестве альтернативы восстановленная модуляция может быть использована для других приложений, после чего она обрабатывается требуемым образом конкретным схемным блоком.
Во многих отношениях этот блок схемы в супергетеродинном радиоприемнике является самым простым. Для многих приложений аудиоусилитель будет включать в себя простую электронную схему, особенно если звук подается на простые наушники или громкоговоритель. Для приложений двусторонней радиосвязи может потребоваться ограничить полосу пропускания звука полосой пропускания «телекоммуникаций» примерно от 300 Гц до 3,3 кГц. Также можно использовать аудио фильтры.
Для приложений, требующих более высокого качества вывода, может потребоваться больше внимания при проектировании электронной схемы для достижения высокой точности воспроизведения.
Какой бы ни была радиостанция, к этому блоку схемы могут быть разные требования.

Пояснение к блок-схеме супергетеродинного приемника

Сигналы поступают в приемник от антенны и подаются на РЧ-усилитель, где они настраиваются для удаления сигнала изображения, а также для снижения общего уровня нежелательных сигналов на других частотах, которые не требуются.

Блок-схема базового супергетеродинного приемника

Затем сигналы подаются на смеситель вместе с гетеродином, где полезный сигнал преобразуется до промежуточной частоты. Здесь применяются значительные уровни усиления и фильтруются сигналы. Эта фильтрация сравнивает сигналы на одном канале с сигналами на следующем. Он намного больше, чем тот, что используется в передней части.

Преимущество фильтра ПЧ по сравнению с фильтрацией ВЧ заключается в том, что фильтр может быть рассчитан на фиксированную частоту. Это позволяет значительно улучшить настройку. Переменные фильтры никогда не смогут обеспечить тот же уровень избирательности, который может быть обеспечен фильтрами с фиксированной частотой.

После фильтрации следующим блоком в супергетеродинном приемнике является демодулятор. Это может быть амплитудная модуляция, одна боковая полоса, частотная модуляция или любая другая форма модуляции. Также возможно переключение различных демодуляторов в соответствии с принимаемым режимом.

Последний элемент на блок-схеме супергетеродинного приемника показан как аудиоусилитель, хотя это может быть блок схемы любой формы, который используется для обработки или усиления демодулированного сигнала.

Обзор блок-схемы

На приведенной выше схеме показана очень простая версия супергетеродинного или супергетеродинного приемника. Многие наборы в наши дни намного сложнее. Некоторые супергетеродинные радиостанции имеют более одного преобразования частоты и другие области дополнительных схем для обеспечения требуемого уровня производительности.

Однако основная концепция супергетеродина остается прежней, используя идею смешивания входящего сигнала с локально генерируемыми колебаниями для преобразования сигналов в новую частоту.

Другие основные темы радио:
Радиосигналы Типы и методы модуляции Амплитудная модуляция Модуляция частоты OFDM ВЧ микширование Петли фазовой автоподстройки частоты Синтезаторы частоты Пассивная интермодуляция ВЧ аттенюаторы ВЧ-фильтры РЧ циркулятор Типы радиоприемников Суперхет радио Избирательность приемника Чувствительность приемника Приемник с сильным сигналом Динамический диапазон приемника
Вернуться в меню тем радио. . .

Блок-схема радиоприемника

Для лучшего понимания принципа работы радиопередатчика на рис. Амплитудная модуляция выполняется в каскаде, называемом модулятором.

Блок-схема радиостанции

АМ-передатчик

По заказу чтобы лучше понять, как работает радиопередатчик, блок-схема простой передатчик АМ (амплитудно-модулированного) сигнала показан на рис. Амплитудная модуляция выполняется в каскаде, называемом модулятором. Два в него поступают сигналы: высокочастотный сигнал, называемый несущей (или несущей сигнала), создается в ВЧ-генераторе и усиливается в ВЧ-генераторе. усилитель до необходимого уровня сигнала, а низкочастотный (модулирующий) сигнал, поступающий от микрофона или какого-либо другого источника НЧ сигнала (кассетный проигрыватель, проигрыватель грампластинок, проигрыватель компакт-дисков и т. д.), который усиливается в усилителе НЧ. На на выходе модулятора получается амплитудно-модулированный сигнал UAM. Этот сигнал затем усиливается в усилителе мощности, а затем направляется на излучающую антенну.

Форма и характеристики несущей АМ, взятой из усилителя КВ в модулятора, показаны на рис. Как видите, это ВЧ напряжение постоянной амплитуда US и частота fS. На рис. сигнал НЧ, который появляется на входе модулятора в момент t0. С этим сигналом модуляция выполняется амплитуда несущей, поэтому она называется модулирующий сигнал. Форма АМ-сигнала, выходящего из модулятора, показана на Рис. С точки t0 это напряжение имеет такой же вид, как на рис. Из момент t0 амплитуда АМ сигнала изменяется в соответствии с текущее значение модулирующего сигнала таким образом, чтобы огибающая сигнала (фиктивная линия, соединяющая пики напряжения) имеет ту же форму, что и модулирующий сигнал.

Давайте посмотрите на практический пример. Пусть НЧ сигнал на рис. быть, скажем, электрический образ тона, создаваемого каким-либо музыкальным инструментом, и что временной интервал между точками t0 и t2 составляет 1 мс. Предположим, что носитель частота fS=1 МГц (примерно частота радио Кладово, точная значение равно 999 кГц). В этом случае в период с t0 по t2 нам подаются сигналы на рис. и АМ должны совершить тысячу колебаний, а не восемнадцать, как показано на рисунке. на картинке. Тогда понятно, что реалистично нарисовать не получится. изображение, так как все линии соединились бы в темное пятно. Истинная картина АМ-сигнала из этого примера приведен на рис. Это картина, которая появляется на экране осциллографа, подключенного к выходу модулятора: горит цветные линии, представляющие AM-сигнал, соединились между собой, поскольку они толще зазора между ними.

Блок — Диаграмма на рис представляет собой упрощенную схему АМ-передатчика. На самом деле там некоторые дополнительные каскады в профессиональных передатчиках, которые обеспечивают необходимая стабильность работы, питание передатчика, охлаждение отдельных ступеней и т. д. Однако для простого использования существуют еще более простые блок-схемы, что делает завершение обычного AM-передатчика возможно с помощью всего нескольких электронных компонентов.

FM-передатчик

Блок схема ЧМ (частотно-модулированного) передатчика представлена на рис.2.4. Передаваемая информация, т. е. модулирующий сигнал, представляет собой сигнал от какой-то источник НЧ. он усиливается в усилителе НЧ, а затем подается на ВЧ генератор, где создается несущий сигнал. Перевозчик — КВ напряжение постоянной амплитуды, частота которого при отсутствии модулирующего сигнал, равный несущей частоте передатчика fS. В колебательном В цепи ВЧ генератора расположен варикапный (емкостный) диод. Это диод, емкость которого зависит от напряжения между его концами, поэтому, когда под действием НЧ напряжения его емкость изменяется в соответствии с это напряжение. В связи с этим изменяется и частота осциллятора, т.е. получается частотная модуляция. FM сигнал от HF Генератор передается на усилитель мощности, который обеспечивает необходимая выходная мощность передаваемого сигнала. Формы напряжения в FM передатчика приведены на рис. 2.5. На рис.2.5-а показан НЧ модулирующий сигнал. частотная модуляция начинается в момент t0, а частота передачи начинается изменяться, как показано на Рис. 2.5-б: Пока текущее значение НЧ сигнала повышается частота передатчика, а когда она падает, частота также падение. Как видно на Рис. 2.5-c, информация (НЧ-сигнал) подразумевается изменение частоты несущей.

несущие частоты радиодиффузионных FM-передатчиков (которые излучают программа для «широкой аудитории») размещаются в диапазоне волн от 88 МГц до 108 МГц, максимальный сдвиг частоты передатчика (во время модуляция) составляет ±75 кГц. Из-за этого FM-сигнал приходится сильно тянуть «толще», но это приведет к изображению в форме черного квадрата.

Передатчик AM-радиовещания

утра Радиовещание — это процесс радиовещания с использованием амплитудной модуляции. (ЯВЛЯЮСЬ). AM был первым методом создания звука в радиосигнале. широко используется и сегодня. Коммерческое и общественное AM-вещание разрешено в диапазоне средних волн во всем мире, а также в частях длинных и коротких волн волновые полосы. Радиовещание стало возможным благодаря изобретению ламповый усилитель Audion (триод) Ли де Фореста в 1906, который привел к разработке недорогих ламповых АМ-радиоприемников и передатчики во время Первой мировой войны. Коммерческое AM-вещание развилось из любительское вещание примерно в 1920 году и было единственной коммерчески значимой формой радиовещание до тех пор, пока FM-вещание не началось после Второй мировой войны. Этот период известен как «Золотой век радио». Сегодня AM конкурирует с FM, т.к. а также с различными службами цифрового радиовещания, распространяемыми из наземные и спутниковые передатчики. Во многих странах более высокие уровни помехи, возникающие при передаче AM, заставили вещателей AM специализируются на новостях, спорте и разговорном радио, оставляя в основном передачу музыки для FM и цифровых вещателей.

АМ-радио технология проще, чем частотно-модулированное (FM) радио, цифровое аудио Радиовещание (DAB), спутниковое радио или HD (цифровое) радио. AM-приемник обнаруживает изменения амплитуды радиоволн на определенной частоте.

Тогда усиливает изменения в напряжении сигнала для управления громкоговорителем или наушниками.

самые ранние кристаллические радиоприемники использовали детектор кристаллического диода без усиления и не требовал никакого источника питания, кроме самого радиосигнала.

На севере Американская практика вещания, мощность передатчика, подводимая к антенне для мощность коммерческих AM-станций колеблется от 250 до 50 000 Вт. Экспериментальный выданы лицензии на излучаемую мощность до 500 000 Вт, для станций предназначен для глобальной связи во время стихийных бедствий. Одна такая суперстанция была станция WLW в Цинциннати, которая иногда использовала такую мощность перед мировой войной. II. Сверхмощный передатчик WLW все еще существует на пригородном передатчике станции. сайте, но он был выведен из эксплуатации в начале 1940-е годы и никакой текущей рекламы вещательная компания в США или Канаде имеет право на такие уровни мощности. Некоторый другие страны разрешают работу с более высокой мощностью (например, мексиканская станция XERF ранее работала на мощности 250 000 Вт). Конструкция антенны должна учитывать желаемое покрытие, и станции могут быть обязаны, в зависимости от условий их лицензии, направляют передаваемый сигнал, чтобы не мешать другим станции, работающие на одной частоте.

Радиоприемник

В первые дни того, что сейчас известно как ранние радиопередачи, скажем, около 100 лет назад сигналы генерировались разными способами, но только до НЧ. область, край.

Связь был с помощью азбуки Морзе в том виде, в котором короткая передача обозначала точка (точка) и более длинной передачей было тире (тире). Это была единственная форма радиопередача до 1920-х и только для военных, коммерческих телеграфные компании и любители-экспериментаторы.

Затем было обнаружено, что если амплитуда (уровни напряжения — плюс и минус около нуля) можно было бы контролировать или изменять с помощью гораздо более низкой частоты, такой как AF, тогда реальный интеллект может быть передан, например. речь и музыка. Этот процесс может легко реверсируется простыми средствами на приемном конце с помощью диода детекторы. Это называется модуляцией и, очевидно, в этом случае амплитуда модуляция или A.M.

Это Открытие породило целые новые отрасли промышленности и произвело революцию в мире коммуникации. Отрасли промышленности выросли по производству радиодеталей, приемников производителей, радиостанций, информационных агентств, звукозаписывающих компаний и т. д.

радио

Во-первых из-за процесса модуляции мы генерируем как минимум две копии разведка плюс авианосец. Например, рассмотрим местную радиостанцию. передача, скажем, 900 кГц. Эта частота будет очень стабильной и удерживаться на жесткая толерантность. Чтобы соответствовать нашему обсуждению и максимально упростить его, мы будет иметь передачу, модулированную тоном 1000 Гц или 1 кГц.

В на принимающей стороне будут доступны 3 частоты.