Funcția receptorului radio este de a recepționa semnalul și de a efectua demodularea recupera semnalul mesajului original. Emițătorul radio trimite semnalul în stadiul inițial. Antena prezentă pe partea transmițătorului radiază semnalul, care este captat de cealaltă antenă prezentă la receptor radio .
instanță de
Am discutat deja despre procesul de transmitere folosind un transmițător radio. Procesul de modulare este principiul principal în transmițătoarele radio, unde semnalul este transmis prin canalul de comunicație către receptor. Principiul principal al receptorului este demodularea. Să discutăm despre procesul de recepție și recuperare a semnalului în receptorul radio.
demodularea AM
Procesul de demodulație al AM este similar cu cel al FM (Frequency Modulation) și cu alte tipuri de modulație. Singura diferență este modificarea blocului de demodulație al receptorului. Procesul de demodulație al receptorului radio implică procesarea semnalului recepționat pentru a recupera semnalul în bandă de bază, care este cunoscut și sub numele de semnal de mesaj.
Presupunem că semnalul a suferit o mare atenuare în timpul transmiterii prin canalul de comunicație. Prin urmare, amplificarea semnalului primit este necesară pentru a îmbunătăți atenuarea.
Schema bloc a receptorului radio este prezentată mai jos:
Purtătorul de semnal recepționat este cunoscut sub numele de RF (Radio Frequency) purtător cu Frecvența de funcționare de pr . Funcția amplificatorului RF este de a amplifica semnalul recepționat pentru a elimina orice atenuare a semnalului, care este prezentă ca bloc de început al receptorului radio. După amplificare, transmite semnalul către mixer . Semnalul purtător RF este multiplicat cu o formă de undă sinusoidală furnizată de oscilator local operand la Frecventa Fo. Ajută la conversia frecvenței purtătoare în frecvența în bandă de bază. Procesul de demodulare este exact opusul procesului de modulare. În modulație, frecvența în bandă de bază este convertită la frecvența purtătoare, în timp ce în demodulare, frecvența purtătoare este convertită înapoi la frecvența în bandă de bază.
Procesul de amestecare a două semnale este cunoscut ca heterodină . Dacă frecvența oscilatorului selectată este peste frecvența RF, procesul de amestecare este cunoscut și ca Superheteroină .
Înmulțirea semnalului purtător cu forma de undă sinusoidală produce două frecvențe de ieșire, care este suma și diferența celor două frecvențe ale acestor semnale. Frecvența sumă este Fo + Fr, iar frecvența diferență este Fo - Fr.
Mixerul conține implicit filtrul care respinge frecvențele suma și transmite frecvențele diferențelor (Fo - Fr) către DACĂ (Frecventa intermediara) purtător . O purtătoare RF este înlocuită cu purtătoarea IF pentru a produce gama de frecvență intermediară la ieșire. Ieșirea purtătorului IF este aplicată la amplificator IF . Ieșirea este transmisă în continuare la demodulator și în cele din urmă la filtru în bandă de bază , care recuperează semnalul în bandă de bază. Astfel, funcția principală a receptorului a fost de a efectua conversia de la frecvența purtătoare la frecvența în bandă de bază. Dacă semnalul este suficient de puternic pentru demodulare, filtrele și amplificatoarele pot fi evitate. Semnalul de intrare purtător este aplicat direct mixerului în astfel de cazuri.
În cazul metodei de demodulare sincronă, trebuie să folosim o sursă purtătoare asincronă.
Amplificatoarele RF pot avea mai multe trepte de amplificare in functie de cerinte si puterea semnalului.
Principalul avantaj al principiului superheterodin este reglarea receptorului la diferite semnale. Aici, nu avem nevoie de o etapă de amplificare separată și de acordare separată. Îngreunează procesul de transmitere. Folosind principiul Superheterodyne, trebuie doar să schimbăm frecvența oscilatorului local pentru a trece de la o frecvență RF la alta.
AGC (Control automat al câștigului)
Câștigul de tensiune la receptor în mai multe trepte de amplificare este foarte mare. Este necesar atunci când intrarea este de frecvență foarte joasă, iar ieșirea necesară este de înaltă frecvență. Câștigul mare convertește semnalele de joasă frecvență la frecvența înaltă. Ajută la transmiterea semnalelor foarte slabe. Dar, dacă semnalul de intrare este de înaltă frecvență, câștigul mare la receptor nu ar fi un avantaj și poate provoca distorsiuni. AGC ajustează automat câștigul detectând puterea semnalului. În caz contrar, este necesară reglarea constantă a sistemului pentru o transmisie eficientă, ceea ce devine dificil.
Funcțiile unui receptor radio
Funcțiile unui receptor radio sunt următoarele:
Amplificare
Amplificarea este prima parte esențială a recepției la receptorul radio. Semnalul radio de intrare este în general atenuat. Amplificatorul ajută la eliminarea atenuării semnalului. Cealaltă funcție a amplificatoarelor este de a crește amplitudinea semnalelor radio de intrare. Utilizează puterea de la baterii sau prize pentru a crește amplitudinea. Astăzi, majoritatea dispozitivelor folosesc tranzistorul în scop de amplificare.
Amplificatoarele sunt utilizate atât la capătul de transmisie, cât și la cel de recepție. În prima etapă, este folosit pentru a face semnalul potrivit pentru modulare. La capătul de recepție, este folosit pentru a face semnalul fără zgomot pentru a-l trimite către receptor (de exemplu, difuzor).
clasa de scanare java
Demodularea
Semnalul trece de la mai multe etape de modulatoare, mixere și amplificatoare. La receptor, semnalul este demodulat pentru a separa semnalul original de semnalul purtător modulat. Se face cu ajutorul unui demodulator. Fiecare tip de receptor necesită un proces de demodulare diferit. De exemplu,
DSBSC (Double Sideband Suppress Carrier) necesită o metodă de detectare coerentă pentru demodulare
SSBC (bandă laterală unică cu purtător) necesită o metodă de detectare a anvelopei pentru demodulare
Receptorul FM folosește demodulatorul de tip FM
Filtrare bandpass
Diverse transmițătoare transmit undele radio la frecvențe diferite pentru a preveni orice interferență între semnale. Fiecare transmițător are un receptor respectiv care își selectează semnalul în funcție de frecvență. Filtrele trece-bandă sunt folosite pentru a filtra semnalul radio dorit pentru emițătorul respectiv. Acesta filtrează semnalul dorit și blochează alte semnale prezente la alte frecvențe. Ajută la detectarea semnalului dorit și la împământare toate celelalte semnale radio la frecvențe de rezonanță. De asemenea, poate conține circuite reglate între antenă și masă.
Tipuri de receptor radio
Receptoarele radio sunt clasificate astfel:
- Receptor superheteroin
- Receptor regenerativ
- Receptor super regenerativ
- Receptor cu conversie directă
- Receptor de radiofrecvență reglat
Receptor superheteroin
Receptorul discutat mai sus este un receptor Superheteroyne. Utilizează amestecarea frecvenței pentru a converti frecvențele în frecvența intermediară (IF). A fost inventat de un inventator și inginer electric american numit Edwin Armstrong . Dar, datorită brevetului timpuriu, creditul de invenție a fost creditat producătorului francez de radio numit Lucien Lavy . Majoritatea receptorilor utilizați în procesul de transmitere a datelor sunt receptorii Superheteroyne. Unele receptoare se bazează și pe eșantionare directă.
La începutul erei receptoarelor radio, TRF Receptoarele (Tuned Radio Frequency) au fost utilizate în mod obișnuit datorită costului redus și a funcționării ușoare. Aceste receptoare au fost mai puțin populare datorită costului ridicat și a forței de muncă calificate necesare pentru funcționarea lor. După anii 1920, receptoarele superheterodine au fost create pe baza frecvenței IF, cunoscută și sub numele de transformatoare IF . Dar, a fost înlocuit de receptoarele radio cu tub vid inventate în jurul anilor 1930.
Receptor regenerativ
Receptoarele regenerative sunt utilizate în general pentru a crește câștigul amplificatoarelor. A fost inventat și brevetat în 1914 de Edwin Armstrong . Receptoarele au fost folosite între 1915 și al Doilea Război Mondial datorită sensibilității și selectivității lor mai bune. Principiul unor astfel de receptori este feedback-ul pozitiv care funcționează ca un proces de regenerare. Ieșirea este aplicată din nou la intrare pentru a crește amplificarea acesteia. Până în anii 1930, aceste receptoare au fost înlocuite cu receptorii TRF și Superheterodyne din cauza dezavantajului lor de interferență a radiațiilor. Dar, receptoarele regenerative sunt utilizate pe scară largă în amplificatoare și oscilatoare.
Receptor super regenerativ
Este un receptor regenerativ cu un tip mare de regenerare pentru a obține o amplificare ridicată. Edwin Armstrong l-a inventat și în 1922. Este folosit în diverse dispozitive, cum ar fi walkie-talkie și rețele wireless. Funcționează bine pentru AM (modularea amplitudinii) și FM în bandă largă (modulație în frecvență), în timp ce receptoarele regenerative funcționează bine pentru FM în bandă îngustă. Receptoarele super regenerative nu pot detecta corect SSB 9Single Sideband Signals) deoarece acestea oscilează întotdeauna. Poate primi cele mai puternice semnale, deoarece funcționează cel mai bine pentru benzile de frecvență lipsite de orice interferență.
Receptor cu conversie directă
Funcția DCR (Direct Conversion Receiver) este similară cu cea a receptorului Superheteroyne, cu excepția conversiei frecvenței în IF (frecvență intermediară). DCR demodulează semnalul radio de intrare utilizând detecția sincronă condusă de oscilatorul local. Frecvența este aproape echivalentă cu frecvența purtătoare. Nu implică complexitatea a două conversii de frecvență, cum ar fi receptorul Superheteroyne. Folosește un singur convertor de frecvență. Dacă un detector sincron care urmează treapta IF este utilizat în receptorul Superheteroyne, ieșirea demodulată ar fi aceeași cu receptorul de conversie directă.
Receptor de radiofrecvență reglat
The TRF (Tuned Radio Frequency) utilizează unul sau mai multe amplificatoare de radiofrecvență (RF) pentru a extrage un semnal audio dintr-un semnal radio de intrare. Conceptul de a folosi mai mult de un amplificator RF a fost de a amplifica semnalul de intrare la fiecare etapă succesivă, ceea ce ajută la eliminarea interferențelor. Funcționarea receptoarelor inventate timpurii a fost complexă datorită acordării separate a frecvenței la frecvența stației. Dar, modelele ulterioare au fost operate folosind un singur buton pentru a controla frecvența. TRF a fost înlocuit de receptorii Superheterodyne inventați de Edwin Armstrong în jurul anilor 1930.
Istorie
În 1887, un fizician german a numit Heinrich Hertz a identificat primele unde radio folosind seria experimentelor sale bazate pe teoria electromagnetică (EM). Invenția sa bazat pe diferite tipuri de antene, inclusiv antene dipol excitate cu scântei. Dar, ei puteau detecta doar transmisia până la 100 de picioare de transmițător. El a descoperit și un transmițător de gaz scânteie în același an.
- Aceste transmițătoare au fost populare între 1887 și 1917. Dar, informațiile transmise de aceste emițătoare cu scânteie erau zgomotoase și nu erau potrivite pentru transmisia audio.
- Astfel, primele receptoare radio inventate puteau detecta doar unde radio, iar dispozitivul de recepție a fost numit detector. La acel moment nu existau amplificatoare care să amplifice semnalul.
- În 1895, G Marconi a dezvoltat primul sistem de comunicații radio.
- Până în 1897, Marconi și alți cercetători au acceptat utilizarea circuite reglate în transmisia undelor radio. De asemenea, se comportă ca un filtru trece-bandă, trecând intervalul dorit de frecvențe și respingându-l pe celălalt atunci când este conectat între antenă și un detector.
- În jurul anului 1900, radiourile au început să fie folosite comercial pe tot globul.
- Detectoarele coerente au fost utilizate pentru transmisia radio. A fost folosit în primii receptori radio timp de până la 10 ani.
- În 1907, detectoarele coerente au fost înlocuite cu detectoare cu cristale .
- Până în 1920, au fost descoperite diverse detectoare, cum ar fi detectoare electrolitice și detectoare magnetice.
- În 1920, invenția lui detector tub vid a înlocuit toate celelalte detectoare descoperite înainte de anii 1920. În această epocă, detectorul a fost redenumit ca a demodulator .
- Demodulatorul era un dispozitiv care putea extrage semnale audio din semnalul radio.
- În 1924, inventarea difuzorului cu miez dinamic a îmbunătățit răspunsul la frecvența audio al sistemului în comparație cu difuzoarele inventate anterior.
- După aceea, au fost inventate diverse tipuri de receptoare radio.
- În 1947, a venit era tranzistorilor și a găsit diverse aplicații de transmisie radio.
- După anii 1970, tehnologia digitală a creat o altă revoluție și a transpus întregul circuit al receptorului în cip.