Радиосхемы для дома и быта: принципы работы, изготовление своими руками

Схемы для домаРадиолюбителямКашкаров

Радио и радиочастотные схемы

2 недели назад Киран Салим

В этом уроке мы собираемся сделать «ИК-переключатель света с дистанционным управлением». Вы когда-нибудь хотели … Читать далее

2 месяца назад 2 месяца назад Фарва Навази

Введение Измерители напряженности поля в основном представляют собой схемы, обнаруживающие радиочастотное поле. Другими словами, их основные … Читать далее

2 месяца назад 3 месяца назад Фарва Навази

Введение С годами современный мир пытается избавиться от проводов. Беспроводные гаджеты и устройства … Читать далее

2 месяца назад 3 месяца назад Фарва Навази

Введение Термин «радиочастота» относится к использованию электромагнитного излучения для передачи данных между двумя цепями, которые… Читать далее

2 месяца назад 7 месяцев назад Киран Салим

В этом уроке мы создадим «Схему измерения силы поля». Измеритель напряженности поля – это … Читать далее

2 месяца назад 10 месяцев назад от Afzal Rehmani

IR (Infrared) Remote Control Switch Circuit — экономичное решение для бытовой техники в нашей быстро меняющейся жизни. Как … Читать далее

2 месяца назад 11 месяцев назад от Afzal Rehmani

RFID означает радиочастотную идентификацию; термин, который относится к технологиям, использующим радиочастоты для идентификации … Подробнее

11 месяцев назад Фарва Навази

Введение В последние годы вы, возможно, слышали термины «умный город», «умная среда», «умные дома» и т. д. Эти … Читать далее

2 месяца назад 12 месяцев назад Фарва Навази

Введение Есть так много мест, где нельзя использовать какой-либо мобильный телефон. Например, … Читать дальше

2 месяца назад 12 месяцев назад Фарва Навази

Введение Промышленные схемы или устройства неполноценны без надлежащей конструкции безопасности. Без безопасности они могут вызвать проблемы … Читать далее

2 месяца назад 30 июля 2021 г. by Farwah Nawazi

Введение Как вы знаете, до появления Интернета и телевидения радиовещание было основным источником информации и … Читать далее

2 месяца назад 1 мая 2021 г. by Farwah Nawazi

Введение Чтобы предотвратить использование мобильных телефонов в серьезных местах, таких как кабинеты для осмотра, молитвенные комнаты и т. д.,… Читать далее

3 месяца назад 31 мая 2020 г. by Shagufta Shahjahan

Многочисленные любители электроники производят самодельные радиосхемы или кристаллические радиосхемы, что является очень увлекательным проектом … Читать далее

3 месяца назад 30 мая 2020 г. by Shagufta Shahjahan

Сегодня мы демонстрируем самодельный проект для AM-радио. Амплитудно-модулированные (АМ) радиосигналы передают … Подробнее

3 месяца назад 29 мая 2020 г. by Shagufta Shahjahan

Показанная здесь схема представляет собой AM-радиоприемник MK484 с усилителем TDA7052. ИС ZN414 была … Читать дальше

3 месяца назад 29 мая 2020 г. от Shagufta Shahjahan

Амплитудная модуляция (AM) — это стратегия модуляции, используемая в электронной связи, чаще всего для передачи данных через… Узнать больше

История радио » Заметки по электронике

История развития радио или беспроводного радиоприемника от самых ранних старинных радиоприемников с использованием когереров, магнитных детекторов, кварцевых радиоприемников, старинных радиоприемников с использованием ламп / ламп до современных высокопроизводительных полупроводниковых радиоприемников с использованием цифровой обработки сигналов и программно-определяемых методов радиосвязи. .

История радиоприемника Включает:
История радио/хронология История радиоприемника История суперхет-радио Классические винтажные радиоприемники

Радиотехника является неотъемлемой частью повседневной жизни. Все, от радиовещания и телевидения до мобильных телефонов, беспроводной связи, Интернета вещей и многого другого, основано на радиотехнологиях.

История радиоприемника является неотъемлемой частью развития современных радиотехнологий, и это захватывающая история о том, как мы пришли к тому, что мы имеем сегодня.

В 1895 году Маркони продемонстрировал свою первую жизнеспособную радиосистему, теперь, более 100 лет спустя, радио, которое используется сегодня, не имеет ничего общего с ранним оборудованием, которое использовалось. Оборудование, которое использовалось в 19 веке, было грубым и очень нечувствительным, в наши дни приемники очень чувствительны и предлагают множество возможностей.

развивалась в эпоху кристаллических радиоприемников, ранних старинных и старинных радиоприемников с использованием ламп / вакуумных ламп до более совершенных, а затем наступила эпоха транзисторов.

Современные радиоприемники также используются в самых разных приложениях, от приема радиовещания до сотовой связи, спутниковой связи и многого другого. Чтобы иметь возможность работать во всех этих разнообразных областях, технология приемников изменилась до неузнаваемости.

Эти разработки представляют собой работу многих людей, начиная с первых дней создания антикварных и старинных радиоприемников и вплоть до наших дней. Имена некоторых из этих людей вошли в книги по истории техники, но большинство из них были обычными инженерами или радиолюбителями, оставшимися неизвестными.

История радио — начало

История радио начинается с открытия самих радиоволн. Блестящий шотландец по имени Максвелл был первым, кто доказал существование электромагнитных волн. Однако он показал это только математически и никогда не мог продемонстрировать их в практической форме.

Хотя многие люди наткнулись на них и продемонстрировали эффекты, которые, как теперь мы знаем, были радиоволнами, именно немец по имени Генрих Герц сознательно продемонстрировал эти новые волны, существование которых доказал Максвелл. Он использовал некоторое оборудование с искровым разрядником для передачи и приема радиоволн или волн Герца, как их сначала называли.

Hertz использовал ряд вариаций базового оборудования. По сути, передатчик состоял из цепи, в которой искра перескакивала через зазор. Вторая цепь с такими же размерами, но с меньшим зазором была размещена в пределах метра или около того от первой цепи. Когда искра перескакивала через зазор в цепи передатчика, можно было видеть, что меньшая, но одновременная искра перескакивала через зазор во втором.

Естественно, диапазон такой схемы был очень ограничен, главным образом потому, что приемная цепь должна была получить большое количество энергии, чтобы искра перескочила через промежуток.

Когереры

Вскоре стало понятно, что необходимы более сложные и чувствительные методы обнаружения радиоволн. Устройство, называемое когерером, стало основой для приема и широко использовалось около десяти лет. Когерер основан на известном с 1850-х годов эффекте, заключающемся в том, что мелкие частицы пыли или даже металлические опилки слипаются или когерентны при наличии электрического поля.

Первым, кто использовал это явление для обнаружения радиоволн, был француз по имени Эдуард Бранли. Он обнаружил, что сопротивление стеклянной трубки, заполненной металлическими опилками, падает с нескольких мегаом до нескольких сотен ом, если ее поместить вблизи разряда. Короткий механический удар вернул когерер в состояние высокого сопротивления.

После того, как Бранли разработал основную идею, Оливер Лодж популяризировал ее, прочитав лекцию в 1898 году в честь недавно умершего Герца. Лодж также усовершенствовал устройство. Обычно когерера заставляли управлять звонком, так что при искре или разряде звонил колокол. Также была введена функция самовосстановления. Ток, протекающий через когерер, приводился в действие небольшим переключателем, который восстанавливал когерер, а также звонил в колокол. Это означало, что он был готов к следующему разряду почти сразу.

Гульельмо Маркони

Возможно, именно Маркони сделал для новой технологии радио больше, чем кто-либо другой, особенно в первые дни ее существования. Он считал, что эти новые волны можно использовать для связи на больших расстояниях. Он также провел множество экспериментов и постоянно улучшал расстояния, на которых можно было обнаружить сигналы. Он посмотрел на когерер и попросил своего помощника провести много часов, экспериментируя с различными материалами, чтобы найти наилучшие комбинации, и таким образом он добился значительных улучшений.

Как показатель того, как продвигались его разработки, ему удалось перекрыть Бристольский пролив, а позже ему удалось отправить сообщение через Ла-Манш. Во время этого эксперимента сигналы были получены на его фабрике в Челмсфорде. Это было значительно дальше, чем кто-либо ожидал, что сигналы могут пройти, и это навело Маркони на мысль, что можно будет пересечь Атлантику.

Хотя у компании Маркони не было средств для поддержки предприятия такого масштаба, он, не колеблясь, приступил к выполнению задачи по строительству станций в Великобритании и Америке, и после многих трудностей ему удалось установить контакт 19 декабря. 01. Это было огромным достижением, и оно попало в заголовки газет, но ограничивающим фактором оказалась чувствительность приемника. Это заставило Амброуза Флеминга, профессора Университетского колледжа Лондона и консультанта Маркони, задуматься о том, как можно было бы добиться улучшений.

Магнитный детектор

Хотя когерер был одним из первых детекторов радиоволн, у него было много ограничений. Другой формой детектора, который стал использоваться, был магнитный детектор, часто известный как Мэгги по очевидным причинам.

Магнитный детектор пришел на смену когереру, особенно на морских установках. Его также использовал Маркони для своей знаменитой трансатлантической передачи в 1901 году.

У него было то преимущество, что можно было напрямую слышать обнаруженные входящие сигналы. С когерером любые сигналы были слышны лишь косвенно.

Клапан Флеминга

Идея следующей разработки в технологии приемников возникла у Эдисона в Америке. Он исследовал причины короткого срока службы лампочек. Через некоторое время внутренняя часть лампочек почернела, и он не мог найти способ предотвратить это.

Считалось, что углерод от нити покрывает внутреннюю часть стекла. В одном эксперименте, чтобы решить эту проблему, он поместил второй провод или электрод в лампочку и заметил, что ток будет течь между электродами, если отрицательный конец батареи будет подключен к нити нагревателя, а положительный конец к дополнительному электроду.

Он также заметил, что если батарея была перевернута, то ток не течет.

Удивительно, но Эдисон не смог найти применение этому интересному явлению. Флеминг, который видел эффект, продемонстрированный Эдисоном, задался вопросом, можно ли его использовать для обнаружения радиоволн. Он поручил своему ассистенту провести эксперимент, чтобы выяснить, можно ли его использовать, и, к их радости, он это сделал. Он назвал его своим колебательным клапаном, потому что он действовал так же, как водяной клапан, пропуская поток только в одном направлении.

Кристаллические детекторы

Хотя клапан Флеминга был большим шагом вперед, потребовалось несколько лет, прежде чем термоэлектронная технология была полностью принята. Одна из причин этого заключается в том, что он был дорогим в производстве и эксплуатации. Он мог питаться только от батарей при использовании в качестве радиодетектора, а батарей хватило ненадолго из-за мощности, необходимой для нити накала. Батареи также были очень дорогими, поскольку они не были развиты так сильно, как сегодня.

Примерно в это же время началась работа над другими типами детекторов, результатом которой стало то, что позже стало известно как кошачий ус. Он состоял из кристалла материала, такого как галенит, с прижатым к нему небольшим упругим отрезком проволоки. Детектор был сконструирован таким образом, чтобы проволочный контакт можно было перемещать в разные точки на кристалле и тем самым получать наилучшую точку для выпрямления сигнала и наилучшего обнаружения.

Эти детекторы вскоре получили название «Кошачьи усы» из-за своей конструкции. Они никогда не были очень надежными, и ус нужно было периодически перемещать, чтобы он мог правильно обнаруживать сигнал. Однако они были намного дешевле клапанов и получили широкое распространение.

Интересно отметить, что Cat’s Whisker был первым использованным полупроводниковым устройством. Используемые материалы были полупроводниками, а Cat’s Whisker образовал очень грубый диод с точечным контактом.

Crystal стали в 1920-х годах предпочтительным радиоприемником для прослушивания радиопередач. Эти кристаллические радиоприемники производились огромным количеством компаний, и вокруг них выстраивалась новая индустрия.

Триоды

Несмотря на успех кошачьего уса, работа над развитием термоэмиссионной технологии не прекращалась. Американец по имени Ли де Форест был конкурентом Маркони, и ему нужно было разработать технологию приемника, которая не нарушала бы никаких патентов, к которым имел доступ Маркони.

Для этого он посвятил много времени разработке термоэлектронного детектора, который не нарушал патентов Флеминга. В период с 1905 по 1907 год он получил ряд патентов, охватывающих различные разработки, кульминацией которых стала форма триодной лампы, в которой был третий электрод, называемый сеткой. Он назвал эту трубку Audion.

Оглядываясь назад, кажется удивительным, что Audion изначально использовался как детектор с дырявой сеткой, и лишь в 1911 году его стали использовать в качестве усилителя. Как только этот факт был обнаружен, многие люди поспешили использовать его в различных приложениях.

Одной из первых областей, в которой использовались клапаны, было производство телефонных ретрансляторов, и, хотя производительность была низкой, они дали значительное улучшение в междугородных телефонных цепях.

С открытием того, что триодные лампы могут усиливать сигналы, вскоре было замечено, что они также будут колебаться. Это было смешанное благословение. Это было большим недостатком, потому что эти ранние лампы было очень трудно стабилизировать при использовании для сигналов выше нескольких килогерц.

Однако тот факт, что лампы можно было использовать в качестве генераторов, был использован для генерации сигналов. Раньше было трудно генерировать высокочастотные сигналы. Если требовались устойчивые сигналы, приходилось использовать электромеханические методы, а они имели очевидные ограничения по частоте. С использованием ламп можно было сделать относительно компактные электронные генераторы.

Приемники TRF

После того, как триод был установлен в качестве усилителя, он имел огромное значение для работы радиоприемника, поскольку позволял усиливать входящие сигналы. Раньше в большинстве наборов использовались кристаллические детекторы, и даже с большой антенной уровни сигнала были низкими.

Внедрение триодного клапана позволило усилить сигналы, чтобы можно было слышать более удаленные или более слабые станции. Однако практически во всех случаях лампа использовалась в качестве аудиоусилителя из-за проблем со стабильностью этих ранних устройств.

Для достижения достаточного усиления требовалось более одного клапана, а поскольку их стоимость была очень высока, люди искали наиболее эффективное их использование. Один из способов, который оказался очень успешным, был представлен в 1913 году и включал использование положительной обратной связи в виде регенеративного детектора. Это дало значительные улучшения в уровнях усиления, которых можно было достичь.

Эти регенеративные приемники оказались очень успешными. Величину обратной связи можно было отрегулировать до уровня колебаний, и это значительно увеличило усиление и избирательность, позволив этому типу приемника превзойти все другие формы.

События Первой мировой войны

С началом Первой мировой войны появился большой импульс для дальнейшего развития беспроводных технологий. Обе стороны конфликта признали преимущества, которые он может принести, как с точки зрения улучшения связи, так и с точки зрения разведки. Одной из первых областей, на которой была сосредоточена деятельность по разработке, был сам клапан. В эти первые дни термоэлектронной технологии их производительность была плохой. Им не хватало усиления, особенно на высоких частотах, и они были склонны к колебаниям, когда использовались на частотах выше нескольких килогерц.

Первоначально считалось, что небольшое количество газа в оболочке является ключом к их работе. Однако американец по имени Ленгмюр опроверг это, и в результате были представлены полностью вакуумированные «жесткие» клапаны нового поколения. Полная откачка воздуха не только улучшила работу клапанов, но и позволила нанести на нагреватели покрытия для улучшения их выбросов. В старых «мягких» клапанах газы в оболочке загрязняли покрытия, приводя их в негодность.

Другая проблема с клапанами заключалась в их чувствительности к колебаниям. Одной из основных причин этого был уровень емкости между сеткой и анодом. Было предпринято несколько попыток уменьшить это значение. Х. Дж. Раунд предпринял некоторую работу над этим и в 1916 году изготовил несколько клапанов с подключением к сети, выведенным из верхней части оболочки в сторону от подключения анода. Это дало значительное улучшение, но окончательное решение не было принято до 1920-х годов.

Хотя приемник TRF значительно улучшил производительность по сравнению с тем, что было доступно ранее, он по-прежнему не соответствовал потребностям некоторых новых приложений. Чтобы позволить технологии приемника удовлетворить возложенные на нее потребности, начал появляться ряд новых идей.

Одним из них была новая форма приемника прямого преобразования. Здесь внутренний или локальный осциллятор использовался для ударов входящего сигнала для создания звукового сигнала, который можно было усилить с помощью аудиоусилителя. Хотя основной принцип прямого преобразования был известен в течение многих лет, многие считали, что система была расточительна по количеству ламп, поскольку осциллятор и микшер не вносили вклад в усиление набора. Даже в военных кругах это было соображением из-за размера и стоимости клапанов и связанных с ними батарей.

Проблема была решена одним из ведущих британских инженеров по беспроводной связи, человеком по имени Х. Дж. Раунд. Он разработал ресивер, который назвал автодин, в котором одна и та же лампа использовалась как смеситель и генератор. Хотя в наборе использовалось меньше ламп, было сложно оптимизировать схему как для функций смесителя, так и для генератора. Чтобы сделать следующий скачок в технологии приемников, был необходим новый тип набора.

Супергетеродин радиоприемник

С ростом использования беспроводных технологий в различных областях потребность в большей избирательности стала более очевидной.

Crystal не имел ни необходимого усиления, ни необходимой избирательности, а также новой настроенной радиочастоты, наборам TRF не хватало требуемых уровней избирательности, тем более что количество передающих станций росло и возникла потребность для более высоких уровней производительности.

Чтобы бороться с этим, популярность супергетеродинного радио или, если дать ему более короткое название, супергетеродинного радио, возросла, особенно по мере роста числа радиовещательных станций.

После того, как использование суперсетевого радио было установлено, оно стало фактически единственной формой или топологией радио, которое использовалось.

Были разработаны различные формы, включая двойные и даже тройные супергетеродинные радиоприемники, и они имели соответственно высокие уровни производительности.

Потребность в повышенной производительности супергетеродина впервые ощутили в Америке, и к концу 1920-х годов большинство наборов были супергетеродинами. Однако в Европе количество вещательных станций начало расти так быстро позже. Тем не менее к середине 1930-е годы практически все наборы в Европе также работали по принципу супергетеро.

Транзистор радио истории

В конце 1940-х был открыт транзистор. Первоначально устройства не получили широкого распространения из-за их дороговизны и того факта, что клапаны делались меньше и работали лучше. Однако к началу 1960-х на рынке появились портативные транзисторные радиоприемники. Эти радиоприемники идеально подходили для приема вещания в диапазонах длинных и средних волн.

Они были намного меньше своих клапанных аналогов, они были портативными и могли питаться от батареек. Хотя были доступны некоторые портативные приемники с клапанами, батареи для них были дорогими, и их хватило ненадолго. Требования к мощности для транзисторных радиоприемников были намного меньше, в результате чего батареи работали намного дольше и были значительно дешевле.

Хотя транзисторы получили широкое распространение в вещательных устройствах, их внедрение на профессиональном рынке происходило немного медленнее. Производительность первых транзисторов была намного ниже, чем у ламп, и это означало, что спроектировать высокопроизводительные устройства было не так просто.

Тем не менее, по мере улучшения характеристик транзисторов и появления полевых транзисторов полупроводниковая технология вскоре начала догонять ламповую технологию. Особенно это касалось габаритно-весовых характеристик.

Дальнейшее развитие полупроводниковой технологии привело к появлению интегральной схемы. Это позволило технологии радиоприемников продвинуться еще дальше. Тот факт, что интегральные схемы позволяли создавать высокопроизводительные схемы с меньшими затратами, и можно было сэкономить значительное количество места, давал преимущества.

В результате этих разработок могут быть внедрены новые методы. Одним из них был синтезатор частоты, который использовался для генерации сигнала гетеродина для приемника. С помощью синтезатора удалось получить очень точный и стабильный сигнал гетеродина. Кроме того, способность синтезаторов управляться микропроцессорами означала, что можно было ввести много новых возможностей, помимо значительных улучшений производительности, предлагаемых синтезаторами.

21 век

Технологии приемника находятся в стадии разработки. В настоящее время широко распространена цифровая обработка сигналов, при которой многие функции, выполняемые аналоговым каскадом промежуточной частоты, могут выполняться в цифровом виде путем преобразования сигнала в цифровой поток, который обрабатывается математически. Действительно, вводимый новый стандарт цифрового аудиовещания может использоваться только тогда, когда приемник может манипулировать сигналом в цифровом виде.

В то время как современные радиоприемники представляют собой чудеса современной технологии, наполненные маломощными высокопроизводительными интегральными схемами, втиснутыми в наименьшее пространство, основным принципом радио, как правило, является супергетеродин, та же идея, которая была разработана Эдвином Армстронгом еще в 1918.

Больше истории:
Хронология истории радио История радио История любительского радио Когерер Хрустальное радио Магнитный детектор Датчик искры телеграф Морзе История клапана / трубки Изобретение диода с PN-переходом Транзистор Интегральная схема Кристаллы кварца Классические радиоприемники История мобильных телекоммуникаций Старинные мобильные телефоны
    Вернуться в меню «История». . .

В старом радио еще есть жизнь — журнал HackSpace

Радиоволны — это просто электромагнитное излучение, такое же, как свет или излучаемое тепло. Они состоят из электрического и магнитного полей, которые колеблются от одной полярности к другой, а их частота — это количество колебаний, которое происходит в секунду. Например, в Великобритании передатчик BBC Radio 5 Live AM на частоте 909 кГц колеблется между полярностями 909 000 раз в секунду.

Простейший радиопередатчик производит эти колебания в виде электрического сигнала и индуцирует излучение, передавая этот сигнал на антенну.

Излучение распространяется со скоростью света, поэтому расстояние между началом каждого колебания и его концом для данной частоты всегда будет одинаковым. Это называется длиной волны, и большинство конструкций антенн достигают максимальной эффективности за счет согласования их размеров с долей длины волны на выбранной частоте.

Итак, если вы соберете генератор и соедините его с антенной, вы создадите радиопередатчик. Но если бы вы его послушали, то услышали бы только тишину. К нему не применяется ни речь, ни музыка, ни что-либо еще. Чтобы прикрепить некоторую информацию к вашей передаче, вы должны смодулировать эту информацию, и есть много различных способов, которыми это можно сделать, в зависимости от имеющейся информации.

Для аналогового радиовещания вы, вероятно, узнаете две разные схемы модуляции: AM для амплитудной модуляции и FM для частотной модуляции. В AM-передатчике речь или музыка смешиваются с радиочастотным сигналом для получения результата с различной амплитудой, в то время как в FM-передатчике частота радиосигнала изменяется в зависимости от формы волны речи или музыки.

Завершение схемы

Обе формы передачи могут быть получены с относительно простой схемой, но АМ-передатчик может быть сконструирован с минимальным количеством компонентов. Радиоприемник улавливает радиоволны электромагнитного излучения, проходящего через воздух и пространство, в электрический сигнал, который затем усиливает и демодулирует для извлечения такой информации, как речь или музыка. Он должен обладать избирательностью или способностью сводить к одному сигналу на одной частоте среди многих других, которые будут приниматься его антенной, и во всех приемниках, кроме самых простых, он также должен иметь достаточное усиление для усиления любого сигнала. сигналы, которые можно демодулировать.

Имея за плечами более ста лет разработки, конструкции передатчика и приемника могут быть любыми, от очень простых до чрезвычайно сложных, и оставляют множество возможностей для экспериментаторов и домашних строителей. Удивительно, но это не означает, что это только самая старая из конструкций — новейшие программно-определяемые радиостанции предоставили новую перспективу для всех, кто хочет возиться с радио, с помощью бесплатного программного обеспечения, такого как GNU Radio. Стоит взглянуть на некоторые из самых простых радиоприемников, чтобы дать базовое представление о радиотехнологиях. Мы покажем вам простейший из AM-приемников, простой регенеративный FM-приемник и, несмотря на то, что во многих странах работа без лицензии является незаконной, мы также покажем вам передатчик, чтобы проиллюстрировать некоторые технологии.

Самые ранние радиосистемы были разработаны задолго до того, как были изобретены транзисторы или даже лампы или лампы. Их владельцы не могли позволить себе роскошь усиления, поэтому их приемники должны были работать только с доступными им компонентами. Набор кристаллов, названный так потому, что в его самых ранних версиях использовался необработанный кристалл германия, представляет собой простейший из возможных радиоприемников и принимает передачи AM. Он использует минимум деталей и имеет удобный бонус, заключающийся в том, что он не требует никаких батарей, но за счет того, что лучше всего работает только с самыми мощными станциями. Он состоит всего из четырех компонентов: проволочной катушки и настроечного конденсатора, которые вместе составляют настроенную схему для выбора определенной частоты, германиевого диода для восстановления речевого или музыкального сигнала из радиосигнала и хрустального наушника для воспроизведения звуков. слушателю.

Набор кристаллов может быть чрезвычайно простым, но, используя длинный кусок провода в качестве антенны, он может обеспечить удивительно хорошие результаты при очень небольших затратах. Если немного поискать, детали можно найти в ломе электронных устройств, что делает его чрезвычайно дешевым первым радиопроектом.

Если AM и набор кристаллов для вас немного скучны, простые радиоприемники на этом не останавливаются. Регенеративный приемник был одной из первых усовершенствованных конструкций радио, и в нем в качестве усилителя используется один транзистор или лампа, отрегулированная до точки, в которой он почти колеблется. В этот момент его избирательность значительно повышается, что делает его гораздо более чувствительным к конкретной частоте, на которую он настроен. Регенеративные радиоприемники можно заставить работать на многих частотах, включая диапазон FM-вещания, где они, вероятно, являются самым простым способом создания приемника.

Звонок из Лондона##

Вероятно, самый простой передатчик, возможный для большинства читателей, будет из неожиданного источника. Raspberry Pi содержит генератор, предназначенный для подачи тактового сигнала на периферийные устройства, который, как поняли некоторые умные аппаратные хакеры, можно перепрофилировать в маломощный передатчик. Пакет PiFM можно легко загрузить, и, как следует из его названия, он превращает Pi в передатчик FM-вещания. Подсоединив кусок провода к контакту GPIO и запустив его, вы можете передавать на небольшое расстояние, возможно, по всему дому.

Однако, как мы упоминали ранее, использование собственного передатчика без лицензии в большинстве стран является незаконным. Отчасти это связано с бюрократическими причинами, но также и потому, что часть условий лицензии предписывает, чтобы любые передатчики имели хорошую спектральную чистоту (то есть они должны передавать только на одной частоте). Если ваш передатчик также создает помехи вашим местным службам экстренной помощи или управлению воздушным движением, то, очевидно, его нельзя допускать, и именно поэтому правительственные учреждения, такие как OFCOM в Великобритании или FCC в США, имеют группы, обеспечивающие соблюдение техническая сторона лицензионных условий. С крошечным передатчиком, таким как Raspberry Pi, вам может это сойти с рук, но чтобы гарантировать, что он или любой другой передатчик не излучает на других частотах, вам также потребуется фильтр на его выходе.

Фильтр нижних частот (цепочка конденсаторов и катушек индуктивности, рассчитанная на пропускание только частот ниже определенной точки) удаляет все, что выше желаемой частоты.
Вычисление значений компонентов для такого фильтра выходит за рамки этой статьи, но, к счастью, вы можете найти множество свободно доступных программ, таких как пакет моделирования Qucs (hsmag.cc/nuYhkD), который может оказать большую помощь, если вы хотите дизайн один для себя.

Любительский час

Если вы новичок в радио, то, возможно, эта информация дала вам некоторое представление о том, что может быть чрезвычайно интересной и многогранной областью электроники. Вы можете быть счастливы поиграть с простым регенеративным приемником или дешевым программно-определяемым приемником RTL, но если ваш интерес идет дальше, область любительского радио является логическим следующим шагом. В рамках глобального регулирования радиочастотного спектра существует несколько согласованных на международном уровне полос частот, в которых частные экспериментаторы могут получить лицензию на работу с использованием любого передатчика, соответствующего правилам, включая те, которые они изготовили сами. В результате открывается огромный спектр различных радиотехнологий, от спутников до компьютеризированных режимов передачи данных, исследований распространения в атмосфере, телевидения и многого другого.

В разных странах существуют свои способы получения радиолюбительской лицензии, но в большинстве случаев она может быть вашей для сдачи технического экзамена.

В Великобритании вы можете найти дополнительную информацию в RSGB (rsgb.org), а в США в ARRL (arrl.org), но тогда во всех других странах, в свою очередь, будут свои аналогичные организации.
Как бы вы ни экспериментировали с радио, получайте удовольствие и дайте нам знать, что вы строите. Напишите нам в Twitter @HackSpaceMag или напишите по адресу [email protected].

Создание набора кристаллов

Простейшее возможное радио — это набор кристаллов, настроенная схема, соединенная с наушником с высоким импедансом через германиевый диод или сигнальный диод Шоттки. Быстрый поиск в Интернете покажет несколько наборов кристаллических радиоприемников, но эту схему очень легко собрать из частей, которые вы нашли для себя или извлекли из старого лома AM-радио.

Рассматривая каждую деталь по отдельности, если вы не можете найти их в металлоломе AM-радио, вы можете легко купить настроечный конденсатор и ферритовый стержень для антенны у нескольких поставщиков, включая Rapid или Bitsbox. Ваш радиоприемник может предоставить вам готовую намотанную катушку, но если нет, то вы должны намотать 50 витков эмалированного медного провода на ферритовый стержень и закрепить его лентой.

Диод должен быть германиевого типа с точечным контактом, который когда-то был повсеместным, но теперь устарел. Вы найдете их в старых радиоприемниках и телевизорах, но Bitsbox предлагает тип 1N34A, если вам нужно его купить.

Динамик с высоким импедансом, такой как старые телефонные аппараты, армейские излишки наушников или наушник с кристаллом, завершает список компонентов. Хрустальный наушник должен быть доступен у нескольких поставщиков.

FM регенеративный приемник

Для более продвинутых или уверенных в себе конструкторов можно сделать простой FM-приемник всего на двух транзисторах. Это регенеративный приемник, использующий полевой транзистор J310 и биполярный транзистор 2N3904 в качестве аудиоусилителя, который можно построить на макетной плате, если он сделан с осторожностью, чтобы все выводы компонентов были как можно короче. .

Все детали должны быть доступны у большинства поставщиков компонентов — попробуйте либо Bitsbox, либо Rapid, если ничего не получается. Катушка представляет собой семь витков жесткой эмалированной медной проволоки, намотанной на 5-мм каркас, который снимается, чтобы оставить отдельно стоящую катушку с воздушным сердечником. Вам нужно будет соскоблить немного эмали примерно за полтора оборота, чтобы припаять антенный провод длиной 1 м. Если у вас нет эмалированного медного провода, следуйте примеру из нашего прототипа и удалите его из тороидального сетевого дросселя, найденного в неисправном блоке питания ПК ATX.

В использовании это радио немного сложнее, чем те, к которым вы, возможно, привыкли, потому что в дополнение к подстроечному конденсатору, который является регулятором настройки, он имеет переменный резистор 1 кОм, который является регулятором регенерации. Вы должны отрегулировать это до точки, в которой вы слышите шум в наушниках, и настроить радио на станцию. Регенерация может нуждаться в регулировке для каждой станции, и если вы сможете найти пластиковую отвертку для настройки, вы обнаружите, что она не отключается во время регулировки. С помощью некоторых триммеров вы можете изготовить инструмент для настройки из спички. 901:34 Наш прототип смог таким образом принимать несколько сильных местных FM-станций. Возможно, оно работает не так хорошо, как коммерческое радио, но благодаря своей простоте оно делает весьма впечатляющую работу.

Гармоники и фильтры нижних частот

Передатчик, способный воспроизводить чистую синусоидальную волну, теоретически должен излучать только одну частоту. К сожалению, создать такой совершенный передатчик практически невозможно, и неизбежно любое реальное устройство будет производить элемент искажения. Это искажение проявляется в виде паразитных частот, кратных исходным, называемых гармониками. Передатчик, производящий прямоугольные волны, например генератор тактовых импульсов Raspberry Pi, будет содержать значительную долю этих гармоник, достаточную для того, чтобы создавать помехи для радиопользователей на других частотах.

Таким образом, все передатчики будут содержать фильтр нижних частот той или иной формы, предназначенный для пропускания только частот ниже определенной точки. Фильтр нижних частот представляет собой сеть катушек индуктивности и конденсаторов, рассчитанных на определенную частоту среза. На рисунке показана схема, рассчитанная пакетом моделирования цепей Qucs для фильтра с частотой среза 120 МГц. Значения компонентов рассчитываются программным обеспечением; реальная версия этого фильтра будет использовать самые близкие доступные готовые значения.

Программно-определяемое радио по дешевке

Радиостанции, описанные до сих пор, уходят своими корнями в гораздо более раннюю эпоху экспериментов с радио. Передний край искусства радиоинженера лежит в программно-определяемом радио, или SDR, в котором аппаратное обеспечение просто оцифровывает часть радиочастотного спектра в компьютер, а вся работа по обработке сигнала выполняется в программном обеспечении.