Ұзақ уақыт бойы радиолар адамзаттың ең маңызды өнертабыстары тізімінде бірінші орында болды. Алғашқы мұндай құрылғылар қазір заманауи түрде қайта құрылды және өзгертілді, дегенмен олардың құрастыру схемасында аз өзгерді - бірдей антенна, бірдей жерге қосу және қажетсіз сигналды сүзу үшін тербелмелі схема. Радионы жасаушы Поповтың заманынан бері схемалар әлдеқайда күрделене түскені сөзсіз. Оның ізбасарлары жақсырақ және энергияны көп қажет ететін сигналды шығару үшін транзисторлар мен микросұлбаларды жасады.
Неге қарапайым үлгілерден бастаған дұрыс?
Егер сіз қарапайым радио схемасын түсінсеңіз, құрастыру және пайдалану саласында табысқа жету жолының көп бөлігі игерілгеніне сенімді бола аласыз. Бұл мақалада біз мұндай құрылғылардың бірнеше схемаларын, олардың пайда болу тарихын және негізгі сипаттамаларын талдаймыз: жиілік, диапазон және т.б.
Тарихи дерек
1895 жылдың 7 мамыры радионың туған күні болып саналады. Бұл күні орыс ғалымы А. С. Попов өзінің аппаратын Ресейдің физика-химиялық ғылымдарының кеңесінде көрсетті.қоғам.
1899 жылы Гогланд аралы мен Котка қаласы арасында алғашқы 45 км радиобайланыс желісі салынды. Бірінші дүниежүзілік соғыс кезінде тікелей күшейткіш қабылдағыш пен вакуумдық түтіктер кеңінен тарады. Соғыс қимылдары кезінде радионың болуы стратегиялық тұрғыдан қажет болып шықты.
1918 жылы бір мезгілде Францияда, Германияда және АҚШ-та ғалымдар Л. Левви, Л. Шотки және Э. Армстронг супергетеродинді қабылдау әдісін жасады, бірақ вакуумдық түтіктер әлсіз болғандықтан бұл принцип тек 1930 жылдар.
Транзисторлық құрылғылар 50-60-жылдары пайда болды және дамыды. Бірінші кең таралған төрт транзисторлы радиоқабылдағыш Regency TR-1 өнеркәсіпші Джейкоб Майклдың қолдауымен неміс физигі Герберт Матаремен жасалған. Ол 1954 жылы АҚШ-та сатылымға шықты. Барлық ескі радиостанциялар транзисторларды пайдаланды.
70-жылдары интегралдық микросхемалар зерттеліп, іске асырыла бастады. Қабылдағыштар енді тамаша түйін интеграциясымен және цифрлық сигналды өңдеумен дамып келеді.
Құралдың техникалық сипаттамалары
Ескі де, қазіргі радиода да белгілі бір сипаттамалар бар:
- Сезімталдық - әлсіз сигналдарды қабылдау мүмкіндігі.
- Динамикалық диапазон - герцпен өлшенеді.
- Шуға төзімділік.
- Selectivity (selectivity) - бөгде сигналдарды басу мүмкіндігі.
- Ішкі шу деңгейі.
- Тұрақтылық.
Бұл сипаттамалар емесқабылдағыштардың жаңа буындарын өзгерту және олардың өнімділігі мен пайдалану жеңілдігін анықтау.
Радиолар қалай жұмыс істейді
Ең жалпы түрде КСРО радиоқабылдағыштар келесі схема бойынша жұмыс істеді:
- Электромагниттік өрістегі ауытқуларға байланысты антеннада айнымалы ток пайда болады.
- Ақпаратты шудан бөлу үшін тербеліс сүзіледі (таңдаулылық), яғни оның маңызды құрамдас бөлігі сигналдан алынады.
- Қабылданған сигнал дыбысқа түрлендіріледі (радиолар жағдайында).
Ұқсас принцип бойынша теледидарда кескін пайда болады, цифрлық деректер жіберіледі, радиомен басқарылатын жабдық жұмыс істейді (балалар тікұшақтары, автокөліктер).
Бірінші қабылдағыш ішінде екі электрод пен үгінділер бар шыны түтік сияқты болды. Жұмыс металл ұнтағына зарядтардың әсер ету принципі бойынша жүргізілді. Қабылдағыш үгінділер бір-бірімен нашар байланыста болғандықтан және зарядтың бір бөлігі ауа кеңістігіне түсіп, сол жерде таралатындықтан, заманауи стандарттар бойынша (1000 Ом-ға дейін) үлкен қарсылыққа ие болды. Уақыт өте келе бұл үгінділер энергияны сақтау және тасымалдау үшін тербелмелі контурмен және транзисторлармен ауыстырылды.
Қабылдағыштың жеке тізбегіне байланысты ондағы сигнал амплитудасы мен жиілігі бойынша қосымша сүзгіден өтуі мүмкін, күшейту, бағдарламалық қамтамасыз етуді одан әрі өңдеу үшін цифрландыру және т.б. Қарапайым радиоқабылдағыш схемасы сигналдың бір өңдеуін қамтамасыз етеді.
Терминология
Тербелмелі контур ең қарапайым түрде катушка және деп аталадыконденсатор контурда тұйықталған. Олардың көмегімен барлық кіріс сигналдарының ішінен контурдың тербелістерінің табиғи жиілігіне байланысты қалағанын таңдауға болады. КСРО-ның радиоқабылдағыштары, сондай-ақ қазіргі заманғы құрылғылар осы сегментке негізделген. Мұның бәрі қалай жұмыс істейді?
Әдетте, радиоқабылдағыштар батареялардан қоректенеді, олардың саны 1-ден 9-ға дейін өзгереді. Транзисторлық құрылғылар үшін кернеуі 9 В-қа дейінгі 7D-0,1 және Krona батареялары кеңінен қолданылады. қарапайым радиоқабылдағыш схемасы қажет болса, ол ұзағырақ жұмыс істейді.
Қабылданатын сигналдардың жиілігіне сәйкес құрылғылар келесі түрлерге бөлінеді:
- Ұзын толқын (LW) - 150-ден 450 кГц-ке дейін (ионосферада оңай шашыраңқы). Қарқындылығы қашықтыққа қарай азаятын жер толқындары маңызды.
- Орташа толқын (МВт) - 500-ден 1500 кГц-ке дейін (күндіз ионосферада оңай шашыраңқы, бірақ түнде шағылысады). Күндізгі уақытта диапазон жердегі толқындармен, түнде шағылған толқындармен анықталады.
- Қысқа толқындар (HF) - 3-тен 30 МГц-ке дейін (олар қонбайды, олар тек ионосферада шағылысады, сондықтан қабылдағыштың айналасында радио үнсіздік аймағы бар). Таратқыштың қуаты төмен болса, қысқа толқындар ұзақ қашықтыққа жүре алады.
- Ультра қысқа толқындар (VHF) - 30-дан 300 МГц-ке дейін (өткізу қабілеті жоғары, әдетте, ионосфера арқылы көрінеді және кедергілерді оңай айналып өтеді).
- Жоғары жиілік (HF) - 300 МГц-тен 3 ГГц-ке дейін (ұялы байланыс пен Wi-Fi желісінде пайдаланылады, көзге көрінетін жерде жұмыс істейді, кедергілерді айналып өтпеңіз жәнетүзу сызықты таралады).
- Төтенше жоғары жиілік (EHF) - 3-тен 30 ГГц-ке дейін (кедергілерден шағылысатын және көру аймағында жұмыс істейтін спутниктік байланыс үшін пайдаланылады).
- Гипер жоғары жиілік (HHF) - 30 ГГц-тен 300 ГГц-ке дейін (кедергілерді айналып өтпеңіз және жарық сияқты шағылысады, өте шектеулі қолданылады).
HF, MW және LW пайдаланған кезде, хабар таратуды станциядан алыс жерде жүргізуге болады. VHF диапазоны сигналдарды нақтырақ қабылдайды, бірақ станция тек оны қолдаса, басқа жиіліктерді тыңдау жұмыс істемейді. Ресивер музыка тыңдауға арналған ойнатқышпен, қашықтағы беттерде көрсетуге арналған проектормен, сағатпен және оятқышпен жабдықталуы мүмкін. Мұндай толықтырулармен радиоқабылдағыш схемасының сипаттамасы күрделене түседі.
Радиоқабылдағыштарға микрочипті енгізу сигналдарды қабылдау радиусы мен жиілігін айтарлықтай арттыруға мүмкіндік берді. Олардың басты артықшылығы салыстырмалы түрде төмен энергия тұтыну және тасымалдауға ыңғайлы шағын өлшем. Микросұлбада сигналды кішірейту және шығыс деректерінің оқылу мүмкіндігі үшін барлық қажетті параметрлер бар. Заманауи құрылғыларда цифрлық сигналды өңдеу басым. КСРО радиоқабылдағыштары тек дыбыстық сигналды беруге арналған, тек соңғы онжылдықтарда қабылдағыштардың құрылғысы дамып, күрделене түсті.
Ең қарапайым қабылдағыштардың схемалары
Үйді құрастыруға арналған ең қарапайым радиоқабылдағыштың схемасы сонау КСРО кезінде жасалған. Содан кейін, қазіргідей, құрылғылар детекторлық, тікелей күшейту, тікелей түрлендіру,супергетеродиндік түрі, рефлекстік, регенеративті және суперрегенеративті. Қабылдау мен құрастырудағы ең қарапайымдары детекторлық қабылдағыштар болып табылады, олардан радионың дамуы 20 ғасырдың басында басталды деп санауға болады. Құру ең қиын микросұлбалар мен бірнеше транзисторларға негізделген құрылғылар болды. Дегенмен, бір схеманы түсінсеңіз, басқалары енді проблема болмайды.
Қарапайым детектор қабылдағышы
Ең қарапайым радиоқабылдағыштың тізбегі екі бөліктен тұрады: германий диоды (D8 және D9 жасайды) және жоғары кедергісі бар негізгі телефон (TON1 немесе TON2). Тізбекте тербелмелі контур болмағандықтан, ол белгілі бір аймақта таратылатын белгілі бір радиостанцияның сигналдарын ұстай алмайды, бірақ ол өзінің негізгі міндетін жеңеді.
Жұмыс істеу үшін ағашқа лақтыратын жақсы антенна және жерге қосу сымы қажет. Оған сенімді болу үшін оны массивтік металл сынығына (мысалы, шелекке) бекітіп, бірнеше сантиметр жерге көму жеткілікті.
Тербелмелі контур опциясы
Селективтілікті енгізу үшін алдыңғы тізбекте тербелмелі контур жасай отырып, индуктор мен конденсаторды қосуға болады. Енді қаласаңыз, белгілі бір радиостанцияның сигналын ұстап, тіпті күшейте аласыз.
Клапанның регенеративті қысқа толқынды қабылдағышы
Сұлбасы өте қарапайым клапандық радиостанциялар әуесқойлық станциялардан сигналдарды қысқа қашықтықта қабылдау үшін жасалған - VHF диапазонында(ультраторлқын) LW (ұзын толқын). Бұл схемада саусақ түріндегі батарея шамдары жұмыс істейді. Олар VHF-де ең жақсы жасайды. Ал анодтық жүктеменің кедергісі төмен жиілікпен жойылады. Барлық мәліметтер диаграммада көрсетілген, тек катушкалар мен дроссельді үйде жасалған деп санауға болады. Егер сіз теледидарлық сигналдарды алғыңыз келсе, онда L2 катушкасы (EBF11) диаметрі 15 мм және сым 1,5 мм болатын 7 айналымнан тұрады. Әуесқойлық ресивер үшін 5 айналым қажет.
Екі транзисторы бар тікелей күшейткіш радио
Схемада магниттік антенна және екі сатылы басс күшейткіш бар - бұл радиоқабылдағыштың реттелген кіріс тербеліс тізбегі. Бірінші кезең - РЖ модуляцияланған сигнал детекторы. Индуктор 80 айналыммен PEV-0, 25 сыммен (алтыншы айналымнан бастап сызба бойынша төменнен кран бар) диаметрі 10 мм және ұзындығы 40 ферритті өзекшеге оралған.
Мұндай қарапайым радио тізбегі жақын маңдағы станциялардан келетін күшті сигналдарды тануға арналған.
Супергенеративті FM құрылғысы
Е. Солодовниковтың үлгісі бойынша құрастырылған FM-қабылдағыш, құрастыру оңай, бірақ сезімталдығы жоғары (1 мкВ дейін). Мұндай құрылғылар амплитудалық модуляциясы бар жоғары жиілікті сигналдар үшін (1 МГц-ден астам) қолданылады. Күшті оң кері байланыстың арқасында кезеңнің ұтысы шексіздікке дейін артады, ал схема генерациялау режиміне өтеді. Осы себепті өзіндік қозу пайда болады. Оны болдырмау және ресиверді жоғары жиілікті күшейткіш ретінде пайдалану үшін деңгейді орнатыңызкоэффициенті және ол осы мәнге жеткенде күрт минимумға дейін төмендейді. Үнемі күшейтуді бақылау үшін ара тісінің импульс генераторын пайдалануға болады немесе мұны оңайырақ жасауға болады.
Іс жүзінде күшейткіштің өзі жиі генератор қызметін атқарады. Төмен жиілікті сигналдарды ерекшелейтін сүзгілердің (R6C7) көмегімен ультрадыбыстық тербелістердің кейінгі ULF каскадының кірісіне өтуі шектеледі. 100-108 МГц FM сигналдары үшін L1 катушкасы көлденең қимасы 30 мм және сым диаметрі 1 мм болатын 20 мм сызықтық бөлігі бар жартылай айналымға айналады. Ал L2 орамында диаметрі 15 мм болатын 2-3 айналым және жарты айналымның ішінде көлденең қимасы 0,7 мм сым бар. 87,5 МГц сигналдары үшін қабылдағыш күшейту қолжетімді.
Чиптегі құрылғы
70-жылдары жасалған HF радиосы қазір Интернеттің прототипі болып саналады. Қысқа толқынды сигналдар (3-30 МГц) үлкен қашықтыққа таралады. Басқа елдегі хабарды тыңдау үшін ресиверді орнату оңай. Бұл үшін прототип әлемдік радионың атауын алды.
Қарапайым HF қабылдағышы
Радиоқабылдағыштың қарапайым тізбегінде микросұлба жоқ. Жиілік бойынша 4-тен 13 МГц-ке дейінгі және ұзындығы 75 метрге дейінгі диапазонды қамтиды. Тағам - Krona батареясынан 9 В. Сым антенна ретінде қызмет ете алады. Ресивер ойнатқыштың құлаққаптарында жұмыс істейді. Жоғары жиілікті трактат VT1 және VT2 транзисторларына салынған. C3 конденсаторының арқасында R5 резисторымен реттелетін оң кері заряд пайда болады.
Заманауирадиолар
Қазіргі құрылғылар КСРО-ның радиоқабылдағыштарына өте ұқсас: олар әлсіз электромагниттік тербелістер пайда болатын бір антеннаны пайдаланады. Антеннада әртүрлі радиостанциялардан жоғары жиілікті тербеліс пайда болады. Олар сигнал беру үшін тікелей пайдаланылмайды, бірақ кейінгі тізбектің жұмысын орындайды. Енді бұл әсерге жартылай өткізгіш құрылғылардың көмегімен қол жеткізілді.
Қабылдағыштар 20 ғасырдың ортасында кеңінен дамыды және ұялы телефондар, планшеттер және теледидарлармен ауыстырылғанына қарамастан, содан бері үздіксіз жетілдірілуде.
Радиоқабылдағыштардың жалпы орналасуы Попов заманынан бері аздап өзгерді. Схемалар әлдеқайда күрделене түсті, микросұлбалар мен транзисторлар қосылды, тек дыбыстық сигналды ғана емес, сонымен қатар проекторды ендіру мүмкін болды деп айта аламыз. Осылайша қабылдағыштар теледидарға айналды. Енді, егер қаласаңыз, құрылғыға жүрегіңіз қалаған нәрсені құра аласыз.
