Una antena de ràdio amateur rep centenars i milers de senyals de ràdio simultàniament. Les seves freqüències poden variar en funció de la transmissió en ones llargues, mitjanes, curtes, ultracurtes i bandes de televisió. Entremig funcionen estacions d'aficionats, governamentals, comercials, marítimes i altres. Les amplituds dels senyals aplicades a les entrades d'antena del receptor varien des de menys d'1 μV fins a molts mil·livolts. Els contactes de radioaficionats es produeixen a nivells de l'ordre d'uns pocs microvolts. La finalitat d'un receptor amateur és doble: seleccionar, amplificar i demodular el senyal de ràdio desitjat, i filtrar tots els altres. Els receptors per a radioaficionats estan disponibles per separat i com a part del transceptor.
Components principals del receptor
Els receptors de radioaficionat han de ser capaços de captar senyals extremadament febles, separant-los del soroll i de les emissores potents que sempre estan a l'aire. Al mateix temps, és necessària una estabilitat suficient per a la seva retenció i demodulació. En general, el rendiment (i el preu) d'un receptor de ràdio depèn de la seva sensibilitat, selectivitat i estabilitat. Hi ha altres factors relacionats amb el funcionamentcaracterístiques del dispositiu. Aquests inclouen la cobertura de freqüència i els modes de lectura, demodulació o detecció per a ràdios LW, MW, HF, VHF, requisits d'alimentació. Tot i que els receptors varien en complexitat i rendiment, tots admeten 4 funcions bàsiques: recepció, selectivitat, demodulació i reproducció. Alguns també inclouen amplificadors per augmentar el senyal fins a nivells acceptables.
Recepció
Aquesta és la capacitat del receptor per gestionar els senyals febles captats per l'antena. Per a un receptor de ràdio, aquesta funcionalitat està relacionada principalment amb la sensibilitat. La majoria dels models tenen diverses etapes d'amplificació necessàries per augmentar la potència del senyal de microvolts a volts. Així, el guany global del receptor pot ser de l'ordre d'un milió a un.
És útil per als radioaficionats novells saber que la sensibilitat del receptor es veu afectada pel soroll elèctric generat en els circuits de l'antena i el propi dispositiu, especialment en els mòduls d'entrada i RF. Sorgeixen de l'excitació tèrmica de molècules conductores i en components de l'amplificador com ara transistors i tubs. En general, el soroll elèctric és independent de la freqüència i augmenta amb la temperatura i l'amplada de banda.
Qualsevol interferència present als terminals de l'antena del receptor s'amplifica juntament amb el senyal rebut. Per tant, hi ha un límit a la sensibilitat del receptor. La majoria dels models moderns us permeten prendre 1 microvolt o menys. Moltes especificacions defineixen aquesta característica amicrovolts per 10 dB. Per exemple, una sensibilitat de 0,5 µV per a 10 dB significa que l'amplitud del soroll generat al receptor és aproximadament 10 dB inferior al senyal de 0,5 µV. En altres paraules, el nivell de soroll del receptor és d'uns 0,16 μV. Qualsevol senyal per sota d'aquest valor serà cobert per ells i no s'escoltarà a l' altaveu.
A freqüències de fins a 20-30 MHz, el soroll extern (atmosfèric i antropogènic) sol ser molt més alt que el soroll intern. La majoria dels receptors són prou sensibles per processar senyals en aquest rang de freqüències.
Selectivitat
Aquesta és la capacitat del receptor per sintonitzar el senyal desitjat i rebutjar-ne els no desitjats. Els receptors utilitzen filtres LC d' alta qualitat per passar només una banda estreta de freqüències. Per tant, l'ample de banda del receptor és essencial per eliminar els senyals no desitjats. La selectivitat de molts receptors DV és de l'ordre de diversos centenars d'hertz. Això és suficient per filtrar la majoria de senyals properes a la freqüència de funcionament. Tots els receptors de ràdio amateur d'HF i MW han de tenir una selectivitat d'uns 2500 Hz per a la recepció de veu d'aficionats. Molts receptors i transceptors LW/HF utilitzen filtres commutables per garantir una recepció òptima de qualsevol tipus de senyal.
Demodulació o detecció
Aquest és el procés de separació del component de baixa freqüència (so) del senyal portador modulat entrant. Els circuits de demodulació utilitzen transistors o tubs. Els dos tipus de detectors més comuns utilitzats en RFreceptors, és un díode per a LW i MW i un mesclador ideal per a LW o HF.
Reproducció
El procés final de la recepció és convertir el senyal detectat en so per enviar-lo a l' altaveu o als auriculars. Normalment, s'utilitza una etapa d' alt guany per amplificar la sortida del detector feble. La sortida de l'amplificador d'àudio s'envia a un altaveu o auriculars per reproduir-la.
La majoria de radioaficionats tenen un altaveu intern i una presa de sortida d'auriculars. Un simple amplificador d'àudio d'una sola etapa adequat per al funcionament dels auriculars. L' altaveu sol necessitar un amplificador d'àudio de 2 o 3 etapes.
Receptors simples
Els primers receptors per a radioaficionats eren els aparells més senzills que consistien en un circuit oscil·latori, un detector de cristalls i auriculars. Només podien rebre emissores de ràdio locals. Tanmateix, un detector de cristalls no és capaç de demodular correctament els senyals LW o SW. A més, la sensibilitat i la selectivitat d'aquest esquema són insuficients per al treball de ràdio amateur. Podeu augmentar-los afegint un amplificador d'àudio a la sortida del detector.
Ràdio amplificada directa
La sensibilitat i la selectivitat es poden millorar afegint una o més etapes. Aquest tipus de dispositiu s'anomena receptor d'amplificació directa. Molts receptors CB comercials dels anys 20 i 30 utilitzat aquest esquema. Alguns d'ells tenien 2-4 etapes d'amplificació per aconseguirsensibilitat i selectivitat requerides.
Receptor de conversió directa
Aquest és un enfocament senzill i popular per prendre LW i HF. El senyal d'entrada s'alimenta al detector juntament amb la RF del generador. La freqüència d'aquest últim és lleugerament superior (o inferior) a la primera, de manera que es pot obtenir un ritme. Per exemple, si l'entrada és de 7155,0 kHz i l'oscil·lador de RF està configurat a 7155,4 kHz, la mescla al detector produeix un senyal d'àudio de 400 Hz. Aquest últim entra a l'amplificador d' alt nivell mitjançant un filtre de so molt estret. La selectivitat en aquest tipus de receptor s'aconsegueix mitjançant circuits LC oscil·latoris davant del detector i un filtre d'àudio entre el detector i l'amplificador d'àudio.
Superheterodina
Dissenyat a principis de la dècada de 1930 per eliminar la majoria dels problemes als quals s'enfrontaven els primers tipus de receptors de ràdio aficionats. Avui en dia, el receptor superheterodí s'utilitza en pràcticament tots els tipus de serveis de ràdio, incloent ràdio amateur, comercial, AM, FM i televisió. La principal diferència amb els receptors d'amplificació directa és la conversió del senyal de RF entrant en senyal intermedi (IF).
Amplificador HF
Conté circuits LC que proporcionen certa selectivitat i guany limitat a la freqüència desitjada. L'amplificador de RF també ofereix dos avantatges addicionals en un receptor superheterodí. En primer lloc, aïlla les etapes del mesclador i de l'oscil·lador local del bucle d'antena. Per a un receptor de ràdio, l'avantatge és que atenuatsenyals no desitjats el doble de la freqüència desitjada.
Generador
Necessari per produir una ona sinusoïdal d'amplitud constant la freqüència de la qual difereix de la portadora d'entrada en una quantitat igual a la FI. El generador crea oscil·lacions, la freqüència de les quals pot ser superior o inferior a la portadora. Aquesta elecció ve determinada per l'ample de banda i els requisits de sintonització de RF. La majoria d'aquests nodes en receptors MW i receptors VHF amateurs de banda baixa generen una freqüència per sobre de la portadora d'entrada.
Mesclador
L'objectiu d'aquest bloc és convertir la freqüència del senyal portador entrant en la freqüència de l'amplificador FI. El mesclador emet 4 sortides principals de 2 entrades: f1, f2, f1+f 2, f1-f2. En un receptor superheterodí, només s'utilitza la seva suma o diferència. Altres poden causar interferències si no es prenen les mesures adequades.
Amplificador d'IF
El rendiment d'un amplificador de FI en un receptor superheterodí es descriu millor en termes de guany (GA) i selectivitat. En termes generals, aquests paràmetres estan determinats per l'amplificador de FI. La selectivitat de l'amplificador de FI ha de ser igual a l'amplada de banda del senyal de RF modulat entrant. Si és més gran, s'omet qualsevol freqüència adjacent i provoca interferències. D' altra banda, si la selectivitat és massa estreta, es retallaran algunes bandes laterals. Això provoca una pèrdua de claredat quan es reprodueix el so mitjançant l' altaveu o els auriculars.
L'amplada de banda òptima per a un receptor d'ona curta és de 2300 a 2500 Hz. Tot i que algunes de les bandes laterals més altes associades a la parla s'estenen més enllà dels 2500 Hz, la seva pèrdua no afecta significativament el so o la informació que transmet l'operador. La selectivitat de 400–500 Hz és suficient per al funcionament del DW. Aquest ample de banda estret ajuda a rebutjar qualsevol senyal de freqüència adjacent que pugui interferir amb la recepció. Les ràdios d'aficionats de preu més elevat utilitzen 2 o més etapes de guany IF precedits per un cristall altament selectiu o filtre mecànic. Aquest disseny utilitza circuits LC i convertidors de FI entre blocs.
L'elecció de la freqüència intermèdia ve determinada per diversos factors, que inclouen: guany, selectivitat i supressió del senyal. Per a les bandes de baixa freqüència (80 i 40 m), el FI utilitzat en molts receptors de ràdio amateur moderns és de 455 kHz. Els amplificadors de FI poden proporcionar un guany i una selectivitat excel·lents entre 400 i 2500 Hz.
Detectors i generadors de ritmes
La detecció, o demodulació, es defineix com el procés de separació dels components de freqüència d'àudio d'un senyal portador modulat. Els detectors dels receptors superheterodins també s'anomenen secundaris, i el principal és el conjunt del mesclador.
Control automàtic de guanys
El propòsit del node AGC és mantenir un nivell de sortida constant malgrat els canvis en l'entrada. Ones de ràdio que es propaguen per la ionosferaatenuar i després intensificar-se a causa d'un fenomen conegut com a esvaïment. Això comporta un canvi en el nivell de recepció a les entrades de l'antena en una àmplia gamma de valors. Atès que la tensió del senyal rectificat al detector és proporcional a l'amplitud del rebut, una part es pot utilitzar per controlar el guany. Per als receptors que utilitzen transistors de tub o NPN als nodes anteriors al detector, s'aplica una tensió negativa per reduir el guany. Els amplificadors i mescladors que utilitzen transistors PNP requereixen una tensió positiva.
Algunes ràdios, especialment les amb millor transistor, tenen un amplificador AGC per a més control sobre el rendiment del dispositiu. L'ajust automàtic pot tenir diferents constants de temps per a diferents tipus de senyal. La constant de temps especifica la durada del control després de la finalització de l'emissió. Per exemple, durant els intervals entre frases, el receptor d'HF reprendrà immediatament el guany total, cosa que provocarà una molesta explosió de soroll.
Mesurar la força del senyal
Alguns receptors i transceptors tenen un indicador que indica la força relativa de l'emissió. Normalment, una part del senyal de FI rectificat del detector s'aplica a un micro o mil·liamperímetre. Si el receptor té un amplificador AGC, aquest node també es pot utilitzar per controlar l'indicador. La majoria de mesuradors estan calibrats en unitats S (de l'1 al 9), que representen aproximadament un canvi de 6 dB en la força del senyal rebut. La lectura mitjana o S-9 s'utilitza per indicar el nivell de 50 µV. Escala meitat superiorEl mesurador S està calibrat en decibels per sobre de S-9, normalment fins a 60 dB. Això vol dir que la força del senyal rebut és 60 dB superior a 50 µV i és igual a 50 mV.
L'indicador poques vegades és precís, ja que molts factors influeixen en el seu rendiment. Tanmateix, és molt útil a l'hora de determinar la intensitat relativa dels senyals entrants i a l'hora de comprovar o sintonitzar el receptor. En molts transceptors, el LED s'utilitza per mostrar l'estat de les funcions del dispositiu, com ara el corrent de sortida de l'amplificador de RF i la potència de sortida de RF.
Interferències i limitacions
Per als principiants és bo saber que qualsevol receptor pot experimentar dificultats de recepció a causa de tres factors: el soroll extern i intern i els senyals interferents. La interferència de RF externa, especialment per sota de 20 MHz, és molt més alta que la interferència interna. Només a freqüències més altes els nodes receptors representen una amenaça per a senyals extremadament febles. La major part del soroll es genera al primer bloc, tant a l'amplificador de RF com a l'etapa del mesclador. S'ha fet molt d'esforç per reduir la interferència interna del receptor al mínim. El resultat són circuits i components de baix soroll.
La interferència externa pot causar problemes en rebre senyals febles per dos motius. En primer lloc, les interferències captades per l'antena poden emmascarar l'emissió. Si aquest últim està a prop o per sota del nivell de soroll entrant, la recepció és gairebé impossible. Alguns operadors experimentats poden rebre emissions a l'LW fins i tot amb fortes interferències, però la veu i altres senyals d'aficionats són incomprensibles en aquestes condicions.
