Общая схема радиоприема.

Прием и воспроизведение радиопередач осуществляется радиоприемниками. Несмотря на внешние различия в схемах, для всех радиоприемников характерны следующие основные физические процессы, выполняемые в несколько этапов:

1. Преобразование энергии электромагнитных волн в энергию электрического тока во входных цепях радиоприемника.

2. Выделение полезного сигнала принимаемой радиостанции из множества других сигналов, улавливаемых антенной приемника.

3. Усиление ВЧ сигнала.

4. Выделение из принятого модулированного сигнала переменного тока звуковой частоты, несущего аудиоинформацию.

5. Усиление НЧ сигнала до необходимой мощности.

6. Преобразование электрических колебаний в звуковые.

На первом этапе происходит процесс возбуждения колебаний электрического тока в медном проводе антенны бегущими электромагнитными волнами. Явление возбуждения в проводнике электрического тока переменным магнитным полем было впервые открыто Майклом Фарадеем, развито Генрихом Герцем и практически использовано в радиотехнике Александром Поповым.

В антенне возбуждаются высокочастотные колебания, излучаемые всеми радиостанциями мира. Отличаются они лишь частотой колебаний и уровнем напряжения. Для воспроизведения доступны не все сигналы. Не могут быть приняты сигналы с уровнем ниже чувствительности радиоприемного устройства и сигналы, находящиеся за пределами диапазонов принимаемых частот.

Большинство радиоприемников имеют антенны двух типов – магнитные и телескопические. Магнитная антенна представляет собой катушку с намотанным медным проводом и с ферромагнитным сердечником, который обладает высокой магнитной проницаемостью. Магнитная антенна имеет диаграмму направленности, поэтому малогабаритные радиоприемники при настройке на радиостанцию рекомендуется разворачивать в направлении источника сигнала. Настольные аппараты имеют встроенную вращающуюся антенну с приводом от ручки, расположенной на лицевой панели. Магнитная антенна применяется в основном для приема в диапазонах ДВ и СВ.

Телескопическая выдвижная антенна служит для приема на КВ и УКВ. Общая ее длина в развернутом состоянии достигает до 1 м, в нерабочем состоянии она складывается и размещается в корпусе приемника.

На втором этапе происходит выделение сигнала нужной радиостанции.Антенна в радиоприемнике соединена с шасси радиоприемника или, что тоже самое, с землей1, поэтому все токи, наведенные в антенне электромагнитными волнами "стекают" на землю. Для выделения сигналов нужной радиостанции в цепи "антенна – земля" поставлен колебательный контур.

Колебательный контур обладает большим индуктивным сопротивлением переменному току, если его собственная резонансная частота не совпадает с частотой колебаний проходящего через него тока, но в тоже время, это сопротивление ничтожно мало, если эти частоты совпадают.

Сущность выбора сигналов нужной радиостанции заключается в настройке частоты колебательного контура в электрический резонанс с её собственной частотой. В этом случае сигналы настраиваемой радиостанции без сопротивления проникают в колебательный контур, а вместе с этим, и на вход соединенного с ним усилителя сигналов высокой частоты. Для остальных радиостанций, частоты которых отличаются от резонансной, колебательный контур представляет большое сопротивление и препятствует их проникновению в усилитель.

Колебательные контуры могут быть пассивные (перестраиваемые) и активные с задающим генератором высоких частот.

Пассивный контур состоит из набора катушек индуктивности и конденсаторов переменной емкости, которые позволяют изменять его собственную частоту в больших пределах. Переключением катушек индуктивности изменяют диапазоны принимаемых радиоволн (ДВ, СВ, КВ и УКВ), а плавным изменением емкости конденсатора ручкой настройки радиоприемника добиваются приема нужной радиостанции в пределах каждого диапазона. Радиоприемники с таким способом настройки называют аналоговыми.

В активных колебательных контурах в качестве задающего генератора используются цифровые синтезаторы частот. Синтезатор частот – это генератор электрических колебаний, основная частота которого задается кварцевым резонатором. С помощью специальных схем (умножителей и делителей частоты, выделения нужных гармоник) синтезатор может вырабатывать колебания любой частоты, значения которых в цифровом виде отражаются на дисплее и могут храниться в ячейках блока памяти. Радиоприемники с цифровым синтезатором частот называют цифровыми.

Чтобы обеспечить прием сигналов нужной радиостанции, достаточно нажатием кнопки или методом сканирования указать её частоту. Микропроцессор при этом подключит к кварцевому генератору колебательные цепи, частота которых будет резонировать с частотой выбираемой радиостанции.

На третьем этапе происходит усиление принятого ВЧ сигнала. Модулированный высокочастотный сигнал невелик по напряжению, поэтому он направляется на усилитель сигналов высокой частоты.

В колебательный контур вместе с сигналами радиостанций могут проникать атмосферные помехи. Чтобы освободиться от них, сигналы пропускают через электрические фильтры, настроенные на частоту 465 КГц, называемую промежуточной частотой. Так как радиостанции работают на разных частотах, отличающихся от 465 КГц, их сигналы предварительно с помощью гетеродина и смесителя преобразуют в промежуточную частоту.

Гетеродин – маломощный генератор высоких частот. Конструкция гетеродина такова, что при настройке приемника на любую радиостанцию он автоматически начинает вырабатывать колебания с частотой, превышающей частоту радиостанции на 465 кГц.

В транзисторе-преобразователе происходит сложение колебаний сигнала радиостанции и гетеродина, в результате на выходе транзистора возникают биения электрического тока с частотой равной разности частот радиостанции и гетеродина, то есть – 465 кГц. После такого преобразования сигналы любой радиостанции, могут свободно проходят через полосовой фильтр, а атмосферные помехи пройти не могут, так как их частоты отличаются от 465 кГц. Все радиоприемники, имеющие гетеродин, называются супергетеродинными.

Радиоприемники без гетеродина, называют радиоприемниками прямого усиления. Схемы таких радиоприемников используют в сигнальных устройствах и в игрушках. Качество их звучания очень низкое.

В связи с тем, что на УКВ используется частотная модуляция сигналов, а привнесенные сигналы атмосферных помех носят амплитудный характер, то от них легко освободится, попуская их через ограничитель амплитуды, отсекая тем самым её всплески, вызванные атмосферными помехами.

На четвертом этапе происходит детектирование – выделение из модулированного высокочастотного сигнала колебаний звуковой частоты. В качестве детекторов используют, обычно, полупроводниковые диоды, которые пропускают ток только в одном направлении.

На рис5.2-а показан модулированный высокочастотный (более 100 КГц) сигнал. Если такой сигнал подать на катушку громкоговорителя, то его диффузор в силу своей инерции "замрет" в средней точке, так как положительные и отрицательные полупериоды ВЧ колебаний будут действовать на него практически одновременно. Выпрямленные колебания ничем не скомпенсированы (рис 5.2-б.), поэтому катушка вместе с диффузором будет перемещаться в соответствии с амплитудой импульсов и таким образом воспроизводить аналоговый сигнал (рис. 5.2-в.)

Рис.3.2. График процесса детектирования колебаний:

Дата добавления: 2015-09-02