Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / odbiór radia

 Komentarze do artykułu

W ostatnich latach radioamatorzy krótkofalowi często używają tak zwanych odbiorników z konwersją bezpośrednią do odbioru sygnałów telegraficznych i sygnałów jednowstęgowych. W przeciwieństwie do superheterodyn nie mają toru IF i detektora - jest tylko przetwornica częstotliwości, która przenosi widmo odbieranego sygnału wysokoczęstotliwościowego bezpośrednio do obszaru częstotliwości audio (innymi słowy, filtrowanie i wzmocnienie sygnału głównego następuje przy niskie częstotliwości). Dzięki temu odbiornik z konwersją bezpośrednią okazuje się znacznie prostszy niż superheterodynowy zarówno w produkcji, jak iw konfiguracji. Wysoką czułość i selektywność charakterystyczną dla superheterodyn można łatwo uzyskać za pomocą nowoczesnych tranzystorów o niskim poziomie szumów (poziom generowanego przez nie szumu, zredukowany do wejścia wzmacniacza niskiej częstotliwości, może wynosić 0,1 ... 0,2 μV) i dość proste, ale skuteczne niskie filtry -przepustowe (LPF). Do tego dochodzi "naturalna" selektywność ludzkiego słuchu, telefonów (głośników), których czułość maleje wraz ze wzrostem częstotliwości. Te zalety odbiorników z konwersją bezpośrednią coraz częściej przyciągają uwagę projektantów sprzętu nadawczego.

Jednak konwencjonalny odbiornik z bezpośrednią konwersją nie może demodulować sygnałów AM i FM. Faktem jest, że jego mikser nie wykrywa odbieranych wibracji, ale przetwarza ich częstotliwość. Dlatego podczas dostrajania się np. do częstotliwości stacji radiowej nadającej z AM najpierw słychać gwizd (nośna bije z oscylacjami lokalnego oscylatora), którego ton maleje wraz z różnicą częstotliwości między sygnałem a lokalną oscylator maleje. Demontaż skrzyni biegów w takich warunkach jest prawie niemożliwy. Przy dokładniejszym strojeniu ton uderzeń o częstotliwości F staje się bardzo niski, niesłyszalny, jednak transmisji towarzyszą okresowe zmiany głośności o częstotliwości 2F. Dzieje się tak, ponieważ faza lokalnego oscylatora zmienia się w sposób ciągły względem fazy odbieranego sygnału. Jeśli fazy się pokrywają, głośność transmisji jest normalna, jeśli ich różnica wynosi 90 ° lub 270 °, spada do zera, jeśli jest przesunięta o 180 °, sygnał pojawia się ponownie, ale jego biegunowość jest odwrócona. Chodzi tutaj o dudnienia dwóch wstęg bocznych sygnału AM, które po przekształceniu na częstotliwość audio są dodawane i odejmowane na wyjściu miksera.

W przypadku modulacji częstotliwości częstotliwość sygnału zmienia się w czasie wraz z drganiami dźwięku w zakresie od fc-Δf do fc + Δf (fc to częstotliwość nośna, Δf to odchylenie częstotliwości nadajnika). Częstotliwość dudnienia F na wyjściu miksera odbiornika z bezpośrednią konwersją w tym przypadku, nawet przy precyzyjnym dostrojeniu, nie pozostaje stała - waha się od 0 do Δf. - więc w ogóle nie da się rozebrać skrzyni biegów.

Dobrą jakość odbioru sygnałów AM i FM uzyskuje się poprzez synchronizację oscylacji lokalnego oscylatora z częstotliwością nośną sygnału, co można wykonać na kilka sposobów. Najprościej jest wykorzystać zjawisko wychwytywania oscylacji lokalnego oscylatora nośnej sygnału. Aby to zrobić, część napięcia sygnału z obwodu wejściowego lub z wyjścia wzmacniacza RF jest wprowadzana do lokalnego obwodu oscylatora. Pasmo przechwytywania jest określone wzorem 2Δfз=fcUc/QUг (fс to częstotliwość sygnału pokrywająca się z częstotliwością lokalnego oscylatora, Uc to napięcie sygnału wejściowego, Q to współczynnik jakości lokalnego obwodu oscylatora, Ug to napięcie na nim ). Należy ją ustawić (dostosowując napięcie sygnału wprowadzanego do obwodu) na minimum niezbędne do niezawodnej synchronizacji (około 200 ... 400 Hz). Poprawia to odporność odbiornika na zakłócenia, zmniejszając ryzyko przenikania zakłóceń do łańcucha zegara. Przy współczynniku jakości układu Q = 35, napięciu Ug = 0,1 V i paśmie przechwytywania 2Δfz = 400 Hz, napięcie synchronizacji w paśmie CB (przy częstotliwości 1400 kHz) wynosi około 1 mV, w paśmie KB pasmo (14 MHz) - około 100 μV.

Bardziej złożone i zaawansowane odbiorniki synchroniczne zawierają pętlę synchronizacji fazowej (PLL). Opisowi takich odbiorników poświęcono artykuły [1,2, XNUMX].

Istnieją inne sposoby odbioru modulowanych sygnałów za pomocą odbiornika z konwersją bezpośrednią, proponowane od dawna, ale prawdopodobnie ze względu na małą sławę nie doczekały się jeszcze dystrybucji. Celem niniejszego artykułu jest zwrócenie uwagi pasjonatów laboratoriów ludowych na odbiorniki asynchroniczne w celu praktycznego rozwiązania problemu ich wykorzystania w amatorskiej łączności radiowej oraz do odbioru rozgłoszeniowego.

Najprostszym sposobem wykrycia oscylacji AM w odbiorniku z bezpośrednią konwersją jest rozstrojenie go o 2 ... 3 kHz względem nośnej i włączenie na wyjściu detektora pełnofalowego, jak pokazano na ryc. 1. Tutaj U1 to mikser, G1 to lokalny oscylator, Z1 to filtr dolnoprzepustowy, A1 to wzmacniacz niskiej częstotliwości. Na wyjściu tego ostatniego powstaje sygnał dudnienia o częstotliwości 2 ... 3 kHz. amplituda modulowana przez przesyłane informacje. Poprzez kondensator sprzęgający C1 sygnał ten jest doprowadzany do detektora (V1 - V4). Na jego wyjściu emitowane jest napięcie pulsujące z częstotliwością podwójnego dudnienia, którego obwiednia zmienia się zgodnie z prawem modulacji odbieranego sygnału. W rezultacie w słuchawkach słychać zarówno transmisję radiową, jak i ciągły gwizd o częstotliwości podwójnego dudnienia (4 ... 6 kHz), nieco osłabiony przez kondensator blokujący C2. Możesz pozbyć się tych zakłóceń, podłączając między wyjście czujki a telefony filtr dolnoprzepustowy o częstotliwości odcięcia około 3 kHz.

Rys.. 1

Odbiornik według rozważanego schematu funkcjonalnego (w zasadzie superheterodyna o bardzo niskim - równym częstotliwości dudnienia - IF) nadaje się do eksperymentów, ale nie nadaje się do odbioru rozgłoszeniowego, gdyż ze względu na duże rozstrojenie, które nie może być mniejsze niż 1,6 kHz, pasmo Pasmo toru nie pokrywa się z widmem sygnału, co pogarsza odporność na zakłócenia i prowadzi do zniekształceń. Zadaniem odbioru sygnałów AM, jak jest teraz jasne, jest aby wyizolować obwiednię na bardzo niskiej, leżącej w zakresie audio, częstotliwości „nośnej”, a oscylacje tej ostatniej muszą być stłumione. Jest to możliwe w odbiorniku z dwoma tzw. kwadraturowymi kanałami LF, w których sygnały są przesunięte w fazie o 90°. W tym przypadku po wykryciu dwóch półfal sygnałów kwadraturowych otrzymamy te same napięcia pulsujące (również o podwójnej częstotliwości), ale same tętnienia okażą się przeciwfazowe (przy podwojeniu częstotliwości przesunięcie fazowe również się podwaja) i można je wyeliminować, po prostu sumując wykryte sygnały.

Schemat blokowy takiego odbiornika sygnału AM pokazano na ryc. 2 [3]. Zawiera dwa miksery - U1 i U2. Lokalne napięcie oscylatora G1 jest podawane do nich przez przesuwnik fazowy U3 o wysokiej częstotliwości, który tworzy przesunięcie fazowe o 90 °. Każdy kanał odbiornika posiada filtr dolnoprzepustowy (Z1 i Z2), wzmacniacz basowy (A1 i A2) oraz detektor pełnookresowy - quadrator (detektor pełnookresowy pracujący w trybie detekcji kwadratowej wykonuje operację kwadratury , więc nazywa się to również kwadratem) U4 i U5. Sygnały z wyjść detektorów podawane są do sumatora U6.

Rys.. 2

Część odbiornika złożoną z detektorów U4, U5 i sumatora U6 można wykonać według schematu pokazanego na rys. 3. Detektory są zbalansowane (uzyskują tłumienie dudnień o częstotliwości F = fc-fg) rezystorami dostrajającymi R1 i R2. Wykryte sygnały są dodawane do uzwojenia pierwotnego transformatora T1, który w razie potrzeby można zastąpić wzmacniaczem operacyjnym.

Rys.. 3

Stopień tłumienia sygnału o częstotliwości 2F zależy od zbalansowania kanałów i błędu w ustawieniu przesunięcia fazowego. Przy niezrównoważeniu wzmocnienia w kanałach + -1% i błędzie w ustawieniu przesunięcia fazowego + -1 ° osiąga 40 dB. Takie tłumienie jest wystarczające do odbioru radiokomunikacji i rozgłośni w warunkach słabego sygnału lub zakłóceń.Dla odbioru wysokiej jakości powinno wynosić co najmniej 60 dB, co oczywiście wymaga zmniejszenia błędu regulacji o rząd wielkości.

Najprostszy sposób odbioru sygnałów FM jest zasadniczo taki sam, jak opisano dla sygnałów AM (patrz rys. 1). Jedyną różnicą jest to, że pojemność kondensatora izolującego C1 w tym przypadku powinna być mała (aby zapewnić różnicowanie sygnału przed wykryciem). W tych warunkach wykryte napięcie będzie proporcjonalne do częstotliwości dudnienia między odebranym sygnałem a oscylacjami lokalnego oscylatora. Podobny sposób odbioru sygnałów FM stosowany jest w znanych urządzeniach o niskim IF i detektorze działającym na zasadzie licznika impulsów |4| Wadą tej metody jest obecność kanału lustrzanego o niskiej częstotliwości, który podwaja szerokość pasma odbiornika w porównaniu z wymaganym.

Asynchroniczny odbiornik sygnałów FM z kanałami kwadraturowymi [5] zawiera taką samą część wejściową jak urządzenie do odbioru oscylacji AM, ale sygnały z wyjść wzmacniaczy LF A1 i A2 są podawane do urządzenia przetwarzającego, którego schemat blokowy jest pokazany na ryc. 4. Składa się on z obwodów różniczkowych U7 i U8, mnożników U9, U10 oraz subtraktora A3 (numeracja elementów obwodu jest kontynuowana jak na rys. 2). Szerokość pasma filtrów Z1, Z2 w tym przypadku jest brana odpowiednio do maksymalnego odchylenia Δfmax sygnału FM (50 kHz - w transmisji i 6 ... 12 kHz - w komunikacji radiowej) lub nieco większa. Stała czasowa obwodów różniczkowych jest wybierana z tych samych względów: RC=(0,5....0,7)/ 2πΔfmax. Miksery z diodami pierścieniowymi lub układy scalone mogą być używane jako mnożniki, a wzmacniacz różnicowy może być używany jako subtraktor.

Rys.. 4

Rozważ działanie odbiornika. Załóżmy, że sygnał S2 opóźnia się z sygnałem S1 o 90°. W tym przypadku sygnał różniczkowany S'2 jest w fazie z sygnałem S1, a jego amplituda jest proporcjonalna do częstotliwości F. Na wyjściu mnożnika U10 pojawia się napięcie dodatnie, proporcjonalne do tej częstotliwości, a jego druga harmoniczna . Podobne procesy zachodzą w mnożniku U9, ale ponieważ sygnał różniczkowany i sygnał S2 są przesunięte w fazie, na jego wyjściu pojawia się napięcie o ujemnej polaryzacji. W subtraktorze A3 drugie harmoniczne znoszą się wzajemnie. Zmiana znaku rozstrojenia częstotliwości sygnału względem częstotliwości lokalnego oscylatora zmienia fazę sygnału S2 o 180° dla fc>fg, faza sygnału S2 wynosi -90° (w mikserze U2 częstotliwość i faza oscylacji lokalnego oscylatora jest odejmowana odpowiednio od częstotliwości i fazy sygnału), a dla fc

Krzywą dyskryminacji odbiornika (zależność napięcia wyjściowego od przestrojenia) przedstawiono na rys. 5. Jego „zero” odpowiada dokładnemu dostrojeniu lokalnego oscylatora do częstotliwości nośnej sygnału. Łatwiej jest zapewnić dobre tłumienie dudnień o częstotliwości F i jej harmonicznych w rozważanym odbiorniku, ponieważ zakłócenia słychać tylko przy F

Rys.. 5

Odbiorniki asynchroniczne z bezpośrednią konwersją z kanałami kwadraturowymi mają pewne zalety w porównaniu z superheterodynami. W nich łatwo osiąga się np. wysoką selektywność – efekt równoważny zastosowaniu trójobwodowego FSS w torze superheterodynowego IF zapewnia prosty filtr dolnoprzepustowy w kształcie litery U, składający się z jednej cewki i dwóch kondensatorów. Jeśli do filtrowania używane są aktywne filtry RC, to można ogólnie zminimalizować liczbę cewek w odbiorniku. Główną zaletą takich odbiorników jest to, że całe wzmocnienie i całe przetwarzanie sygnału odbywa się przy niskich częstotliwościach, gdzie układy scalone mogą być szeroko stosowane bez podejmowania specjalnych środków w celu ekranowania i odsprzęgania kaskad. Wady obejmują pewną złożoność obwodów (jednak idą do podwójnej komplikacji ścieżki w systemach stereofonicznych!) I być może nieco gorszą niż w przypadku tradycyjnych metod jakość odbioru przy niewystarczająco starannym równoważeniu kanałów.

Podsumowując, warto zauważyć, że dodanie do odbiornika sygnału AM (rys. 2) urządzenia wykonanego według schematu blokowego z rys. 4, zamienia go w urządzenie do odbioru sygnałów zarówno AM, jak i FM oraz wprowadza dodatkowy przesuwnik fazowy niskiej częstotliwości do odbiornika jednowstęgowego [6].

literatura

1. Lyubarsky S. Synchroniczny detektor AM. - Radio. 1979, M 10. s. 31.
2. Detektor Polyakov V. FM z odbiornikiem z bezpośrednią konwersją PLL - Radio, 1978, nr 11, s. 41.
3. Patent USA: klasa 329.50, nr 3792364 z dnia 12.02 lutego. 1974
4. Terentiev R. Tranzystorowa jednostka VHF. - Radio. 1971, nr 2, s. 47.
5. Patent brytyjski: klasa H3A. nr 1173977 z dnia 23.11.1966
6. Patent USA: klasa 329.50, nr 2943193 z dnia 13.06.1960

Autor: V.Polyakov, Moskwa

Zobacz inne artykuły Sekcja odbiór radia.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach 02.05.2024

We współczesnym rolnictwie postęp technologiczny ma na celu zwiększenie efektywności procesów pielęgnacji roślin. We Włoszech zaprezentowano innowacyjną maszynę do przerzedzania kwiatów Florix, zaprojektowaną z myślą o optymalizacji etapu zbioru. Narzędzie to zostało wyposażone w ruchome ramiona, co pozwala na łatwe dostosowanie go do potrzeb ogrodu. Operator może regulować prędkość cienkich drutów, sterując nimi z kabiny ciągnika za pomocą joysticka. Takie podejście znacznie zwiększa efektywność procesu przerzedzania kwiatów, dając możliwość indywidualnego dostosowania do specyficznych warunków ogrodu, a także odmiany i rodzaju uprawianych w nim owoców. Po dwóch latach testowania maszyny Florix na różnych rodzajach owoców wyniki były bardzo zachęcające. Rolnicy, tacy jak Filiberto Montanari, który używa maszyny Florix od kilku lat, zgłosili znaczną redukcję czasu i pracy potrzebnej do przerzedzania kwiatów. ... >>

Zaawansowany mikroskop na podczerwień 02.05.2024

Mikroskopy odgrywają ważną rolę w badaniach naukowych, umożliwiając naukowcom zagłębianie się w struktury i procesy niewidoczne dla oka. Jednak różne metody mikroskopii mają swoje ograniczenia, a wśród nich było ograniczenie rozdzielczości przy korzystaniu z zakresu podczerwieni. Jednak najnowsze osiągnięcia japońskich badaczy z Uniwersytetu Tokijskiego otwierają nowe perspektywy badania mikroświata. Naukowcy z Uniwersytetu Tokijskiego zaprezentowali nowy mikroskop, który zrewolucjonizuje możliwości mikroskopii w podczerwieni. Ten zaawansowany instrument pozwala zobaczyć wewnętrzne struktury żywych bakterii z niesamowitą wyrazistością w skali nanometrowej. Zazwyczaj ograniczenia mikroskopów średniej podczerwieni wynikają z niskiej rozdzielczości, ale najnowsze odkrycia japońskich badaczy przezwyciężają te ograniczenia. Zdaniem naukowców opracowany mikroskop umożliwia tworzenie obrazów o rozdzielczości do 120 nanometrów, czyli 30 razy większej niż rozdzielczość tradycyjnych mikroskopów. ... >>

Pułapka powietrzna na owady 01.05.2024

Rolnictwo jest jednym z kluczowych sektorów gospodarki, a zwalczanie szkodników stanowi integralną część tego procesu. Zespół naukowców z Indyjskiej Rady Badań Rolniczych i Centralnego Instytutu Badań nad Ziemniakami (ICAR-CPRI) w Shimla wymyślił innowacyjne rozwiązanie tego problemu – napędzaną wiatrem pułapkę powietrzną na owady. Urządzenie to eliminuje niedociągnięcia tradycyjnych metod zwalczania szkodników, dostarczając dane dotyczące populacji owadów w czasie rzeczywistym. Pułapka zasilana jest w całości energią wiatru, co czyni ją rozwiązaniem przyjaznym dla środowiska i niewymagającym zasilania. Jego unikalna konstrukcja umożliwia monitorowanie zarówno szkodliwych, jak i pożytecznych owadów, zapewniając pełny przegląd populacji na każdym obszarze rolniczym. „Oceniając docelowe szkodniki we właściwym czasie, możemy podjąć niezbędne środki w celu zwalczania zarówno szkodników, jak i chorób” – mówi Kapil ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum Ciekawe życie poprawia odporność 06.10.2016 Wiadomo, że czasami środowisko i styl życia wpływają na układ odpornościowy bardziej niż geny. Na przykład naukowcy, porównując stan układu odpornościowego u bliźniąt jednojajowych i dwujajowych, stwierdzili, że czynniki niedziedziczne nakładają się na czynniki dziedziczne w 3/4 przypadków; czyli szczepienia w przeszłości, zarazki i toksyny, które kiedyś musiały walczyć, dieta, a nawet to, jak bardzo dana osoba zadbała o swoje zęby – wszystko to determinuje stan układu odpornościowego w znacznie większym stopniu niż odziedziczone instrukcje genetyczne od rodziców. Ale przecież czynniki niegenetyczne nie ograniczają się do toksyn, bakterii, diety i zepsutych zębów. Naukowcy z Queen Mary University of London odkryli, że aktywność limfocytów T w dużej mierze zależy od różnorodności środowiska wokół danej osoby. Limfocyty T to jedne z najlepiej poznanych komórek odpornościowych; to oni rozpoznają obce cząsteczki, zabijają zakażone i rakowe komórki, a przy okazji regulują siłę odpowiedzi immunologicznej. Co oznacza „różnorodne środowisko”? Eksperymenty przeprowadzono na myszach, które naturalnie żyły w specjalnych klatkach. Zwykle myszy nie miały nic poza trocinami na podłodze „mieszkania” i jakimś innym materiałem na gniazdo. Ale niektórym zwierzętom nie tylko dano większą klatkę, ale także piętrzyły wszelkiego rodzaju bezużyteczne śmieci w postaci dużych zrębków drewna, wielokolorowych pudełek, jakiegoś rodzaju rurek z tkaniny; dodatkowo myszy otrzymały przydatne przedmioty, takie jak koło wiewiórki, którymi mogły się bawić. Oznacza to, że krajobraz wokół zwierząt był niezwykle zróżnicowany. Po dwóch tygodniach tak ciekawego życia, odporność zwierząt uległa zmianie: gdy wyizolowane z nich komórki T stymulowano substancjami, które rzekomo wskazywały na inwazję czynników zakaźnych, wówczas limfocyty T w odpowiedzi syntetyzowały więcej interleukiny-20 i interleukiny-17. - białka sygnałowe, od których zależą odpowiedź immunologiczna na infekcję. Ponadto limfocyty T myszy żyjących w zróżnicowanym krajobrazie zwiększyły aktywność 56 genów, ponownie związanych z procesami przeciwinfekcyjnymi i regulacją procesów autoimmunologicznych. Oznacza to, że życie w zróżnicowanym środowisku wyraźnie przyniosło korzyści układowi odpornościowemu.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Lecznicze właściwości złota

▪ Miniaturowy silnik spalinowy

▪ Przełącznik przyrostu masy metabolicznej

▪ Nowy mikroprzełącznik serii V9

▪ Humanitarny projektor pinowy AI

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja serwisu Liczniki energii elektrycznej. Wybór artykułu

▪ artykuł Olimpijski spokój. Popularne wyrażenie

▪ artykuł Gdzie mieszka rekin po diecie wegetariańskiej? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Nawijanie cewek rurowych na maszynie. Standardowe instrukcje dotyczące ochrony pracy

▪ artykuł Oscyloskop kieszonkowy do 1 MHz. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Jak poprawić selektywność odbiornika. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn

www.diagram.com.ua
2000-2024