O antenă de radio amator primește sute și mii de semnale radio simultan. Frecvențele acestora pot varia în funcție de transmisia pe unde lungi, medii, scurte, ultrascurte și pe benzi de televiziune. Stații de amatori, guvernamentale, comerciale, maritime și alte stații funcționează între ele. Amplitudinile semnalelor aplicate la intrările de antenă ale receptorului variază de la mai puțin de 1 μV la mulți milivolți. Contactele radio amatorilor apar la niveluri de ordinul câțiva microvolți. Scopul unui receptor de amator este dublu: selectarea, amplificarea și demodularea semnalului radio dorit și filtrarea tuturor celorl alte. Receptoarele pentru radioamatori sunt disponibile atât separat, cât și ca parte a transceiver-ului.
Componentele principale ale receptorului
Receptoarele radio Ham trebuie să fie capabile să capteze semnale extrem de slabe, separându-le de zgomotul și de stațiile puternice care sunt mereu în emisie. În același timp, este necesară o stabilitate suficientă pentru reținerea și demodularea lor. În general, performanța (și prețul) unui receptor radio depinde de sensibilitatea, selectivitatea și stabilitatea acestuia. Există și alți factori care țin de operaționalcaracteristicile dispozitivului. Acestea includ modul de acoperire și citire a frecvenței, demodulare sau detecție pentru radiourile LW, MW, HF, VHF, cerințele de putere. Deși receptoarele variază ca complexitate și performanță, toate suportă 4 funcții de bază: recepție, selectivitate, demodulare și redare. Unele includ și amplificatoare pentru a crește semnalul la niveluri acceptabile.
Recepție
Aceasta este capacitatea receptorului de a gestiona semnalele slabe captate de antenă. Pentru un receptor radio, această funcționalitate este legată în primul rând de sensibilitate. Majoritatea modelelor au mai multe etape de amplificare necesare pentru a crește puterea semnalului de la microvolți la volți. Astfel, câștigul total al receptorului poate fi de ordinul unui milion la unu.
Este util pentru radioamatorii începători să știe că sensibilitatea receptorului este afectată de zgomotul electric generat în circuitele antenei și în dispozitivul în sine, în special în modulele de intrare și RF. Acestea apar din excitarea termică a moleculelor conductoare și în componentele amplificatoarelor, cum ar fi tranzistoarele și tuburile. În general, zgomotul electric este independent de frecvență și crește odată cu temperatura și cu lățimea de bandă.
Orice interferență prezentă la bornele antenei receptorului este amplificată împreună cu semnalul recepționat. Astfel, există o limită a sensibilității receptorului. Cele mai multe modele moderne vă permit să luați 1 microvolt sau mai puțin. Multe specificații definesc această caracteristică înmicrovolți pentru 10 dB. De exemplu, o sensibilitate de 0,5 µV pentru 10 dB înseamnă că amplitudinea zgomotului generat în receptor este cu aproximativ 10 dB mai mică decât semnalul de 0,5 µV. Cu alte cuvinte, nivelul de zgomot al receptorului este de aproximativ 0,16 μV. Orice semnal sub această valoare va fi acoperit de ei și nu va fi auzit în difuzor.
La frecvențe de până la 20-30 MHz, zgomotul extern (atmosferic și antropic) este de obicei mult mai mare decât zgomotul intern. Majoritatea receptoarelor sunt suficient de sensibile pentru a procesa semnale în acest interval de frecvență.
Selectivitate
Aceasta este capacitatea receptorului de a se acorda la semnalul dorit și de a le respinge pe cele nedorite. Receptoarele folosesc filtre LC de în altă calitate pentru a trece doar o bandă îngustă de frecvențe. Astfel, lățimea de bandă a receptorului este esențială pentru a elimina semnalele nedorite. Selectivitatea multor receptoare DV este de ordinul a câteva sute de herți. Acest lucru este suficient pentru a filtra majoritatea semnalelor apropiate de frecvența de operare. Toate receptoarele radio amator HF și MW trebuie să aibă o selectivitate de aproximativ 2500 Hz pentru recepția vocală amator. Multe receptoare și transceiver LW/HF folosesc filtre comutabile pentru a asigura recepția optimă a oricărui tip de semnal.
Demodulare sau detecție
Acesta este procesul de separare a componentei de joasă frecvență (sunetul) de semnalul purtător modulat de intrare. Circuitele de demodulare folosesc tranzistori sau tuburi. Cele mai comune două tipuri de detectoare utilizate în RFreceptoare, este o diodă pentru LW și MW și un mixer ideal pentru LW sau HF.
Redare
Procesul final de recepție este conversia semnalului detectat în sunet pentru a fi transmis în difuzor sau căști. În mod obișnuit, o etapă cu câștig mare este utilizată pentru a amplifica ieșirea slabă a detectorului. Ieșirea amplificatorului audio este apoi transmisă unui difuzor sau căști pentru redare.
Majoritatea radio-urilor au un difuzor intern și o mufă de ieșire pentru căști. Un amplificator audio simplu cu o singură etapă, potrivit pentru funcționarea căștilor. Difuzorul necesită de obicei un amplificator audio cu 2 sau 3 trepte.
Receptoare simple
Primele receptoare pentru radioamatori au fost cele mai simple dispozitive care constau dintr-un circuit oscilant, un detector cu cristale și căști. Ei puteau primi doar posturi de radio locale. Cu toate acestea, un detector cu cristale nu este capabil să demoduleze corect semnalele LW sau SW. În plus, sensibilitatea și selectivitatea unei astfel de scheme este insuficientă pentru munca de radio amator. Le puteți crește adăugând un amplificator audio la ieșirea detectorului.
Radio amplificat direct
Sensibilitatea și selectivitatea pot fi îmbunătățite adăugând una sau mai multe etape. Acest tip de dispozitiv se numește receptor de amplificare directă. Multe receptoare CB comerciale din anii 20 și 30 a folosit această schemă. Unii dintre ei au avut 2-4 etape de amplificare de obținutsensibilitatea și selectivitatea necesare.
Receptor de conversie directă
Aceasta este o abordare simplă și populară pentru a lua LW și HF. Semnalul de intrare este transmis la detector împreună cu RF de la generator. Frecvența celui din urmă este puțin mai mare (sau mai mică) decât cea dintâi, astfel încât să se poată obține o bătaie. De exemplu, dacă intrarea este de 7155,0 kHz și oscilatorul RF este setat la 7155,4 kHz, atunci amestecarea în detector produce un semnal audio de 400 Hz. Acesta din urmă intră în amplificatorul de nivel în alt printr-un filtru de sunet foarte îngust. Selectivitatea în acest tip de receptor se realizează folosind circuite LC oscilatorii în fața detectorului și un filtru audio între detector și amplificatorul audio.
Superheterodin
Conceput la începutul anilor 1930 pentru a elimina majoritatea problemelor cu care se confruntă primele tipuri de receptoare radio amatori. Astăzi, receptorul superheterodin este utilizat în aproape toate tipurile de servicii radio, inclusiv radio amatori, comerciale, AM, FM și televiziune. Principala diferență față de receptoarele cu amplificare directă este conversia semnalului RF de intrare în semnal intermediar (IF).
amplificator HF
Conține circuite LC care oferă o anumită selectivitate și câștig limitat la frecvența dorită. Amplificatorul RF oferă, de asemenea, două beneficii suplimentare într-un receptor superheterodin. În primul rând, izolează treptele mixerului și oscilatorului local de bucla de antenă. Pentru un receptor radio, avantajul este acela atenuatsemnale nedorite de două ori mai mari decât frecvența dorită.
Generator
Necesar pentru a produce o undă sinusoidală de amplitudine constantă a cărei frecvență diferă de purtătorul de intrare cu o cantitate egală cu IF. Generatorul creează oscilații, a căror frecvență poate fi fie mai mare, fie mai mică decât purtătorul. Această alegere este determinată de lățimea de bandă și cerințele de reglare RF. Cele mai multe dintre aceste noduri din receptoarele MW și receptoarele VHF amatori de bandă joasă generează o frecvență deasupra purtătorului de intrare.
Mixer
Scopul acestui bloc este de a converti frecvența semnalului purtător de intrare în frecvența amplificatorului IF. Mixerul produce 4 ieșiri principale de la 2 intrări: f1, f2, f1+f 2, f1-f2. Într-un receptor superheterodin, se utilizează doar suma sau diferența lor. Alții pot provoca interferențe dacă nu sunt luate măsurile adecvate.
amplificator IF
Performanța unui amplificator IF într-un receptor superheterodin este cel mai bine descrisă în termeni de câștig (GA) și selectivitate. În general, acești parametri sunt determinați de amplificatorul IF. Selectivitatea amplificatorului IF trebuie să fie egală cu lățimea de bandă a semnalului RF modulat de intrare. Dacă este mai mare, atunci orice frecvență adiacentă este omisă și provoacă interferențe. Pe de altă parte, dacă selectivitatea este prea îngustă, unele benzi laterale vor fi tăiate. Acest lucru are ca rezultat o pierdere a clarității la redarea sunetului prin difuzor sau căști.
Lățimea de bandă optimă pentru un receptor cu unde scurte este 2300–2500 Hz. Deși unele dintre benzile laterale superioare asociate cu vorbirea se extind dincolo de 2500 Hz, pierderea lor nu afectează în mod semnificativ sunetul sau informațiile transmise de operator. Selectivitatea de 400–500 Hz este suficientă pentru funcționarea DW. Această lățime de bandă îngustă ajută la respingerea oricărui semnal de frecvență adiacent care ar putea interfera cu recepția. Radiourile de amatori cu prețuri mai mari folosesc 2 sau mai multe trepte de câștig IF precedate de un cristal foarte selectiv sau filtru mecanic. Acest aspect folosește circuite LC și convertoare IF între blocuri.
Alegerea frecvenței intermediare este determinată de mai mulți factori, care includ: câștig, selectivitate și suprimarea semnalului. Pentru benzile de joasă frecvență (80 și 40 m), IF-ul utilizat în multe receptoare moderne de radio amatori este de 455 kHz. Amplificatoarele IF pot oferi câștig și selectivitate excelente de la 400 la 2500 Hz.
Detectoare și generatoare de bătăi
Detecția sau demodularea este definită ca procesul de separare a componentelor de frecvență audio de un semnal purtător modulat. Detectoarele din receptoarele superheterodine mai sunt numiți secundare, iar primarul este ansamblul mixerului.
Control automat al câștigului
Scopul nodului AGC este de a menține un nivel de ieșire constant în ciuda modificărilor de intrare. Undele radio care se propagă prin ionosferăatenuează apoi se intensifică datorită unui fenomen cunoscut sub numele de estompare. Aceasta duce la o modificare a nivelului de recepție la intrările antenei într-o gamă largă de valori. Deoarece tensiunea semnalului redresat în detector este proporțională cu amplitudinea celui recepționat, o parte din acesta poate fi folosită pentru a controla câștigul. Pentru receptoarele care utilizează tranzistori cu tub sau NPN în nodurile premergătoare detectorului, se aplică o tensiune negativă pentru a reduce câștigul. Amplificatoarele și mixerele care utilizează tranzistori PNP necesită o tensiune pozitivă.
Unele radio-amatoare, în special cele mai bune cu tranzistori, au un amplificator AGC pentru mai mult control asupra performanței dispozitivului. Ajustarea automată poate avea constante de timp diferite pentru diferite tipuri de semnal. Constanta de timp specifică durata controlului după terminarea difuzării. De exemplu, în intervalele dintre fraze, receptorul HF va relua imediat câștigul maxim, ceea ce va provoca o explozie enervantă de zgomot.
Măsurarea puterii semnalului
Unele receptoare și transceiver au un indicator care indică puterea relativă a transmisiei. De obicei, o parte a semnalului IF rectificat de la detector este aplicată unui micro- sau miliampermetru. Dacă receptorul are un amplificator AGC, atunci acest nod poate fi folosit și pentru a controla indicatorul. Majoritatea contoarelor sunt calibrate în unități S (de la 1 la 9), care reprezintă o modificare de aproximativ 6 dB a puterii semnalului recepționat. Citirea din mijloc sau S-9 este folosită pentru a indica nivelul de 50 µV. Jumătate superioară scarăS-metrul este calibrat în decibeli peste S-9, de obicei până la 60 dB. Aceasta înseamnă că puterea semnalului recepționat este cu 60 dB mai mare decât 50 µV și este egală cu 50 mV.
Indicatorul este rareori precis, deoarece mulți factori îi influențează performanța. Cu toate acestea, este foarte util la determinarea intensității relative a semnalelor de intrare și la verificarea sau reglarea receptorului. În multe transceiver-uri, LED-ul este folosit pentru a afișa starea caracteristicilor dispozitivului, cum ar fi curentul de ieșire a amplificatorului RF și puterea de ieșire RF.
Interferențe și limitări
Este bine pentru începători să știe că orice receptor poate întâmpina dificultăți de recepție din cauza a trei factori: zgomot extern și intern și semnale interferente. Interferența RF externă, în special sub 20 MHz, este mult mai mare decât interferența internă. Numai la frecvențe mai în alte nodurile receptor reprezintă o amenințare pentru semnalele extrem de slabe. Majoritatea zgomotului este generat în primul bloc, atât în amplificatorul RF, cât și în stadiul mixerului. S-au făcut multe eforturi pentru a reduce interferența internă a receptorului la un nivel minim. Rezultatul sunt circuite și componente cu zgomot redus.
Interferența externă poate cauza probleme la primirea semnalelor slabe din două motive. În primul rând, interferența captată de antenă poate masca transmisia. Dacă acesta din urmă este aproape sau sub nivelul de zgomot de intrare, recepția este aproape imposibilă. Unii operatori cu experiență pot primi transmisii pe LW chiar și cu interferențe puternice, dar vocea și alte semnale de amatori sunt de neînțeles în aceste condiții.
