Dugo vremena radio je na vrhu liste najznačajnijih izuma čovječanstva. Prvi takvi uređaji su sada rekonstruisani i promijenjeni na moderan način, međutim, malo se promijenilo u njihovoj shemi montaže - ista antena, isto uzemljenje i oscilatorno kolo za filtriranje nepotrebnog signala. Bez sumnje, šeme su postale mnogo komplikovanije od vremena tvorca radija Popova. Njegovi sljedbenici su razvili tranzistore i mikro kola za reprodukciju boljeg i energetski intenzivnijeg signala.
Zašto je bolje početi s jednostavnim šarama?
Ako razumete jednostavno radio kolo, možete biti sigurni da je većina puta do uspeha na polju montaže i rada već savladana. U ovom članku ćemo analizirati nekoliko shema takvih uređaja, povijest njihove pojave i glavne karakteristike: frekvenciju, domet, itd.
Historijska pozadina
7. maj 1895. smatra se rođendanom radija. Na današnji dan, ruski naučnik A. S. Popov demonstrirao je svoj aparat na sastanku Ruske fizičke i hemijskedruštvo.
1899. godine izgrađena je prva 45 km duga radio-komunikacijska linija između ostrva Hogland i grada Kotke. Tokom Prvog svetskog rata prijemnik sa direktnim pojačanjem i vakuumske cevi su postali široko rasprostranjeni. Tokom neprijateljstava, prisustvo radija pokazalo se strateški neophodnim.
Godine 1918., istovremeno u Francuskoj, Njemačkoj i SAD, naučnici L. Levvy, L. Schottky i E. Armstrong razvili su metodu superheterodinskog prijema, ali zbog slabih vakuumskih cijevi, ovaj princip se široko koristio samo u godine 1930-ih.
Tranzistorski uređaji su se pojavili i razvili 50-ih i 60-ih godina. Prvi široko korišteni radio prijemnik sa četiri tranzistora, Regency TR-1, kreirao je njemački fizičar Herbert Matare uz podršku industrijalca Jacoba Michaela. U prodaji je u SAD-u 1954. godine. Svi stari radio aparati su koristili tranzistore.
70-ih godina počelo je proučavanje i implementacija integrisanih kola. Prijemnici se sada razvijaju uz sjajnu integraciju čvorova i digitalnu obradu signala.
Specifikacije instrumenta
I stari i moderni radiji imaju određene karakteristike:
- Osetljivost - sposobnost primanja slabih signala.
- Dinamički raspon - mjereno u hercima.
- Imunitet na buku.
- Selektivnost (selektivnost) - sposobnost suzbijanja stranih signala.
- Unutarnji nivo buke.
- Stabilnost.
Ove karakteristike nisumijenjati nove generacije prijemnika i odrediti njihove performanse i jednostavnost korištenja.
Kako rade radio
U najopštijem obliku, radio prijemnici SSSR-a radili su prema sljedećoj shemi:
- Usled fluktuacija u elektromagnetnom polju, u anteni se pojavljuje naizmenična struja.
- Oscilacije se filtriraju (selektivnost) kako bi se odvojile informacije od buke, tj. njegova važna komponenta se izdvaja iz signala.
- Primljeni signal se pretvara u zvuk (u slučaju radija).
Po sličnom principu, slika se pojavljuje na TV-u, digitalni podaci se prenose, radi radio-kontrolisana oprema (dječiji helikopteri, automobili).
Prvi prijemnik je više ličio na staklenu cijev sa dvije elektrode i piljevinom unutra. Rad je izveden po principu djelovanja naboja na metalni prah. Prijemnik je imao ogroman otpor prema modernim standardima (do 1000 oma) zbog činjenice da je piljevina imala slab kontakt jedan s drugim, a dio punjenja je skliznuo u zračni prostor, gdje se raspršio. Tokom vremena, ova piljevina je zamijenjena oscilatornim krugom i tranzistorima za skladištenje i prijenos energije.
U zavisnosti od pojedinačnog kola prijemnika, signal u njemu može biti podvrgnut dodatnom filtriranju po amplitudi i frekvenciji, pojačanju, digitalizaciji za dalju softversku obradu, itd. Jednostavna kola radio prijemnika omogućava obradu jednog signala.
Terminologija
Oscilatorno kolo u svom najjednostavnijem obliku naziva se zavojnica ikondenzator zatvoren u strujnom kolu. Uz pomoć njih, od svih dolaznih signala, moguće je odabrati željeni zbog prirodne frekvencije oscilacija kola. Radio prijemnici SSSR-a, kao i savremeni uređaji, zasnovani su na ovom segmentu. Kako sve funkcionira?
Radio prijemnici se po pravilu napajaju baterijama čiji broj varira od 1 do 9. Za tranzistorske uređaje široko se koriste baterije 7D-0.1 i Krona napona do 9 V. Što je više baterija a potrebno je jednostavno kolo radio prijemnika, duže će raditi.
Prema frekvenciji primljenih signala uređaji se dijele na sljedeće tipove:
- Dugotalasni (LW) - od 150 do 450 kHz (lako se raspršuju u jonosferi). Prizemni talasi su važni, čiji intenzitet opada sa rastojanjem.
- Srednji talas (MW) - od 500 do 1500 kHz (lako se raspršuje u jonosferi tokom dana, ali se reflektuje noću). Tokom dana, domet je određen talasima na zemlji, noću - reflektovanim talasima.
- Kratkotalasni (HF) - od 3 do 30 MHz (ne sleću, isključivo se reflektuju od jonosfere, tako da postoji zona radio tišine oko prijemnika). Sa malom snagom predajnika, kratki talasi mogu putovati na velike udaljenosti.
- Ultra kratki talas (VHF) - od 30 do 300 MHz (imaju visoku sposobnost prodiranja, po pravilu se reflektuju od jonosfere i lako zaobilaze prepreke).
- Visokofrekventni (HF) - od 300 MHz do 3 GHz (koristi se u ćelijskoj komunikaciji i Wi-Fi, rade na vidiku, ne zaobilaze prepreke ipropagirati pravolinijski).
- Ekstremno visoke frekvencije (EHF) - od 3 do 30 GHz (koristi se za satelitsku komunikaciju, reflektuje se od prepreka i radi unutar vidnog polja).
- Hiper visoke frekvencije (HHF) - od 30 GHz do 300 GHz (ne zaobilazite prepreke i odbijaju se poput svjetlosti, koriste se vrlo ograničeno).
Kada se koristi HF, MW i LW, emitovanje se može vršiti dok ste daleko od stanice. VHF opseg prima signale preciznije, ali ako stanica podržava samo njega, slušanje drugih frekvencija neće raditi. Prijemnik može biti opremljen plejerom za slušanje muzike, projektorom za prikazivanje na udaljenim površinama, satom i budilnikom. Opis kruga radio prijemnika sa takvim dodacima postat će složeniji.
Uvođenje mikročipa u radio prijemnike omogućilo je značajno povećanje radijusa prijema i frekvencije signala. Njihova glavna prednost je relativno mala potrošnja energije i mala veličina, što je pogodno za nošenje. Mikrokolo sadrži sve potrebne parametre za smanjenje uzorkovanja signala i čitljivost izlaznih podataka. Digitalna obrada signala dominira modernim uređajima. Radio prijemnici SSSR-a bili su namenjeni samo za prenos audio signala, tek poslednjih decenija uređaj prijemnika se razvio i zakomplikovao.
Šeme najjednostavnijih prijemnika
Šema najjednostavnijeg radio prijemnika za sastavljanje kuće razvijena je još u danima SSSR-a. Tada, kao i sada, uređaji su se dijelili na detektore, direktno pojačanje, direktnu konverziju,superheterodinski tip, refleksni, regenerativni i superregenerativni. Najjednostavniji u percepciji i sklapanju su detektorski prijemnici, od kojih je, može se smatrati, početkom 20. stoljeća počeo razvoj radija. Najteži za izgradnju bili su uređaji bazirani na mikro krugovima i nekoliko tranzistora. Međutim, ako razumijete jednu šemu, druge više neće biti problem.
Jednostavni detektorski prijemnik
Kolo najjednostavnijeg radio prijemnika sadrži dva dela: germanijumsku diodu (D8 i D9) i glavni telefon sa visokim otporom (TON1 ili TON2). Pošto u kolu nema oscilatornog kola, neće moći da uhvati signale određene radio stanice koja se emituje u datom području, ali će se nositi sa svojim glavnim zadatkom.
Da biste radili, potrebna vam je dobra antena koju možete baciti na drvo i žica za uzemljenje. Da budemo sigurni, dovoljno ga je pričvrstiti na masivni metalni fragment (na primjer, na kantu) i zakopati nekoliko centimetara u zemlju.
Opcija oscilatornog kruga
U prethodnom kolu da biste uveli selektivnost, možete dodati induktor i kondenzator, stvarajući oscilatorno kolo. Sada, ako želite, možete uhvatiti signal određene radio stanice i čak ga pojačati.
Vlasti regenerativni kratkotalasni prijemnik
Radio s ventilom, čiji je sklop prilično jednostavan, napravljeni su da primaju signale od amaterskih stanica na kratkim udaljenostima - na rasponima od VHF(ultrakratkotalasni) do LW (dugotalasni). U ovom krugu rade baterijske lampe tipa prsta. Najbolje generiraju na VHF. A otpor anodnog opterećenja uklanja se niskom frekvencijom. Svi detalji su prikazani na dijagramu, samo zavojnice i prigušnica se mogu smatrati domaćim. Ako želite da primate televizijske signale, onda se zavojnica L2 (EBF11) sastoji od 7 zavoja prečnika 15 mm i žice od 1,5 mm. Za amaterski prijemnik, dovoljno je 5 okreta.
Radio direktnog pojačanja sa dva tranzistora
Kolo sadrži magnetnu antenu i dvostepeno bas pojačalo - ovo je podešeno ulazno oscilatorno kolo radio prijemnika. Prva faza je detektor RF modulisanog signala. Induktor je namotan u 80 zavoja žicom PEV-0, 25 (od šestog zavoja je slavina odozdo prema dijagramu) na feritnu šipku prečnika 10 mm i dužine 40.
Tako jednostavno radio kolo je dizajnirano da prepozna jake signale sa obližnjih stanica.
Supergenerativni FM uređaj
FM-prijemnik, sastavljen po modelu E. Solodovnikova, lako se sklapa, ali ima visoku osjetljivost (do 1 μV). Takvi uređaji se koriste za visokofrekventne signale (više od 1 MHz) sa amplitudnom modulacijom. Zbog jake pozitivne povratne sprege, pojačanje stupnja se povećava do beskonačnosti, a kolo ulazi u režim generiranja. Iz tog razloga dolazi do samopobude. Da biste to izbjegli i koristili prijemnik kao pojačalo visoke frekvencije, podesite nivokoeficijent i, kada dostigne ovu vrijednost, naglo smanjiti na minimum. Za konstantno praćenje pojačanja, možete koristiti generator pilastih impulsa, ili to možete učiniti lakše.
U praksi, samo pojačalo često djeluje kao generator. Uz pomoć filtera (R6C7), koji ističu niskofrekventne signale, ograničen je prolaz ultrazvučnih vibracija na ulaz naknadne ULF kaskade. Za FM signale 100-108 MHz, zavojnica L1 se pretvara u poluokret s poprečnim presjekom od 30 mm i linearnim dijelom od 20 mm s promjerom žice od 1 mm. A zavojnica L2 sadrži 2-3 zavoja promjera 15 mm i žicu s poprečnim presjekom od 0,7 mm unutar pola okreta. Dobitak prijemnika dostupan za signale od 87,5 MHz.
Uređaj na čipu
HF radio, koji je dizajniran 70-ih godina, sada se smatra prototipom interneta. Kratkotalasni signali (3-30 MHz) putuju velike udaljenosti. Lako je podesiti prijemnik da sluša emitovanje u drugoj zemlji. Za to je prototip dobio ime svjetskog radija.
Jednostavni HF prijemnik
Jednostavnije kolo radio prijemnika je lišeno mikrokola. Pokriva opseg od 4 do 13 MHz u frekvenciji i do 75 metara dužine. Hrana - 9 V iz Krona baterije. Žica može poslužiti kao antena. Prijemnik radi na slušalicama iz plejera. Visokofrekventni traktat je izgrađen na tranzistorima VT1 i VT2. Zbog kondenzatora C3 dolazi do pozitivnog obrnutog naelektrisanja, regulisanog otpornikom R5.
Modernoradio
Savremeni uređaji su veoma slični radio prijemnicima SSSR-a: koriste istu antenu, na kojoj se javljaju slabe elektromagnetne oscilacije. U anteni se pojavljuju visokofrekventne vibracije različitih radio stanica. Ne koriste se direktno za prijenos signala, već obavljaju rad sljedećeg kruga. Sada se ovaj efekat postiže uz pomoć poluprovodničkih uređaja.
Prijemnici su bili široko razvijeni sredinom 20. vijeka i od tada su kontinuirano unapređivani, uprkos njihovoj zamjeni mobilnim telefonima, tabletima i televizorima.
Opšti raspored radio prijemnika se neznatno promenio od vremena Popova. Možemo reći da su kola postala mnogo složenija, dodani su mikro krugovi i tranzistori, postalo je moguće primati ne samo audio signal, već i ugraditi projektor. Tako su prijemnici evoluirali u televizore. Sada, ako želite, možete ugraditi šta god vam srce poželi.
