De mult timp, radiourile au ocupat primul loc pe lista celor mai semnificative invenții ale omenirii. Primele astfel de dispozitive au fost acum reconstruite și schimbate într-un mod modern, cu toate acestea, puține s-au schimbat în schema lor de asamblare - aceeași antenă, aceeași împământare și un circuit oscilator pentru a filtra un semnal inutil. Fără îndoială, schemele au devenit mult mai complicate încă de pe vremea creatorului radioului, Popov. Adepții săi au dezvoltat tranzistori și microcircuite pentru a reproduce un semnal mai bun și mai consumator de energie.
De ce este mai bine să începeți cu modele simple?
Dacă înțelegeți un circuit radio simplu, puteți fi sigur că cea mai mare parte a drumului către succes în domeniul asamblarii și exploatării a fost deja stăpânit. În acest articol, vom analiza mai multe scheme ale unor astfel de dispozitive, istoricul apariției lor și principalele caracteristici: frecvență, rază etc.
Context istoric
7 mai 1895 este considerată ziua de naștere a radioului. În această zi, omul de știință rus A. S. Popov și-a demonstrat aparatul la o întâlnire a Rusiei Fizice și Chimice.societate.
În 1899, a fost construită prima linie de comunicații radio cu lungimea de 45 km între insula Hogland și orașul Kotka. În timpul Primului Război Mondial, receptorul cu amplificare directă și tuburile cu vid au devenit larg răspândite. În timpul ostilităților, prezența unui radio s-a dovedit a fi necesară din punct de vedere strategic.
În 1918, simultan în Franța, Germania și SUA, oamenii de știință L. Levvy, L. Schottky și E. Armstrong au dezvoltat metoda recepției superheterodine, dar din cauza tuburilor cu vid slabe, acest principiu a fost utilizat pe scară largă numai în anii 1930.
Dispozitivele cu tranzistori au apărut și dezvoltate în anii 50 și 60. Primul receptor radio cu patru tranzistori utilizat pe scară largă, Regency TR-1, a fost creat de fizicianul german Herbert Matare cu sprijinul industriașului Jacob Michael. A fost pus în vânzare în SUA în 1954. Toate radiourile vechi foloseau tranzistori.
În anii 70 a început studiul și implementarea circuitelor integrate. Receptoarele evoluează acum cu integrarea excelentă a nodurilor și procesarea semnalului digital.
Specificațiile instrumentului
Atât radiourile vechi, cât și cele moderne au anumite caracteristici:
- Sensibilitate - capacitatea de a primi semnale slabe.
- Interval dinamic - măsurat în Herți.
- Imunitate la zgomot.
- Selectivitate (selectivitate) - capacitatea de a suprima semnalele străine.
- Nivel de zgomot intern.
- Stabilitate.
Aceste caracteristici nu suntschimbarea noilor generații de receptoare și determină performanța și ușurința în utilizare a acestora.
Cum funcționează radiourile
În cea mai generală formă, receptoarele radio ale URSS au funcționat după următoarea schemă:
- Datorită fluctuațiilor câmpului electromagnetic, în antenă apare un curent alternativ.
- Oscilațiile sunt filtrate (selectivitate) pentru a separa informațiile de zgomot, adică componenta sa importantă este extrasă din semnal.
- Semnalul primit este convertit în sunet (în cazul radiourilor).
După un principiu similar, pe un televizor apare o imagine, se transmit date digitale, funcționează echipamente controlate radio (elicoptere pentru copii, mașini).
Primul receptor era mai mult ca un tub de sticlă cu doi electrozi și rumeguș în interior. Lucrarea s-a desfășurat după principiul acțiunii sarcinilor asupra pulberii metalice. Receptorul avea o rezistență uriașă conform standardelor moderne (până la 1000 ohmi) datorită faptului că rumegușul avea un contact slab unul cu celăl alt, iar o parte din încărcătură a alunecat în spațiul aerian, unde s-a disipat. De-a lungul timpului, acest rumeguș a fost înlocuit cu un circuit oscilator și tranzistoare pentru a stoca și transfera energie.
În funcție de circuitul individual al receptorului, semnalul din acesta poate suferi o filtrare suplimentară în funcție de amplitudine și frecvență, amplificare, digitizare pentru procesarea ulterioară a software-ului etc. Un circuit de receptor radio simplu asigură o singură procesare a semnalului.
Terminologie
Un circuit oscilator în forma sa cea mai simplă se numește bobină șicondensator închis într-un circuit. Cu ajutorul acestora, din toate semnalele de intrare, este posibil să se selecteze pe cel dorit datorită frecvenței naturale a oscilațiilor circuitului. Receptoarele radio ale URSS, precum și dispozitivele moderne, se bazează pe acest segment. Cum funcționează totul?
De regulă, receptoarele radio sunt alimentate de baterii, al căror număr variază de la 1 la 9. Pentru dispozitivele cu tranzistori, bateriile 7D-0.1 și Krona cu tensiune de până la 9 V sunt utilizate pe scară largă. un simplu circuit de receptor radio necesită, cu atât va funcționa mai mult timp.
În funcție de frecvența semnalelor primite, dispozitivele sunt împărțite în următoarele tipuri:
- Undă lungă (LW) - de la 150 la 450 kHz (împrăștiate cu ușurință în ionosferă). Undele solului contează, a căror intensitate scade odată cu distanța.
- Undă medie (MW) - de la 500 la 1500 kHz (se împrăștie ușor în ionosferă ziua, dar se reflectă noaptea). În timpul zilei, intervalul este determinat de undele solului, noaptea - de undele reflectate.
- Unde scurte (HF) - de la 3 la 30 MHz (nu aterizează, sunt reflectate exclusiv de ionosferă, deci există o zonă de tăcere radio în jurul receptorului). Cu o putere redusă a transmițătorului, undele scurte pot călători pe distanțe lungi.
- Ultra shortwave (VHF) - de la 30 la 300 MHz (au o capacitate mare de penetrare, de regulă, sunt reflectate de ionosferă și ocolesc cu ușurință obstacolele).
- În altă frecvență (HF) - de la 300 MHz la 3 GHz (utilizat în comunicațiile celulare și Wi-Fi, funcționează la vedere, nu ocoli obstacole șise propagă rectiliniu).
- Frecvență extrem de în altă (EHF) - de la 3 la 30 GHz (folosit pentru comunicații prin satelit, reflectat de obstacole și funcționează în raza vizuală).
- Hyper high frequency (HHF) - de la 30 GHz la 300 GHz (nu ocoli obstacolele și se reflectă ca lumina, sunt folosite foarte limitat).
Când utilizați HF, MW și LW, difuzarea poate fi efectuată în timp ce sunteți departe de stație. Banda VHF primește semnale mai precis, dar dacă stația o acceptă numai, atunci ascultarea altor frecvențe nu va funcționa. Receptorul poate fi echipat cu un player pentru ascultarea muzicii, un proiector pentru afișare pe suprafețe îndepărtate, un ceas și un ceas cu alarmă. Descrierea circuitului receptorului radio cu astfel de completări va deveni mai complicată.
Introducerea unui microcip în receptoarele radio a făcut posibilă creșterea semnificativă a razei de recepție și a frecvenței semnalelor. Principalul lor avantaj este consumul relativ scăzut de energie și dimensiunea mică, ceea ce este convenabil pentru transport. Microcircuitul conține toți parametrii necesari pentru reducerea eșantionării semnalului și lizibilitatea datelor de ieșire. Procesarea digitală a semnalului domină dispozitivele moderne. Receptoarele radio ale URSS erau destinate doar transmiterii unui semnal audio, doar în ultimele decenii dispozitivul de receptoare s-a dezvoltat și a devenit mai complicat.
Scheme ale celor mai simple receptori
Schema celui mai simplu receptor radio pentru asamblarea unei case a fost dezvoltată pe vremea URSS. Atunci, ca și acum, dispozitivele au fost împărțite în detector, amplificare directă, conversie directă,tip superheterodin, reflex, regenerativ și superregenerativ. Cele mai simple ca percepție și asamblare sunt receptoarele detectoare, din care, se poate considera, dezvoltarea radioului a început la începutul secolului XX. Cele mai greu de construit au fost dispozitivele bazate pe microcircuite și mai multe tranzistoare. Cu toate acestea, dacă înțelegeți o schemă, altele nu vor mai reprezenta o problemă.
Receptor detector simplu
Circuitul celui mai simplu receptor radio conține două părți: o diodă cu germaniu (D8 și D9 vor face) și un telefon principal cu rezistență mare (TON1 sau TON2). Deoarece nu există un circuit oscilator în circuit, acesta nu va putea capta semnalele unui anumit post de radio difuzat într-o anumită zonă, dar va face față sarcinii sale principale.
Pentru a funcționa, aveți nevoie de o antenă bună pe care o puteți arunca pe un copac și de un fir de împământare. Pentru a fi sigur, este suficient să-l atașați de un fragment de metal masiv (de exemplu, la o găleată) și să-l îngropați câțiva centimetri în pământ.
Opțiune de circuit oscilant
În circuitul anterior pentru a introduce selectivitatea, puteți adăuga un inductor și un condensator, creând un circuit oscilator. Acum, dacă doriți, puteți capta semnalul unui anumit post de radio și chiar îl puteți amplifica.
Receptor de unde scurte regenerativ cu supapă
Radiourile cu supape, al căror circuit este destul de simplu, sunt făcute pentru a recepționa semnale de la stații de amatori la distanțe scurte - pe distanțe de la VHF(undă ultrascurtă) la LW (undă lungă). În acest circuit funcționează lămpile bateriei de tip deget. Ele generează cel mai bine pe VHF. Și rezistența sarcinii anodului este îndepărtată de frecvența joasă. Toate detaliile sunt prezentate în diagramă, numai bobinele și un șoc pot fi considerate de casă. Dacă doriți să primiți semnale de televiziune, atunci bobina L2 (EBF11) este formată din 7 spire cu diametrul de 15 mm și un fir de 1,5 mm. Pentru un receptor amator, 5 ture vor fi bine.
Radio cu amplificare directă cu doi tranzistori
Circuitul conține o antenă magnetică și un amplificator de bas în două trepte - acesta este un circuit oscilator de intrare reglat al receptorului radio. Prima etapă este detectorul de semnal modulat RF. Inductorul este înfășurat în 80 de spire cu PEV-0, 25 de sârmă (din a șasea tură există un robinet de jos conform diagramei) pe o tijă de ferită cu diametrul de 10 mm și lungimea de 40.
Un astfel de circuit radio simplu este conceput pentru a recunoaște semnalele puternice de la posturile din apropiere.
Dispozitiv FM super-generativ
Receptor FM, asamblat după modelul lui E. Solodovnikov, este ușor de asamblat, dar are o sensibilitate ridicată (până la 1 μV). Astfel de dispozitive sunt utilizate pentru semnale de în altă frecvență (mai mult de 1 MHz) cu modulație de amplitudine. Datorită feedback-ului puternic pozitiv, câștigul etapei crește la infinit, iar circuitul intră în modul de generare. Din acest motiv, apare autoexcitarea. Pentru a evita acest lucru și pentru a utiliza receptorul ca amplificator de în altă frecvență, setați nivelulcoeficient și, când atinge această valoare, se reduce brusc la minim. Pentru monitorizarea constantă a câștigului, puteți folosi un generator de impulsuri din dinți de ferăstrău sau o puteți face mai ușor.
În practică, amplificatorul în sine acționează adesea ca un generator. Cu ajutorul filtrelor (R6C7), care evidențiază semnalele de joasă frecvență, trecerea vibrațiilor ultrasonice la intrarea cascadei ULF ulterioare este limitată. Pentru semnalele FM 100-108 MHz, bobina L1 este transformată într-o jumătate de tură cu o secțiune transversală de 30 mm și o parte liniară de 20 mm cu un diametru al firului de 1 mm. Și bobina L2 conține 2-3 spire cu diametrul de 15 mm și un fir cu o secțiune transversală de 0,7 mm în interiorul semiturului. Câștigul receptor disponibil pentru semnale de la 87,5 MHz.
Dispozitiv pe un cip
Radioul HF, care a fost proiectat în anii 70, este acum considerat prototipul internetului. Semnalele cu unde scurte (3-30 MHz) parcurg distanțe mari. Este ușor să configurați receptorul pentru a asculta o emisiune în altă țară. Pentru aceasta, prototipul a primit numele de radio mondial.
Receptor HF simplu
Un circuit receptor radio mai simplu este lipsit de microcircuit. Acoperă frecvența de la 4 la 13 MHz și o lungime de până la 75 de metri. Alimente - 9 V de la bateria Krona. Un fir poate servi drept antenă. Receptorul funcționează pe căștile de la player. Tratatul de în altă frecvență este construit pe tranzistoarele VT1 și VT2. Datorită condensatorului C3, apare o sarcină inversă pozitivă, reglată de rezistența R5.
Modernradiouri
Aparatele moderne sunt foarte asemănătoare cu receptoarele radio din URSS: folosesc aceeași antenă, pe care apar oscilații electromagnetice slabe. În antenă apar vibrații de în altă frecvență de la diferite posturi de radio. Ele nu sunt utilizate direct pentru transmisia semnalului, ci efectuează activitatea circuitului următor. Acum acest efect este obținut cu ajutorul dispozitivelor semiconductoare.
Receptoarele au fost dezvoltate pe scară largă la mijlocul secolului al XX-lea și au fost îmbunătățite continuu de atunci, în ciuda înlocuirii lor cu telefoane mobile, tablete și televizoare.
Dispunerea generală a receptoarelor radio s-a schimbat ușor de pe vremea lui Popov. Putem spune că circuitele au devenit mult mai complicate, s-au adăugat microcircuite și tranzistori, a devenit posibil să primiți nu doar un semnal audio, ci și să încorporați un proiector. Deci receptoarele au evoluat în televizoare. Acum, dacă doriți, puteți adăuga orice dorește inima dvs. în dispozitiv.
