Radios führten lange Zeit die Liste der bedeutendsten Erfindungen der Menschheit an. Die ersten derartigen Geräte wurden nun auf moderne Weise rekonstruiert und verändert, jedoch hat sich an ihrem Aufbauschema wenig geändert - dieselbe Antenne, dieselbe Erdung und ein Schwingkreis, um ein unnötiges Signal herauszufiltern. Zweifellos sind die Pläne seit der Zeit des Schöpfers des Radios, Popov, viel komplizierter geworden. Seine Anhänger entwickelten Transistoren und Mikrosch altkreise, um ein besseres und energieintensiveres Signal zu reproduzieren.
Warum ist es besser, mit einfachen Mustern zu beginnen?
Wer eine einfache Funksch altung versteht, kann sicher sein, dass der größte Teil des Erfolgs im Bereich Montage und Bedienung bereits gemeistert ist. In diesem Artikel analysieren wir mehrere Schemata solcher Geräte, die Geschichte ihres Auftretens und die Hauptmerkmale: Frequenz, Reichweite usw.
Historischer Hintergrund
Der 7. Mai 1895 gilt als Geburtstag des Radios. An diesem Tag demonstrierte der russische Wissenschaftler A. S. Popov seinen Apparat auf einem Treffen der Russischen Physikalischen und Chemischen FakultätGesellschaft.
1899 wurde die erste 45 km lange Funkverbindung zwischen der Insel Hogland und der Stadt Kotka gebaut. Während des Ersten Weltkriegs verbreiteten sich der Direktverstärkungsempfänger und Vakuumröhren. Während der Kampfhandlungen erwies sich die Präsenz eines Funkgeräts als strategisch notwendig.
Im Jahr 1918 entwickelten die Wissenschaftler L. Levvy, L. Schottky und E. Armstrong gleichzeitig in Frankreich, Deutschland und den USA die Methode des Überlagerungsempfangs, aber aufgrund schwacher Vakuumröhren wurde dieses Prinzip nur in weit verbreitet den 1930er Jahren.
Transistorgeräte erschienen und wurden in den 50er und 60er Jahren entwickelt. Der erste weit verbreitete Vier-Transistor-Funkempfänger, der Regency TR-1, wurde vom deutschen Physiker Herbert Matare mit Unterstützung des Industriellen Jacob Michael entwickelt. Es wurde 1954 in den USA verkauft. Alle alten Radios verwendeten Transistoren.
In den 70er Jahren begann das Studium und die Implementierung integrierter Sch altkreise. Empfänger werden jetzt mit großartiger Knotenintegration und digitaler Signalverarbeitung weiterentwickelt.
Instrumentenspezifikationen
Sowohl alte als auch moderne Radios haben bestimmte Eigenschaften:
- Empfindlichkeit - die Fähigkeit, schwache Signale zu empfangen.
- Dynamikbereich - gemessen in Hertz.
- Störfestigkeit.
- Selektivität (Selektivität) - die Fähigkeit, Fremdsignale zu unterdrücken.
- Interner Geräuschpegel.
- Stabilität.
Diese Eigenschaften sind es nichtWechseln Sie in neue Generationen von Receivern und bestimmen Sie deren Leistung und Benutzerfreundlichkeit.
Wie Radios funktionieren
In der allgemeinsten Form arbeiteten die Funkempfänger der UdSSR nach folgendem Schema:
- Aufgrund von Schwankungen im elektromagnetischen Feld tritt in der Antenne ein Wechselstrom auf.
- Schwingungen werden gefiltert (Selektivität), um Information von Rauschen zu trennen, d.h. ihre wichtige Komponente wird aus dem Signal extrahiert.
- Das empfangene Signal wird in Ton umgewandelt (bei Radios).
Nach einem ähnlichen Prinzip erscheint ein Bild auf einem Fernseher, digitale Daten werden übertragen, funkgesteuerte Geräte funktionieren (Kinderhubschrauber, Autos).
Der erste Empfänger glich eher einer Glasröhre mit zwei Elektroden und Sägespänen darin. Die Arbeiten wurden nach dem Prinzip der Einwirkung von Ladungen auf Metallpulver durchgeführt. Der Empfänger hatte nach modernen Maßstäben einen enormen Widerstand (bis zu 1000 Ohm), da das Sägemehl einen schlechten Kontakt miteinander hatte und ein Teil der Ladung in den Luftraum rutschte, wo es sich auflöste. Im Laufe der Zeit wurden diese Sägespäne durch einen Schwingkreis und Transistoren zum Speichern und Übertragen von Energie ersetzt.
Je nach individueller Sch altung des Empfängers kann das darin enth altene Signal einer zusätzlichen Filterung nach Amplitude und Frequenz, Verstärkung, Digitalisierung zur weiteren Softwareverarbeitung usw. unterzogen werden. Eine einfache Funkempfängersch altung sorgt für eine einzige Signalverarbeitung.
Terminologie
Ein Schwingkreis in seiner einfachsten Form heißt Spule undKondensator in einem Stromkreis geschlossen. Mit ihrer Hilfe kann aus allen eingehenden Signalen das gewünschte aufgrund der Eigenschwingungsfrequenz der Sch altung ausgewählt werden. Radioempfänger der UdSSR sowie moderne Geräte basieren auf diesem Segment. Wie funktioniert das alles?
Funkempfänger werden in der Regel mit Batterien betrieben, deren Anzahl von 1 bis 9 variiert. Für Transistorgeräte werden häufig 7D-0,1- und Krona-Batterien mit einer Spannung von bis zu 9 V verwendet einfache Funkempfängersch altung benötigt, desto länger funktioniert sie.
Nach der Frequenz der empfangenen Signale werden die Geräte in folgende Typen eingeteilt:
- Langwelle (LW) - von 150 bis 450 kHz (leicht in der Ionosphäre gestreut). Bodenwellen sind wichtig, deren Intensität mit der Entfernung abnimmt.
- Mittelwelle (MW) - von 500 bis 1500 kHz (tagsüber leicht in der Ionosphäre gestreut, aber nachts reflektiert). Tagsüber wird die Reichweite durch Bodenwellen bestimmt, nachts durch reflektierte Wellen.
- Kurzwelle (HF) - von 3 bis 30 MHz (sie landen nicht, sie werden ausschließlich von der Ionosphäre reflektiert, daher gibt es eine Funkstillezone um den Empfänger herum). Bei geringer Sendeleistung können Kurzwellen große Entfernungen zurücklegen.
- Ultrakurzwelle (VHF) - von 30 bis 300 MHz (haben in der Regel eine hohe Durchdringungsfähigkeit, werden von der Ionosphäre reflektiert und umgehen problemlos Hindernisse).
- Hochfrequenz (HF) - von 300 MHz bis 3 GHz (wird in Mobilfunk und Wi-Fi verwendet, in Sichtweite betrieben, nicht um Hindernisse herumgehen undgeradlinig ausbreiten).
- Extreme High Frequency (EHF) - von 3 bis 30 GHz (wird für die Satellitenkommunikation verwendet, von Hindernissen reflektiert und in Sichtweite betrieben).
- Hyperhochfrequenz (HHF) - von 30 GHz bis 300 GHz (gehen nicht um Hindernisse herum und werden wie Licht reflektiert, werden sehr begrenzt verwendet).
Bei Verwendung von KW, MW und LW kann in großer Entfernung zum Sender gesendet werden. Das VHF-Band empfängt Signale genauer, aber wenn der Sender nur diese unterstützt, funktioniert das Hören anderer Frequenzen nicht. Der Empfänger kann mit einem Player zum Hören von Musik, einem Projektor zum Anzeigen auf entfernten Oberflächen, einer Uhr und einem Wecker ausgestattet sein. Die Beschreibung der Funkempfängersch altung mit solchen Zusätzen wird komplizierter.
Durch die Einführung eines Mikrochips in Funkempfänger konnten der Empfangsradius und die Frequenz von Signalen deutlich erhöht werden. Ihr Hauptvorteil ist ein relativ niedriger Energieverbrauch und eine geringe Größe, die bequem zu tragen ist. Der Mikrosch altkreis enthält alle notwendigen Parameter für Signal-Downsampling und Lesbarkeit der Ausgangsdaten. Digitale Signalverarbeitung dominiert moderne Geräte. Funkempfänger der UdSSR waren nur für die Übertragung eines Audiosignals bestimmt, erst in den letzten Jahrzehnten hat sich das Gerät der Empfänger weiterentwickelt und ist komplizierter geworden.
Schemata der einfachsten Empfänger
Das Schema des einfachsten Funkempfängers für den Bau eines Hauses wurde bereits in den Tagen der UdSSR entwickelt. Damals wie heute wurden Geräte unterteilt in Detektor, Direktverstärkung, Direktumwandlung,Superheterodyne-Typ, Reflex, regenerativ und superregenerativ. Am einfachsten in Wahrnehmung und Montage sind Detektorempfänger, von denen man annehmen kann, dass die Entwicklung des Radios zu Beginn des 20. Jahrhunderts begann. Am schwierigsten zu bauen waren Geräte, die auf Mikrosch altungen und mehreren Transistoren basierten. Wenn Sie jedoch ein Schema verstehen, sind andere kein Problem mehr.
Einfacher Detektorempfänger
Die Sch altung des einfachsten Funkempfängers besteht aus zwei Teilen: einer Germaniumdiode (D8 und D9 reichen aus) und einem Haupttelefon mit hohem Widerstand (TON1 oder TON2). Da der Sch altkreis keinen Schwingkreis enthält, kann er die Signale eines bestimmten Radiosenders, der in einem bestimmten Gebiet ausgestrahlt wird, nicht empfangen, aber er wird seine Hauptaufgabe bewältigen.
Um zu funktionieren, brauchst du eine gute Antenne, die du auf einen Baum werfen kannst, und ein Erdungskabel. Allerdings reicht es aus, ihn an einem massiven Metallsplitter (z. B. an einem Eimer) zu befestigen und wenige Zentimeter im Boden zu vergraben.
Option Schwingkreis
In der vorherigen Sch altung zur Einführung von Selektivität können Sie eine Induktivität und einen Kondensator hinzufügen, wodurch ein Schwingkreis entsteht. Jetzt können Sie, falls gewünscht, das Signal eines bestimmten Radiosenders abfangen und sogar verstärken.
Ventil-regenerativer Kurzwellenempfänger
Röhrenfunkgeräte, deren Sch altung recht einfach ist, sind dafür ausgelegt, Signale von Amateurstationen auf kurze Distanz zu empfangen - auf den Reichweiten von UKW(Ultrakurzwelle) bis LW (Langwelle). In dieser Sch altung arbeiten Fingerbatterielampen. Sie generieren am besten auf UKW. Und der Widerstand der Anodenlast wird durch Niederfrequenz entfernt. Alle Details sind im Diagramm dargestellt, nur Spulen und eine Drossel können als hausgemacht betrachtet werden. Wenn Sie Fernsehsignale empfangen möchten, besteht die L2-Spule (EBF11) aus 7 Windungen mit einem Durchmesser von 15 mm und einem Draht von 1,5 mm. Für einen Amateurempfänger reichen 5 Umdrehungen aus.
Direktverstärkungsradio mit zwei Transistoren
Die Sch altung enthält eine magnetische Antenne und einen zweistufigen Bassverstärker - dies ist ein abgestimmter Eingangsschwingkreis des Radioempfängers. Die erste Stufe ist der HF-modulierte Signaldetektor. Der Induktor ist in 80 Windungen mit PEV-0, 25-Draht (ab der sechsten Windung gibt es einen Abgriff von unten gemäß Diagramm) auf einen Ferritstab mit einem Durchmesser von 10 mm und einer Länge von 40, gewickelt
Eine so einfache Funksch altung ist dafür ausgelegt, starke Signale von nahe gelegenen Sendern zu erkennen.
Supergeneratives FM-Gerät
FM-Empfänger, zusammengebaut nach dem Modell von E. Solodovnikov, ist einfach zu montieren, hat aber eine hohe Empfindlichkeit (bis zu 1 μV). Solche Geräte werden für hochfrequente Signale (über 1 MHz) mit Amplitudenmodulation verwendet. Aufgrund der starken positiven Rückkopplung steigt die Verstärkung der Stufe auf unendlich und die Sch altung tritt in den Erzeugungsmodus ein. Aus diesem Grund tritt eine Selbsterregung auf. Um dies zu vermeiden und den Receiver als Hochfrequenzverstärker zu verwenden, stellen Sie den Pegel einKoeffizient und, wenn er diesen Wert erreicht, stark auf ein Minimum reduziert. Zur Überwachung der konstanten Verstärkung können Sie einen Sägezahnimpulsgenerator verwenden oder es einfacher machen.
In der Praxis fungiert der Verstärker oft selbst als Generator. Mit Hilfe von Filtern (R6C7), die niederfrequente Signale hervorheben, wird der Durchgang von Ultraschallschwingungen zum Eingang der nachfolgenden ULF-Kaskade begrenzt. Für FM-Signale 100-108 MHz wird die L1-Spule in eine halbe Windung mit einem Querschnitt von 30 mm und einem linearen Teil von 20 mm mit einem Drahtdurchmesser von 1 mm umgewandelt. Und die L2-Spule enthält 2-3 Windungen mit einem Durchmesser von 15 mm und einem Draht mit einem Querschnitt von 0,7 mm innerhalb der halben Windung. Empfangsverstärkung verfügbar für Signale ab 87,5 MHz.
Gerät auf einem Chip
Das in den 70er Jahren entwickelte HF-Radio gilt heute als Prototyp des Internets. Kurzwellensignale (3-30 MHz) legen große Entfernungen zurück. Es ist einfach, den Receiver so einzurichten, dass er eine Sendung in einem anderen Land hört. Dafür erhielt der Prototyp den Namen Weltfunk.
Einfacher HF-Empfänger
Eine einfachere Funkempfängersch altung hat keinen Mikrosch altkreis. Deckt den Frequenzbereich von 4 bis 13 MHz und bis zu 75 Meter Länge ab. Essen - 9 V von der Krona-Batterie. Als Antenne kann ein Draht dienen. Der Empfänger funktioniert über Kopfhörer vom Player. Die Hochfrequenz-Abhandlung ist auf den Transistoren VT1 und VT2 aufgebaut. Durch den Kondensator C3 entsteht eine positive Rückladung, geregelt durch den Widerstand R5.
ModernRadios
Moderne Geräte sind den Funkempfängern der UdSSR sehr ähnlich: Sie verwenden dieselbe Antenne, auf der schwache elektromagnetische Schwingungen auftreten. In der Antenne treten hochfrequente Vibrationen von verschiedenen Radiosendern auf. Sie dienen nicht direkt der Signalübertragung, sondern übernehmen die Arbeit der nachfolgenden Sch altung. Jetzt wird dieser Effekt mit Hilfe von Halbleiterbauelementen erreicht.
Receiver waren Mitte des 20. Jahrhunderts weit verbreitet und wurden seitdem trotz ihrer Verdrängung durch Mobiltelefone, Tablets und Fernseher kontinuierlich verbessert.
Die allgemeine Anordnung von Radioempfängern hat sich seit der Zeit von Popov leicht verändert. Wir können sagen, dass die Sch altungen viel komplizierter geworden sind, Mikrosch altungen und Transistoren wurden hinzugefügt, es ist möglich geworden, nicht nur ein Audiosignal zu empfangen, sondern auch einen Projektor einzubetten. Aus Receivern wurden also Fernseher. Wenn Sie möchten, können Sie jetzt alles in das Gerät einbauen, was Ihr Herz begehrt.
