Dugo je vrijeme radio na vrhu liste najznačajnijih izuma čovječanstva. Prvi takvi uređaji sada su rekonstruirani i promijenjeni na moderan način, međutim, malo se toga promijenilo u njihovoj shemi montaže - ista antena, isto uzemljenje i oscilatorni krug za filtriranje nepotrebnog signala. Nesumnjivo, sheme su postale puno kompliciranije od vremena tvorca radija Popova. Njegovi sljedbenici razvili su tranzistore i mikrosklopove kako bi reproducirali bolji i energetski intenzivniji signal.
Zašto je bolje početi s jednostavnim uzorcima?
Ako razumijete jednostavan radio krug, možete biti sigurni da je većina puta do uspjeha na polju montaže i rada već savladana. U ovom članku analizirat ćemo nekoliko shema takvih uređaja, povijest njihove pojave i glavne karakteristike: frekvenciju, domet itd.
Povijesna pozadina
7. svibnja 1895. smatra se rođendanom radija. Na današnji dan, ruski znanstvenik A. S. Popov demonstrirao je svoj aparat na sastanku Ruske fizičke i kemijskedruštvo.
Godine 1899. izgrađena je prva 45 km duga radiokomunikacijska linija između otoka Hoglanda i grada Kotke. Tijekom Prvog svjetskog rata, prijemnik s izravnim pojačanjem i vakuumske cijevi postali su široko rasprostranjeni. Tijekom neprijateljstava prisustvo radija pokazalo se strateški neophodnom.
Godine 1918., istovremeno u Francuskoj, Njemačkoj i SAD-u, znanstvenici 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 pojavili su se i razvili 50-ih i 60-ih godina. Prvi široko korišteni radio prijemnik s četiri tranzistora, Regency TR-1, stvorio je njemački fizičar Herbert Matare uz podršku industrijalca Jacoba Michaela. U prodaju je u SAD-u krenuo 1954. godine. Svi stari radio uređaji koristili su tranzistore.
70-ih godina počelo je proučavanje i implementacija integriranih sklopova. Prijemnici se sada razvijaju uz sjajnu integraciju čvorova i digitalnu obradu signala.
Specifikacije instrumenta
I stari i moderni radiji imaju određene karakteristike:
- Osjetljivost - sposobnost primanja slabih signala.
- Dinamički raspon - mjereno u hercima.
- Imunitet na buku.
- Selektivnost (selektivnost) - sposobnost suzbijanja stranih signala.
- Unutarnja razina buke.
- Stabilnost.
Ove karakteristike nisumijenjati nove generacije prijemnika i odrediti njihovu izvedbu i jednostavnost korištenja.
Kako radiji rade
U najopćenitijem obliku, radio prijemnici SSSR-a radili su prema sljedećoj shemi:
- Zbog fluktuacija u elektromagnetskom polju, u anteni se pojavljuje izmjenična 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).
Prema sličnom principu, slika se pojavljuje na TV-u, prenose se digitalni podaci, radi radio-upravljana oprema (dječiji helikopteri, automobili).
Prvi prijemnik bio je više kao staklena cijev s dvije elektrode i piljevinom unutra. Rad se odvijao po principu djelovanja naboja na metalni prah. Prijemnik je imao ogroman otpor prema modernim standardima (do 1000 ohma) zbog činjenice da je piljevina imala slab kontakt jedan s drugim, a dio naboja je skliznuo u zračni prostor, gdje se raspršio. S vremenom je ova piljevina zamijenjena oscilatornim krugom i tranzistorima za pohranu i prijenos energije.
Ovisno o pojedinom krugu prijemnika, signal u njemu može biti podvrgnut dodatnom filtriranju po amplitudi i frekvenciji, pojačanju, digitalizaciji za daljnju softversku obradu itd. Jednostavan krug radio prijemnika omogućuje obradu jednog signala.
Terminologija
Ocilatorni krug u svom najjednostavnijem obliku naziva se zavojnica ikondenzator zatvoren u krug. Uz pomoć njih, od svih dolaznih signala, moguće je odabrati željeni zbog prirodne frekvencije oscilacija kruga. Radio prijemnici SSSR-a, kao i moderni uređaji, temelje se na ovom segmentu. Kako sve funkcionira?
Radio prijemnici se u 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 više baterija a zahtijeva jednostavan krug radio prijemnika, dulje će raditi.
Prema frekvenciji primljenih signala uređaji se dijele na sljedeće vrste:
- Longwave (LW) - od 150 do 450 kHz (lako se raspršuje u ionosferi). Prizemni valovi su važni, čiji se intenzitet smanjuje s udaljenosti.
- Srednji val (MW) - od 500 do 1500 kHz (lako se raspršuje u ionosferi tijekom dana, ali se reflektira noću). Tijekom dana, domet je određen zemaljskim valovima, noću - reflektiranim valovima.
- Kratkovalni (HF) - od 3 do 30 MHz (ne slijeću, isključivo ih reflektira ionosfera, tako da postoji zona radio tišine oko prijemnika). S malom snagom odašiljača, kratki valovi mogu putovati na velike udaljenosti.
- Ultra kratkovalni (VHF) - od 30 do 300 MHz (imaju visoku sposobnost prodiranja, u pravilu se reflektiraju od ionosfere i lako zaobilaze prepreke).
- Visokofrekventni (HF) - od 300 MHz do 3 GHz (koristi se u staničnim komunikacijama i Wi-Fi-ju, djeluje na vidiku, ne zaobilazi prepreke iširiti pravolinijski).
- Izuzetno visoke frekvencije (EHF) - od 3 do 30 GHz (koristi se za satelitsku komunikaciju, reflektira se od prepreka i djeluje unutar vidnog polja).
- Hyper visoke frekvencije (HHF) - od 30 GHz do 300 GHz (ne zaobilazite prepreke i reflektiraju se poput svjetlosti, koriste se vrlo ograničeno).
Kada se koristi HF, MW i LW, emitiranje se može obavljati dok ste daleko od postaje. VHF pojas točnije prima signale, ali ako stanica podržava samo njega, slušanje drugih frekvencija neće raditi. Prijemnik može biti opremljen s playerom za slušanje glazbe, projektorom za prikaz na udaljenim površinama, satom i budilicom. Opis kruga radio prijemnika s takvim dodacima postat će složeniji.
Uvođenje mikročipa u radio prijemnike omogućilo je značajno povećanje radijusa prijema i frekvencije signala. Njihova glavna prednost je relativno niska potrošnja energije i mala veličina, što je pogodno za nošenje. Mikrokrug sadrži sve potrebne parametre za smanjenje uzorkovanja signala i čitljivost izlaznih podataka. Digitalna obrada signala dominira modernim uređajima. Radio prijemnici SSSR-a bili su namijenjeni samo za prijenos audio signala, tek posljednjih desetljeća uređaj prijamnika se razvio i zakomplicirao.
Sheme najjednostavnijih prijemnika
Shema najjednostavnijeg radio prijemnika za sastavljanje kuće razvijena je još u danima SSSR-a. Tada, kao i sada, uređaji su se dijelili na detektore, izravno pojačanje, izravnu konverziju,superheterodinski tip, refleksni, regenerativni i superregenerativni. Najjednostavniji u percepciji i montaži su detektorski prijemnici, od kojih je, može se smatrati, početkom 20. stoljeća započeo razvoj radija. Najteže za izgradnju bili su uređaji na bazi mikro krugova i nekoliko tranzistora. Međutim, ako razumijete jednu shemu, druge više neće biti problem.
Jednostavni detektorski prijemnik
Krug najjednostavnijeg radio prijemnika sadrži dva dijela: germanijsku diodu (dostat će D8 i D9) i glavni telefon s visokim otporom (TON1 ili TON2). Budući da u krugu nema oscilatornog kruga, neće moći uhvatiti signale određene radijske postaje emitirane u određenom području, ali će se nositi sa svojim glavnim zadatkom.
Za rad vam je potrebna 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 ga nekoliko centimetara u zemlju.
Opcija oscilatornog kruga
U prethodnom krugu da biste uveli selektivnost, možete dodati induktor i kondenzator, stvarajući oscilatorni krug. Sada, ako želite, možete uhvatiti signal određene radio stanice, pa čak i pojačati.
Regenerativni kratkovalni prijamnik ventila
Radio s ventilom, čiji je sklop prilično jednostavan, napravljeni su za primanje signala s amaterskih postaja na kratkim udaljenostima - na rasponima od VHF(ultrakratkovalni) do LW (dugovalni). 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 se zavojnice i prigušnica mogu smatrati domaćim. Ako želite primati televizijske signale, tada se zavojnica L2 (EBF11) sastoji od 7 zavoja promjera 15 mm i žice od 1,5 mm. Za amaterski prijemnik, dovoljno je 5 okreta.
Radio s izravnim pojačanjem s dva tranzistora
Krug sadrži magnetsku antenu i dvostupanjski bas pojačalo - ovo je podešeni ulazni oscilatorni krug radio prijemnika. Prva faza je detektor RF moduliranog signala. Induktor je namotan u 80 zavoja žicom PEV-0, 25 (od šestog zavoja je pipa odozdo prema dijagramu) na feritnu šipku promjera 10 mm i duljine 40.
Takav jednostavan radio krug dizajniran je da prepozna jake signale s obližnjih postaja.
Supergenerativni FM uređaj
FM-prijemnik, sastavljen prema modelu E. Solodovnikova, lako se sastavlja, ali ima visoku osjetljivost (do 1 μV). Takvi se uređaji koriste za visokofrekventne signale (više od 1 MHz) s amplitudnom modulacijom. Zbog jake pozitivne povratne sprege, pojačanje stupnja se povećava do beskonačnosti, a sklop ulazi u način generiranja. Iz tog razloga dolazi do samouzbude. Da biste to izbjegli i koristili prijemnik kao pojačalo visoke frekvencije, postavite razinukoeficijent i, kada dosegne tu vrijednost, naglo smanjiti na minimum. Za stalno praćenje pojačanja možete koristiti generator pilastih impulsa ili to možete učiniti lakše.
U praksi, samo pojačalo često djeluje kao generator. Uz pomoć filtara (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 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, danas se smatra prototipom interneta. Kratkovalni signali (3-30 MHz) putuju velike udaljenosti. Lako je postaviti prijemnik za slušanje emitiranja u drugoj zemlji. Za to je prototip dobio ime svjetskog radija.
Jednostavni HF prijemnik
Jednostavniji krug radio prijemnika je lišen mikrosklopa. Pokriva raspon frekvencije od 4 do 13 MHz i duljine do 75 metara. Hrana - 9 V iz Krona baterije. Žica može poslužiti kao antena. Prijemnik radi na slušalicama iz playera. Visokofrekventni traktat izgrađen je na tranzistorima VT1 i VT2. Zbog kondenzatora C3 nastaje pozitivan obrnuti naboj, reguliran otpornikom R5.
Modernoradija
Moderni uređaji vrlo su slični radio prijamnicima SSSR-a: koriste istu antenu, na kojoj se javljaju slabe elektromagnetske oscilacije. U anteni se pojavljuju visokofrekventne vibracije različitih radijskih postaja. Ne koriste se izravno za prijenos signala, već obavljaju rad sljedećeg kruga. Sada se ovaj učinak postiže uz pomoć poluvodičkih uređaja.
Prijamnici su bili naširoko razvijeni sredinom 20. stoljeća i od tada su se neprestano poboljšavali, unatoč tome što su ih zamijenili mobilni telefoni, tableti i televizori.
Opći raspored radio prijemnika neznatno se promijenio od vremena Popova. Možemo reći da su sklopovi postali puno kompliciraniji, 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 sve što vam srce poželi.
