6. Призначення та основні характеристики приймачів. Регулювання в радіоприймачах.

Радиоволны не могут быть обнаружены ни одним органом наших чувств. Но если на их пути встречается проводник, они отдают ему часть своей энергии. На этом явлении и основан прием радиопередач. Улавливание энергии радиоволн приемником осуществляет антенна радиоприемника. Отдавая антенне часть электромагнитной энергии, радиоволны индуцируют в ней модулированные колебания радиочастоты.

Для получения преобразования и выделения информации необходимо приемное устройство (радиоприемник). Он предназначен для выделения высокочастотного сигнала корреспондента из множества сигналов различных радиостанций, усиления выделенного слабого сигнала, преобразования высокочастотного сигнала в сигнал звуковой частоты с последующим усилением до величины, обеспечивающей нормальную работу выходного устройства (телефонов, громкоговорителей).

В приемнике имеют место процессы, обратные тем, которые происходят на передатчике радиостанции. Если там звук последовательно преобразуют сначала в электрические колебания звуковой частоты, а затем в модулированные колебания радиочастоты, то при радиоприеме решается обратная задача: модулированные колебания радиочастоты, возбужденные в антенне, приемник преобразует в электрические колебания звуковой частоты, а затем в звук. В простейшем приемнике, работающем только благодаря энергии, уловленной антенной, модулированные колебания радиочастоты преобразуются в колебания звуковой частоты детектором, а эти колебания в звук — головными телефонами.

Но ведь антенну приемника пронизывают радиоволны множества радиостанций, возбуждая в ней модулированные колебания самых различных радиочастот. И если все эти радиосигналы преобразовать в звуки, то мы услышали бы сотни голосов людей, разговаривающих на разных языках. Вряд ли такой радиоприем нас устроил бы. А для этого из колебаний всех частот, возбуждающихся в антенне, надо выделить колебания с частотой той радиостанции, передачи которой хотим слушать. Эту задачу выполняет колебательный контур, являющийся обязательной частью как самого простого, так и самого сложного радиовещательного приемника.

Сигнал, переданный в эфир, должен быть принят корреспондентом и обработан до уровня прикладного использования.

В общем случае процесс приема сигнала выглядит следующим образом:

- Электромагнитные волны наводят в антенне токи высокой частоты;

- Эти токи поступают на входной контур;

- Контур выделяет из множества частот только узкую полосу, на которую он настроен;

- Из высокочастотного сигнала необходимо выделить скрытый в нем сигнал звуковой частоты (звуковую информацию);

- Электрический сигнал звуковой частоты надо преобразовать в акустический сигнал, который можно прослушать.

Устройство для приёма (выделения) сигнала из совокупности электромагнитных излучений и обработки его называют радиоприёмником.

Рисунок 6.1 - Структурная схема радиоприемника

6 – приёмная антенна, 7 – усилитель высокой частоты, 8 – детектор,

9 - усилитель низкой частоты, 10 – динамик.

Приемная антенна принимает электромагнитные волны. Электромагнитная волна, достигшая приемной антенны, индуцирует в ней переменный ток той же частоты, на которой работает передатчик.

Входное устройство - предназначено для выделения конкретного сигнала из совокупности электромагнитных излучений и подавления ненужных радиочастот. Состоит из резонансного контура (совокупности контуров) с возможностью изменения ёмкости или индуктивности для перестройки на нужную частоту.

УВЧ - усилитель высокой частоты (усилитель уровня сигнала) - предназначен для подъёма уровня сигнала до значения, необходимого для нормальной работы демодулятора (детектора) (усиливает по мощности высокочастотные электрические колебания).

Детектор (демодулятор) - предназначен для выделения информационного сигнала из принятого модулированного (выделяет из модулированных высокочастотных колебаний низкочастотные колебания). Схемные решения детекторов для различных видов модуляции принципиально различны.

Детектирование осуществляется устройством, содержащим элемент с односторонней проводимостью: вакуумный или полупроводниковый диод — детектор.

Рисунок 6.2 - Вольтамперная характеристика диода

Вольтамперная характеристика диода показывает, что ток в цепи течет преимущественно в одном направлении, являясь пульсирующим током. Этот ток сглаживается с помощью фильтра. Когда диод пропускает ток, то часть его проходит через нагрузку, а другая часть ответвляется на конденсатор. Если диод заперт, то конденсатор частично разряжается через нагрузку. Уменьшается пульсация тока. Через нагрузку течет ток звуковой частоты, форма колебаний воспроизводит форму низкочастотного сигнала.

Рисунок 6.3 - Детектирование

УНЧ - усилитель низкой частоты - предназначен для подъема уровня информационного сигнала до значения, необходимого для нормальной работы выходного устройства (телефонов, громкоговорителей, оконечной аппаратуры и т.д.) (усиливает по мощности звуковые (низкочастотные) электрические колебания).

Динамик преобразует электромагнитные колебания в механические звуковые колебания.

Приём происходит следующим образом: на приёмной стороне радиоволны наводят модулированный сигнал в антенне, после чего он фильтруется и демодулируется. После демодуляции получается сигнал, с некоторыми (возможно допустимыми) различиями с сигналом, который мы передавали передатчиком.

Данная схема радиоприемника на практике в аппаратуре связи ВС не используется, т.к. обладает очень низкими техническими характеристиками. Практически все радиоприемники, используемые в аппаратуре связи ВС собраны по схеме супергетеродина.

Радиостанции, используемые для организации радиосвязи в ВС, в большинстве собраны по, так называемой, трансиверной схеме. Это означает, что отдельные блоки радиостанции (усилители высокой и низкой частоты, генераторы и др.) используются как в режиме приема, так и передачи. Такое схемное решение дает значительную экономию энергопотребления и материалов, и снижает массу радиостанции.