Amaterska radio antena prima stotine i hiljade radio signala istovremeno. Njihove frekvencije mogu varirati ovisno o prijenosu na dugim, srednjim, kratkim, ultrakratkim talasima i televizijskim opsezima. Između njih rade amaterske, vladine, komercijalne, pomorske i druge stanice. Amplitude signala primijenjenih na antenske ulaze prijemnika variraju od manje od 1 μV do mnogo milivolti. Radio-amaterski kontakti se javljaju na nivoima od nekoliko mikrovolti. Svrha amaterskog prijemnika je dvostruka: odabrati, pojačati i demodulirati željeni radio signal i filtrirati sve ostale. Prijemnici za radio amatere dostupni su i zasebno i kao dio primopredajnika.
Glavne komponente prijemnika
Ham radio prijemnici moraju biti u stanju uhvatiti izuzetno slabe signale, odvajajući ih od buke i moćnih stanica koje su uvijek u eteru. Istovremeno, potrebna je dovoljna stabilnost za njihovo zadržavanje i demodulaciju. Općenito, performanse (i cijena) radio prijemnika zavise od njegove osjetljivosti, selektivnosti i stabilnosti. Postoje i drugi faktori u vezi sa operativnimkarakteristike uređaja. To uključuje pokrivenost frekvencijom i modove očitavanja, demodulacije ili detekcije za LW, MW, HF, VHF radio, zahtjeve za napajanjem. Iako se prijemnici razlikuju po složenosti i performansama, svi podržavaju 4 osnovne funkcije: prijem, selektivnost, demodulaciju i reprodukciju. Neki također uključuju pojačala za pojačavanje signala do prihvatljivih nivoa.
Recepcija
Ovo je sposobnost prijemnika da obradi slabe signale koje prima antena. Za radio prijemnik, ova funkcionalnost se prvenstveno odnosi na osjetljivost. Većina modela ima nekoliko stupnjeva pojačanja potrebnih za povećanje snage signala s mikrovolta na volti. Dakle, ukupni dobitak primaoca može biti reda milion prema jedan.
Korisno je za radio-amatere početnike da znaju da na osjetljivost prijemnika utječu električni šumovi koji se stvaraju u antenskim krugovima i samom uređaju, posebno u ulaznim i RF modulima. Oni proizlaze iz termičke pobude molekula provodnika iu komponentama pojačala kao što su tranzistori i cijevi. Općenito, električni šum je neovisan o frekvenciji i povećava se s temperaturom i širinom pojasa.
Svaka smetnja prisutna na terminalima antene prijemnika se pojačava zajedno sa primljenim signalom. Dakle, postoji ograničenje osjetljivosti prijemnika. Većina modernih modela vam omogućava da uzmete 1 mikrovolt ili manje. Mnoge specifikacije definiraju ovu karakteristiku umikrovolti za 10 dB. Na primjer, osjetljivost od 0,5 µV za 10 dB znači da je amplituda buke koja se stvara u prijemniku za oko 10 dB niža od signala od 0,5 µV. Drugim riječima, nivo šuma prijemnika je oko 0,16 μV. Svaki signal ispod ove vrijednosti će biti pokriven od njih i neće se čuti u zvučniku.
Na frekvencijama do 20-30 MHz, eksterna buka (atmosferska i antropogena) je obično mnogo veća od unutrašnje buke. Većina prijemnika je dovoljno osjetljiva za obradu signala u ovom frekvencijskom opsegu.
Selektivnost
Ovo je sposobnost prijemnika da se podesi na željeni signal i odbije neželjene. Prijemnici koriste visokokvalitetne LC filtere da propuštaju samo uski opseg frekvencija. Dakle, širina opsega prijemnika je neophodna za uklanjanje neželjenih signala. Selektivnost mnogih DV prijemnika je reda veličine nekoliko stotina herca. Ovo je dovoljno za filtriranje većine signala blizu radne frekvencije. Svi HF i MW amaterski radio prijemnici moraju imati selektivnost od oko 2500 Hz za amaterski prijem glasa. Mnogi LW/HF prijemnici i primopredajnici koriste promjenjive filtere kako bi osigurali optimalan prijem bilo koje vrste signala.
Demodulacija ili detekcija
Ovo je proces odvajanja niskofrekventne komponente (zvuka) od dolaznog moduliranog signala nosioca. Demodulacijska kola koriste tranzistore ili cijevi. Dva najčešća tipa detektora koji se koriste u RFprijemnika, dioda je za LW i MW i idealan mikser za LW ili HF.
Reprodukcija
Završni proces prijema je pretvaranje detektovanog signala u zvuk koji se prenosi na zvučnik ili slušalice. Tipično, stepen visokog pojačanja se koristi za pojačanje slabog izlaza detektora. Izlaz audio pojačala se zatim dovodi do zvučnika ili slušalica za reprodukciju.
Većina ham radija ima interni zvučnik i izlaz za slušalice. Jednostavno jednostepeno audio pojačalo pogodno za rad sa slušalicama. Zvučnik obično zahtijeva 2- ili 3-stepeno audio pojačalo.
Jednostavni prijemnici
Prvi prijemnici za radio amatere bili su najjednostavniji uređaji koji su se sastojali od oscilatornog kola, kristalnog detektora i slušalica. Mogli su primati samo lokalne radio stanice. Međutim, kristalni detektor nije u stanju da pravilno demodulira LW ili SW signale. Osim toga, osjetljivost i selektivnost takve sheme je nedovoljna za radioamaterski rad. Možete ih povećati dodavanjem audio pojačala na izlaz detektora.
Direct-Amplified Radio
Osjetljivost i selektivnost se mogu poboljšati dodavanjem jedne ili više faza. Ovaj tip uređaja naziva se prijemnik s direktnim pojačavanjem. Mnogi komercijalni CB prijemnici iz 20-ih i 30-ih godina koristio ovu šemu. Neki od njih su imali 2-4 stepena pojačanjapotrebna osjetljivost i selektivnost.
Primalac direktne konverzije
Ovo je jednostavan i popularan pristup za uzimanje LW i HF. Ulazni signal se dovodi do detektora zajedno sa RF iz generatora. Frekvencija potonjeg je nešto viša (ili niža) od prvog, tako da se može postići ritam. Na primjer, ako je ulaz 7155,0 kHz, a RF oscilator postavljen na 7155,4 kHz, tada miješanje u detektoru proizvodi audio signal od 400 Hz. Potonji ulazi u pojačalo visokog nivoa kroz vrlo uski zvučni filter. Selektivnost kod ovog tipa prijemnika se postiže korišćenjem oscilatornih LC kola ispred detektora i audio filtera između detektora i audio pojačala.
Superheterodina
Dizajniran ranih 1930-ih da eliminiše većinu problema sa kojima su se suočavali rani tipovi radio-amaterskih prijemnika. Danas se superheterodinski prijemnik koristi u gotovo svim vrstama radio usluga, uključujući radio-amatere, reklame, AM, FM i televiziju. Glavna razlika od prijemnika s direktnim pojačavanjem je konverzija dolaznog RF signala u međusignal (IF).
HF pojačalo
Sadrži LC kola koja pružaju određenu selektivnost i ograničeno pojačanje na željenoj frekvenciji. RF pojačalo također pruža dvije dodatne prednosti u superheterodinskom prijemniku. Prvo, izoluje stepene miksera i lokalnog oscilatora od antenske petlje. Za radio prijemnik, prednost je to što je prigušenneželjeni signali duplo veću od željene frekvencije.
Generator
Potreban za proizvodnju sinusnog vala konstantne amplitude čija se frekvencija razlikuje od dolaznog nosioca za iznos jednak IF. Generator stvara oscilacije čija frekvencija može biti veća ili niža od nosioca. Ovaj izbor je određen zahtjevima propusnog opsega i RF podešavanja. Većina ovih čvorova u MW prijemnicima i niskopojasnim amaterskim VHF prijemnicima stvara frekvenciju iznad ulaznog nosioca.
Mikser
Svrha ovog bloka je da konvertuje frekvenciju dolaznog signala nosioca u frekvenciju IF pojačivača. Mikser daje 4 glavna izlaza sa 2 ulaza: f1, f2, f1+f 2, f1-f2. U superheterodinskom prijemniku koristi se samo njihov zbir ili razlika. Drugi mogu uzrokovati smetnje ako se ne preduzmu odgovarajuće mjere.
IF pojačalo
Performanse IF pojačala u superheterodinskom prijemniku najbolje se opisuju u smislu pojačanja (GA) i selektivnosti. Uopšteno govoreći, ove parametre određuje IF pojačalo. Selektivnost IF pojačivača mora biti jednaka širini opsega dolaznog moduliranog RF signala. Ako je veća, tada se svaka susjedna frekvencija preskače i uzrokuje smetnje. S druge strane, ako je selektivnost preuska, neke bočne trake će biti ošišane. Ovo rezultira gubitkom jasnoće pri reprodukciji zvuka preko zvučnika ili slušalica.
Optimalni propusni opseg za kratkotalasni prijemnik je 2300–2500 Hz. Iako se neki od viših bočnih pojaseva povezanih s govorom protežu preko 2500 Hz, njihov gubitak ne utječe značajno na zvuk ili informacije koje prenosi operater. Za rad DW-a dovoljna je selektivnost od 400–500 Hz. Ovaj uski propusni opseg pomaže da se odbije bilo koji signal susjedne frekvencije koji bi mogao ometati prijem. Radio-amateri sa višim cijenama koriste 2 ili više stepena IF pojačanja kojima prethodi visoko selektivni kristalni ili mehanički filter. Ovaj raspored koristi LC kola i IF pretvarače između blokova.
Izbor međufrekvencije je određen nekoliko faktora, koji uključuju: pojačanje, selektivnost i potiskivanje signala. Za niske frekvencije (80 i 40 m), IF koji se koristi u mnogim modernim radio-amaterskim prijemnicima je 455 kHz. IF pojačala mogu pružiti odlično pojačanje i selektivnost od 400-2500 Hz.
Detektori i generatori otkucaja
Detekcija ili demodulacija je definisana kao proces odvajanja komponenti audio frekvencije od modulisanog signala nosioca. Detektori u superheterodinskim prijemnicima se nazivaju i sekundarni, a primarni je sklop miksera.
Automatska kontrola pojačanja
Svrha AGC čvora je održavanje konstantnog izlaznog nivoa uprkos promjenama u ulazu. Radio talasi koji se šire kroz jonosferuslabe, a zatim pojačavaju zbog fenomena poznatog kao fading. To dovodi do promjene nivoa prijema na ulazima antene u širokom rasponu vrijednosti. Budući da je napon ispravljenog signala u detektoru proporcionalan amplitudi primljenog, jedan njegov dio se može koristiti za kontrolu pojačanja. Za prijemnike koji koriste cijevne ili NPN tranzistore u čvorovima koji prethode detektoru, primjenjuje se negativan napon kako bi se smanjilo pojačanje. Pojačala i mikseri koji koriste PNP tranzistore zahtijevaju pozitivan napon.
Neki ham radio, posebno oni sa boljim tranzistorom, imaju AGC pojačalo za veću kontrolu nad performansama uređaja. Automatsko podešavanje može imati različite vremenske konstante za različite tipove signala. Vremenska konstanta određuje trajanje kontrole nakon završetka emitiranja. Na primjer, tokom intervala između fraza, HF prijemnik će odmah nastaviti s punim pojačanjem, što će uzrokovati dosadnu buku.
Mjerenje jačine signala
Neki prijemnici i primopredajnici imaju indikator koji pokazuje relativnu snagu emitovanja. Tipično, dio ispravljenog IF signala iz detektora se primjenjuje na mikro- ili miliampermetar. Ako prijemnik ima AGC pojačalo, onda se ovaj čvor može koristiti i za kontrolu indikatora. Većina mjerača je kalibrirana u S-jedinicama (1 do 9), koje predstavljaju približno 6 dB promjenu u jačini primljenog signala. Srednje očitavanje ili S-9 se koristi za označavanje nivoa od 50 µV. Gornja polovina skaleS-metar je kalibriran u decibelima iznad S-9, obično do 60 dB. To znači da je jačina primljenog signala 60 dB veća od 50 µV i jednaka je 50 mV.
Indikator je rijetko precizan jer mnogi faktori utiču na njegov učinak. Međutim, vrlo je korisna pri određivanju relativnog intenziteta dolaznih signala, te prilikom provjere ili podešavanja prijemnika. U mnogim primopredajnicima, LED se koristi za prikaz statusa karakteristika uređaja kao što su izlazna struja RF pojačala i RF izlazna snaga.
Smetnje i ograničenja
Za početnike je dobro znati da svaki prijemnik može imati poteškoća u prijemu zbog tri faktora: eksterne i unutrašnje buke i signala koji ometaju. Eksterne RF smetnje, posebno ispod 20 MHz, mnogo su veće od internih. Samo na višim frekvencijama prijemni čvorovi predstavljaju prijetnju izuzetno slabim signalima. Većina šuma se stvara u prvom bloku, kako u RF pojačivaču tako iu stepenu miksera. Uloženo je mnogo napora da se interne smetnje prijemnika svedu na minimalni nivo. Rezultat su niskošumna kola i komponente.
Vanjske smetnje mogu uzrokovati probleme prilikom prijema slabih signala iz dva razloga. Prvo, smetnje koje je uhvatila antena mogu prikriti emitovanje. Ako je potonji blizu ili ispod nivoa dolazne buke, prijem je gotovo nemoguć. Neki iskusni operateri mogu primati emisije na LW čak i uz velike smetnje, ali glas i drugi amaterski signali su nerazumljivi pod ovim uslovima.
