Durant molt de temps, les ràdios van encapçalar la llista dels invents més significatius de la humanitat. Els primers dispositius d'aquest tipus s'han reconstruït i canviat d'una manera moderna, però, poc ha canviat en el seu esquema de muntatge: la mateixa antena, la mateixa connexió a terra i un circuit oscil·latori per filtrar un senyal innecessari. Sens dubte, els esquemes s'han complicat molt des de l'època del creador de la ràdio, Popov. Els seus seguidors van desenvolupar transistors i microcircuits per reproduir un senyal millor i més intensiu en energia.
Per què és millor començar amb patrons senzills?
Si enteneu un circuit de ràdio simple, podeu estar segur que la major part del camí cap a l'èxit en el camp del muntatge i el funcionament ja s'ha dominat. En aquest article, analitzarem diversos esquemes d'aquests dispositius, l'historial de la seva aparició i les característiques principals: freqüència, abast, etc.
Antecedents històrics
El 7 de maig de 1895 es considera l'aniversari de la ràdio. Aquest dia, el científic rus A. S. Popov va demostrar el seu aparell en una reunió de la Física i Química de Rússia.societat.
El 1899 es va construir la primera línia de radiocomunicació de 45 km de llarg entre l'illa de Hogland i la ciutat de Kotka. Durant la Primera Guerra Mundial es va generalitzar el receptor d'amplificació directa i els tubs de buit. Durant les hostilitats, la presència d'una ràdio va resultar estratègicament necessària.
L'any 1918, simultàniament a França, Alemanya i els EUA, els científics L. Levvy, L. Schottky i E. Armstrong van desenvolupar el mètode de recepció superheterodina, però a causa dels dèbils tubs de buit, aquest principi només es va utilitzar àmpliament en els anys 1930.
Els dispositius transistors van aparèixer i es van desenvolupar als anys 50 i 60. El primer receptor de ràdio de quatre transistors àmpliament utilitzat, el Regency TR-1, va ser creat pel físic alemany Herbert Matare amb el suport de l'industrial Jacob Michael. Va sortir a la venda als Estats Units el 1954. Totes les ràdios antigues utilitzaven transistors.
Als anys 70 es va iniciar l'estudi i la implantació de circuits integrats. Els receptors estan evolucionant ara amb una gran integració de nodes i processament de senyal digital.
Especificacions de l'instrument
Tant les ràdios antigues com les modernes tenen certes característiques:
- Sensibilitat: la capacitat de rebre senyals febles.
- Rang dinàmic - mesurat en Hertz.
- Immunitat al soroll.
- Selectivitat (selectivitat): la capacitat de suprimir senyals aliens.
- Nivell de soroll intern.
- Estabilitat.
Aquestes característiques no ho sóncanviar les noves generacions de receptors i determinar-ne el rendiment i la facilitat d'ús.
Com funcionen les ràdios
En la forma més general, els receptors de ràdio de l'URSS funcionaven segons el següent esquema:
- A causa de les fluctuacions del camp electromagnètic, apareix un corrent altern a l'antena.
- Les oscil·lacions es filtren (selectivitat) per separar la informació del soroll, és a dir, el seu component important s'extreu del senyal.
- El senyal rebut es converteix en so (en el cas de les ràdios).
Segons un principi semblant, apareix una imatge en un televisor, es transmeten dades digitals, funcionen els equips radiocontrolats (helicòpters per a nens, cotxes).
El primer receptor s'assemblava més a un tub de vidre amb dos elèctrodes i serradures a l'interior. El treball es va dur a terme segons el principi d'acció de les càrregues sobre pols metàl·lica. El receptor tenia una gran resistència segons els estàndards moderns (fins a 1000 ohms) a causa del fet que les serradures tenien un mal contacte entre elles, i part de la càrrega es va lliscar a l'espai aeri, on es va dissipar. Amb el temps, aquestes serradures es van substituir per un circuit oscil·latori i transistors per emmagatzemar i transferir energia.
Depenent del circuit individual del receptor, el senyal en ell pot experimentar un filtratge addicional per amplitud i freqüència, amplificació, digitalització per a un processament posterior de programari, etc. Un circuit receptor de ràdio senzill proporciona un processament de senyal únic.
Terminologia
Un circuit oscil·latori en la seva forma més simple s'anomena bobina icondensador tancat en un circuit. Amb l'ajuda d'ells, entre tots els senyals entrants, és possible seleccionar el desitjat a causa de la freqüència natural d'oscil·lacions del circuit. Els receptors de ràdio de l'URSS, així com els dispositius moderns, es basen en aquest segment. Com funciona tot?
Per regla general, els receptors de ràdio s'alimenten amb piles, el nombre de les quals varia d'1 a 9. Per als dispositius de transistors, s'utilitzen àmpliament les bateries 7D-0.1 i Krona amb una tensió de fins a 9 V. Com més bateries requereix un circuit receptor de ràdio senzill, més temps funcionarà.
Segons la freqüència dels senyals rebuts, els dispositius es divideixen en els tipus següents:
- Onda llarga (LW): de 150 a 450 kHz (fàcilment dispersa a la ionosfera). Les ones del sòl importen, la intensitat de les quals disminueix amb la distància.
- Ona mitjana (MW): de 500 a 1500 kHz (es dispersa fàcilment a la ionosfera durant el dia, però es reflecteix a la nit). Durant les hores de llum, l'abast està determinat per les ones del sòl, a la nit, per les ones reflectides.
- Onda curta (HF): de 3 a 30 MHz (no aterren, es reflecteixen exclusivament per la ionosfera, de manera que hi ha una zona de silenci de ràdio al voltant del receptor). Amb poca potència del transmissor, les ones curtes poden viatjar llargues distàncies.
- Ultra curta d'ona (VHF): de 30 a 300 MHz (tenen una gran capacitat de penetració, per regla general, es reflecteixen per la ionosfera i es mouen fàcilment amb obstacles).
- Alta freqüència (HF): de 300 MHz a 3 GHz (utilitzat en comunicacions cel·lulars i Wi-Fi, opereu a la vista, no rodeu obstacles ipropagar-se rectilini).
- Altes freqüències extremes (EHF): de 3 a 30 GHz (utilitzat per a comunicacions per satèl·lit, reflectit per obstacles i operar dins de la línia de visió).
- Hiper alta freqüència (HHF): de 30 GHz a 300 GHz (no envolten obstacles i es reflecteixen com la llum, s'utilitzen de manera molt limitada).
Quan s'utilitza HF, MW i LW, la difusió es pot dur a terme mentre està lluny de l'estació. La banda VHF rep senyals de manera més específica, però si l'estació només l'admet, escoltar altres freqüències no funcionarà. El receptor pot estar equipat amb un reproductor per escoltar música, un projector per mostrar en superfícies remotes, un rellotge i un despertador. La descripció del circuit receptor de ràdio amb aquestes addicions es farà més complicada.
La introducció d'un microxip als receptors de ràdio va permetre augmentar significativament el radi de recepció i la freqüència dels senyals. El seu principal avantatge és un consum d'energia relativament baix i una mida reduïda, que és convenient per al seu transport. El microcircuit conté tots els paràmetres necessaris per a la reducció del senyal i la llegibilitat de les dades de sortida. El processament digital del senyal domina els dispositius moderns. Els receptors de ràdio de l'URSS només estaven destinats a transmetre un senyal d'àudio, només en les últimes dècades el dispositiu de receptors s'ha desenvolupat i es va complicar.
Esquemes dels receptors més senzills
L'esquema del receptor de ràdio més senzill per muntar una casa es va desenvolupar a l'època de l'URSS. Aleshores, com ara, els dispositius es van dividir en detector, amplificació directa, conversió directa,tipus superheterodí, reflex, regeneratiu i superregeneratiu. Els més senzills en percepció i muntatge són els receptors detectors, a partir dels quals, es pot considerar, el desenvolupament de la ràdio va començar a principis del segle XX. Els més difícils de construir eren els dispositius basats en microcircuits i diversos transistors. Tanmateix, si enteneu un esquema, els altres ja no seran un problema.
Receptor detector simple
El circuit del receptor de ràdio més senzill conté dues parts: un díode de germani (D8 i D9 serviran) i un telèfon principal d' alta resistència (TON1 o TON2). Com que no hi ha circuit oscil·latori al circuit, no podrà captar els senyals d'una determinada emissora de ràdio emesa en una àrea determinada, però s'encarregarà de la seva tasca principal.
Per funcionar, necessites una bona antena que puguis llançar a un arbre i un cable de terra. Per estar-ne segur, n'hi ha prou d'enganxar-lo a un fragment metàl·lic massiu (per exemple, a una galleda) i enterrar-lo uns quants centímetres a terra.
Opció de circuit oscil·latori
Al circuit anterior per introduir la selectivitat, podeu afegir un inductor i un condensador, creant un circuit oscil·latori. Ara, si ho desitja, podeu captar el senyal d'una emissora de ràdio específica i fins i tot amplificar-lo.
Receptor d'ona curta regenerativa de vàlvules
Les ràdios de vàlvules, el circuit de les quals és bastant senzill, estan fetes per rebre senyals d'estacions d'aficionats a distàncies curtes, en els rangs de VHF(ona ultracurta) a LW (ona llarga). En aquest circuit, funcionen les làmpades de bateria de tipus dit. Generen millor en VHF. I la resistència de la càrrega de l'ànode s'elimina per baixa freqüència. Tots els detalls es mostren al diagrama, només les bobines i un estrany es poden considerar casolans. Si voleu rebre senyals de televisió, la bobina L2 (EBF11) està formada per 7 espires amb un diàmetre de 15 mm i un cable d'1,5 mm. Per a un receptor aficionat, valdran 5 voltes.
Ràdio d'amplificació directa amb dos transistors
El circuit conté una antena magnètica i un amplificador de baix de dues etapes: aquest és un circuit oscil·latori d'entrada sintonitzat del receptor de ràdio. La primera etapa és el detector de senyal modulat de RF. L'inductor s'enrotlla en 80 voltes amb PEV-0, filferro 25 (a partir de la sisena volta hi ha una aixeta des de la part inferior segons el diagrama) sobre una vareta de ferrita amb un diàmetre de 10 mm i una longitud de 40.
Un circuit de ràdio tan senzill està dissenyat per reconèixer senyals forts de les estacions properes.
Dispositiu FM supergeneratiu
El receptor FM, muntat segons el model d'E. Solodovnikov, és fàcil de muntar, però té una alta sensibilitat (fins a 1 μV). Aquests dispositius s'utilitzen per a senyals d' alta freqüència (més d'1 MHz) amb modulació d'amplitud. A causa de la forta retroalimentació positiva, el guany de l'etapa augmenta fins a l'infinit i el circuit entra en mode de generació. Per aquest motiu, es produeix l'autoexcitació. Per evitar-ho i utilitzar el receptor com a amplificador d' alta freqüència, configureu el nivellcoeficient i, quan s'arriba a aquest valor, reduir bruscament al mínim. Per a un control constant del guany, podeu utilitzar un generador de polsos de dent de serra o fer-ho més fàcil.
A la pràctica, el propi amplificador sovint actua com a generador. Amb l'ajuda de filtres (R6C7), que destaquen senyals de baixa freqüència, el pas de vibracions ultrasòniques a l'entrada de la cascada ULF posterior es limita. Per als senyals FM 100-108 MHz, la bobina L1 es converteix en una mitja volta amb una secció transversal de 30 mm i una part lineal de 20 mm amb un diàmetre de cable d'1 mm. I la bobina L2 conté 2-3 voltes amb un diàmetre de 15 mm i un cable amb una secció transversal de 0,7 mm dins de la mitja volta. Guany del receptor disponible per a senyals a partir de 87,5 MHz.
Dispositiu en un xip
La ràdio HF, que va ser dissenyada als anys 70, ara es considera el prototip d'Internet. Els senyals d'ona curta (3-30 MHz) recorren grans distàncies. És fàcil configurar el receptor per escoltar una emissió en un altre país. Per això, el prototip va rebre el nom de ràdio mundial.
Receptor d'HF simple
Un circuit receptor de ràdio més senzill no té un microcircuit. Cobreix el rang de 4 a 13 MHz de freqüència i fins a 75 metres de longitud. Alimentació - 9 V de la bateria Krona. Un cable pot servir com a antena. El receptor funciona amb els auriculars del reproductor. El tractat d' alta freqüència està construït sobre transistors VT1 i VT2. A causa del condensador C3, sorgeix una càrrega inversa positiva, regulada per la resistència R5.
Modernràdios
Els dispositius moderns són molt semblants als receptors de ràdio de l'URSS: utilitzen la mateixa antena, sobre la qual es produeixen oscil·lacions electromagnètiques febles. A l'antena apareixen vibracions d' alta freqüència de diferents estacions de ràdio. No s'utilitzen directament per a la transmissió del senyal, sinó que realitzen el treball del circuit posterior. Ara aquest efecte s'aconsegueix amb l'ajuda de dispositius semiconductors.
Els receptors es van desenvolupar àmpliament a mitjans del segle XX i des d'aleshores s'han millorat contínuament, malgrat la seva substitució per telèfons mòbils, tauletes i televisors.
La disposició general dels receptors de ràdio ha canviat lleugerament des de l'època de Popov. Podem dir que els circuits s'han complicat molt, s'han afegit microcircuits i transistors, s'ha fet possible no només rebre un senyal d'àudio, sinó també incrustar un projector. Així que els receptors van evolucionar cap a televisors. Ara, si ho desitges, pots incorporar el que vulguis al dispositiu.
