Теория. Тема: «Сборка и настройка простейшего радиоприемника»

Лабораторная работа №11

Тема: «Сборка и настройка простейшего радиоприемника»

Ра́дио (лат. radio — излучаю, испускаю) — разновидность беспроводной связи, при которой в качестве носителя сигнала используются радиоволны, свободно распространяемые в пространстве. Передача происходит следующим образом: на передающей стороне формируется радиоволна (сигнал) с требуемой частотой и мощностью. Далее передаваемый сигнал модулирует более высокочастотное колебание (несущую).

Амплитудная модуляция- изменение амплитуды высокочастотных колебаний по закону изменения передаваемого звукового сигнала. Полученный модулированный сигнал излучается антенной в пространство. Длина волны() излучаемой электромагнитной волны связана с частотой ()и скоростью ее распространения в вакууме (с) соотношением: =с/ или

= с ∙Т, где Т- период колебаний

Диапазон частот, используемых в радиосвязи:

^Наименование радиоволн	Диапазон частот, Гц	Диапазон длин волн), м	^Особенности распространения волн
Длинные волны (ДВ)	150—450 кГц	2000—670 м	сильно поглощаются ионосферой, распространяются за счет приземных волн, огибающих землю.
Средние волны (СВ)	500—1600 кГц	600—190 м	Сильно поглощаются ионосферой днём за счет приземных волн, вечером хорошо отражаются от ионосферы и район действия определяется отражённой волной.
Короткие волны (КВ)	3—30 МГц	100—10 м	Распространяются посредством отражения ионосферой, поэтому вокруг передатчика существует т. н. зона радиомолчания.
Ультракороткие волны (УКВ)	30 МГц — 300 МГц	10—1 м	Распространяются прямолинейно, не отражаются ионосферой. Легко огибают препятствия и имеют высокую проникающую способность.
Высокие частоты (ВЧ	300 МГц — 3 ГГц	1—0,1 м	Не огибают препятствия, распространяются в пределах прямой видимости. Используются в WiFi, сотовой связи и т. д
Крайне высокие частоты (КВЧ	3 ГГц — 30 ГГц	0,1—0,01 м	Не огибают препятствия, отражаются большинством препятствий, распространяются в пределах прямой видимости. Используются для спутниковой связи
Гипервысокие частоты (ГВЧ	30 ГГц — 300 ГГц	0,01—0,001 м	Не огибают препятствия, отражаются подобно свету, распространяются в пределах прямой видимости

Радиоприемное устройство состоит из трех основных частей:

• приемная антенна;
• собственно радиоприемник;
• воспроизводящее устройство.

Сущность радиоприема заключается в следующем:

Радиоволны, излучаемые передающими радиостанциями, инду­цируют в антенне приемника высокочастотные токи. Антенна принимает все сигналы: полезные и сигналы помех. Помехами являются все посторонние сигналы как от других передающих устройств, так и грозовые сигналы, космические излучения, помехи от электродвигателей, промышленные помехи и т.д.Для выделения сигнала одной радиостанции, работающей на фиксированной частоте служит колебательный контур, содержащий конденсатор переменной емкости..При изменении электроемкости колебательного контура можно добиться совпадения собственной частоты контура с несущей частотой интересующей радиостанции. Период колебаний в контуре определяется формулой Т= 2π lC

При этoм наступает электрический резонанс: амплитуда вынужденных колебаний напряжения данной несущей частоты резко возрастает, таким образом сигнал требуемой станции выделяется среди всех остальных. Однако выделенный высокочастотный сигнал не воспринимается ухом человека и неспособен непосредственно вызвать колебания мембраны телефона со звуковой частотой. Поэтому из амплитудно- модулированного высокочастотного сигнала требуется выделить колебания звуковой частоты, содержащие передаваемую информацию.

Детектирование (или демодуляция) – процесс выделения низкочастотных (звуковых) колебаний из модулированных колебаний высокой частоты.

Рис 1 рис 2

Дете́кторный приёмник — самый простой вид радиоприёмника(рис1).Состоит из колебательного контура, к которому подключены антенна и заземление, и диодного детектора, выполняющего демодуляцию амплитудно-модулированного сигнала. Сигнал звуковой частоты с выхода детектора, как правило, воспроизводится высокоомными наушниками.

Даже для приёма мощных радиостанций детекторный приёмник требует антенны длиной в несколько метров, а также правильного заземления. Единственное важное достоинство детекторного приёмника — он совершенно не требует внешнего питания и может быть собран из подручных средств. Колебательный контур служит для выделения сигнала требуемой радиостанции. Как правило, частоту настройки колебательного контура изменяют конденсатором переменной ёмкости. Связь меду длиной волны и частотой колебаний выражается формулой.

Период колебания контура определяется формулой Томсона, где L-индуктивность катушки, C- электроемкость конденсатора

Сигнал(1)на рис.2, выделенный колебательным контуром, поступает на детектор.

В современных радиоприемниках (рис1)в качестве детектора используется полупроводниковые диоды(2), обладающие односторонней проводимостью. После прохождения диода, высокочастотные импульсы напряжения(2) на рис 2, подаются на параллельно соединенные конденсатор и резистор(3). Когда диод открыт, конденсатор заряжается.При закрытом диоде импульсный сигнал не подается на конденсатор и он разряжается через сопротивление R. В результате демодуляции в приемнике возникает электрический сигнал звуковой частоты(3) на рис2., которые преобразуется мембраной телефона в звуковые сигналы. Простейший из радиоприемников не требует для работы электрической энергии: он работает за счет энергии принятого сигнала, поэтому позволяет принять и прослушать ближайшие мощные радиостанции определнного диапазона частот.

Дата добавления: 2014-12-08