Основні параметри радіоприймачів
Чутливість радіоприймача визначається мінімальною величиною електрорушійної сили сигналу в антені, при якій на виході радіоприймача одержують номінальну вихідну потужність або напругу. Чутливість вимірюється в мілівольтах. Чим вищий рівень зовнішніх завад і власного шуму на вході радіоприймача, тим більшим повинен бути рівень сигналу для його впевненого прийому і тим меншою є чутливість радіоприймача.
Селективність – це здатність радіоприймача виділяти і підсилювати лише сигнал вибраної радіостанції з сукупності всіх зовнішніх сигналів, що утворюються в антені від усіх інших радіопередавачів і завад. Селективність, як відносна величина, вимірюється в децибелах і становить для радіомовлення з амплітудною модуляцією 20-60 дБ (що відповідає послабленню сигналу сусідньої станції в 10-1000 разів).
Ширина смуги частот високочастотного тракту визначається смугою спектра сигналу, який приймається. Для різних сигналів цей показник різний: для телефонних каналів зв'язку з амплітудною модуляцією - 6 кГц; для радіомовлення при АМ-сигналі - 9 кГц, а при ЧМ-сигналі - 250 кГц; для імпульсних радіолокаторів - від 1 до 100 МГц.
В радіомовленні і радіозв'язку діапазони розбивають на піддіапазони, а в межах піддіапазонів "розтягують" їх окремі ділянки.
Динамічний діапазон радіоприймача визначається відношенням максимальної амплітуди сигналу на його вході при допустимому рівні нелінійних спотворень до величини чутливості.
Номінальна потужність і напруга сигналу на виході – це такі величини потужності і напруги, які забезпечують працездатність кінцевого перетворювача сигналу (гучномовець, телефон, акустична система, електронно-променева трубка тощо) без помітних нелінійних спотворень сигналу в ньому. Вони визначаються типом цього перетворювача і можуть лежати в межах від часток до десятків ват і вольт.
Структурна схема радіоприймачів детекторного типу та прямого підсилення
В склад будь-якого радіоприймального пристрою входять антена, приймач та вихідний пристрій.
Приймання радіосигналів полягає в перетворенні енергії електромагнітних хвиль на енергію високочастотних струмів за допомогою антен на основі закону електромагнітної індукції. З великої кількості різноманітних сигналів, струми яких наводяться в антені, потрібний сигнал виділяється коливальним контуром завдяки його резонансним властивостям. Оскільки радіосигнал є лише носієм інформації, зміст якої закладено в низькочастотному модулюючому коливанні, то для відтворення інформації або її реєстрації треба виконати демодуляцію прийнятого сигналу високої частоти.
Таким чином, найпростіший радіоприймач повинен складатися з антени, вхідного резонансного кола, детектора та реєструючого або відтворюючого низькочастотного пристрою, наприклад телефону (рисунок 1). Такий радіоприймач називається детекторним.
Цей найпростіший радіоприймач не потребує навіть джерела живлення, що забезпечило йому широке розповсюдження в перші роки розвитку радіомовлення. Але такий найпростіший радіоприймач має дуже погану селективність, зумовлену вибірними властивостями лише одного коливального контуру, і незначну чутливість, бо приймання сигналів ведеться зовсім без підсилення. Тому такий радіоприймач ефективний лише в довгохвильовому діапазоні для місцевих потужних радіостанцій.
Рисунок 1. Функціональна схема приймача детекторного типу
Приймач прямого підсилення (рисунок 2.) складається з наступних функціональних блоків.
Вхідні кола – один або декілька коливальних контурів, які настроюються на частоту визначеного сигналу з багатьох, струми яких наводяться в антені А. Цей сигнал, частота якого fC, потрапляє на вхід приймача. Перестроюють вхідне коло в межах діапазону елементом коливального контуру (наприклад, конденсатором змінної ємності С1).
Підсилювач радіочастоти, який підсилює сигнал, що поступив. Навантаженням підсилювача радіочастоти служить коливальний контур, який також налаштовується на частоту fC, тобто, підсилювач радіочастоти одночасно з вхідним колом перестроюється на ту саму частоту конденсатором С2, механічно зв’язаним з конденсатором С1.
Детектор, який виділяє з підсиленого сигналу сигнал інформації і крім того, виробляє постійну напругу, пропорційну напрузі прийнятого сигналу, який надходить в систему автоматичного регулювання підсилення (АРП).
Підсилювач звукової частоти, який підсилює сигнал інформації до необхідного рівня.
Гучномовець – кінцевий прилад, призначений для перетворення сигналу інформації, представленого в електричній формі, в акустичний сигнал, який відповідає початковому звуку.
Приймачі прямого підсилення застосовують рідко, так як вони не забезпечують достатньо якісний прийом.
Рисунок 2. Функціональна схема приймача прямого підсилення
Будова супергетеродинного радіоприймача
Супергетеродинний радіоприймач складається з наступних функціональних частин.
Вхідні кола – призначені для передачі коливань корисного сигналу із антени на перший каскад підсилювача радіочастоти і послаблення дії інших сигналів.
Підсилювач радіочастоти – призначений для підсилення напруги прийнятого сигналу, підвищення вибірності по дзеркальному каналу.
Гетеродин – допоміжний малопотужний генератор гармонічних коливань, частота fГ вихідного сигналу якого відрізняється від частоти настройки вхідного кола та підсилювача радіочастоти на постійну у всьому діапазоні перестройки частоту. Гетеродин перестроюється одночасно з вхідним колом та підсилювачем радіочастоти строєним блоком конденсаторів С1, С2 та С3 змінної ємності.
Змішувач, на входи якого надходять прийнятий сигнал частотою fС та сигнал гетеродина частотою fГ, а на виході з’являється сигнал різницевої частоти fГ-fС або fС-fГ, що називається проміжною fПЧ. В процесі перестройки приймач в межах діапазону змінюється частота приймаючого сигналу fС та одночасно частота гетеродина fГ. Номінали елементів коливальних контурів вхідного кола, підсилювача радіочастоти вибирають так, щоб при будь-якому куті α повороту ротора блока конденсаторів змінної ємності частота гетеродина відрізнялася від частоти приймаючого сигналу на проміжну частоту fПЧ. Модуляція сигналу проміжної частоти аналогічна модуляції прийнятого сигналу.
Підсилювач проміжної частоти підсилює сигнал на проміжній частоті.
Детектор – призначений для виділення сигналу звукової частоти із модульованого сигналу.
Підсилювач звукової частоти – призначений для підсилення продетектованих сигналів.
В супергетеродинних приймачах сигнал АРП подають на підсилювач радіочастоти та підсилювач проміжної частоти.
Рисунок 1. Функціональна схема супергетеродинного радіоприймача