Funkcija radijskega sprejemnika je sprejemanje signala in izvajanje demodulacije okrevati prvotni signal sporočila. Radijski oddajnik pošlje signal v začetni fazi. Antena na strani oddajnika seva signal, ki ga ujame druga antena na strani radijski sprejemnik .

Razpravljali smo že o postopku prenosa z radijskim oddajnikom. Proces modulacije je glavno načelo v radijskih oddajnikih, kjer se signal prenaša po komunikacijskem kanalu do sprejemnika. Glavni princip sprejemnika je demodulacija. Pogovorimo se o procesu sprejema in obnovitve signala v radijskem sprejemniku.

AM demodulacija

Postopek demodulacije AM je podoben postopku FM (frekvenčna modulacija) in drugim vrstam modulacije. Edina razlika je sprememba demodulacijskega bloka sprejemnika. Postopek demodulacije radijskega sprejemnika vključuje obdelavo prejetega signala za obnovitev signala osnovnega pasu, ki je znan tudi kot signal sporočila.

Predvidevamo, da je signal med prenosom po komunikacijskem kanalu utrpel veliko oslabitev. Zato je ojačitev prejetega signala potrebna za izboljšanje slabljenja.

Blok diagram radijskega sprejemnika je prikazan spodaj:

Prejeti nosilec signala je znan kot RF (radiofrekvenčni) nosilec z delovno frekvenco Fr . Funkcija RF ojačevalnika je ojačati sprejeti signal, da se odstrani kakršno koli oslabitev signala, ki je prisoten kot začetni blok radijskega sprejemnika. Po ojačitvi prenese signal na mešalnik . RF nosilni signal se pomnoži s sinusno valovno obliko, ki jo zagotavlja lokalni oscilator ki deluje na frekvenci Fo. Pomaga pri pretvorbi nosilne frekvence v frekvenco osnovnega pasu. Postopek demodulacije je ravno nasproten procesu modulacije. Pri modulaciji se frekvenca osnovnega pasu pretvori v nosilno frekvenco, medtem ko se pri demodulaciji nosilna frekvenca pretvori nazaj v frekvenco osnovnega pasu.

Postopek mešanja dveh signalov je znan kot heterodiniranje . Če je izbrana frekvenca oscilatorja nad RF frekvenco, je postopek mešanja znan tudi kot Superheteroyne .

Množenje nosilnega signala s sinusno valovno obliko povzroči dve izhodni frekvenci, ki sta vsota in razlika dveh frekvenc teh signalov. Frekvenca vsote je Fo + Fr, frekvenca razlike pa je Fo - Fr.

Mešalnik implicitno vsebuje filter, ki zavrača vsoto frekvenc in posreduje diferenčne frekvence (Fo - Fr) ČE (vmesna frekvenca) nosilec . Nosilec RF se nadomesti z nosilcem IF, da se na izhodu proizvede vmesno frekvenčno območje. Izhod nosilca IF se uporabi za IF ojačevalnik . Izhod se naprej posreduje v demodulator in končno do osnovni pasovni filter , ki obnovi signal osnovnega pasu. Tako je bila glavna funkcija sprejemnika pretvorba nosilne frekvence v frekvenco osnovnega pasu. Če je signal dovolj močan za demodulacijo, se je mogoče izogniti filtrom in ojačevalnikom. Nosilni vhodni signal se v takih primerih neposredno uporabi za mešalnik.

Pri metodi sinhrone demodulacije moramo uporabiti vir asinhronega nosilca.

RF ojačevalniki imajo lahko več ojačevalnih stopenj, odvisno od zahtev in moči signala.

Glavna prednost superheterodinskega principa je uglaševanje sprejemnika na različne signale. Tu ne potrebujemo ločene ojačevalne stopnje in ločene uglasitve. To oteži postopek prenosa. Z uporabo superheterodinskega principa moramo samo spremeniti frekvenco lokalnega oscilatorja, da preidemo iz ene RF frekvence v drugo.

AGC (samodejni nadzor ojačanja)

Ojačanje napetosti na sprejemniku v več ojačevalnih stopnjah je zelo veliko. Potreben je, ko je vhod zelo nizke frekvence, zahtevani izhod pa je visoke frekvence. Visoko ojačenje pretvori nizkofrekvenčne signale v visokofrekvenčne. Pomaga pri prenosu zelo šibkih signalov. Toda če je vhodni signal visoke frekvence, visoko ojačenje na sprejemniku ne bi bilo prednost in lahko povzroči popačenje. AGC samodejno prilagodi ojačanje z zaznavanjem moči signala. V nasprotnem primeru je za učinkovit prenos potrebno nenehno prilagajanje v sistemu, kar postane težko.

Funkcije radijskega sprejemnika

Funkcije radijskega sprejemnika so naslednje:

Ojačitev

Ojačitev je prvi bistveni del sprejema na radijskem sprejemniku. Dohodni radijski signal je na splošno oslabljen. Ojačevalnik pomaga pri odstranjevanju oslabitve signala. Druga funkcija ojačevalnikov je povečanje amplitude vhodnih radijskih signalov. Za povečanje amplitude uporablja napajanje iz baterij ali vtičev. Danes večina naprav uporablja tranzistor za ojačanje.

Ojačevalniki se uporabljajo tako na oddajnem kot na sprejemnem koncu. Na prvi stopnji se uporablja za izdelavo signala, primernega za modulacijo. Na sprejemnem koncu se uporablja za osvobajanje signala od šuma, da se pošlje sprejemniku (na primer zvočniku).

Demodulacija

Signal prehaja iz številnih modulatorjev, mešalnih in ojačevalnih stopenj. V sprejemniku se signal demodulira, da se izvirni signal loči od moduliranega nosilnega signala. Izvaja se s pomočjo demodulatorja. Vsak tip sprejemnika zahteva drugačen postopek demodulacije. na primer

DSBSC (Double Sideband Suppress Carrier) zahteva koherentno metodo zaznavanja za demodulacijo

SSBC (enojni stranski pas z nosilcem) zahteva metodo detektorja ovojnice za demodulacijo

Fm sprejemnik uporablja demodulator tipa FM

Pasovno filtriranje

Različni oddajniki oddajajo radijske valove na različnih frekvencah, da preprečijo motnje med signali. Vsak oddajnik ima ustrezen sprejemnik, ki izbere svoj signal glede na frekvenco. Pasovni filtri se uporabljajo za filtriranje želenega radijskega signala za zadevni oddajnik. Filtrira želeni signal in blokira druge signale, ki so prisotni na drugih frekvencah. Pomaga zaznati želeni signal in ozemlji vse druge radijske signale na resonančnih frekvencah. Lahko vsebuje tudi uglašena vezja med anteno in tlemi.

Vrste radijskih sprejemnikov

Radijski sprejemniki so razvrščeni kot:

• Superheteroyne sprejemnik
• Regenerativni sprejemnik
• Super regenerativni sprejemnik
• Sprejemnik neposredne pretvorbe
• Uglašen radiofrekvenčni sprejemnik

Superheteroyne sprejemnik

Zgoraj obravnavani sprejemnik je superheteroyne sprejemnik. Za pretvorbo frekvenc v vmesno frekvenco (IF) uporablja mešanje frekvenc. Izumil ga je ameriški izumitelj in inženir elektrotehnike po imenu Edwin Armstrong . Toda zaradi zgodnjega patenta so zasluge za izum pripisali imenovanemu francoskemu proizvajalcu radia Lucien Lavy . Večina sprejemnikov, ki se uporabljajo v procesu prenosa podatkov, je Superheteroyne sprejemnikov. Nekateri sprejemniki temeljijo tudi na neposrednem vzorčenju.

Na začetku dobe radijskih sprejemnikov, TRF (Tuned Radio Frequency) sprejemniki so bili pogosto uporabljeni zaradi nizkih stroškov in enostavnega upravljanja. Ti sprejemniki so bili manj priljubljeni zaradi visokih stroškov in usposobljene delovne sile, potrebne za njihovo delovanje. Po letu 1920 so bili ustvarjeni superheterodinski sprejemniki, ki temeljijo na frekvenci IF, znani tudi kot IF transformatorji . Toda zamenjali so ga radijski sprejemniki z vakuumsko cevjo, izumljeni okoli tridesetih let prejšnjega stoletja.

Regenerativni sprejemnik

Regenerativni sprejemniki se običajno uporabljajo za povečanje ojačanja ojačevalnikov. Izumil in patentiral ga je leta 1914 Edwin Armstrong . Sprejemnike so zaradi boljše občutljivosti in selektivnosti uporabljali med letoma 1915 in drugo svetovno vojno. Načelo takih sprejemnikov je pozitivna povratna informacija, ki deluje kot proces regeneracije. Izhod se ponovno uporabi za vhod, da se poveča njegovo ojačanje. Do leta 1930 so te sprejemnike nadomestili TRF in superheterodinski sprejemniki zaradi njihove pomanjkljivosti zaradi motenj sevanja. Toda regenerativni sprejemniki se pogosto uporabljajo v ojačevalnikih in oscilatorjih.

zbirka java

Super regenerativni sprejemnik

Je regenerativni sprejemnik z veliko vrsto regeneracije za doseganje visoke ojačitve. Leta 1922 ga je izumil tudi Edwin Armstrong. Uporablja se v različnih napravah, kot so walkie-talkie in brezžična omrežja. Dobro deluje za AM (amplitudno modulacijo) in širokopasovno FM (frekvenčno modulacijo), medtem ko regenerativni sprejemniki dobro delujejo za ozkopasovno FM. Super regenerativni sprejemniki ne morejo pravilno zaznati SSB 9enostranskih signalov), ker vedno sam oscilira. Sprejema lahko najmočnejše signale, saj najbolje deluje v frekvenčnih pasovih brez motenj.

Sprejemnik neposredne pretvorbe

Funkcija DCR (Direct Conversion Receiver) je podobna funkciji Superheteroyne sprejemnika, razen pretvorbe frekvence v IF (intermediate Frequency). DCR demodulira dohodni radijski signal z uporabo sinhronega zaznavanja, ki ga poganja lokalni oscilator. Frekvenca je zelo enaka nosilni frekvenci. Ne vključuje zapletenosti dveh frekvenčnih pretvorb kot superheteroyne sprejemnik. Uporablja samo en frekvenčni pretvornik. Če se v sprejemniku Superheteroyne uporablja sinhroni detektor, ki sledi stopnji IF, bi bil demodulirani izhod enak kot pri sprejemniku z neposredno pretvorbo.

Uglašen radiofrekvenčni sprejemnik

The TRF (Tuned Radio Frequency) uporablja enega ali več radiofrekvenčnih (RF) ojačevalnikov za pridobivanje zvočnega signala iz dohodnega radijskega signala. Koncept uporabe več kot enega RF ojačevalnika je bil ojačati dohodni signal na vsaki naslednji stopnji, kar pomaga pri odstranjevanju motenj. Delovanje zgodnje izumljenih sprejemnikov je bilo zapleteno zaradi ločenega prilagajanja frekvence frekvenci postaje. Toda kasnejše modele so upravljali z enim samim gumbom za nadzor frekvence. TRF so zamenjali superheterodinski sprejemniki, ki jih je izumil Edwin Armstrong okoli tridesetih let prejšnjega stoletja.

Zgodovina

Leta 1887 je nemški fizik imenovan Heinrich Hertz identificiral prve radijske valove z uporabo serije svojih eksperimentov, ki so temeljili na teoriji elektromagnetnega (EM) polja. Izum je temeljil na različnih vrstah anten, vključno z dipolnimi antenami, ki jih vzbuja iskra. Vendar so lahko zaznali le prenos do 100 čevljev od oddajnika. Istega leta je odkril tudi oddajnik iskre.

• Ti oddajniki so bili priljubljeni med letoma 1887 in 1917. Vendar so bile informacije, ki so jih prenašali ti oddajniki z iskro, hrupne in niso bile primerne za prenos zvoka.
• Tako so prvi izumljeni radijski sprejemniki lahko zaznavali samo radijske valove in sprejemna naprava se je imenovala detektor. Takrat še ni bilo ojačevalcev, ki bi ojačali signal.
• Leta 1895, G Marconi razvil prvi radijski komunikacijski sistem.
• Do leta 1897 so Marconi in drugi raziskovalci sprejeli uporabo uglašena vezja pri prenosu radijskih valov. Obnaša se tudi kot pasovni filter, tako da prepušča želeno območje frekvenc in zavrača drugega, ko je priključen med anteno in detektorjem.
• Okoli leta 1900 so se radijski sprejemniki začeli komercialno uporabljati po vsem svetu.
• Za radijski prenos so bili uporabljeni koherentni detektorji. V zgodnjih radijskih sprejemnikih so ga uporabljali do 10 let.
• Leta 1907 so koherentne detektorje zamenjali z kristalni detektorji .
• Do leta 1920 so odkrili različne detektorje, kot so elektrolitski detektorji in magnetni detektorji.
• Leta 1920 je bil izum vakuumsko cevni detektor je nadomestil vse druge detektorje, odkrite pred 1920-imi leti. V tem obdobju se je detektor preimenoval v a demodulator .
• Demodulator je bila naprava, ki je lahko iz radijskega signala izločila zvočne signale.
• Leta 1924 je izum dinamičnega jedrnega zvočnika izboljšal zvočno frekvenčni odziv sistema v primerjavi s prejšnjimi izumljenimi zvočniki.
• Po tem so izumili različne vrste radijskih sprejemnikov.
• Leta 1947 je prišla doba tranzistorjev in našla različne aplikacije radijskega prenosa.
• Po 1970-ih je digitalna tehnologija ustvarila novo revolucijo in prevedla celotno vezje sprejemnika v čip.