Схема радиоприемника: принцип работы и основные компоненты

Основные элементы схемы:

• Антенна — для приема радиосигналов
• L — катушка индуктивности
• C — конденсатор переменной емкости
• VD — полупроводниковый диод-детектор
• Наушники — для воспроизведения звука

Катушка L и конденсатор C образуют колебательный контур. Изменяя емкость C, настраивают приемник на нужную частоту. Диод VD выполняет детектирование сигнала. Выделенный звуковой сигнал воспроизводится наушниками.

Преимущества и недостатки детекторного приемника

Детекторный приемник имеет ряд преимуществ:

• Простота конструкции
• Отсутствие источника питания
• Высокая надежность
• Низкая стоимость

Однако у него есть и существенные недостатки:

• Низкая чувствительность
• Отсутствие усиления сигнала
• Слабая избирательность
• Необходимость использования наушников

Эти недостатки ограничивают применение детекторных приемников, но они остаются популярными среди радиолюбителей для изучения основ радиотехники.

Усовершенствование схемы простейшего радиоприемника

Для улучшения характеристик простейшего приемника можно внести в его схему ряд усовершенствований:

1. Добавить усилитель высокой частоты перед детектором для повышения чувствительности
2. Использовать несколько колебательных контуров для улучшения избирательности
3. Применить усилитель низкой частоты после детектора для увеличения громкости
4. Заменить диодный детектор на более эффективный транзисторный
5. Добавить систему автоматической регулировки усиления (АРУ)

Эти меры позволят значительно улучшить качество приема, но сделают конструкцию приемника более сложной.

Заключение: принцип работы радиоприемника

Итак, принцип работы радиоприемника можно кратко описать следующим образом:

1. Антенна принимает электромагнитные волны и преобразует их в электрические колебания
2. Колебательный контур выделяет сигнал нужной частоты
3. Детектор выделяет из модулированного сигнала звуковую составляющую
4. Усилитель низкой частоты (при наличии) усиливает звуковой сигнал
5. Громкоговоритель или наушники преобразуют электрические колебания в звук

Понимание этих базовых принципов позволяет разобраться в работе как простейших, так и более сложных радиоприемников.

Схема простейшего радиоприемника

Подробности

Категория: Радиоприемники

Представленная схема простейшего радиоприемника собиралась многими начинающими радиолюбителями. Принцип действия такого приемника основан на преобразовании радиоволн в электрические сигналы. Эти электрические сигналы улавливаются радиоприемником и далее преобразуются в звуковые. Конечно, качество звука и стабильность сигнала будут не лучшего уровня, но для того чтобы понять азы радиоэлектроники ее имеет смысл собрать. 

Схема радиоприемника

Схема имеет минимум деталей

1. транзистора, необходимого для усиления звуковой частоты;
2. динамика;
3. катушки индуктивности, необходимой для колебательного контура;
4. переменной емкости для настройки на определенную радиостанцию;
5. резистора или сопротивления, необходимого для выбора рабочей точки транзистора (говоря простым языком для того чтобы наш транзистор работал правильно и хорошо и не перегревался)
6. антенны;
7. источника питания;

Антенна радиоприемника

Для антенны отлично подойдет медная проволока длиной порядка 4 метров. В свое время когда собирал свой первый радиоприемник я натягивал проволку у себя в комнате. Антенна должна крепиться на изоляторах, и не в коем случае иметь контакт с землей.

Радиоволны разных частот, наводят в антенне электрические сигналы разных частот и с многих радиостанций. Величина этих электрических сигналов очень мала порядка микровольт. Естественно такой слабый сигнал не способен вызвать колебания диафрагмы динамика. Поэтому его необходимо значительно усилить.

Колебательный контур приемника

Но прежде чем подать его на усиление  необходимо выбрать какой именно сигнал нам нужен.  Эту функцию берет на себя колебательный контур, который состоит  из параллельно соединенных катушки и конденсатора. Этот контур настроен на определенную частоту и способен из электрического хаоса, поступающего с антенны выбрать электрический сигнал нужной нам радиостанции. Для изготовления катушки я использовал ферритовый стержень диаметром порядка 8 мм и длиной около 9 см, на него вплотную наматывал катушку, виток к витку, чтобы намотка была плотной.

Выделенный в контуре сигнал имеет не совсем правильную форму. Такой сигнал амплитудно модулированный, т.е. амплитуда сигнала определенной частоты изменяется в такт со звуковой частотой. Детектирование сигнала автоматически происходит в транзисторе. Последним звеном схемы простейшего радиоприемника является транзистор необходимого для усиления и последующей подачи сигнала на динамик.

Катушка радиоприемника

Для изготовлении катушки индуктивности. Нам понадобится ферритовый стержень. Такой стержень можно купить в любом магазине радиоэлектроники. Или вытащить из сломанного FM радиоприемника. На этот стержень нам необходимо сделать 30-100 витков медного провода с диаметром 0.2-0.3 мм.

Усиление сигнала 

Для настройки режима работы транзистора нашего простейшего радиоприемника подключен подстроечный резистор R1. Изменяя его сопротивление можно менять ток протекающий через биполярный транзистор, а соответственно и усиление сигнала.

Добавить комментарий

Схемы Радиоприемников — Паятель.Ру — Все электронные схемы

Радиочастотные схемы

Добавлено 24 июня 2019 в 11:57

Сохранить или поделиться

Основными компонентами детекторного радиоприемника являются система антенны и земли, система параллельного контура, пиковый детектор и наушники. Смотрите рисунок выше (a). Антенна принимает передаваемые радиосигналы (b), которые поступают на землю через другие компоненты. Комбинация C1 и L1 формирует резонансный контур, называемый параллельным контуром. Его назначение – выделение одного из множества доступных радиосигналов. Переменный конденсатор C1 позволяет производить настройку на различные сигналы. Диод пропускает положительные полуволны радиосигнала, удаляя отрицательные полупериоды (c). C2 рассчитан на отфильтровывание радиочастот от огибающей РЧ сигнала (c) и передачу звуковых частот на наушники. Обратите внимание, что для детекторного радиоприемника источник питания не требуется. Германиевый диод, имеющий более низкое прямое падение напряжения, обеспечивает большую чувствительность, по сравнению с кремниевым диодом.

Хотя выше показаны электромагнитные наушники 2000 Ом, керамические наушники, иногда называемые детекторными наушниками, более чувствительны. Керамические наушники подходят для всех радиосигналов, кроме самых мощных.

Схема на рисунке ниже дает более мощный выходной сигнал, по сравнению с детекторным приемником. Поскольку транзистор не смещен в линейную область (нет резистора смещения базы), он пропускает только положительные полупериоды входного высокочастотного сигнала, детектируя амплитудную модуляцию. Преимуществом транзисторного детекторного приемника является усиление, дополняющее детектирование. Эта более мощная схема может легко запитывать электромагнитные наушники 2000 Ом. Обратите внимание, что транзистор – германиевый, PNP. Он, возможно, более чувствителен из-за более низкого напряжения V_БЭ 0,2 В, по сравнению с кремниевым. Однако кремниевый транзистор всё равно должен будет работать. Для кремниевых NPN устройств потребуется противоположная полярность батареи.

Наушники 2000 Ом больше широко не доступны. Однако наушники с низким импедансом, обычно используемые с портативным аудиооборудованием, могут их заменить, если будут использоваться с аудиотрансформатором. Подробности смотрите в томе 6 «Эксперименты» → «Цепи переменного тока» → «Чувствительный аудиодетектор».

Схема на рисунке ниже добавляет к детекторному приемнику аудиоусилитель для получения большей громкости в наушниках. В оригинальной схеме использовался германиевый диод и транзистор. Диод Шоттки может заменить германиевый диод. Кремниевый транзистор может использоваться, если резистор смещения базы будет изменен согласно таблице.

Схема на рисунке ниже представляет собой АМ радиоприемник на микросхеме, содержащей в себе все активные радиочастотные схемы. Все конденсаторы и катушки индуктивности, а также несколько резисторов являются внешними элементами по отношению к микросхеме. Переменный конденсатор 320 пФ настраивает гетеродин на частоту на 455 кГц выше входного радиочастотного сигнала. Частоты РЧ сигнала и гетеродина смешиваются, создавая сумму и разность этих двух частот, на выводе 15. Внешний керамический фильтр 455 кГц между выводами 15 и 12 выделяет разностную частоту 455 кГц. Большая часть усиления находится в усилителе промежуточной частоты (ПЧ) между выводами 12 и 7. Диод на выводе 7 восстанавливает звук из ПЧ. Сигнал автоматической регулировки усиления выделяется, фильтруется до постоянного напряжения и подается обратно на вывод 9.

На рисунке ниже показана обычная механическая настройка (a) входного радиочастотного приемника и гетеродина и настройка с помощью варикапа (b). Соединенные пластины сдвоенного переменного конденсатора образуют довольно громоздкий компонент. Экономически выгоднее заменить его на настроечные варикапы. Увеличение обратного смещения V_настр уменьшает емкость, что увеличивает частоту. V_настр может изменяться с помощью потенциометра.

На рисунке ниже показано еще меньшее количество компонентов АМ радиоприемника. Инженеры Sony включили полосовой фильтр промежуточной частоты (ПЧ) в 8-выводную микросхему. Это позволяет исключить использование внешних трансформаторов ПЧ и керамического фильтра ПЧ. Для радиочастотного входа и гетеродина всё еще требуются LC компоненты настройки. Тем не менее, переменные конденсаторы могут быть заменены настроечными варикапами.

На рисунке ниже показан FM радиоприемник на базе микросхемы TDA7021T от NXP Wireless с небольшим количеством внешних компонентов. Громоздкие внешние трансформаторы фильтра ПЧ были заменены RC фильтрами. Резисторы встроенные, конденсаторы внешние. Эта схема была упрощена с рисунка 5 технического описания NXP. Полные схемы смотрите на рисунках 5 или 8 технического описания. Простая схема настройки взята с рисунка 5 технического описания. На рисунке 8 показано более сложное приемное устройство. Рисунок 8 технического описания демонстрирует стереофонический FM радиоприемник с усилителем звука для запитывания динамика.

Упрощенный FM радиоприемник, изображенный на рисунке выше, рекомендуется для сборки. Для катушки индуктивности 56 нГн необходимо намотать 8 витков неизолированного провода 22 AWG на сверло или другой стержень диаметром 0,125 дюйма. Удалить этот стержень и растянуть получившуюся катушку до длины 0,6 дюйма. Конденсатор настройки может представлять собой миниатюрный подстроечный конденсатор.

На рисунке ниже приведен пример РЧ усилителя с общей базой. Эта схема очень наглядна из-за отсутствия схемы смещения. Поскольку смещения нет, это усилитель класса C. Транзистор пропускает менее 180° входного сигнала, потому что для 180° класса B потребуется смещение не менее 0,7 В. Схема с общей базой, по сравнению со схемой с общим эмиттером, имеет более высокий коэффициент усиления по мощности на высоких частотах. Это усилитель мощности (0,75 Вт). Входные и выходные П-цепи согласуют эмиттер и коллектор, соответственно, с входным и выходным коаксиальными разъемами 50 Ом. Выходная П-цепь также помогает отфильтровывать гармоники, генерируемые усилителем класса C. Хотя по современным стандартам излучения сигналов, вероятно, потребуется больше звеньев.

Пример РЧ усилителя с общей базой с высоким коэффициентом усиления показан на рисунке ниже. Схема с общей базой может работать на более высоких частотах, по сравнению с другими вариантами схем. Эта схема является схемой с общей базой, поскольку базы транзисторов по переменному току соединены с землей конденсаторами 1000 пФ. Конденсаторы необходимы (в отличие от класса C на предыдущем рисунке), чтобы делитель напряжения 1кОм/4кОм мог смещать базу транзистора для работы в классе A. Резисторы 500 Ом являются резисторами смещения эмиттера. Они стабилизируют ток коллектора. Резисторы 850 Ом являются нагрузками коллектора по постоянному току. Трехкаскадный усилитель обеспечивает общее усиление 38 дБ на частоте 100 МГц с шириной полосы 9 МГц.

Каскодный усилитель имеет широкую полосу, как и усилитель с общей базой, и умеренно высокий входной импеданс, такой как схема с общим эмиттером. Смещение для этого каскодного усилителя (рисунок ниже) разработано в примере задачи в главе 4.

Данная схема (рисунок выше) моделируется в разделе «Каскодный усилитель» главы 4 «Биполярные транзисторы». Для лучшей работы на высоких частотах используйте ВЧ и СВЧ транзисторы.

PIN диоды на рисунке 14 включены в схему П-аттенюатора. PIN диоды, включенные последовательно, но в противоположных направлениях, устраняют некоторые гармонические искажения, по сравнению с одиночными диодами. Фиксированный источник 1,25 В смещает в прямом направлении параллельные диоды, которые не только проводят постоянный ток от земли через резисторы, но также проводят РЧ сигнал на землю через конденсаторы под диодами. Управляющее напряжение V_упр по мере увеличения увеличивает ток через параллельные диоды. Это уменьшает сопротивление и затухание, пропуская больше РЧ сигнала от входа к выходу. При V_упр = 5 В затухание составляет около 3 дБ. При V_упр = 1 В затухание составляет 40 дБ с плоской амплитудно-частотной характеристикой до 2 ГГц. При V_упр = 0,5 В затухание составляет 80 дБ на частоте 10 МГц. Однако амплитудно-частотная характеристика при этом изменяется слишком сильно, чтобы использовать этот аттенюатор.

Оригинал статьи:

Теги

Сохранить или поделиться

Как собирать радиоприемник снуля, схема простейшого радиоприемника

Сборка транзисторных приемников должна производиться в определенной последовательности, позволяющей быстрее и лучше выполнить указанную работу.

Принципиальная схема

Рис. 1. Схема простого самодельного приемника на германиевом транзисторе П401.

Этот вопрос для наглядности рассматривается на конкретной практической схеме простого приемника, приведенной на рисунке выше.

Подбор и изготовление деталей

Ознакомившись с выбранной схемой, необходимо сделать подробный список требующихся стандартных радиодеталей. В нем следует сделать также и соответствующие пометки о возможных допусках или замене одних деталей другими.

Эти простые подготовительные операции весьма полезны начинающим радиолюбителям, так как они помогают быстрее произвести подбор деталей.

Подобрав требующиеся стандартные детали, приступают к изготовлению самодельных. Для рассматриваемой схемы необходимо намотать антенные катушки и катушки высокочастотного трансформатора.

Первые выполняют на ферритовом сердечнике длиной около 100 мм и диаметром 7— 9 мм, а вторые на ферритовом кольце с наружным диаметром 7— 10 мм.

Катушка II должна содержать 120— 130 витков (средневолновый диапазон), L2 —  8-10 витков провода ПЭЛ или ПЭВ 0,12— 0,2, катушки L3— 75-80 витков и L4 — 150-180 витков провода ПЭЛ или ПЭВ 0,08— 0,1.

После этого приступают к предварительной сборке схемы.

Макетирование и налаживание

Хотя здесь и превелден почти самый простейший радиоприемник но все же собираемую впервые схему целесообразно предварительно выполнить на рабочем макете.

Монтажной платой в этом случае может служить вспомогательная панель, изготовленная из куска плотного картона, фанеры, гетинакса или любого другого изоляционного материала.

Монтаж радиодеталей производят между двумя токонесущими шинками (рис. 2), сделанными из медного луженого провода диаметром около 1 мм.

В процессе сборки макета облегчается понимание принципиальной схемы и она легко запоминается. При выполнении монтажа не следует укорачивать выводы стандартных деталей, так как может потребоваться замена их при налаживании.

Перед налаживанием и включением батареи питания необходимо обязательно тщательно проверить все сделанные соединения и особенно распайку выводов транзисторов.

Затем приступают к налаживанию Сначала, воспользовавшись рекомендациями, данными в описании схемы, устанавливают рекомендованные режимы работы транзисторов по постоянному току.

В нашем случае следует измерить миллиамперметром ток коллектора транзистора. В случае необходимости можно изменить коллекторный ток транзистора Т1 в некоторых пределах.

Делается это путем подбора величины сопротивления R1 включенного в цепи смещения. Обычно элементы, используемые для регулировки, либо указываются в описании, либо отмечаются на принципиальной схеме звездочками.

Подобрав рекомендуемый режим, проверяют работоспособность приемника. Если сигнал очень слаб, то можно временно воспользоваться наружной антенной и заземлением и попытаться снова уточнить правильность ранее выбранного режима.

Рис. 2. Рабочий макет схемы приемника.

В нашем случае наружную антенну и заземление присоединяют к гнездам «А» и «3».

В процессе макетирования можно проверить непосредственно в работе имеющиеся в распоряжении аналогичные детали, попробовать установить электрическое взаимодействие различных деталей друг с другом. Добившись желаемых результатов, переходят к следующему этапу работы.

Определение площади, занимаемой деталями

Приведенный подзаголовок можно расшифровать и по-другому: определение размеров монтажной платы будущего приемника. Это графическая работа, причем весьма необходимая, позволяющая избежать многих ошибок при окончательной сборке смакетированной схемы на основной монтажной плате.

Выполняют ее на миллиметровой или обычной ученической бумаге в клеточку.

На бумагу наносят проекции сечений всех применяемых деталей, которые будут установлены на монтажной плате приемника, делая это в увеличенном масштабе или в натуральную величину (рис. 3).

При этом необходимо учитывать, что установка деталей на плате может выполняться в двух возможных вариантах.

Рис. 3. Чертеж, позволяющий определить площадь, занимаемую деталями приемника.

В первом случае, когда общее заполнение объема футляра принципиальной роли не играет, детали размещают в горизонтальной плоскости. Во втором, когда с целью уменьшения общих габаритов конструкции стремятся заполнить возможно большую часть объема, детали располагают в нескольких вертикальных плоскостях.

Определив площадь, занимаемую деталями, устанавливают размеры монтажной платы будущего приемника. На рис. 5 хорошо видно, что для рассматриваемого случая требуется плата с размерами 7X10 см.

Правда, на плате остается некоторое свободное место, но это необходимо для осуществления более свободной компоновки деталей Последующий этап проводимой работы также графический.

Компоновка деталей на монтажной плате и составление схемы монтажных соединений

Эта работа сводится к следующему. На листе бумаги размерами с монтажную плату графическим способом производят компоновку всех нужных деталей (для упрощения можно воспользоваться схемными обозначениями, рис. 4).

Рис. 4. Чертеж компоновки и соединения деталей приемника на монтажной плате.

Компоновку выполняют с учетом особенностей той или иной схемы, которые всегда можно заранее выяснить при макетировании. Например при макетировании рассматриваемой схемы можно заметить, что слишком близкое расстояние между высокочастотным трансформатором и магнитной антенной приведет к самовозбуждению схемы, поэтому эти детали при компоновке не следует располагать рядом.

Размещая детали, следует стремиться создавать такую компоновку, при которой все монтажные соединения будут возможно более короткими.

Закончив размещение, определяют опорные точки монтажа и приступают к составлению схемы монтажных соединений дета пей друг с другом. На рис 6 эти соединения показаны пунктирными линиями.

После этого, ориентируясь по рисунку, изготавливают монтажную плату и переносят на нее детали с проверенного рабочего макета. После распайки всех соединений остается поместить приемник в футляр, еще раз проверить его в работе и, если нужно, подстроить высокочастотную часть.

М. Румянцев — 50 схем карманных приемников.

Блок-схемы радиоприемников

Устройство и особенности конструкции радиоприемника можно показать по схемам. Различают три вида схем приемников: принципиальную, монтажную и блок-схему.

Принципиальная схема показывает все элементы приемника в их условном обозначении и взаимосвязи. По принципиальной схеме можно проследить весь путь сигнала от антенны до громкоговорителя и судить о сложности и особенностях конструкции данного приемника.

Монтажная схема служит для правильного размещения отдельных элементов и узлов на шасси приемника. Она улучшает компоновку и сборку приемника, облегчает отыскание неисправного или вышедшего из строя элемента и т. п.

Блок-схема показывает основные функциональные узлы (блоки) приемника и последовательность их соединения. По ней можно судить о типе и сложности приемника. Блок-схема облегчает изучение устройства радиоприемной аппаратуры и характера изменения сигнала при прохождении его от одного функционального блока к другому.

Принципиально радиовещательные приемники могут быть построены по трем различным схемам: по схеме прямого усиления, супергетеродинной схеме без УКВ диапазона, по супергетеродинной схеме с УКВ диапазоном.

Блок-схема прямого усиления включает следующие основные функциональные узлы: антенну, входное избирательное устройство (ВИУ), усилитель высокой частоты (УВЧ), детектор (Д), усилитель низкой (звуковой) частоты (УНЧ), громкоговоритель и источник питания.

Рис.6Блок-схема приемника прямого усиления.

Работа приемника прямого усиления сводится к следующему. Радиоволна, проходя мимо антенны приемника, возбуждает в ней электрические колебания высокой частоты. Назначение приемной антенны сводится, следовательно, к преобразованию электромагнитных колебаний в электрические, которые для радиоприемника являются входным сигналом. На антенну приемника в один и тот же момент могут воздействовать радио-волны от сотен передающих станций, отличающихся по несущей частоте. Благодаря избирательности радиоприемник усиливает токи, соответствующие только одной определенной радиостанции, на частоту которой он настроен. Признаком, по которому осуществляется выбор станции, является длина волны, а решается эта задача с помощью так называемых колебательных контуров, представляющих собой замкнутую цепь, состоящую из катушки индуктивности (L) и конденсатора (С). Чем больше индуктивность и емкость, тем больше период свободных колебаний контура и тем меньше их частота

Чтобы из всех колебаний, поступающих на антенну, выделить только те, которые нужно принимать в данное время, пользуются явлением резонанса. Для этого, присоединив к антенне колебательный контур, настраивают его точно на частоту колебаний нужной станции. Благодаря явлению резонанса напряжение на контуре, создаваемое радиоволнами выбранной радиостанции, будет гораздо больше, чем напряжения, создаваемые радиоволнами других радиостанций, частоты которых отличаются от собственной частоты контура. Выделенный входным избирательным устройством (ВИУ) сигнал подается в блок усилителя высокой частоты (УВЧ-триод, пентод или транзистор), а затем на детектор (Д).

Детектор служит для разделения модулированного сигнала на его составляющие. В качестве детекторов используют электронные и полупроводниковые диоды. Принцип действия диодного детектора основан на свойствах электронных ламп и р—n-перехода в полупроводниковых приборах пропускать ток в одном направлении.

Выделенный на детекторе электрический сигнал звуковой частоты усиливается в блоке УНЧ (лучевой тетрод или транзистор) и подается на громкоговоритель.

Рис.7Блок-схема супергетеродина.

Приемникам прямого усиления свойственны многие недостатки, важнейшими из которых являются низкая чувствительность и плохая избирательность. Поэтому в настоящее время их выпускают в ограниченном количестве («Рубин-2», «Микрон»).

Блок-схема супергетеродинного приемника без УКВ диапазона отличается тем, что имеет генератор высокочастотных колебаний, используемый для преобразования частоты принятого сигнала в промежуточную.

Гетеродин представляет собой маломощный генератор высокой частоты, состоящий из колебательного контура и усилительной лампы (или транзистора).

Работа радиоприемника супергетеродинного типа сводится к следующим основным процессам. Принятый антенной и выделенный входным контуром полезный сигнал с частотой F_c подвергается усилению по высокой частоте (блок УВЧ). Усиленный сигнал подается в блок преобразования частот (ПЧ), куда одновременно поступает сигнал от генератора с частотой F_F. Под влиянием двух напряжений, действующих на преобразователь, с него снимается одна разностная частота, называемая промежуточной.

F_np = F_c — F_г или F_np = F_г — F_c.

Благодаря согласованию настроек входного контура (ВИУ) и контура гетеродина промежуточная частота всегда постоянна, т. е. F_np = const.

После выделения промежуточной частоты следует ее усиление (УПЧ), детектирование (Д), усиление по звуковой частоте (УНЧ) и преобразование электрических сигналов в звуковые с помощью громкоговорителя.

Основными преимуществами приемников супергетеродинного типа являются: высокая чувствительность и избирательность в широком диапазоне частот, значительное усиление сигнала, широкая полоса пропускания частот.

Блок-схема супергетеродинного приемника с УКВ диапазоном отличается от вышерассмотренного супергетеродинного приемника наличием блоков УКВ и частотного детектора (ДЧМ). Вещание на УКВ диапазоне осуществляется с применением частотной модуляции.

Для более качественного приема входные цепи, усилитель высокой частоты и преобразователь частоты УКВ диапазона принято выполнять в виде отдельного блока.

Качество воспроизведения звука на УКВ диапазоне самое высокое по сравнению с ДВ, СВ и КВ. Это объясняется тем, что на этом диапазоне проявляется максимальная чувствительность и избирательность приемника. Большинство индустриальных помех не действует на УКВ прием, так как имеет амплитудный характер.

Простейшая схема | Техника радиоприёма

Для внесения ясности в вопрос о возможности питания приемника свободной энергией обратимся к схеме простейшего приемника такого рода (рис. 3.19) и посмотрим, что же получается на его нагрузке. Пусть контур, образованный емкостью антенны WA1 и индуктивностью катушки L1, настроен на частоту AM сигнала (см. осциллограмму слева), детектор на диоде VD1 согласован подбором отвода катушки, блокировочный конденсатор С1 сгладил высокочастотные пульсации, и на нагрузке R1 появилось напряжение U. Через нагрузку потечет постоянный ток I = U / R1 и выделится мощность Р_пост = UI. Все это в режиме несущей, без модуляции.

При модуляции с коэффициентом m на нагрузке появится еще и переменное напряжение ЗЧ с амплитудой mU и потечет переменный ток с амплитудой ml. Мощность переменной составляющей будет P_nep = mUml / 2 = Р_пост m² / 2. Как видим, отношение мощности переменного тока ЗЧ к мощности постоянного в нагрузке окажется m² / 2. Но создает звук только мощность переменного тока ЗЧ, в то время как мощность постоянного пропадает в нагрузке напрасно.

Такая потеря весьма ощутима. Чтобы избежать перемодуляции на пиках сигнала ЗЧ, на радиостанциях устанавливают коэффициент модуляции порядка 0,3 (30%), и эта норма вошла даже в ГОСТы. За счет продолжительных тихих звуков и пауз средний коэффициент модуляции получается еще меньше. Но даже при m = 0,3 мощность переменной компоненты оказывается равной всего 4,5% от мощности постоянной составляющей. Если мощность постоянного тока использовать для усиления сигнала ЗЧ да еще с хорошим КПД, то теоретически выходную мощность громкоговорящего детекторного приемника можно увеличить в 20 раз. Таким образом, детекторный приемник с усилителем просто обязан дать выигрыш в громкости.

Схема его настолько проста, что воспроизведем ее полностью (рис. 3.20). Входной контур образован емкостью антенны WA1 и индуктивностью катушки L1. Конденсатор С1 служит для более точной настройки на частоту мощной местной станции. Его емкость, так же как число витков катушки и положение отвода, подбираются до получения максимального продетектированного сигнала на блокировочном конденсаторе С2.

Постоянная составляющая продетектированного сигнала служит напряжением питания, а переменная — через разделительный конденсатор СЗ поступает на базу транзистора VT1 для усиления. Трансформированное сопротивление громкоговорителя в коллекторной цепи должно составлять около 8 кОм. Смещение на базу транзистора не подается, поскольку старинные германиевые транзисторы при малых токах хорошо работают и без смещения, за счет начального тока коллектора. Рекомендуемые замены диод — любой германиевый из серий Д2, Д9, Д18, Д20, транзистор — П16, МП39 — МП42 с любым буквенным индексом.

Как показала экспериментальная проверка, приемник работает неплохо и дает заметное увеличение громкости по сравнению с детекторным. Цепочка смещения R1C4 совершенно не нужна, и эмиттер транзистора просто соединяется с общим проводом. Если начальный ток коллектора недостаточен, разделительный конденсатор СЗ следует зашунтировать резистором с сопротивлением 0,5-2,7 МОм. Трансформатор — любой выходной от лампового радиоприемника или телевизора, или даже от трансляционной радиоточки.

Читать дальше — Усовершенствование простейшей схемы

Детекторный AM-приемник: теория и практика

Существует много различных схем радиоприемников. В современной электронике нередко используется супергетеродинный приемник с несколькими преобразованиями сигнала в сигнал промежуточной частоты (ПЧ). Также бывают, например, радиоприемники прямого преобразования и регенеративные приемники. Но, будучи начинающим радиолюбителем, я решил начать изучение приемников с наиболее простой схемы — детекторного приемника.

Теория

Так выглядит схема простейшего детекторного AM-приемника:

Антенна подключается к разъему J1. L1 и C1 представляют собой уже знакомый нам полосно-пропускающий фильтр. С его помощью производится настройка на интересующую частоту и подавление всех остальных частот. Германиевый диод D1 работает, как выпрямитель. В былые времена вместо диодов использовались кристаллические детекторы (crystal detector). Отсюда схема и получила свое название, детекторный приемник (crystal radio).

Далее с диода сигнал поступает на резистор R1 и пьезоэлектрические наушники, подключаемые к разъему J2. Пьезоэлектрические наушники обладают очень высоким сопротивлением (мегаомы), а также обладают емкостью (десятки-сотни пикофарад). Вместе вся конструкция работает, как фильтр нижних частот. То есть, она пропускает нижние частоты, коими на выходе диода является интересующий нас звуковой сигнал, и отрезает высокочастотную составляющую. R1 типично используют номиналом 22-82 кОм.

Вместо пьезоэлектрических наушников также допускается использовать высокоомные электромагнитные наушники. Такие наушники имеют сравнительно низкое сопротивление (килоомы) и не проявляют емкостных свойств. Поэтому при их использовании резистор R1 заменяют на конденсатор номиналом 500-2000 пФ. В итоге схема получается аналогичной. Стоит отметить, что электромагнитные наушники в наше время стоят заметно дороже пьезоэлектрических.

Можно заметить, что схема не имеет какого-либо питания. Для работы ей достаточно энергии самих электромагнитных волн. Но чтобы фокус удался, в схеме обязательно должен использоваться германиевый диод 1N34 или аналогичный, а также высокоомные наушники. Обычные низкоомные наушники не годятся, потому что приемнику не хватит энергии их раскачать. В более сложных вариантах детекторного приемника могут применяться транзисторные усилители (соответственно, нужно питание), каскады из нескольких фильтров, и так далее. Однако в рамках этой статьи будет рассмотрена только базовая схема.

Примечание: Тема германиевых диодов и российских аналогов 1N34 ранее поднималась в заметке Собираем индикатор напряженности поля.

Практика

Было решено изготовить детекторный приемник на интервал частот где-то от 7 до 8 МГц. Во-первых, в этот интервал попадает радиолюбительский диапазон 40 метров (7.0-7.2 МГц), и у меня есть на него несколько неплохих антенн. Во-вторых, в интервале 7.2-7.45 МГц находится широковещательный диапазон 41 метр. По опыту работы в эфире мне известно, что ночью на нем много мощных AM-станций, проходящих с уровнем S9+30 и выше.

Вот что у меня получилось в итоге:

Можно заметить, что схема несколько раз перепаивалась и переклеивалась. Связано это с тем, что вообще-то детекторные приемники довольно капризны. Как результат, было проведено немало времени за экспериментами с различными катушками и конденсаторами. Ниже описан наилучший вариант, который мне удалось получить.

Я использовал переменный конденсатор на 12-365 пФ и катушку индуктивности на ~7.3 мкГн с 12-ю отводами. Последняя, как обычно, была рассчитана при помощи coil32.ru. В качестве каркаса был использован кусок трубы ПВХ диаметром 16 мм. Намотка производилась эмалированным проводом толщиной 0.6 мм. Сначала (начиная от земли) я сделал 3 витка и первый отвод. Затем по отводу через каждые 2 витка. Таким образом, на 6-м отводе (13-ый виток) катушка имеет индуктивность около 3 мкГн, при которой приемник должен без проблем попадать в интересующий интервал частот:

>>> from math import pi,sqrt
>>> L = 3/1000/1000
>>> C = 130/1000/1000/1000/1000
>>> 1/(2*pi*sqrt(L*C))
8059123.816756153
>>> C = 170/1000/1000/1000/1000
>>> 1/(2*pi*sqrt(L*C))
7047499.335473463

В цепи всегда присутствуют паразитная емкость и другие нежелательные эффекты, индуктивность катушки редко идеально совпадает с расчетной, и так далее. Поэтому нужен некоторый запас по емкости и большое число отводов у катушки, чтобы иметь неплохие шансы все эти эффекты скомпенсировать.

Пьезоэлектрический динамик как на фото можно найти на eBay по запросам вроде «crystal earphone» или «piezoelectric earphone». Его цена вместе с доставкой составляет не более 10$. Прочие компоненты и их номиналы были описаны выше по тексту.

Полученные результаты

Начнем с чего-нибудь попроще. Подключим к приемнику телескопическую штыревую антеннку длиной около полуметра. С ее помощью можно уверено принимать сигнал в AM или CW, передаваемый с мощностью 5 Вт при помощи собственного трансивера на находящуюся неподалеку КВ-антенну. Неэффективная приемная антенна использована намеренно, для аттенюации сигнала. В итоге эксперимент более-менее аналогичен приему на эффективную полноразмерную антенну реальной AM-станции, передающей сигнал с мощностью, измеряемой киловаттами. При кручении ручек приемника сигнал исчезает. Выглядит так, как если бы полосно-пропускающий фильтр работал должным образом.

Затем я попробовал принять сигнал от трансивера на полноразмерную КВ-антенну, установленную от передающей антенны на расстоянии около 20 метров. В итоге даже сигнал с минимальным уровнем 5 Вт оказался слишком сильным. Приемник слышит его практически при любом положении ручек, а динамик довольно быстро залипает и перестает передавать звук. В моем случае, спустя несколько минут он отлипал обратно. Но вообще, много раз повторять такой эксперимент я бы не советовал.

Наконец, попробуем принять какую-нибудь широковещательную AM-станцию. Тут есть пара тонкостей.

Первая состоит в том, что приемник имеет не очень понятно какой импеданс. Если подключить к нему 50-иомный коаксиальный кабель, идущий к согласованной антенне, то шансы принять какую-либо станцию будут не велики. Большая часть принятой энергии отразится от приемника и уйдет обратно в антенну. Кроме того, часть энергии потеряется в кабеле и в согласующем устройстве, ежели такое используется. По этой причине детекторные приемники обычно подключают напрямую (без СУ) к антенне «длинный провод». Импеданс все еще никак не согласован, но по крайней мере мы избавились от лишних потерь в кабеле и СУ. За счет этого повышаются шансы что-нибудь принять.

Вторая тонкость вот какая. Лучше всего проводить тестирование где-нибудь в деревне, как это делал я, или даже в лесу. Этим также увеличиваются шансы принять какие-нибудь станции. Дело в том, что на коротких волнах уровень шума очень высок в черте города. Чем дальше вы от крупных городов, тем ниже уровень шума, тем больше отношение сигнал/шум, и тем лучше слышен сигнал.

«Длинного провода» у меня сейчас нет, и делать его специально под детекторный приемник не хотелось. Вместо этого я подключил приемник к своей антенне delta loop. При этом согласующее устройство антенны лежало в сторонке и в эксперименте не участвовало. Ночью, когда открывается дальнее прохождение, принимается множество радиостанций. На удивление громко слышна речь на разных языках, некоторые из которых я не могу распознать, а также музыка из самых отдаленных уголков Земли. Неплохо для цепи, состоящей всего из пяти компонентов!

В принципе, днем тоже слышны какие-то радиостанции. Но их меньше, и уровень сигнала намного ниже. Если попытаться использовать ту же delta loop с согласующим устройством и коаксиальным кабелем, то ничего не слышно ни ночью, ни днем. Точнее, какое-то слабое присутствие вроде как есть, но разборчивость нулевая.

Заключение

Подведем итоги. Сигнал передавали? Передавали. Приемник его принимал? Принимал. Дальние AM-станции слышали? Слышали. Считаю, что работающий AM-приемник засчитан. Да, он совсем простенький. Но как познавательный эксперимент такой приемник имеет безусловную ценность. Понимание принципов его работы пригодится при изготовлении более сложных приемников.

А доводилось ли вам делать радиоприемники и если да, то по какой схеме вы их делали?

Дополнение: Схема AM-модулятора на одном транзисторе

Метки: Беспроводная связь, Любительское радио, Электроника.

Создание схем радиоприемника с аудиоусилителем LM386

Хотя широко распространенная микросхема LM386 была разработана для использования в качестве усилителя звука, она имеет ряд недокументированных характеристик, которые можно использовать для создания простых схем радиоприемника, обеспечивающих удивительно высокую производительность. Эти схемы могут использоваться для приема радиочастотных передач AM, CW и SSB в средних и коротковолновых диапазонах без необходимости во внешней антенне.

При внимательном рассмотрении внутренней схемы LM386, показанной на рис. , рис. 1 показывает, что коэффициент усиления по напряжению определяется соотношением внутренних резисторов обратной связи и номиналом дополнительного (внешнего) байпасного резистора.Если байпасный резистор не добавлен, коэффициент усиления одиночного входного напряжения устройства будет равен 15000 / (1350 + 150) = 10. При использовании в дифференциальном режиме (ввод на контакты 2 и 3) его усиление будет вдвое больше этого значения.

Рисунок 1 Эта схема LM386 взята из таблицы данных Texas Instruments.

Когда конденсатор 10 мкФ подключается к контактам 1-8, он обходит резистор обратной связи 1350 Ом, в результате чего коэффициент усиления одиночного входа изменяется на 15000/150 = 100. Перемещение байпасного конденсатора между контактом 1 и землей эффективно обходит резисторы отрицательной обратной связи, которые полностью определяют аудиосигнал переменного тока.Это приводит к чрезвычайно высокому неопределенному усилению звука, равному 15000 мкФ, но его можно определить путем добавления небольшого резистора последовательно с байпасным конденсатором 10 мкФ. Резистор номиналом 10 Ом даст усиление 15000/10 = 1500. В этой конфигурации максимальный коэффициент усиления по напряжению, который может быть достигнут, превышает 70 дБ.

Удивите инженерный мир своим уникальным дизайном: Руководство по отправке идей дизайна

Простой приемник TRF

Возможности LM386 в качестве радиоприемника были обнаружены несколько лет назад при исследовании аномального поведения приемника, в котором использовалось одно из этих устройств.Во время поиска и устранения неисправностей стало очевидно, что LM386 действует как детектор огибающей RF с высоким коэффициентом усиления, который можно использовать в качестве AM-приемника, просто подключив настроенную схему к его входу. Оказалось, что можно создать простой настроенный радиочастотный приемник (TRF), реализовав две особенности LM386, упомянутые ранее, и используя настроенный стандартный индуктор на ферритовом стержне СВЧ на входе. Хотя он не очень чувствителен, он способен принимать несколько местных станций без внешней антенны при использовании в городских условиях.Схема этого приемника показана на Рисунок 2 .

Рисунок 2 LM386 может использоваться как настроенный радиоприемник.

Регенеративный средневолновый приемник

В таблицах данных для LM386 указано, что его усиление больше единицы (10 дБ) на частотах, превышающих 1 МГц (, рис. 3, ). По этой причине LM386 может колебаться в средневолновом диапазоне AM (от 540 до 1600 кГц), что позволяет использовать его в качестве регенеративного AM-приемника на средних волнах.Это значительно улучшает чувствительность и селективность версии TRF. Результат показан на Рисунок 4 .

Рисунок 3 Этот график зависимости напряжения от частоты взят из таблицы данных Texas Instruments.

Рисунок 4 На этой схеме показано, как использовать LM386 в качестве средневолнового регенеративного приемника.

Если убрать контроль регенерации, схема становится генератором Колпитца. Два требуемых конденсатора обратной связи Колпитца на баке — это собственная входная емкость на выводе 3 LM386, соединенном последовательно с конденсатором 220 пФ, соединенным с землей от вывода 1.Максимальное усиление звука достигается за счет включения дросселя последовательно с конденсатором 10 мкФ на землю. Он может иметь значение от 1 до 10 мГн. Дроссели с более высокими значениями будут иметь некоторое внутреннее сопротивление, которое немного снизит максимальное усиление звука. Если используется дроссель меньшего номинала и усиление звука слишком велико, резистор небольшого номинала (от 10 до 100 Ом) может быть включен последовательно с дросселем. Дроссель, соединенный последовательно с конденсатором 10 мкФ, обходит внутренние резисторы обратной связи, которые определяют коэффициент усиления усилителя для звуковых частот, но имеют высокий импеданс для ВЧ-частот, так что схему можно использовать в качестве ВЧ-генератора Колпитца.Чтобы управлять усилением, чтобы можно было изменять регенерацию генератора, чтобы можно было использовать его в качестве регенеративного приемника, переменный резистор 10 кОм изменяет напряжение на выводе 7, что уменьшает ток, потребляемый колебательным транзистором на неинвертирующем выводе 3, что, в свою очередь, снижает коэффициент усиления генератора.

Регенеративный коротковолновый приемник

Коротковолновая версия приемника на основе LM386 показана на рис. 5 . Используя 3-дюймовый ферритовый стержень с высоким отношением L / C, схема способна работать на частотах, превышающих 8 МГц, при использовании источника питания 9 В.Цепь резервуара, состоящая из 20 витков на 3-дюймовом ферритовом стержне и конденсатора переменной емкости 100 пФ, дает диапазон настройки примерно от 3,5 до 6,5 МГц. Верхний диапазон настройки может быть увеличен за счет использования переменного конденсатора большей емкости и удаления нескольких витков из катушки индуктивности. При сборке с LM386 производства National Semi или Samsung эта конфигурация может принимать как 80-метровые, так и 40-метровые любительские диапазоны до 8 МГц.

Рисунок 5 LM386 может использоваться для создания коротковолнового регенеративного приемника.

Приемник работает на удивление хорошо, с превосходной чувствительностью и избирательностью, сравнимыми с лучшими коммерческими портативными коротковолновыми приемниками, использующими их встроенные штыревые антенны. Он может принимать многие короткие волны в Северной Америке без необходимости во внешней антенне, а также принимать множество передач CW и SSB на любительских диапазонах 80 и 40 метров. При необходимости внешняя антенна может быть слабо связана с приемником (для предотвращения нагрузки генератора) с помощью однооборотного звена, намотанного на ферритовый стержень.Для изоляции антенны может использоваться одиночный полевой транзистор или транзисторный радиочастотный буфер, а поскольку используется индуктор с ферритовым стержнем, его также можно индуктивно соединить с большой рамочной антенной. В отличие от приемника с прямым преобразованием, сильные SW-сигналы «мягко захватываются», что упрощает настройку и сводит к минимуму любой дрейф частоты из-за окружающей среды.

Более высокие частоты и больше возможностей

Использование высокого усиления и свойств детектора РЧ огибающей LM386 на более высоких частотах приема может быть достигнуто путем добавления того, что по сути представляет собой одинарный транзисторный умножитель добротности.Последняя группа схем, показанная на рис. 6 , добавляет один транзистор в конфигурацию генератора Колпитца, что, наряду с высоким коэффициентом усиления и атрибутами обнаружения РЧ-огибающей LM386, приводит к созданию высокопроизводительных регенеративных приемников. При использовании с ферритовым стержневым индуктором они способны колебаться на частотах, превышающих 14 МГц, и производить громкий звук при приеме мощных коммерческих КВ-станций. На схемах показана схема с PNP-транзистором общего назначения 2N3906, но 2N2907 и 2N4403 также успешно использовались.

В схемах 1, 2 и 3 входы LM386 подключаются напрямую через цепь резервуара и используют LM386 в качестве детектора огибающей RF. В схеме 4 с относительно большим конденсатором связи LM386 используется как усилитель звука, так и детектор огибающей РЧ, причем оба сигнала поступают на эмиттер входного транзистора. Схема 5 имеет входной разделительный конденсатор меньшего номинала и использует LM386 в качестве детектора огибающей RF, который обнаруживает только RF, присутствующий на эмиттере входного транзистора.Схема 6 действует как детектор РЧ огибающей и устраняет необходимость во входном конденсаторе связи, соединяя дифференциальные входы LM386 вместе. Это предотвращает насыщение LM386 входным напряжением постоянного тока (примерно 0,6 В) на эмиттере транзистора.

Рисунок 6 Создайте коротковолновые регенеративные приемники LM386, используя режимы детектора с высоким коэффициентом усиления и огибающей RF.

Построение цепи резервуара из 8 витков на 3-дюймовом ферритовом стержне и обеих групп стандартного поливарионного конденсатора переменной мощности MW дает цепи 6 диапазон настройки приблизительно 3.От 5 до 10,5 МГц, что охватывает любительские диапазоны 80 и 40 метров. Существует небольшой сдвиг частоты, когда приемник колеблется, а управление регенерацией изменяется, что является преимуществом при приеме сигналов SSB, поскольку управление регенерацией может использоваться для точной настройки.

Строительные инструкции

Хотя эти схемы были успешно изготовлены на пластиковой макетной плате, их высокий коэффициент усиления диктует, что их лучше всего строить на хорошей медной заземляющей плоскости с использованием компоновки компонентов в манхэттенском стиле или в стиле «мертвого жука».Обратите внимание, что для этих схем важно предотвратить возможность любой утечки RF на выходном контакте 5, которая может попасть обратно в индуктор с ферритовым стержнем. Если используемая физическая компоновка создает проблему с завыванием звука, было бы целесообразно добавить дроссель со значением от 1 до 10 мГн последовательно с наушниками.

Ресиверы хорошо работают со стандартными стереонаушниками 32 Ом. Их можно использовать параллельно при сопротивлении нагрузки 16 Ом для большего объема или последовательно при сопротивлении 64 Ом.Это может быть достигнуто при использовании стандартных 32-омных стереонаушников с помощью стереофонического выходного гнезда и без подключения заземляющего провода.

Пуристы, вероятно, захотят добавить регулировку напряжения и точную настройку варактора, чтобы улучшить удобство использования схемы, но я обнаружил, что даже в их простейшей форме производительность более чем достаточна для случайного прослушивания.

Мартин МакКинни — инженер-электрик, сейчас на пенсии, работал в IBM, Collins Radio и Motorola и преподавал теорию электроники, коммуникации и программирование на языке ассемблера в общественном колледже в Торонто, Канада.

Статьи по теме :

# 476 Простейший прямой FM-приемник

Укрощение очень простого FM-приемника с прямым преобразованием.

Вот небольшая демонстрация.

Банкноты

Я уже много лет (в буквальном смысле) уже много лет (в буквальном смысле) готовил «простой FM-приемник» в своей корзине WIP. Я никогда не мог получить достаточно приличный результат, чтобы назвать проект «готовым», поэтому он всегда возвращался на полку. для другого взгляда, в другой день..

Что ж, сегодня у меня был еще один шанс, и наконец (с помощью LCR45 и вдохновение из Lechoslowianin ) Наконец-то я могу поставить это шоу на гастроли!

Два важных фактора успеха:

• соответствующий размер катушки в резонансном контуре бака.
• выбор подходящего рабочего напряжения

Фон

Самая простая версия простого FM-радио с прямым преобразованием описана в 3.15.1 превосходной онлайн-книги Микроэлектроники «Радиоприемники: от кристалла до стереосистемы».

Многие вариации этой схемы доступны в Интернете, часто с добавлением каскада усилителя LM386, такой как этот дизайн по электроникефору.

На YouTube есть несколько видеороликов о сборках, демонстрирующих значительный успех.

Одним из первых, которые я обнаружил, продемонстрировал достойные результаты, был «Как сделать FM-радиоприемник дома» от RJ Imagination:

Great Scott построил версию, но не дал хороших результатов:

Лучшая версия, которую я видел, — это, пожалуй, сборка Лехословянина «Proste radio FM jak zrobić»:

Строительство

Базовый дизайн, который я использую здесь, от Mikroelektronika 3.15.2 Простейший FM-приемник с усилителем звука.

Мои первые сборки в точном соответствии со схемой были впечатляюще неудачными:

• слабый сигнал потерялся в шуме (если сигнал вообще есть)
• практически нет селективности

После долгих экспериментов извлеченные уроки ..

Если сигнал отсутствует, возможно, рабочее напряжение заглушает контур резервуара:

• R1 понижает напряжение аккумуляторной батареи до контура бака.
• У меня вообще не было успеха с батареей 9 В и R1 = 10 кОм, показанной на многих схемах.
• Попробуйте понизить напряжение или увеличить R1… эта схема хорошо работает при понижении напряжения примерно до 3 В

Лучшее, что я выбрал, было питание 5 В и R1 = 22 кОм

Если сигнал слабый и нет избирательности:

• тогда, вероятно, настраивается на беспорядок гармоник / зеркальных отображений, а не на фактический сигнал
• индуктор L1 очень неправильный.

Наконец-то я начал получать хорошие результаты с 4-витковой катушкой диаметром 17 мм, равной 0.Эмалированный провод 4мм. Согласно моему измерителю LCR, он составляет около 0,55 мкГн — намного выше, чем ~ 0,1 мкГн. Я получал катушку, которую намотал в соответствии с оригинальными инструкциями.

Учитывая переменный конденсатор, который я использую, диапазон от 5 до 22 пФ, что теоретически дает мне диапазон настройки 45,8 МГц к 96.0 МГц (это немного низко для диапазона FM-трансляций, но я попробую сместить диапазон потом).

Это соответствует производительности, которую я наблюдаю — может принимать все станции примерно до 97.4 МГц очень четко.

Одно различие между различными конструкциями заключается в расположении переменного конденсатора — у некоторых он включен последовательно с катушкой и заземлен, у некоторых он параллельно идет к положительному рельсу. Я пробовал обе комбинации, причем последняя «хорошая» схема использовала параллельную схему (возможно, она будет работать так же хорошо, если будет заземлено, но я ее не тестировал).

Несмотря на то, что в моем районе относительно сильные сигналы FM-вещания, я обнаружил, что без антенны не обойтись.Я добавил 60 см случайного провода с конденсатором связи 10 пФ.

Еще одним изменением в моей схеме был выбор транзистора. В схемах, которые, как сообщается, работают хорошо, используются NPN-транзисторы BF494 или BF199 — оба являются устаревшими продуктами и продаются как «ВЧ-транзисторы» с произведением усиления полосы пропускания более 1100 МГц. Хорошей заменой может быть 2N5109 с коэффициентом усиления 1200 МГц. У меня нет 2N5109, поэтому я просто использовал S9014 с коэффициентом усиления только 270 МГц, хотя из имеющихся у меня под рукой S9018 (800 МГц), возможно, был бы лучшим выбором.

Строительство

Последняя схема, которую я использовал, выглядит следующим образом:

Хотя я не создавал макетную плату, это может выглядеть так (паразитная емкость может усложнить задачу):

Макет, который я использовал для сборки прототипа:

В процессе тестирования .. переменный конденсатор хорош для грубой настройки, но для точной настройки. Намного проще отрегулировать дроссель с небольшим ферритовым сердечником.

Источники и ссылки

Схема простого приемника AM

Амплитудная модуляция (AM) — это стратегия модуляции, используемая в электронной связи, чаще всего для передачи данных посредством несущей радиоволны. При амплитудной модуляции амплитуда несущей волны изменяется в соответствии с передаваемым сигналом сообщения.

Есть два каскада AM-приемника: RF и IF. Следовательно, приемники RF-to-IF включают генератор с переменной частотой (отличается от несущей частоты RF).

Настраиваясь на канал, вы настраиваете ближайший осциллятор и настраиваемый радиочастотный канал в эквивалентное время. Все станции обеспечивают фиксированную несущую частоту для достаточной избирательности.

Схема, представленная выше, представляет собой базовую схему AM-приемника. В нем используется всего один транзистор и несколько других небольших электронных компонентов. В соответствующей схеме катушка и переменный конденсатор 365 пФ образуют главную цепь. Которая получает сигналы через антенну, которая действует как приемный провод.После этого сигнал идентифицируется диодом OA91. Далее он усилен транзистором BC547. Curl эквивалентен 80 поворотам 26 с.ш. Эмалированный медный провод, скрученный на незаполненном картонном рулоне туалетной бумаги или отрезанном кусочке пластиковой воронки для отходов. Вы можете попробовать различные катушки с катушкой, которая есть в компактных радиоприемниках AM.

Радиоприемник содержит зону радиочастот (RF), преобразователь радиочастоты в IF (микшер), зону промежуточной частоты (IF), демодулятор и звуковой динамик.

Чтобы демодулятор работал с любым радиосигналом, мы преобразуем несущую частоту любого радиосигнала в промежуточную частоту (ПЧ). Радиоприемник использует оптимизацию для этой частоты.

AM-приемник обнаруживает колебания амплитуды радиоволн на определенной частоте, в этот момент усиливая изменение напряжения сигнала для работы усилителя или наушников.

Страница не найдена | MIT

• Образование
• Исследовательская работа
• Инновации
• Прием + помощь
• Студенческая жизнь
• Новости
• Выпускников
• О Массачусетском технологическом институте
• Подробнее ↓
  • Прием + помощь
  • Студенческая жизнь
  • Новости
  • Выпускников
  • О Массачусетском технологическом институте

Предложения или отзывы?

| Future Electronics

Дополнительная информация о микросхемах приемника…

Радиоприемник — это устройство, которое принимает радиоволны и преобразует передаваемую ими информацию в пригодную для использования форму. Радиоприемник может быть интегральной схемой (ИС) в другом устройстве. Антенна улавливает электромагнитные радиоволны, а затем преобразует их в переменные токи, которые прикладываются к приемнику, который извлекает желаемую информацию. Приемник использует электронные фильтры, чтобы отделить требуемый радиочастотный сигнал от всех других сигналов, и электронный усилитель, чтобы увеличить мощность сигнала.В конечном итоге приемник восстанавливает желаемую информацию посредством демодуляции. Информация, которую производит приемник, может быть звуковым сигналом, видеосигналом или цифровым сигналом. Интегральные схемы позволяют создавать высокопроизводительные схемы с меньшими затратами и со значительной экономией места.

Существует много различных типов микросхем приемников, и в Future Electronics мы храним многие из наиболее распространенных типов с разделением на категории частотного диапазона, тока питания, напряжения питания, скорости передачи данных, типа упаковки и чувствительности Параметрические фильтры на нашем веб-сайте может помочь уточнить результаты поиска в зависимости от требуемых характеристик.Наиболее распространенные значения тока питания — 3 мА, 6 мА и 8,2 мА. Мы также производим микросхемы приемников с током питания до 3,1 А. Частота может находиться в диапазоне от 15 кГц до 510 ГГц, а наиболее распространенные размеры — от 300 до 930 МГц. Популярны как приемники FSK / ASK от 300 до 930 МГц, так и приемники FSK / ASK 315/433 МГц

Future Electronics предлагает полный набор ИС приемников от нескольких производителей, которые можно использовать для интегральной схемы приемника. таких как IC беспроводного приемника, IC RF-приемника, IC FM-приемника, IC радиоприемника, IC приемника Bluetooth, IC приемника AM или для использования в интегральной схеме приемника HDMI.Просто выберите из приведенных ниже технических атрибутов ИС приемника, и результаты поиска будут быстро сужены в соответствии с потребностями конкретного приложения ИС приемника.

Вы можете легко уточнить результаты поиска вашей микросхемы приемника, щелкнув нужную марку микросхемы приемника ниже в нашем списке производителей.

Схемы радиоприемника можно найти в телевизорах, FM-радиоустройствах, устройствах GPS, спутниковых тарелках, радиотелескопах, устройствах с поддержкой Bluetooth, радиолокационном оборудовании, сотовых телефонах, беспроводных компьютерных сетях, радионянях и открыватели ворот гаража.В бытовой электронике термины «радио» и «радиоприемник» используются для приемников, которые предназначены для воспроизведения аудиосигналов, передаваемых радиовещательными станциями.

Когда вы ищете подходящие ИС приемника, с помощью параметрического поиска FutureElectronics.com вы можете фильтровать результаты по различным атрибутам: по чувствительности (-110 дБм, -108 дБм, -95 дБм, 99 дБм,…), рабочая частота (от 15 кГц до 510 ГГц) и ток питания (1.7 мкА, 6 мА, 8,2 мА,…) и многие другие. Вы сможете найти подходящую интегральную схему приемника, которую можно использовать для микросхемы беспроводного приемника, микросхемы радиоприемника, микросхемы радиоприемника, микросхемы приемника AM, микросхемы приемника FM, микросхемы приемника Bluetooth или для использования в интегральной схеме приемника HDMI. .

Если количество требуемых ИС приемника меньше полной катушки, мы предлагаем покупателям многие из наших программируемых ИС приемников в трубке, лотке или отдельных количествах, чтобы избежать ненужных излишек.Кроме того, Future Electronics предлагает клиентам уникальную программу складских запасов, которая предназначена для устранения потенциальных проблем, которые могут возникнуть из-за непредсказуемых поставок продуктов, содержащих необработанные металлы, и продуктов с нестабильным или длительным сроком поставки. Поговорите с ближайшим отделением Future Electronics и узнайте больше о том, как вы и ваша компания можете избежать возможного дефицита.

Радиоприемники — обзор

Микроволновая радиометрия

Радиометр, микроволновый или инфракрасный, измеряет мощность шума, излучаемого атмосферой, с помощью очень точных, высокочувствительных и хорошо откалиброванных радиоприемников.При всех пассивных методах существует два способа измерения данных, по которым могут быть определены вертикальные профили: мультиспектральный и многоугольный (или оба). При заданной частоте и угле обзора тепловое излучение атмосферы, выраженное как яркостная температура T _b или яркость, представляет собой средневзвешенное значение профилей температуры, водяного пара и жидкости в облаках. Каждый атмосферный слой вносит свой вклад в T _b с помощью вклада или весовой функции, которая зависит от его температуры, местного коэффициента поглощения и поглощения на пути от слоя до приемника.Изменяя вклад слоя, изменяя частоту или угол, под которым наблюдается излучение, можно получить информацию о слое. Однако, в отличие от устройств измерения дальности, таких как радар и лидар, четко определенные слои не выводятся, и для получения профилей или параметров, представляющих среду, требуются методы математического поиска. Тем не менее, современные методы поиска, применяемые к хорошо откалиброванным радиометрическим данным, дали отличные данные для мониторинга температуры пограничного слоя.

Есть два основных тропосферных газа, излучающих энергию в микроволновом диапазоне. Молекулярный водяной пар излучает энергию из-за своей вращающейся спектральной линии на частоте 22,235 ГГц; молекулярный кислород излучается из-за полосы вращения, которая сосредоточена около 60 ГГц и простирается от 50 до 70 ГГц. Из-за относительно слабого поглощения линии водяного пара излучение около 22,235 ГГц исходит от всей тропосферы, и, следовательно, могут быть определены только интегрированные количества, такие как осаждаемый водяной пар.В областях спектрального окна, таких как 30 или 90 ГГц, излучение облаков может быть измерено, чтобы обеспечить другое интегрированное измерение — путь жидкой воды. Однако вблизи центра полосы O ₂ измерения излучения содержат информацию о вертикальном профиле температуры в первые 500 м над землей. Здесь мы сосредоточимся в первую очередь на методах, использующих полосу излучения O ₂ .

Начиная с начала 1980-х, Лаборатория экологических технологий NOAA (ETL, бывшая Лаборатория распространения волн) развернула шестиконтактный радиометр с вертикальным обзором с четырьмя частотами в диапазоне O ₂ для измерения температуры и двумя дополнительными частотами для измерения воды. пар и облачная жидкость.Этот инструмент обеспечил отличные измерения профилей температуры на самых низких 500 м, но не смог разрешить повышенные тепловые инверсии выше номинальной высоты 500 м. Совсем недавно в США был коммерчески разработан 11-частотный радиометр, который сейчас оценивается для измерения температуры на первых двух километрах. Усовершенствования в радиометрической технологии делают этот прибор привлекательным для применения в будущем. По состоянию на 2002 год около 3-5 из этих инструментов эксплуатируются на исследовательской основе.

Угловые методы измерения выбросов были впервые предложены NOAA ETL в начале 1970-х годов и продолжены российскими учеными в 1990-х годах. Разработка радиометров этого типа продолжалась в России и США, и были опубликованы многочисленные приложения для исследования пограничного слоя. Метод заключается в измерении атмосферного излучения под разными углами в диапазоне длин волн, который демонстрирует относительно высокое атмосферное затухание. Радиометр работает на частоте 60 ГГц (длина волны 5 мм) вблизи пика полосы сильного кислорода, имеет ширину луча 6 ° и может выдавать данные за 1 с.В этой частотной области излучение в горизонтальном направлении можно использовать в качестве опорного уровня, поскольку яркостная температура ( T _b ) по существу равна температуре воздуха на высоте измерения. Таким образом, точное измерение температуры воздуха обеспечивает калибровку смещения радиометра. Для определения коэффициента усиления радиометра необходимо независимое измерение, такое как лабораторная эталонная нагрузка черного тела или расчет T _b с помощью радиозондов.По нисходящему излучению под разными углами возвышения можно получить профили температуры атмосферного воздуха. Вертикальное разрешение восстановленных профилей зависит от высоты и колеблется от примерно 10 м у поверхности до примерно 300 м на высоте 500 м. Среднеквадратичные ошибки обычно менее 0,5 К на глубине менее 500 м. Пример температурной структуры, полученной от сканирующего радиометра, когда он работал в Барроу, Аляска, показан на рисунке 6. Благодаря простоте (портативности) прибора и чрезвычайно гибким характеристикам, в последние несколько лет он был развернут. на бортовых, корабельных и наземных платформах.В настоящее время (2002 г.) на исследовательской основе работают от 10 до 20 таких приборов.

Рис. 6. Пятидневный временной ряд профиля температуры воздуха, полученный при сканировании снизу вверх сканирующим микроволновым радиометром с 10-минутным усреднением (Барроу, Аляска, 1999). 85-й день по юлианскому календарю — 26 марта 1999 года.

Схема радиоприемника Marconi CR150 »Электроника

Схема для Marconi CR150 предлагает возможность двойного преобразования, чтобы обеспечить улучшенное отклонение изображения вместе с выбираемой полосой пропускания и многими другими функциями.

Marconi CR100 Включает:
Marconi CR100 Схема Marconi CR100 Маркони CR150 Схема Marconi CR150

Знаковые радиоприемники: Обзор легендарных радиоприемников
История радиоприемников Хрустальные радиоприемники Развитие радио супергет

Принципиальная схема Marconi CR150 показывает, что это высокопроизводительный (в течение дня) прием радиосвязи.

Из блок-схемы видно, что CR150 был приемником с двойным преобразованием, с переменным первым гетеродином и статическим вторым генератором.Промежуточные частоты составляли 1,6 Мгц / с, а затем 465 кгц / с.

Целью двойного преобразования было значительно улучшить характеристики отклонения изображения. Это обеспечило бы более низкие уровни помех для полезных сигналов и лучшую идентификацию того, какие сигналы были реальными, а какие — сигналами изображения.

Линейка клапана CR150

В схеме для радио Marconi CR150 использовались различные лампы, и в отличие от CR100, CR150 в значительной степени полагался на EF50 в качестве пентода для усиления в каскадах ВЧ и ПЧ.

Схема CR150 включала в себя 12 клапанов в шкафу приемника, и в блоке питания был дополнительный выпрямительный клапан, если использовался источник питания клапана, а не металлический выпрямитель.

* Источники питания типов 1325/4 и / 5 используют металлический выпрямитель.

Клапан EF50 был большим шагом вперед по сравнению с другими клапанами, которые были доступны в то время. Это был ранний цельностеклянный широкополосный пентод с дистанционным отсечением, который был разработан Philips в 1938 году.

Сама по себе интересная история о том, как основные элементы производственной линии для этих клапанов пришлось перенести из Голландии, где они производились, в Англию, когда нацисты захватили Голландию в 1940 году.

Поскольку клапан был важен для работы британских радаров, было необходимо продолжать производство.После того, как они были произведены в Великобритании, они также были очень полезны для приемников связи, таких как Marconi CR150, которые имели частотную характеристику, которая простиралась до 60 МГц / с, а также для другого высокочастотного оборудования.

Блок-схема Marconi CR150

Блок-схема приемника Marconi CR150 дает хорошее представление о его работе. С 12 клапанами в линейке и дополнительным выпрямительным клапаном в блоке питания, он обеспечил высокий уровень производительности для своего времени.

Сигналы поступали в приемник и проходили через два каскада ВЧ-усиления с соответствующей фильтрацией. Эти ступени оптимизированы для обеспечения наилучших шумовых характеристик.

поступали в первый смеситель или преобразователь частоты, как это называлось в руководстве. Это преобразовало сигналы до фиксированной первой промежуточной частоты 1,6 Мгц / с, IF.

Первым гетеродином был LC-генератор, работающий от стабилизированного напряжения для обеспечения необходимой стабильности частоты.

Сигналы от первого каскада ПЧ были отфильтрованы и преобразованы в следующем преобразователе частоты в основную ПЧ со скоростью 465 кгц / с.

Сигналы были демодулированы или «детектированы» с помощью диодного выпрямителя, использующего часть двойного диодного триодного клапана. Сигналы также регистрировались с помощью другого диода в клапане для автоматической регулировки усиления.

Генератор частоты биений был подключен к детектору сигнала, чтобы обеспечить слышимое примечание для сигналов CW — очевидно, что он также может использоваться для демодуляции одной боковой полосы, хотя этот режим не был широко распространен во время разработки этого радиоприемника. .

Звук от детектора сигнала был усилен, и были выходы для громкоговорителя, наушников, а также был канал для линии 600 Ом.

Радиостанция CR150 также включала в себя ограничитель шума для облегчения приема сигналов радиосвязи при наличии высоких уровней статического шума.

Были также включены схемы для обеспечения разнесенного приема с использованием другого CR150. Его можно было бы использовать с другой антенной, чтобы обеспечить лучший общий прием сигнала.

Цепи РФ

В секции РЧ-усилителя использовались два каскада, оба на основе пентода EF50, чтобы обеспечить высокий уровень усиления, а также оптимизировать шумовые характеристики перед микшером.

Были настроены цепи между антенной и входом первого усилителя, а также между двумя усилителями и на входе в смеситель. Это давало высокий уровень подавления внеканальных сигналов и особенно сигнала изображения.

Усилители подчинялись линии АРУ, которая уменьшала усиление при наличии сильных сигналов.

Первый контур генератора

Были вложены значительные средства в обеспечение максимальной стабильности первого гетеродина. Механическая стабильность была ключевым аспектом для настроечного конденсатора, имеющего прочный каркас, а также катушек для некоторых лент, намотанных на керамические формирователи. Керамические формирователи позволили катушкам иметь очень высокую добротность катушек, и это помогает уменьшить дрейф.

В дополнение к этому в резонансный контур был введен специальный конденсатор для компенсации любого дрейфа, вызванного температурными эффектами.

Хотя в приемнике обычно используется настроенный LC-генератор переменной частоты, для определения частоты также можно было использовать кварцевый резонатор. Таким образом, схема CR150 будет работать на одной фиксированной частоте, которая будет очень стабильной. Это может быть очень полезно для некоторых конкретных приложений.

CR150 Цепи промежуточной частоты

Первая IF работала на скорости 1600kc / s. наличие высокочастотной ПЧ означало, что разница частот между желаемой частотой приема и изображением была высокой, т.е.е. вдвое больше, чем ПЧ 1600 кГц / с, что составляет 3200 кГц или 3,2 МГц / с.

Выходной сигнал первой ПЧ подавался непосредственно на второй преобразователь частоты смесителя. Клапаном для этого был триодный гексод, обеспечивающий функции смешивания и генератора для этого преобразования частоты.

Гетеродин для этого преобразования частоты работал на скорости 1135 кГц / с и мог изменяться на ± 4 кГц / с под управлением подстроечного конденсатора на передней панели. Этого контроля с распределением полосы было достаточно, чтобы настроить сигнал на кривой избирательности радиоприемника.

Вторая ПЧ была на частоте 465 кГц / с и обеспечивала большую часть усиления всего приемника. Он также обеспечивал общую избирательность по соседнему каналу для набора, за исключением самой узкой полосы пропускания 100 Гц / с.

Две самые широкие полосы пропускания были определены LC-настроенными трансформаторами ПЧ и их связью. Кристаллический фильтр с двумя кристаллами использовался для уменьшения полосы пропускания до 3000 с / с, а дополнительный кварцевый фильтр — до 1000 с / с. Окончательная узкая полоса пропускания 100 гц / с была реализована с использованием звукового фильтра в дополнение к обоим кварцевым фильтрам.

Обнаружение сигнала и BFO

Детектор с одним диодом использовался для обнаружения или демодуляции сигналов с амплитудной модуляцией. Генератор частоты биений был введен в схему для CW (он также будет работать для радиосвязи с одной боковой полосой, хотя это не было широко распространено во время появления радио). BFO был электронно связан с сигнальным диодом во время работы.

Генератор частоты биений должен был быть эффективно экранирован, чтобы никакие гармоники не мешали входной частоте сигнала.

Аудиосхемы CR150

Аудиосхемы приемника радиосвязи CR150 относительно просты и, соответственно, не требуют подробного описания.

Выходной сигнал диодного детектора поступал на вход триодного усилителя, который использовал часть V8, двойной диодный триод DH63, который также использовался в качестве детектора сигнала.

Выходной сигнал затем использовался для управления выпускным клапаном V11, пентодным клапаном L63. В анодной цепи был выходной аудиопреобразователь, который преобразовывал выход для громкоговорителя 3 Ом, для наушников с высоким или низким импедансом или линии 600 Ом.

Аудио секция также включает узкополосный звуковой фильтр 100 гц / с. Именно этот фильтр поверх кварцевых фильтров обеспечил полосу пропускания приемника 100 гц / с для приема CW в сложных условиях.

Цепи автоматической регулировки усиления

Схема автоматического усиления для CR150 получает питание от конечного трансформатора промежуточной частоты. Он использовал одну из секций V8, двойной диодный триод DH63, для выпрямления сигнала. Полученный выходной сигнал подавался на схему фильтра для получения требуемых постоянных времени.

Для разных типов передачи и разных условий требовались разные постоянные времени. Различные постоянные времени и режим работы выбирались переключателем AGC на передней панели.

Ограничитель шума

В отличие от CR100, более совершенная схема приемника радиосвязи CR150 включает схему ограничения шума. При работе в зонах с высоким уровнем статического электричества могут быть получены очень большие всплески шума, которые приводят к очень громким звуковым «трещинам» или ударам, которые могут беспокоить оператора.Схема ограничителя шума стремилась ограничить их до более приемлемых уровней.

Схема ограничителя шума основана на V10, двухдиодном триоде DH63. Двойной диод использовался для проводки в любом направлении после превышения определенного напряжения. Таким образом, он обрезает обе стороны звуковой волны при достижении определенного напряжения.

Это означало бы, что сигналы, которые были нормальным уровнем, оставались неизменными, но если был получен резкий переходный процесс высокого уровня, то его уровень был бы ограничен до приемлемого значения.

Кристаллический калибратор

Схема кварцевого генератора работает на основной частоте 500 кГц / с, при этом присутствуют сильные гармоники, которые могут приниматься до 30 Мгц / с и выше.

Прием этих сигналов позволяет проверять частотную калибровку приемника с интервалами 500 кГц / с, и это часто было ключевым требованием при настройке каналов радиосвязи или мониторинге других станций.

Схема приемника Marconi CR150 обеспечивает очень высокий уровень производительности для приемника своего времени. Технология супергетинга с двойным преобразованием обеспечивает низкие уровни сигналов изображения, в то время как вход RF обеспечивает относительно резкую настройку и значительный коэффициент усиления для обеспечения хорошего отношения сигнал / шум.

Вторая ПЧ имеет серию кварцевых фильтров, что означает хорошую избирательность по соседнему каналу, которая намного превосходит таковую многих других приемников того времени.