Radio uztvērēja funkcija ir uztvert signālu un veikt demodulāciju uz atgūties sākotnējā ziņojuma signāls. Radio raidītājs nosūta signālu sākotnējā posmā. Antena, kas atrodas raidītāja pusē, izstaro signālu, ko uztver otra antena, kas atrodas raidītājā. radio uztvērējs .

jvm

Mēs jau esam apsprieduši pārraides procesu, izmantojot radio raidītāju. Modulācijas process ir galvenais princips radio raidītājos, kur signāls tiek pārraidīts pa sakaru kanālu uz uztvērēju. Uztvērēja galvenais princips ir demodulācija. Apspriedīsim signāla uztveršanas un atjaunošanas procesu radio uztvērējā.

AM demodulācija

AM demodulācijas process ir līdzīgs FM (Frequency Modulation) un citu veidu modulācijas procesam. Vienīgā atšķirība ir uztvērēja demodulācijas bloka maiņa. Radio uztvērēja demodulācijas process ietver saņemtā signāla apstrādi, lai atgūtu bāzes joslas signālu, ko sauc arī par ziņojuma signālu.

Mēs pieņemam, ka signāls ir ļoti vājinājies, pārraidot pa sakaru kanālu. Tādējādi, lai uzlabotu vājināšanos, ir nepieciešams saņemtā signāla pastiprināšana.

Radio uztvērēja blokshēma ir parādīta zemāk:

Saņemtā signāla nesējs ir pazīstams kā RF (Radio frekvences) nesējs ar darbības frekvenci Fr . RF pastiprinātāja funkcija ir pastiprināt saņemto signālu, lai novērstu jebkādu signāla vājināšanos, kas atrodas kā radio uztvērēja sākuma bloks. Pēc pastiprināšanas tas nodod signālu uz mikseris . RF nesēja signāls tiek reizināts ar sinusoidālo viļņu formu, ko nodrošina lokālais oscilators kas darbojas Fo frekvencē. Tas palīdz pārveidot nesējfrekvenci par pamatjoslas frekvenci. Demodulācijas process ir tieši pretējs modulācijas procesam. Modulācijā pamatjoslas frekvence tiek pārveidota par nesējfrekvenci, savukārt demodulācijas gadījumā nesējfrekvence tiek pārveidota atpakaļ pamatjoslas frekvencē.

Divu signālu sajaukšanas process ir pazīstams kā heterodinēšana . Ja izvēlētā oscilatora frekvence ir lielāka par RF frekvenci, sajaukšanas procesu sauc arī par Superheteroīns .

Nesējsignāla reizināšana ar sinusoidālo viļņu formu rada divas izejas frekvences, kas ir šo signālu divu frekvenču summa un starpība. Summa frekvence ir Fo + Fr, un atšķirības frekvence ir Fo - Fr.

Mikseris netieši satur filtru, kas noraida summas frekvences un nodod atšķirības frekvences (Fo - Fr) uz JA (vidējā frekvence) pārvadātājs . RF nesējs tiek aizstāts ar IF nesēju, lai izejā izveidotu starpfrekvenču diapazonu. IF nesēja izvade tiek piemērota IF pastiprinātājs . Izvade tiek tālāk nodota demodulators un visbeidzot uz pamatjoslas filtrs , kas atjauno pamatjoslas signālu. Tādējādi uztvērēja galvenā funkcija bija veikt pārveidošanu no nesējfrekvences uz pamatjoslas frekvenci. Ja signāls ir pietiekami spēcīgs demodulācijai, var izvairīties no filtriem un pastiprinātājiem. Nesēja ieejas signāls šādos gadījumos tiek tieši pievadīts mikserim.

Sinhronās demodulācijas metodes gadījumā mums ir jāizmanto asinhronais nesēja avots.

RF pastiprinātājiem var būt vairāki pastiprināšanas posmi atkarībā no prasībām un signāla stipruma.

Superheterodīna principa galvenā priekšrocība ir uztvērēja noregulēšana uz dažādiem signāliem. Šeit mums nav nepieciešams atsevišķs pastiprināšanas posms un atsevišķa skaņošana. Tas apgrūtina pārraides procesu. Izmantojot superheterodīna principu, mums ir jāmaina tikai vietējā oscilatora frekvence, lai pārietu no vienas RF frekvences uz citu.

AGC (automātiskā pastiprinājuma kontrole)

Sprieguma pieaugums uztvērējā vairākos pastiprināšanas posmos ir ļoti augsts. Tas ir nepieciešams, ja ieeja ir ļoti zemas frekvences, bet nepieciešamā izeja ir augstas frekvences. Lielais pastiprinājums pārvērš zemas frekvences signālus augstā frekvencē. Tas palīdz pārraidīt ļoti vājus signālus. Bet, ja ieejas signālam ir augsta frekvence, lielais pastiprinājums uztvērējā nebūtu priekšrocība un var izraisīt traucējumus. AGC automātiski pielāgo pastiprinājumu, nosakot signāla stiprumu. Pretējā gadījumā efektīvai pārraidei ir nepieciešama pastāvīga sistēmas pielāgošana, kas kļūst sarežģīta.

Radio uztvērēja funkcijas

Radio uztvērēja funkcijas ir šādas:

Pastiprināšana

Pastiprinājums ir pirmā būtiskā uztveršanas daļa radio uztvērējā. Ienākošais radiosignāls parasti ir novājināts. Pastiprinātājs palīdz noņemt signāla vājināšanos. Otra pastiprinātāju funkcija ir palielināt ieejas radio signālu amplitūdu. Tas izmanto jaudu no baterijām vai kontaktdakšām, lai palielinātu amplitūdu. Mūsdienās vairums ierīču pastiprināšanai izmanto tranzistoru.

Pastiprinātājus izmanto gan raidīšanas, gan uztveršanas galā. Pirmajā posmā to izmanto, lai padarītu signālu piemērotu modulācijai. Uztvērēja galā to izmanto, lai signālu atbrīvotu no trokšņa, lai to nosūtītu uztvērējam (piemēram, skaļrunim).

Demodulācija

Signāls pāriet no daudziem modulatoriem, miksera un pastiprinātāja posmiem. Uztvērējā signāls tiek demodulēts, lai atdalītu sākotnējo signālu no modulētā nesēja signāla. To veic ar demodulatora palīdzību. Katram uztvērēja veidam ir nepieciešams atšķirīgs demodulācijas process. Piemēram,

DSBSC (Double Sideband Suppress Carrier) demodulācijai ir nepieciešama saskaņota noteikšanas metode

SSBC (vienas sānjoslas ar nesēju) demodulācijai nepieciešama aploksnes detektora metode

Fm uztvērējs izmanto FM tipa demodulatoru

Joslas caurlaides filtrēšana

Dažādi raidītāji pārraida radioviļņus dažādās frekvencēs, lai novērstu jebkādus traucējumus starp signāliem. Katram raidītājam ir atbilstošs uztvērējs, kas izvēlas signālu, pamatojoties uz frekvenci. Joslas caurlaides filtri tiek izmantoti, lai filtrētu vajadzīgo radio signālu attiecīgajam raidītājam. Tas filtrē vēlamo signālu un bloķē citus signālus, kas atrodas citās frekvencēs. Tas palīdz noteikt vēlamo signālu un iezemēt visus pārējos radio signālus rezonanses frekvencēs. Tajā var būt arī noregulētas shēmas starp antenu un zemi.

Radio uztvērēju veidi

Radio uztvērējus klasificē šādi:

• Superheteroīna uztvērējs
• Reģeneratīvais uztvērējs
• Super reģeneratīvs uztvērējs
• Tiešās konversijas uztvērējs
• Noskaņots radiofrekvenču uztvērējs

Superheteroīna uztvērējs

Iepriekš minētais uztvērējs ir Superheteroyne uztvērējs. Tas izmanto frekvenču sajaukšanu, lai frekvences pārveidotu par starpfrekvenci (IF). To izgudroja amerikāņu izgudrotājs un elektroinženieris vārdā Edvīns Ārmstrongs . Bet, pateicoties agrīnajam patentam, izgudrojuma kredīts tika ieskaitīts Francijas radio ražotājam Lūsēns Lavijs . Lielākā daļa datu pārraides procesā izmantoto uztvērēju ir Superheteroyne uztvērēji. Daži uztvērēji ir balstīti arī uz tiešo paraugu ņemšanu.

Radio uztvērēju laikmeta sākumā TRF (Noregulētas radiofrekvences) uztvērējus parasti izmantoja to zemo izmaksu un ērtās darbības dēļ. Šie uztvērēji bija mazāk populāri augsto izmaksu un to darbībai nepieciešamā kvalificētā darbaspēka dēļ. Pēc 1920. gadiem Superheterodyne uztvērēji tika izveidoti, pamatojoties uz IF frekvenci, kas pazīstama arī kā IF transformatori . Taču tas tika aizstāts ar vakuuma lampu radio uztvērējiem, kas tika izgudroti aptuveni 1930. gados.

Reģeneratīvais uztvērējs

Reģeneratīvos uztvērējus parasti izmanto, lai palielinātu pastiprinātāju pastiprinājumu. To izgudroja un patentēja 1914. gadā Edvīns Ārmstrongs . Uztvērēji tika izmantoti no 1915. gada līdz Otrajam pasaules karam to labākas jutības un selektivitātes dēļ. Šādu uztvērēju princips ir pozitīva atgriezeniskā saite, kas darbojas kā reģenerācijas process. Izvade atkal tiek pielietota ieejai, lai palielinātu tās pastiprinājumu. Līdz 20. gadsimta 30. gadiem šie uztvērēji tika aizstāti ar TRF un Superheterodyne uztvērējiem, jo ​​tiem bija radiācijas traucējumi. Taču reģeneratīvos uztvērējus plaši izmanto pastiprinātājos un oscilatoros.

Super reģeneratīvs uztvērējs

Tas ir reģeneratīvs uztvērējs ar lielu reģenerācijas veidu, lai sasniegtu augstu pastiprinājumu. Arī Edvīns Ārmstrongs to izgudroja 1922. gadā. To izmanto dažādās ierīcēs, piemēram, rācijās un bezvadu tīklā. Tas labi darbojas AM (amplitūdas modulācija) un platjoslas FM (frekvences modulācija), savukārt reģeneratīvie uztvērēji labi darbojas šaurjoslas FM. Superreģeneratīvie uztvērēji nevar pareizi noteikt SSB 9 vienas sānjoslas signālus), jo tie vienmēr paši svārstās. Tas var uztvert spēcīgākos signālus, jo tas vislabāk darbojas frekvenču joslās, kurās nav nekādu traucējumu.

Tiešā konversijas uztvērējs

DCR (Direct Conversion Receiver) funkcija ir līdzīga Superheteroyne uztvērēja funkcijai, izņemot frekvences pārveidošanu par IF (starpfrekvenci). DCR demodulē ienākošo radio signālu, izmantojot sinhrono noteikšanu, ko virza vietējais oscilators. Frekvence ir cieši līdzvērtīga nesēja frekvencei. Tas neietver divu frekvenču pārveidošanas sarežģītību, piemēram, Superheteroyne uztvērēju. Tas izmanto tikai vienu frekvences pārveidotāju. Ja Superheteroyne uztvērējā tiek izmantots sinhronais detektors, kas seko IF posmam, demodulētā izeja būtu tāda pati kā tiešās konversijas uztvērējam.

Noskaņots radiofrekvenču uztvērējs

The TRF (Noregulēta radio frekvence) izmanto vienu vai vairākus radiofrekvences (RF) pastiprinātājus, lai iegūtu audio signālu no ienākošā radio signāla. Vairāk nekā viena RF pastiprinātāja izmantošanas koncepcija bija pastiprināt ienākošo signālu katrā secīgajā posmā, kas palīdz novērst traucējumus. Agri izgudroto uztvērēju darbība bija sarežģīta, jo frekvence tika atsevišķi pielāgota stacijas frekvencei. Bet vēlāk modeļi tika darbināti, izmantojot vienu pogu, lai kontrolētu frekvenci. TRF tika aizstāts ar Superheterodyne uztvērējiem, ko Edvins Ārmstrongs izgudroja aptuveni 30. gados.

Vēsture

1887. gadā vācu fiziķis nosauca Heinrihs Hercs identificēja pirmos radioviļņus, izmantojot savu eksperimentu sēriju, kuras pamatā bija elektromagnētiskā (EM) teorija. Izgudrojuma pamatā bija dažāda veida antenas, tostarp dzirksteļu ierosinātas dipola antenas. Bet viņi varēja noteikt tikai pārraidi līdz 100 pēdām no raidītāja. Tajā pašā gadā viņš atklāja arī dzirksteles gāzes raidītāju.

• Šie raidītāji bija populāri no 1887. līdz 1917. gadam. Taču šo dzirksteļu raidītāju pārraidītā informācija bija trokšņaina un nebija piemērota audio pārraidei.
• Tādējādi pirmie izgudrotie radio uztvērēji varēja uztvert tikai radioviļņus un uztveršanas ierīci sauca par detektoru. Toreiz nebija pastiprinātāju, kas pastiprinātu signālu.
• 1895. gadā, G Markoni gadā izstrādāja pirmo radiosakaru sistēmu.
• Līdz 1897. gadam Markoni un citi pētnieki ir pieņēmuši izmantošanu noregulētas shēmas radioviļņu pārraidē. Tas darbojas arī kā joslas caurlaides filtrs, izlaižot vajadzīgo frekvenču diapazonu un noraidot otru, kad tas ir savienots starp antenu un detektoru.
• Ap 1900. gadu radioaparātus sāka komerciāli izmantot visā pasaulē.
• Radio pārraidei tika izmantoti koherentie detektori. Tas tika izmantots agrīnā radio uztvērējā līdz 10 gadiem.
• 1907. gadā koherentie detektori tika aizstāti ar kristāla detektori .
• Līdz 1920. gadam tika atklāti dažādi detektori, piemēram, elektrolītiskie detektori un magnētiskie detektori.
• 1920. gadā tika izgudrots vakuuma caurules detektors aizstāja visus citus detektorus, kas atklāti pirms 20. gadsimta 20. gadiem. Šajā laikmetā detektors tika pārdēvēts par a demodulators .
• Demodulators bija ierīce, kas varēja iegūt audio signālus no radio signāla.
• 1924. gadā dinamiskā kodola skaļruņa izgudrojums uzlaboja sistēmas audio frekvences reakciju, salīdzinot ar iepriekš izgudrotajiem skaļruņiem.
• Pēc tam tika izgudroti dažāda veida radio uztvērēji.
• 1947. gadā pienāca tranzistoru laikmets un tika atrasti dažādi radio pārraides pielietojumi.
• Pēc 1970. gadiem digitālā tehnoloģija radīja vēl vienu revolūciju un visas uztvērēja shēmas pārveidoja mikroshēmā.