Funkciou rádiového prijímača je prijímať signál a vykonávať demoduláciu na zotaviť sa signál pôvodnej správy. Rádiový vysielač vysiela signál v počiatočnej fáze. Anténa prítomná na strane vysielača vyžaruje signál, ktorý je zachytený druhou anténou prítomnou na rádiový prijímač .
Už sme diskutovali o procese prenosu pomocou rádiového vysielača. Proces modulácie je hlavným princípom rádiových vysielačov, kde sa signál prenáša cez komunikačný kanál do prijímača. Hlavným princípom prijímača je demodulácia. Poďme diskutovať o procese príjmu a obnovy signálu v rádiovom prijímači.
príkaz java if
AM demodulácia
Proces demodulácie AM je podobný ako pri FM (Frequency Modulation) a iných typoch modulácie. Jediným rozdielom je zmena v demodulačnom bloku prijímača. Proces demodulácie rádiového prijímača zahŕňa spracovanie prijatého signálu na obnovenie signálu v základnom pásme, ktorý je tiež známy ako signál správy.
Predpokladáme, že signál utrpel pri prenose cez komunikačný kanál veľký útlm. Zosilnenie prijatého signálu je teda nevyhnutné na zlepšenie útlmu.
Bloková schéma rádiového prijímača je uvedená nižšie:
Nosič prijatého signálu je známy ako RF (Rádio Frequency) nosná s prevádzkovou frekvenciou Fr . Funkciou RF zosilňovača je zosilniť prijímaný signál, aby sa odstránil akýkoľvek útlm v signáli, ktorý je prítomný ako začiatočný blok rádiového prijímača. Po zosilnení odovzdá signál do mixér . RF nosný signál sa vynásobí sínusovým priebehom poskytovaným systémom lokálny oscilátor pracujúce na frekvencii Fo. Pomáha pri prevode nosnej frekvencie na frekvenciu základného pásma. Proces demodulácie je práve opakom procesu modulácie. Pri modulácii sa frekvencia základného pásma konvertuje na nosnú frekvenciu, zatiaľ čo pri demodulácii sa nosná frekvencia konvertuje späť na frekvenciu základného pásma.
Proces miešania dvoch signálov je známy ako heterodynizácia . Ak je zvolená frekvencia oscilátora nad RF frekvenciou, proces miešania je známy aj ako Superheteroyne .
Násobenie nosného signálu so sínusovým priebehom vytvára dve výstupné frekvencie, ktoré sú súčtom a rozdielom dvoch frekvencií týchto signálov. Sumárna frekvencia je Fo + Fr a rozdielová frekvencia je Fo - Fr.
Zmiešavač implicitne obsahuje filter, ktorý odmieta súčet frekvencií a odovzdáva rozdielové frekvencie (Fo - Fr) AK (stredná frekvencia) dopravca . RF nosič je nahradený IF nosičom, aby sa vytvoril medzifrekvenčný rozsah na výstupe. Výstup IF nosiča sa aplikuje na IF zosilňovač . Výstup je ďalej odovzdaný do demodulátor a nakoniec k filter základného pásma , ktorý obnovuje signál v základnom pásme. Hlavnou funkciou prijímača teda bolo vykonať konverziu z nosnej frekvencie na frekvenciu základného pásma. Ak je signál dostatočne silný na demoduláciu, je možné sa vyhnúť filtrom a zosilňovačom. Nosný vstupný signál je v takýchto prípadoch privedený priamo do mixéra.
V prípade metódy synchrónnej demodulácie musíme použiť asynchrónny nosný zdroj.
RF zosilňovače môžu mať niekoľko stupňov zosilnenia v závislosti od požiadaviek a sily signálu.
Hlavnou výhodou superheterodynného princípu je naladenie prijímača na rôzne signály. Tu nepotrebujeme samostatný zosilňovací stupeň a samostatné ladenie. Sťažuje to proces prenosu. Pri použití princípu superheterodyn stačí zmeniť frekvenciu lokálneho oscilátora tak, aby prešiel z jednej RF frekvencie na druhú.
AGC (automatické ovládanie zisku)
Napäťové zosilnenie na prijímači v niekoľkých stupňoch zosilnenia je veľmi vysoké. Vyžaduje sa, keď má vstup veľmi nízku frekvenciu a požadovaný výstup má vysokú frekvenciu. Vysoký zisk konvertuje nízkofrekvenčné signály na vysokofrekvenčné. Pomáha pri prenose veľmi slabých signálov. Ak je však vstupný signál vysokofrekvenčný, vysoký zisk na prijímači by nebol výhodou a môže spôsobiť skreslenie. AGC automaticky upravuje zisk detekciou sily signálu. V opačnom prípade je pre efektívny prenos potrebné neustále nastavovanie v systéme, čo sa stáva zložitým.
Funkcie rádiového prijímača
Funkcie rádiového prijímača sú nasledovné:
Amplifikácia
Zosilnenie je prvou podstatnou časťou príjmu na rádiovom prijímači. Prichádzajúci rádiový signál je vo všeobecnosti utlmený. Zosilňovač pomáha pri odstraňovaní útlmu signálu. Ďalšou funkciou zosilňovačov je zvýšenie amplitúdy vstupných rádiových signálov. Na zvýšenie amplitúdy využíva energiu z batérií alebo zástrčiek. Dnes väčšina zariadení používa tranzistor na účely zosilnenia.
Zosilňovače sa používajú na vysielacom aj prijímacom konci. V prvej fáze sa používa na to, aby bol signál vhodný na moduláciu. Na prijímacej strane sa používa na to, aby bol signál zbavený šumu a posielal sa do prijímača (napríklad reproduktora).
Demodulácia
Signál prechádza z mnohých modulátorov, mixérov a zosilňovačov. Na prijímači sa signál demoduluje, aby sa oddelil pôvodný signál od modulovaného nosného signálu. Robí sa to pomocou demodulátora. Každý typ prijímača vyžaduje iný proces demodulácie. Napríklad,
DSBSC (Double Sideband Suppress Carrier) vyžaduje koherentnú metódu detekcie pre demoduláciu
SSBC (Single Sideband with Carrier) vyžaduje na demoduláciu metódu detektora obálok
ako nájsť skryté aplikácie v systéme Android
FM prijímač používa demodulátor typu FM
Pásmové filtrovanie
Rôzne vysielače vysielajú rádiové vlny na rôznych frekvenciách, aby sa zabránilo interferencii medzi signálmi. Každý vysielač má príslušný prijímač, ktorý vyberá svoj signál na základe frekvencie. Pásmové filtre slúžia na odfiltrovanie požadovaného rádiového signálu pre príslušný vysielač. Filtruje požadovaný signál a blokuje ostatné signály prítomné na iných frekvenciách. Pomáha detekovať požadovaný signál a uzemniť všetky ostatné rádiové signály na rezonančných frekvenciách. Môže obsahovať aj ladené obvody medzi anténou a zemou.
Typy rádiových prijímačov
Rádiové prijímače sú klasifikované ako:
- Superheteroynový prijímač
- Regeneračný prijímač
- Super regeneračný prijímač
- Prijímač priamej konverzie
- Vyladený rádiofrekvenčný prijímač
Superheteroynový prijímač
Vyššie diskutovaný prijímač je superheteroynový prijímač. Používa frekvenčné miešanie na prevod frekvencií na strednú frekvenciu (IF). Vynašiel ho americký vynálezca a elektrotechnik s názvom Edwin Armstrong . Ale vďaka skorému patentu bola zásluha za vynález pripísaná francúzskemu výrobcovi rádií Lucien Lavy . Väčšina prijímačov používaných v procese prenosu údajov sú prijímače Superheteroyne. Niektoré prijímače sú založené aj na priamom vzorkovaní.
Na začiatku éry rozhlasových prijímačov, TRF (Tuned Radio Frequency) prijímače boli bežne používané kvôli ich nízkej cene a jednoduchej prevádzke. Tieto prijímače boli menej populárne kvôli vysokej cene a kvalifikovanej práci potrebnej na ich prevádzku. Po 20. rokoch 20. storočia vznikli superheterodynné prijímače založené na IF frekvencii, známej aj ako IF transformátory . Nahradili ho však vákuové rádiové prijímače vynájdené okolo tridsiatych rokov minulého storočia.
Regeneračný prijímač
Regeneračné prijímače sa všeobecne používajú na zvýšenie zosilnenia zosilňovačov. Bol vynájdený a patentovaný v roku 1914 Edwin Armstrong . Prijímače sa používali medzi rokmi 1915 a 2. svetovou vojnou kvôli ich lepšej citlivosti a selektivite. Princípom takýchto prijímačov je pozitívna spätná väzba, ktorá funguje ako regeneračný proces. Výstup sa opäť aplikuje na vstup, aby sa zvýšilo jeho zosilnenie. V tridsiatych rokoch 20. storočia boli tieto prijímače nahradené prijímačmi TRF a Superheterodyn kvôli ich nevýhode rušenia žiarením. Ale regeneračné prijímače sú široko používané v zosilňovačoch a oscilátoroch.
Super regeneračný prijímač
Je to regeneračný prijímač s veľkým typom regenerácie na dosiahnutie vysokého zosilnenia. Edwin Armstrong ho tiež vynašiel v roku 1922. Používa sa v rôznych zariadeniach, ako sú vysielačky a bezdrôtové siete. Funguje dobre pre AM (amplitúdová modulácia) a širokopásmové FM (frekvenčná modulácia), zatiaľ čo regeneračné prijímače fungujú dobre pre úzkopásmové FM. Super regeneračné prijímače nedokážu správne detegovať signály SSB 9Single Sideband), pretože sa vždy sám rozkmitáva. Dokáže prijímať najsilnejšie signály, pretože najlepšie funguje pre frekvenčné pásma bez akéhokoľvek rušenia.
Prijímač priamej konverzie
Funkcia DCR (Direct Conversion Receiver) je podobná funkcii prijímača Superheteroyne, s výnimkou konverzie frekvencie na IF (strednú frekvenciu). DCR demoduluje prichádzajúci rádiový signál pomocou synchrónnej detekcie riadenej lokálnym oscilátorom. Frekvencia je takmer ekvivalentná nosnej frekvencii. Nezahŕňa zložitosť dvoch frekvenčných konverzií ako prijímač Superheteroyne. Používa iba jeden frekvenčný menič. Ak sa v prijímači Superheteroyne použije synchrónny detektor sledujúci medzifrekvenčný stupeň, demodulovaný výstup by bol rovnaký ako v prijímači s priamou konverziou.
Vyladený rádiofrekvenčný prijímač
The TRF (Tuned Radio Frequency) používa jeden alebo viac vysokofrekvenčných (RF) zosilňovačov na extrakciu zvukového signálu z prichádzajúceho rádiového signálu. Koncept použitia viac ako jedného RF zosilňovača spočíval v zosilnení prichádzajúceho signálu v každej nasledujúcej fáze, čo pomáha pri odstraňovaní rušenia. Prevádzka skorých vynájdených prijímačov bola zložitá kvôli oddelenému ladeniu frekvencie na frekvenciu stanice. Ale neskoršie modely boli ovládané pomocou jediného gombíka na ovládanie frekvencie. TRF bol nahradený superheterodynnými prijímačmi, ktoré vynašiel Edwin Armstrong okolo tridsiatych rokov minulého storočia.
História
V roku 1887 nemecký fyzik menoval Heinrich Hertz identifikoval prvé rádiové vlny pomocou série svojich experimentov založených na elektromagnetickej (EM) teórii. Vynález bol založený na rôznych typoch antén vrátane iskrových excitovaných dipólových antén. Dokázali však detekovať iba prenos do vzdialenosti 100 stôp od vysielača. V tom istom roku objavil aj vysielač iskrového plynu.
- Tieto vysielače boli populárne medzi rokmi 1887 a 1917. Ale informácie prenášané týmito iskrovými vysielačmi boli zašumené a neboli vhodné na prenos zvuku.
- Prvé vynájdené rádiové prijímače teda dokázali detekovať iba rádiové vlny a prijímacie zariadenie sa nazývalo detektor. V tom čase neexistovali zosilňovače na zosilnenie signálu.
- V roku 1895 G Marconi vyvinul prvý rádiový komunikačný systém.
- V roku 1897 Marconi a ďalší výskumníci akceptovali používanie ladené obvody pri prenose rádiových vĺn. Tiež sa správa ako pásmový filter tým, že prejde požadovaným rozsahom frekvencií a odmietne druhý, keď je pripojený medzi anténu a detektor.
- Okolo roku 1900 sa rádiá začali komerčne využívať po celom svete.
- Na rádiový prenos boli použité koherentné detektory. V ranom rozhlasovom prijímači sa používal až 10 rokov.
- V roku 1907 boli koherentné detektory nahradené tzv kryštálové detektory .
- Do roku 1920 boli objavené rôzne detektory, ako sú elektrolytické detektory a magnetické detektory.
- V roku 1920 vynález o vákuový trubicový detektor nahradil všetky ostatné detektory objavené pred 20. rokmi 20. storočia. Počas tejto éry bol detektor premenovaný na a demodulátor .
- Demodulátor bolo zariadenie, ktoré dokázalo extrahovať zvukové signály z rádiového signálu.
- V roku 1924 vynález reproduktora s dynamickým jadrom zlepšil zvukovú frekvenčnú odozvu systému v porovnaní s predchádzajúcimi vynájdenými reproduktormi.
- Potom boli vynájdené rôzne typy rádiových prijímačov.
- V roku 1947 prišla éra tranzistorov a našla rôzne aplikácie rádiového prenosu.
- Po 70. rokoch minulého storočia digitálna technológia vytvorila ďalšiu revolúciu a preložila celé obvody prijímača do čipu.