Amaterska radio-antena prima stotine i tisuće radio signala istovremeno. Njihove frekvencije mogu varirati ovisno o prijenosu na dugim, srednjim, kratkim, ultrakratkim valovima i televizijskim pojasevima. Između njih djeluju amaterske, vladine, komercijalne, pomorske i druge postaje. Amplitude signala primijenjenih na antenske ulaze prijemnika variraju od manje od 1 μV do mnogo milivolti. Radioamaterski kontakti se javljaju na razinama od nekoliko mikrovolti. Svrha amaterskog prijamnika je dvojaka: odabrati, pojačati i demodulirati željeni radio signal i filtrirati sve ostale. Prijemnici za radioamatere dostupni su i zasebno i kao dio primopredajnika.
Glavne komponente prijemnika
Ham radio prijemnici moraju moći uhvatiti iznimno slabe signale, odvajajući ih od buke i moćnih postaja koje su uvijek u eteru. Istodobno je potrebna dovoljna stabilnost za njihovo zadržavanje i demodulaciju. Općenito, performanse (i cijena) radio prijemnika ovise o njegovoj osjetljivosti, selektivnosti i stabilnosti. Postoje i drugi čimbenici povezani s operativnimkarakteristike uređaja. To uključuje pokrivenost frekvencije i načine očitavanja, demodulacije ili detekcije za LW, MW, HF, VHF radio, zahtjeve za napajanje. Iako se prijemnici razlikuju po složenosti i izvedbi, svi podržavaju 4 osnovne funkcije: prijem, selektivnost, demodulaciju i reprodukciju. Neki također uključuju pojačala za pojačavanje signala na prihvatljive razine.
Recepcija
Ovo je sposobnost prijemnika da upravlja slabim signalima koje prima antena. Za radio prijamnik, ova se funkcionalnost prvenstveno odnosi na osjetljivost. Većina modela ima nekoliko stupnjeva pojačanja potrebnih za povećanje snage signala s mikrovolta na volti. Dakle, ukupni dobitak primatelja može biti od milijun prema jedan.
Za radioamatere početnike korisno je znati da na osjetljivost prijemnika utječu električni šumovi koji nastaju u antenskim krugovima i samom uređaju, posebno u ulaznim i RF modulima. Oni proizlaze iz toplinske pobude molekula vodiča i u 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 pojačava se zajedno s primljenim signalom. Dakle, postoji ograničenje osjetljivosti prijemnika. Većina modernih modela omogućuje vam 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 generirane u prijemniku oko 10 dB niža od signala od 0,5 µV. Drugim riječima, razina šuma prijemnika je oko 0,16 μV. Svaki signal ispod ove vrijednosti bit će pokriven njima i neće se čuti u zvučniku.
Na frekvencijama do 20-30 MHz, vanjska buka (atmosferska i antropogena) obično je mnogo veća od unutarnje buke. Većina prijemnika je dovoljno osjetljiva za obradu signala u ovom frekvencijskom rasponu.
Selektivnost
Ovo je sposobnost prijemnika da se ugodi na željeni signal i odbije neželjene. Prijemnici koriste visokokvalitetne LC filtere za propuštanje samo uskog pojasa frekvencija. Stoga je širina pojasa prijemnika ključna za uklanjanje neželjenih signala. Selektivnost mnogih DV prijemnika je reda veličine nekoliko stotina herca. To je dovoljno za filtriranje većine signala blizu radne frekvencije. Svi HF i MW radio-amaterski prijemnici moraju imati selektivnost od oko 2500 Hz za amaterski prijem glasa. Mnogi LW/HF prijemnici i primopredajnici koriste preklopne 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. Demodulacijski sklopovi koriste tranzistore ili cijevi. Dvije najčešće vrste 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 detektiranog signala u zvuk koji se prenosi na zvučnik ili slušalice. Obično se stupanj s visokim pojačanjem 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 jednostupanjsko audio pojačalo prikladno za rad sa slušalicama. Zvučnik obično zahtijeva 2- ili 3-stupanjsko audio pojačalo.
Jednostavni prijemnici
Prvi prijemnici za radioamatere bili su najjednostavniji uređaji koji su se sastojali od oscilatornog kruga, kristalnog detektora i slušalica. Mogli su primati samo lokalne radio postaje. Međutim, kristalni detektor nije u stanju ispravno demodulirati LW ili SW signale. Osim toga, osjetljivost i selektivnost takve sheme nije dovoljna za radioamaterski rad. Možete ih povećati dodavanjem audio pojačala na izlaz detektora.
Radio s izravnim pojačalom
Osjetljivost i selektivnost mogu se poboljšati dodavanjem jedne ili više faza. Ova vrsta uređaja naziva se prijemnik s izravnim pojačanjem. Mnogi komercijalni CB prijemnici iz 20-ih i 30-ih godina koristio ovu shemu. Neki od njih su imali 2-4 stupnja pojačanja da bi dobilipotrebna osjetljivost i selektivnost.
Primatelj izravne konverzije
Ovo je jednostavan i popularan pristup za uzimanje LW i HF. Ulazni signal se dovodi do detektora zajedno s RF iz generatora. Frekvencija potonjeg je nešto viša (ili niža) od prvog, tako da se može dobiti 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 visoke razine kroz vrlo uski zvučni filtar. Selektivnost u ovoj vrsti prijemnika postiže se pomoću oscilatornih LC krugova ispred detektora i audio filtera između detektora i audio pojačala.
Superheterodina
Dizajniran ranih 1930-ih za uklanjanje većine problema s kojima su se susreli rani tipovi amaterskih radio prijemnika. Danas se superheterodinski prijamnik koristi u gotovo svim vrstama radijskih usluga, uključujući radio-amatere, reklame, AM, FM i televiziju. Glavna razlika od prijemnika s izravnim pojačanjem je konverzija dolaznog RF signala u međusignal (IF).
HF pojačalo
Sadrži LC sklopove koji pružaju određenu selektivnost i ograničeno pojačanje na željenoj frekvenciji. RF pojačalo također pruža dvije dodatne prednosti u superheterodinskom prijemniku. Prvo, izolira stupnjeve miksera i lokalnog oscilatora od antenske petlje. Za radio prijemnik prednost je u tome što je prigušenneželjeni signali dvostruko više 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 viša ili niža od nosioca. Ovaj je izbor određen zahtjevima propusnosti i RF ugađanja. Većina ovih čvorova u MW prijamnicima i niskopojasnim amaterskim VHF prijamnicima generira frekvenciju iznad ulaznog nosioca.
mikser
Svrha ovog bloka je pretvaranje frekvencije dolaznog signala nosioca u frekvenciju IF pojačala. Mikser daje 4 glavna izlaza iz 2 ulaza: f1, f2, f1+f 2, f1-f2. U superheterodinskom prijemniku koristi se samo njihov zbroj ili razlika. Drugi mogu uzrokovati smetnje ako se ne poduzmu odgovarajuće mjere.
IF pojačalo
Izvedba IF pojačala u superheterodinskom prijemniku najbolje je opisana u smislu pojačanja (GA) i selektivnosti. Općenito govoreći, ove parametre određuje IF pojačalo. Selektivnost IF pojačala mora biti jednaka širini pojasa dolaznog moduliranog RF signala. Ako je veća, tada se svaka susjedna frekvencija preskače i uzrokuje smetnje. S druge strane, ako je selektivnost preuska, neke će bočne trake biti ošišane. To rezultira gubitkom jasnoće pri reprodukciji zvuka preko zvučnika ili slušalica.
Optimalna širina pojasa za kratkovalni 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. Ova uska širina pojasa pomaže u odbijanju bilo kojeg susjednog frekvencijskog signala koji bi mogao ometati prijem. Radio-amateri s višim cijenama koriste 2 ili više stupnja IF pojačanja kojima prethodi visoko selektivni kristalni ili mehanički filter. Ovaj raspored koristi LC sklopove i IF pretvarače između blokova.
Izbor međufrekvencije određen je s nekoliko čimbenika, koji uključuju: pojačanje, selektivnost i potiskivanje signala. Za niskofrekventne pojaseve (80 i 40 m), IF koji se koristi u mnogim modernim radio-amaterskim prijamnicima je 455 kHz. IF pojačala mogu pružiti izvrsno pojačanje i selektivnost od 400-2500 Hz.
Detektori i generatori otkucaja
Detekcija ili demodulacija definira se kao proces odvajanja audio frekvencijskih komponenti od moduliranog signala nositelja. Detektori u superheterodinskim prijemnicima također se nazivaju sekundarnim, a primarni je sklop miksera.
Automatska kontrola pojačanja
Svrha AGC čvora je održavanje konstantne razine izlaza unatoč promjenama u ulazu. Radio valovi koji se šire ionosferomprigušiti pa pojačati zbog fenomena poznatog kao fading. To dovodi do promjene razine prijema na ulazima antene u širokom rasponu vrijednosti. Budući da je napon ispravljenog signala u detektoru proporcionalan amplitudi primljenog, dio se može koristiti za kontrolu pojačanja. Za prijemnike koji koriste cijevne ili NPN tranzistore u čvorovima koji prethode detektoru, primjenjuje se negativni napon kako bi se smanjilo pojačanje. Pojačala i mikseri koji koriste PNP tranzistore zahtijevaju pozitivan napon.
Neki radioprijamnici, posebno oni bolji tranzistorizirani, imaju AGC pojačalo za veću kontrolu nad performansama uređaja. Automatsko podešavanje može imati različite vremenske konstante za različite vrste signala. Vremenska konstanta određuje trajanje kontrole nakon završetka emitiranja. Na primjer, tijekom intervala između fraza, HF prijemnik će odmah nastaviti s punim pojačanjem, što će uzrokovati neugodnu buku.
Mjerenje snage signala
Neki prijemnici i primopredajnici imaju indikator koji pokazuje relativnu snagu emitiranja. Tipično, dio ispravljenog IF signala iz detektora se primjenjuje na mikro- ili miliampermetar. Ako prijemnik ima AGC pojačalo, tada se ovaj čvor može koristiti i za upravljanje indikatorom. Većina mjerača je kalibrirana u S-jedinicama (1 do 9), koje predstavljaju otprilike 6 dB promjenu u jačini primljenog signala. Srednje očitanje ili S-9 koristi se za označavanje razine od 50 µV. Gornja polovica ljestviceS-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 50 mV.
Indikator je rijetko točan jer mnogi čimbenici utječu na njegovu učinkovitost. Međutim, vrlo je koristan pri određivanju relativnog intenziteta dolaznih signala, te pri provjeravanju ili ugađanju prijamnika. U mnogim primopredajnicima LED se koristi za prikaz statusa značajki uređaja kao što su izlazna struja RF pojačala i izlazna RF snaga.
Smetnje i ograničenja
Za početnike je dobro znati da svaki prijemnik može imati poteškoća s prijemom zbog tri čimbenika: vanjske i unutarnje buke i ometajućih signala. Vanjske RF smetnje, osobito ispod 20 MHz, mnogo su veće od internih smetnji. Samo na višim frekvencijama prijemni čvorovi predstavljaju prijetnju izrazito slabim signalima. Većina šuma se stvara u prvom bloku, kako u RF pojačalu tako i u stupnju miksera. Uloženo je mnogo truda da se interne smetnje prijemnika svedu na minimalnu razinu. Rezultat su sklopovi i komponente niske razine buke.
Vanjske smetnje mogu uzrokovati probleme pri primanju slabih signala iz dva razloga. Prvo, smetnje koje je uhvatila antena mogu prikriti emitiranje. Ako je potonji blizu ili ispod razine dolazne buke, prijem je gotovo nemoguć. Neki iskusni operateri mogu primati emitiranje na LW-u čak i uz velike smetnje, ali glas i drugi amaterski signali su nerazumljivi u ovim uvjetima.
