Anténa amatérského rádia přijímá stovky a tisíce rádiových signálů najednou. Jejich frekvence se mohou lišit v závislosti na přenosu na dlouhé, střední, krátké, ultra krátké vlny a televizní rozsahy. Amatérské, vládní, komerční, námořní a další stanice fungují mezi nimi. Amplitudy signálů aplikovaných na anténu vstupů přijímače se pohybují od méně než 1 μV až po mnoho milivoltů. Rádioamatérské kontakty přicházejí přibližně na několik mikrovoltů. Účel amatérského přijímače je dvojí: výběr, zesílení a demodulace požadovaného signálu a skríning všech ostatních. Přijímače pro rádioamatéry jsou k dispozici samostatně i jako součást vysílače.

Primární jednotky přijímačů

Rádioamatérské přijímače by měly být schopné přijímat extrémně slabé signály, oddělovat je od hluku a silných stanic, které jsou vždy přítomny ve vzduchu. Současně je potřebná dostatečná stabilita pro jejich údržbu a demodulaci. Obecně platí, že výkon (a cena) rádia závisí na jeho citlivosti, selektivitě a stabilitě. Existují další faktory spojené s provozními charakteristikami zařízení. Patří mezi ně frekvenční pokrytí a čtení, demodulace nebo detekční režimy DV, SV, KV, VHF rádiových přijímačů, požadavky na napájení. I když se přijímače liší složitostí a výkonem, všechny podporují 4 hlavní funkce: příjem, selektivitu, demodulaci a přehrávání. Někteřítaké obsahují zesilovače pro zvýšení úrovně signálu na přijatelné hodnoty.

Příjem

Toto je schopnost přijímače zpracovávat slabé signály, které jsou nabité anténou. U rádia je tato funkce primárně spojena s citlivostí. Většina modelů má několik zesilovacích stupňů potřebných ke zvýšení výkonu signálu z mikrovoltů na napětí. Celkový zisk přijímače tedy může dosáhnout řádově jednoho milionu. Pro začátečníky radiových amatérů je užitečné vědět, že citlivost přijímače je ovlivněna elektrickým šumem generovaným v obvodech antény a samotném zařízení, zejména ve vstupních a radiofrekvenčních modulech. Vznikají při tepelném narušení molekul vodičů a v součástech zesilovače, jako jsou tranzistory a trubice. Obecně platí, že elektrický šum z frekvence nezávisí a zvyšuje se s teplotou a šířkou pásma. Každé rušení přítomné v anténních svorkách přijímače se zesiluje spolu s přijatým signálem. Existuje tedy limit citlivosti přijímače. Většina moderních modelů může mít 1 μV nebo méně. Mnoho specifik definuje tuto vlastnost v mikrovlnách na 10 dB. Například citlivost 05 μV na 10 dB znamená, že amplituda šumu generovaného v přijímači je asi 10 dB pod signálem 05 μV. Jinými slovy, úroveň šumu přijímače je asi 016 μV. Jakýkoli signál pod touto hodnotou se s nimi překrývá a v dynamice nebude slyšet. Při externích kmitočtech až 20-30 MHz je vnější hluk (atmosférický aantropogenní) je obvykle mnohem vyšší než vnitřní překážky. Většina přijímačů má dostatečnou citlivost pro zpracování signálů v tomto kmitočtovém pásmu.

Selektivita

To je schopnost přijímače naladit požadovaný signál a odmítnout nežádoucí signály. V přijímačích jsou vysoce kvalitní LC filtry používány k přenosu pouze úzkého pásma. Šířka pásma přijímače je tedy důležitá pro odstranění nežádoucích signálů. Selektivita mnoha přijímačů DV je asi několik set hertzů. To stačí k odfiltrování většiny signálů v blízkosti provozní frekvence. Všechny amatérské rádiové přijímače KV a SV pásma musí mít selektivitu přibližně 2500 Hz pro amatérský hlasový příjem. Mnoho vysílačů a vysílačů s přijímačem DV /KV používá spínací filtry, které poskytují optimální příjem signálu jakéhokoli typu.

Demodulace nebo detekce

Jedná se o proces dělení komponenty LF (zvuk) do modulovaného nosného signálu. V demodulačních obvodech se používají tranzistory nebo lampy. Dva nejčastější typy detektorů používaných v RF přijímačích jsou dioda pro PV a SV a ideální mixér pro DF nebo HF.

Přehrávání

Konečným příjmovým procesem je převedení detekovaného zvukového signálu na reproduktor nebo sluchátka. Obvykle se k zesílení slabého výkonu detektoru používá kaskáda s vysokým výkonem. Výstup audio zesilovače je potom přiveden do reproduktoru nebo sluchátekpro přehrávání. Většina rádioamatérských přijímačů má interní reproduktor a výstupní konektor pro sluchátka. Pro sluchátka je vhodný jednoduchý zesilovač s jedním krokem. Pro reproduktory obvykle potřebujete 2 nebo 3-krokový zvukový zesilovač.

Jednoduché přijímače

První přijímače pro amatérské rádio byly jednoduché přístroje, které sestávaly z vibračního obvodu, krystalového detektoru a sluchátek. Mohli přijmout pouze místní rozhlasové stanice. Krystalický detektor však není schopen správně demodulovat signály DV nebo KV. Navíc citlivost a selektivita takového schématu nestačí pro radioamatérskou práci. Můžete je zvýšit přidáním zesilovače zvuku na výstup detektoru.

Přímé zesilovací rádio

Citlivost a selektivitu lze zlepšit přidáním jedné nebo více kaskád. Tento typ zařízení je označován jako přijímač přímého zisku. Mnoho komerčních přijímačů SV ve 20. a 30. letech využilo následující schéma. Některé z nich měly 2-4 stupňové zisky, aby získaly požadovanou citlivost a selektivitu.

Přijímač přímého přeměny

Jedná se o jednoduchý a oblíbený přístup k přijímání DV a KV. Vstupní signál je přiváděn k detektoru spolu s RF z generátoru. Četnost posledně jmenované je o něco vyšší (nebo nižší) než první, takže může být poražena. Pokud je například vstup 71550 kHz a RF generátor je nakonfigurován na 71554 kHz, míchání detektoru generuje zvukový signál 400 Hz. Ten druhý vstupuje do zesilovače na vysoké úrovnikvůli velmi úzkému zvukovému filtru. Selektivita v tomto typu přijímače se dosahuje pomocí oscilujících obvodů LC před detektorem a zvukovým filtrem mezi detektorem a zvukovým zesilovačem.

Superheterodine

Vyvinuto na počátku třicátých let k odstranění většiny problémů, s nimiž se potýkají počáteční typy rádioamatérských přijímačů. Dnes je superheterodynový přijímač používán prakticky ve všech druzích radiových služeb, včetně amatérského rozhlasu, komerční, stejně jako amplitudové a frekvenční modulace a televize. Hlavním rozdílem mezi přijímači s přímým zesílením je převedení vstupního RF signálu na signál (IF).

Zesilovač RF

Obsahuje LC-obrysy, které poskytují určitou selektivitu a jsou omezeny na zvýšení požadované frekvence. Zesilovač RF také poskytuje další výhody v superheterodynových receptorech. Nejprve izoluje kaskády směšovače a lokálního generátoru z obvodu antény. Výhodou radiového přijímače je, že nežádoucí signály, které jsou dvakrát vyšší než je nutné, jsou oslabeny.

Generátor

Vyžaduje se vytvoření sinusového signálu s konstantní amplitudou, jejíž četnost se liší od vstupního nosiče hodnotou rovnou IF. Generátor generuje oscilace, jejichž frekvence může být buď vyšší nebo nižší než síto. Tato volba je určena požadavky na šířku pásma a RF nastavení. Většina z těchto uzlů v přijímačích SV a v nižším rozsahu amatérských VHF přijímačů generuje frekvenci vyšší než vstupní nosič.

Mixér

Účelem tohoto bloku je převést frekvenci vstupního nosného signálu na frekvenci IF zesilovače. Směšovač vysílá 4 hlavní výstupní signály ze 2 vstupů: f 1, f 2, f 1 + f 2, f 1 -f 2. V superheterodynovém receptoru se používá pouze množství nebo rozdíl. Jiné mohou způsobit rušení, pokud nejsou přijata vhodná opatření.

IF zesilovač

Charakteristiky IF zesilovače v superheterodynovém receptoru jsou nejlépe popsány z hlediska zesílení (CU) a selektivity. Obecně řečeno, tyto parametry jsou určeny zesilovačem IF. Selektivita IF zesilovače by měla odpovídat šířce pásma modulovaného RF signálu. Je-li větší, pak sousední kmitočty přenášejí frekvenci a způsobují rušení. Na druhou stranu, pokud je selektivita příliš úzká, některé boční pásy budou vyříznuty. Výsledkem je ztráta jasnosti při přehrávání zvuku pomocí reproduktoru nebo sluchátek. Optimální šířka pásma přijímače krátkých vln je 2300-2500 Hz. Přestože některé z vyšších bočních pásem spojené s řečovými signály nad 2500 Hz, jejich ztráta významně neovlivňuje zvuk nebo informace přenášené operátorem. Pro provoz DV je dostatečná selektivita 400-500 Hz. Tento úzký pás pomáhá odmítnout jakýkoli signál sousední frekvence, který může rušit příjem. V amatérských rádiích, jejichž cena je vyšší, použijte 2 nebo více kaskád IF amplifikace s předchozím vysoce selektivním krystalickým nebo mechanickým filtrem. S takovým rozložením meziBloky používají LC-kontury a IF konvertory. Výběr střední frekvence je určen několika faktory, mezi které patří: zesílení, selektivita a potlačení signálu. U nízkofrekvenčních rozsahů (80 a 40 m) je IF, který se používá v řadě moderních rádiových amatérských přijímačů, 455 kHz. Zesilovače IF mohou poskytnout vynikající zisk a selektivitu 400-2500 Hz.

Detektory a generátory bitů

Detekce nebo demodulace jsou definovány jako proces oddělování komponent zvukových kmitočtů od modulovaného nosného signálu. Detektory superheterodynových přijímačů se také nazývají sekundární a primární je uzel míchačky.

Automatické ovládání zesílení

Účelem místa AGC je udržovat konstantní úroveň výstupního signálu bez ohledu na změny ve vstupu. Rádiové vlny se šíří přes ionosféru, pak oslabují a zesilují kvůli jevu známému jako blednutí. Tím se změní úroveň příjmu anténních vstupů v širokém rozsahu hodnot. Jelikož napětí rektifikovaného signálu v detektoru je úměrné amplitudě přijatého signálu, může být jeho část použita pro řízení faktoru zesílení. U přijímačů, které používají lampy nebo npn tranzistory v uzlech, které předcházejí detektoru, se použije záporné napětí ke snížení hodnoty CU. Zesilovače a směšovače používající pnp tranzistory vyžadují kladné napětí. Některé amatérské přijímače, zvláště nejlepší tranzistory, mají zesilovač AGC pro větší kontrolucharakteristiky zařízení. Automatická regulace může mít různé časové konstanty pro různé typy signálů. Trvalý čas nastavuje dobu trvání ovládání po zastavení vysílání. Například v intervalech mezi frázemi bude přijímač KV okamžitě pokračovat v plném zesílení, což způsobí nepříjemný výbuch šumu.

Měření síly signálu

Některé přijímače a transceiver poskytují indikátor indikující relativní výkon vysílání. Obvykle je část narovnaného signálu z detektoru přiváděna na mikro nebo miliamometr. Pokud má přijímač ARP zesilovač, lze tento uzel použít také pro ovládání indikátoru. Většina měřících přístrojů je kalibrována v jednotkách S (od 1 do 9), což je přibližně 6-dB změna výkonu přijímaného signálu. Průměrná hodnota nebo hodnota S-9 slouží k označení úrovně 50 μV. Horní polovina stupnice S je kalibrována v decibelech nad S-9, obvykle až do 60 dB. To znamená, že přijatá síla signálu je 60 dB nad 50 μV a je rovna 50 mV. Indikátor je zřídka přesný, protože jeho fungování ovlivňuje mnoho faktorů. Je však velmi užitečné při určování relativní intenzity vstupních signálů, stejně jako při kontrole nebo ladění přijímače. U mnoha vysílačů se indikátor používá k zobrazení stavu funkcí přístroje, jako je konečný proud radiofrekvenčního zesilovače a RF výstupní výkon.

Překážky a omezení

Je užitečné pro začátečníky rádioamatérů vědět, že každý příjemce může být obtížné přijímat kvůli třem faktorům: vnější a vnitřní hluk a interferenční signály. Vnější překážky na vysokém kmitočtu, zejména pod 20 MHz, jsou mnohem vyšší než interní překážky. Pouze při vyšších frekvencích uzly přijímače ohrožují velmi slabé signály. Většina šumu je generována v prvním bloku jak v radiofrekvenčním zesilovači, tak ve směšovací kaskádě. Bylo vynaloženo mnoho úsilí na snížení vnitřního hluku přijímače na minimální úroveň. Výsledkem byly obvody a součásti s nízkým šumem. Vnější bariéry mohou způsobit problémy při přijímání slabých signálů ze dvou důvodů. Za prvé, překážky, s nimiž může anténa narazit, mohou maskovat vysílání. Je-li signál blízký nebo pod vstupní šum, je příjem prakticky nemožný. Někteří zkušení operátoři mohou přijímat vysílání na DV i se silným rušením, avšak hlasové a jiné amatérské signály jsou v těchto podmínkách nepochopitelné.